Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ Diesel

Tài liệu tham khảo Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ Diesel

LỜI NÓI ĐẦU

Động cơ đốt trong từ khi ra đời cho đến nay đã góp phần vào việc giải phóng sức lao động cho con người, nâng cao năng suất lao động, thúc đẩy khoa học

kỹ thuật phát triển Cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học- công nghệ như hiện nay, động cơ đốt trong không ngừng được cải thiện với nhiều tính năng hiện đại hơn

Với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hóa đang ngày càng phát triển mạnh

mẽ nước ta đang phấn đấu trở thành một nước công nghiệp hóa, hiện đại hóa Để đạt được mục tiêu đó đòi hỏi phải có một nguồn nhân lực dồi dào, có trình độ khoa học kỹ thuật tốt Vấn đề đào tạo nhân lực, phát triển nhân tài luôn được Đảng và Nhà Nước ta đặc biệt chú trọng Xuất phát từ chủ trương đó, các trường dạy học của

cả nước nói chung và trường Đại Học Nha Trang nói riêng rất chú trọng đến công tác đào tạo, nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo trong nhà trường Trường Đại Học Nha Trang đã và đang xây dựng chương trình giáo trình điện tử với mục đích đáp ứng nhu cầu học tập ngày càng cao của sinh viên Giúp sinh viên có điều kiện quan sát những mô hình lý thuyết, từ đó dễ dàng tiếp cận thực tế

Xuất phát từ lý do đó nên tôi quyết định chọn đề tài :“ Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống l àm mát động cơ diesel ” làm đồ án tốt nghiệp cho mình, nhằm góp phần nhỏ bé của

mình vào việc xây dựng bài giảng điện tử để phục vụ giảng dạy môn động cơ tại trường Đại Học Nha Trang Nội dung của đề tài này bao gồm có 6 chương:

Chương 5: Thiết kế mô phỏng

Chương 6: Kết luận và đề xuất ý kiến

Sau 3 tháng làm việc nghiêm túc cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Đình Long nay tôi đã hoàn thành bản đồ án của mình

Vì đây là lĩnh vực mới, khả năng của bản thân có hạn nên đề tài còn bị thiếu sót Qua đây tôi rất mong được sự góp ý của quý thầy cô giáo cùng bạn đọc và cuối cùng tôi xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình truyền thụ kiến thức, đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Đình Long đã quan tâm, hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này

Nha trang, tháng 6 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Nhật Thạnh

CHƯƠNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Giới thiệu chung về động cơ

Động cơ đốt trong từ khi ra đời cho đến nay đã góp phần vào việc giải phóng sức lao động cho con người, nâng cao năng suất lao động, thúc đẩy khoa học kỹ thuật phát triển Với cuộc cách mạng khoa học công nghệ như hiện nay, động cơ đốt trong không ngừng được cải thiện với nhiều tính năng hiện đại hơn góp phần vào sự

phát triển của sản xuất

Vậy, động cơ là gì và động cơ đốt trong là gì?

Động cơ là loại máy có chức năng biến đổi một dạng năng lượng nào đó thành cơ năng

Ta có thể phân loại tổng quát động cơ như hình 1.1

Động cơ nhiệt là loại máy có chức năng biến đổi nhiệt năng thành cơ năng

……

Động cơ Đốt trong

Động cơ Đốt ngoài

Động cơ Nhiệt

Động cơ Thủy lực

Căn cứ vào vị trí đốt nhiên liệu, người ta phân chia động cơ nhiệt thành hai: động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài Ở động cơ đốt trong, nhiên liệu được đốt cháy bên trong không gian công tác động cơ Ở động cơ đốt ngoài, nhiên liệu được đốt cháy trong lò đốt riêng biệt để cấp nhiệt cho môi chất công tác (MCCT), sau đó MCTC được dẫn vào không gian công tác của động cơ, tại đó MCCT dãn nở để chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng

Theo cách phân loại như trên thì các loại động cơ có tên thường gọi như: động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ piston quay, động cơ piston tự do, động cơ phản lực, tuabin khí… đều có thể xếp vào nhóm động cơ đốt trong; còn động cơ hơi nước kiểu piston, động cơ stirling, tuabin hơi nước thuộc nhóm động cơ đốt ngoài Tuy nhiên theo quy ước, thuật ngữ “động cơ đốt trong” ( internal combustion Engine ) thường được dùng chỉ loại động cơ có cơ cấu truyền lực kiểu piston – thanh truyền – trục khuỷu, trong đó piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xylanh động cơ Các loại động cơ khác thường được gọi bằng các tên riêng, ví dụ: động cơ piston quay ( rotary engine ), động cơ phản lực ( jet engine ), tuabin khí (gas tuabin )

Động cơ đốt trong được phân loại theo các tiêu chí khác nhau như bảng 1.1 Động cơ đốt cháy bằng tia lửa – loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu được đốt cháy bằng tia lửa được sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoài không gian công tác của xylanh Chúng ta có thể gặp những kiểu động cơ đốt cháy bằng tia lửa với các tên gọi khác như: động cơ Otto, động cơ carburetor, động cơ phun xăng, động cơ đốt trong cưỡng bức, động cơ hình hành hỗn hợp cháy từ bên ngoài, động cơ xăng, động cơ gas v.v Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt cháy bằng tia lửa thường là nhiên liệu lỏng dễ bay hơi như: xăng, cồn, benzol, khí hóa lỏng… Trong các loại nhiên liệu kể trên thì nhiên liệu xăng là sử dụng phổ biến nhất từ thời

kỳ đầu phát triển động cơ cho đến nay

Bảng 1.1

Loại nhiên liệu Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng dễ bay hơi như:

CTCT

Động cơ 4 kỳ Động cơ 2 kỳ Phương pháp nạp

Theo tính năng Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao tốc

Động cơ công suất nhỏ, vừa và lớn Theo công dụng Động cơ cơ giới đường bộ

Động cơ thủy Động cơ máy bay Động cơ tĩnh tại

Động cơ diesel – là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu tự đốt cháy khi được phun vào buồng đốt chứa khí nén có áp suất và nhiệt độ cao

Động cơ 4 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành sau 4 hành trình của piston

Động cơ 2 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thanh sau 2 hành trình của piston

 Ưu, nhược điểm của động cơ đốt trong so với các loại động cơ nhiệt khác là:

- Ưu điểm

+ Hiệu suất có ích e cao , động cơ diesel tăng áp bằng tua bin khí hiện đại

có hiệu suất có ích đạt tới e = (0,4 0,52) , trong khi đó hiệu suất có ích của máy hơi nước e =(0,09 0,14), của tuabin hơi nước e = (0,02  0,28) và của tuabin khí

+ Khả năng quá tải kém

+ Công suất cực đại không cao

+ Nhiên liệu đắt và cạn dần trong thiên nhiên

+ Ô nhiễm môi trường vì khí xả và ồn

Mặc dù vậy, do những ưu điểm kể trên, nên động cơ đốt trong được sử dụng rộng khắp trên các lĩnh vực công nghiệp, nông lâm ngư nghiệp, giao thông vận tải

Do đó, trong vài ba thập niên tới, động cơ đốt trong vẫn là loại động cơ không thể thay thế, do những động cơ khác tuy ưu việt hơn nhưng vì lý do kinh tế

và kỹ thuật nên chưa được chế tạo hàng loạt

Trong đồ án tốt nghiệp này ta chỉ nghiên cứu động cơ đốt trong, đối tượng nghiên cứu cụ thể là động cơ diesel

1.2 Cấu tạo động cơ diesel

Cấu tạo của động cơ bao gồm các bộ chính phận sau:

Để đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu, dầu nhờn, nước và không khí cho động

cơ diesel chính và phụ, cũng như loại bỏ sản phẩm cháy của thiết bị năng lượng tàu

và điều khiển nó, người ta trang bị các hệ thống phục vụ

1.3.2 Phân loại hệ thống phục vụ động cơ

Rõ ràng sự làm việc tin cậy của động cơ diesel phụ thuộc trực tiếp vào sự hoạt động của các hệ thống phục vụ Do vậy yêu cầu độ tin cậy của các hệ thống phục vụ không được thấp hơn độ tin cậy của chính động cơ Các hệ thống phục vụ động cơ bao gồm:

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu: động cơ diesel

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG TRAO ĐỔI KHÍ ĐỘNG CƠ DIESEL

2.1 Tổng quan về hệ thống trao đổi khí động cơ diesel

2.1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu

2.1.1.1 Nhiệm vụ

Hệ thống thay đổi khí có nhiệm vụ đóng và mở các xupap xả và nạp đối với động cơ 4 kỳ, còn ở động cơ 2 kỳ thì piston điều khiển việc đóng mở các cửa quét

và cửa xả, phục vụ cho việc xả sạch hết sản vật cháy trong xylanh từ chu trình trước

ra khỏi xylanh và nạp đầy không khí mới, sạch vào xylanh động cơ nhằm đảm bảo đốt cháy hết nhiên liệu trong chu trình tiếp theo, lượng không khí nạp vào xylanh càng nhiều và công suất động cơ sinh ra càng lớn

2.1.1.2 Yêu cầu

Các xupap phải đóng mở đúng thời điểm quy định Đối với động cơ 2 kỳ, piston cũng phải đóng mở cửa nạp, cửa xả đúng thời điểm, các bộ phận truyền động của hệ thống phải hoạt động chính xác

Các xupap phải kín khít, không để nó lọt khí để đảm bảo công suất động cơ

và hiệu suất cao Độ mở của các xupap phải đủ lớn để khí lưu thông dễ dàng

Việc nạp phải đầy, nghĩa là hệ số nạp phải cao, việc xả phải sạch, nghĩa là hệ

số khí sót phải thấp Yêu cầu này đạt đến đâu tùy thuộc vào từng loại động cơ 4 kỳ hay 2 kỳ, phương pháp trao đổi khí, cấu tạo các bộ phận của cơ cấu

2.1.2 Phân loại

 Động cơ không tăng áp

- Động cơ diesel 4 kỳ

+ Xupap treo + Xupap đặt

- Động cơ diesel 2 kỳ

+ Quét vòng

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý các hệ thống phân phối khí

2.2.1.1 Động cơ không tăng áp

1 Động cơ diesel 4 kỳ

a Xupap treo

Sơ đồ của hệ thống trao đổi khí có xupap treo được thể hiện như hình 2.1

Hình 2.1 Cơ cấu phân phối khí có xupap treo

1 trục cam; 2 con đội; 3 lò xo xupap; 4 xupap; 5 nắp máy; 6 thân máy; 7 đũa đẩy; 8 đòn gánh; 9 cò mổ

- Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay sẽ truyền chuyển động cho trục cam

1 Khi trục cam 1 quay, quả cam truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội 2, đũa đẩy 7 làm cho đòn gánh 8 quay quanh trục của nó Đầu đòn gánh sẽ đè xupap 4 xuống mở cửa cho khí đi vào xylanh, khi vấu cam ở vị trí cao nhất thì xupap mở hoàn toàn

Trục cam tiếp tục quay làm vấu cam đi xuống, lúc này cam không còn đội con đội nữa, dưới tác dụng của lực lò xo 4 làm cho xupap đậy kín bệ xupap, đồng thời đũa đẩy đi xuống theo chiều ngược lại

Tùy loại xupap nạp hay xả, mà ta có thể điều chỉnh khe hở nhiệt của các xupap này Sở dĩ cần phải có khe hở nhiệt là vì khi động cơ hoạt động, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất của môi chất công tác trong buồng đốt rất cao, xupap tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao nên giãn nở, làm tăng chiều dài xupap, buồng đốt

bị hở, động cơ hoạt động với công suất không đạt yêu cầu, hiệu suất không cao Ngoài ra hệ thống còn có trục giảm áp dùng để đóng hoặc mở hé xupap xã để thực hiện việc giảm áp cho xylanh khi cần

Thông thường, khe hở nhiệt của xupap xả nằm trong khoảng (0,3  1,5) mm, còn xupap nạp nằm trong khoảng (0,1  0,2) mm

Số xupap trên nắp xylanh, tỷ số kết cấu của xupap được bố trí và chọn sao cho phù hợp Động cơ diesel 4 kỳ bố trí từ 2 đến 4 xupap trên nắp xylanh Góc côn của đĩa xupap thường chọn  = (30  45)

- Ưu nhược điểm của loại cơ cấu này: Có nhiều chi tiết hơn và được bố trí ở

thân máy và nắp xylanh nên làm tăng chiều cao động cơ Lực quán tính của các chi tiết tác dụng lên bề mặt cam và con đội lớn hơn Nắp máy của động cơ phức tạp hơn nên khó khăn khi chế tạo Tuy nhiên, do xupap bố trí trong phần không gian của xylanh dạng treo nên buồng cháy rất gọn Đây là điều kiện tiên quyết có tỷ số nén cao Mặt khác, dòng khí lưu động ít bị ngoặt nên tổn thất nhỏ, tạo điều kiện thải sạch và nạp đầy hơn

b Xupap treo có trục cam đặt trên nắp xylanh

Sơ đồ hệ thống trao đổi khí xupap treo có trục cam đặt trên nắp xylanh được thể hiện trên hình 2 2

- Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ làm việc, trục cam 3 quay thì quả cam trên trục cam quay sẽ truyền chuyển động tịnh tiến trực tiếp cho xupap 1, khi đó trục cam trực tiếp điều khiển quá trình làm việc của các xupap, không cần thông qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh …

- Ưu nhược điểm của cơ cấu này: Hệ thống phân phối khí này tuy hệ trục và

2 cặp bánh răng côn có phức tạp, chế tạo khó, nhưng cơ cấu làm việc dịu êm hơn Bởi vì không có chi tiết máy chuyển động tịnh tiến qua lại có điểm dừng

Loại này có xupap rỗng, ghép Bulông 5 giúp ta điều chỉnh chiều dài xupap,

sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữa mặt tựa của cam và đuôi xupap) Tuy nhiên khi làm việc, xupap xả thường nóng tới (300  400)C, vì vậy các đường ren

dễ bị kẹt do han rỉ, làm cho việc điều chỉnh bulông 5 khó khăn

Hình 2.2 Cơ cấu phân phối khí có xupap treo, trục cam đặt trên nắp xylanh

1 xupap xả; 2 lò xo xupap; 3 trục cam; 4 đĩa tựa ; 5 bulông điều chỉnh;

6 thân xupap rỗng; 7 vành tựa; 8 mặt trụ; 9 đĩa tựa lò xo

Lò xo xupap ở đây gồm 2 cái khác nhau, đường kính khác nhau, chiều xoắn ngược nhau, chiều dài bằng nhau, có tác dụng tránh cộng hưởng nên tăng độ bền, hạn chế khả năng rơi xupap vào xylanh

Ở các động cơ nhỏ đôi khi người ta đúc xupap thành một khối, như vậy không điều chỉnh được khe hở nhiệt Trong trường hợp này người ta để khe hở nhiệt lớn một chút, khi mòn càng lớn ta có thể nghe tiếng gõ khi máy làm việc Nhưng hệ thống này cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn

Hình 2.3 Hệ thống trao đổi khí có xupap đặt

Hệ thống phân phối khí này hoạt động thông qua con đội 2 trực tiếp truyền chuyển động cho xupap 4 Khi thay đổi chiều cao tuyệt đối của con đội sẽ điều chỉnh được khe hở nhiệt

- Ưu nhược điểm của cơ cấu này: Hệ thống thay đổi khí có xupap đặt làm

tăng diện tích buồng đốt nhưng ít chi tiết và làm việc an toàn hơn hệ thống thay đổi khí có xupap treo Vì giả sử móng hãm xupap có tuột ra, xupap cũng không rơi vào trong buồng đốt, không gây hư hỏng cho nhóm xylanh-piston

Cơ cấu phân phối khí xupap đặt chỉ được dùng trong một số động cơ xăng và phương tiện vận tải

Trên bánh đà của động cơ lúc nào cũng có dấu để xác định thời điểm này của xylanh số 1 theo thứ tự sinh công của máy, dễ dàng xác định các thời điểm tương tự của các xylanh còn lại

2 Động cơ diesel 2 kỳ

Dựa theo hướng chuyển động của dòng khí quét, người ta chia ra kiểu quét vòng và quét thẳng

a Hệ thống trao đổi khí quét vòng

Với phương án quét vòng, dòng khí chuyển động từ cửa quét lên nắp xylanh, sau đó theo hướng ngược lại từ nắp xylanh xuống cửa xả, dựa vào các cửa quét và

cửa xả quanh chu vi xylanh người ta phân ra sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang và quét vòng về một phía

+ Sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang

Phương án này dùng cho nhiều loại động cơ, các cửa quét được bố trí đối diện với các cửa xả, được chế tạo có góc nghiêng với trục tâm và đường kính xylanh, chiều cao cửa xả lớn hơn chiều cao cửa quét Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 2.4

Khi piston đi xuống, đến cuối hành trình giãn nở, các cửa xả mở, từ thời điểm này đến lúc mở cửa quét, sản vật cháy tự do xả ra khỏi xylanh

Piston tiếp tục đi xuống, và khi đỉnh của nó đi qua mép của cửa quét, khí nạp mới đã được nén tới áp suất lớn hơn áp suất khí quyển tràn vào xylanh qua cửa quét, đẩy phần khí cháy còn lại ra khỏi xylanh động cơ, đồng thời nạp đầy không gian công tác của xylanh Khi piston gần điểm chết dưới, một phần không khí thổi từ cửa quét sang cửa xả, vì thế chất lượng làm sạch xylanh kém

Sơ đồ thay đổi khí kiểu này có nhược điểm là: từ lúc đóng cửa quét đến lúc đóng cửa xả thì một phần không khí bị rò lọt ra ngoài Do làm sạch xylanh không

Hình 2.4 Sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang

hoàn thiện và tổn thất khí nạp, nên ở hệ thống thay đổi khí quét vòng ngang, lượng khí sót tăng lên

+ Sơ đồ trao đổi khí quét vòng về một phía

Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 2.5

Ở sơ đồ này, các cửa quét a và cửa xả b được bố trí về một phía, đường ống

xả, bình chứa khí quét bố trí về một bên, làm giảm chiều rộng động cơ Các cửa xả được bố cao hơn các cửa quét Khi piston dịch chuyển xuống phía dưới, các cửa xả được mở ra, lúc này diễn ra quá trình xả tự do Piston tiếp tục dịch chuyển và mở cửa quét Lúc này diễn ra các quá trình quét và xả cưỡng bức cho đến khi đóng cửa quét Độ nghiêng xuống của các cửa quét và độ lõm của đỉnh piston tạo nên hướng chuyển động của dòng khí về phía đỉnh, sau đó quét dọc lên nắp xylanh và quay trở lại về cửa xả Như vậy không khí nạp qua các cửa quét chuyển động vòng theo xylanh Phần lớn thời gian của thời kỳ này, không khí nạp vào xylanh đẩy sản vật cháy ra ngoài Gần cuối thời kỳ diễn ra sự hòa trộn không khí với khí xả và tổn thất qua cửa xả Trong các động cơ có sơ đồ thay đổi khí quét vòng về một phía, chất

Hình 2.5 Sơ đồ trao đổi khí quét về 1 phía của động cơ MAN

a cửa quét; b cửa xả

lượng làm sạch xylanh tốt hơn ( r = 0,05  0,09 ), nhưng suất tiêu hao không khí quét không lớn ( a = 1,6 )

Sau khi đóng các cửa quét, các cửa xả còn mở nên piston dịch chuyển đi lên

sẽ gây ra tổn thất khí nạp Để rút ngắn thời kỳ này, các cửa quét được chế tạo cao dần từ tâm ra ngoài, còn các cửa xả thì ngược lại

b Hệ thống trao đổi khí quét thẳng

Dòng không khí chuyển động dọc theo tâm xylanh và đẩy sản vật cháy ra ngoài, không khí ít hòa trộn với khí cháy Nhờ trao đổi khí tốt, các động cơ tàu thủy

2 kỳ quét thẳng có hệ số khí sót thấp ( r = 0,05  0,09 ) Dựa vào kết cấu của cơ cấu điều khiển xả, sơ đồ hệ thống thay đổi khí quét thẳng được phân ra: quét thẳng qua xupap và quét thẳng qua cửa

+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap thải (hình 2.6)

Các cửa quét 2 trong tất cả các trường hợp đều nằm phía dưới lót xylanh và

bố trí đều theo chu vi Nhờ vậy đảm bảo tiết diện lưu thông khi chiều cao các cửa quét không lớn, đồng thời phân bố đều không khí theo tiết diện ngang của xylanh Tất cả các cửa sổ được chế tạo đều nhau về hình dáng và chiều cao

Hình 2.6 Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap thải

1 xupap xả; 2 cửa quét

Việc phân bố các cửa kiểu tiếp tuyến ( hình cắt A-A ) đảm bảo xoáy dòng khí nạp vào xylanh và chuyển động hình vít từ cửa quét đến cửa xả 1 Vận động xoáy kiểu tiếp tuyến của không khí được giữ nguyên cho đến cuối hành trình nén sẽ tạo điều kiện hòa trộn tốt hỗn hợp

Sản vật cháy từ xylanh xả qua các xupap bố trí ở nắp xylanh Đối với các động cơ khác nhau, số xupap thay đổi từ 1 đến 4 Các xupap được đẫn động bằng trục phối khí thông qua cơ cấu cam hoặc dẫn động thủy lực Khi piston dịch chuyển xuống điểm chết dưới, các xupap xả được mở ra trước, từ thời điểm này đến thời điểm mở cửa quét diễn ra xả tự do Trong thời kỳ mở cửa, diễn ra đồng thời quét xylanh và xả cưỡng bức Các xupap xả được đóng muộn hơn các cửa quét, nhưng tổn thất khí nạp không đáng kể, do đó có thể coi kết thúc quá trình trao đổi khí và bắt đầu quá trình nén tương ứng với thời điểm đóng các cửa quét

Việc sử dụng xupap xả cho phép lựa chọn pha phối khí có lợi nhất khi chế tạo động cơ Để giảm tổn thất khí nạp, một số động cơ dùng pha đóng mở các xupap không đối xứng so với điểm chết dưới: góc mở sớm lớn hơn góc đóng muộn (so với điểm chết dưới) Trong đó các động cơ thấp tốc hiện đại, nhờ tính kinh tế của chúng

và hiệu quả cao của hệ thống tăng áp mà không thể dùng các pha phối khí đối xứng làm giảm ứng suất nhiệt xupap xả và không cần đảo chiều cơ cấu dẫn động các xupap xả

+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa thải

Sơ đồ hệ thống được dùng trong các loại động cơ piston đối đỉnh được thể hiện trên hình 2.7 Sơ đồ trao đổi khí kiểu này có cửa xả 1 và cửa quét 2 được bố trí

ở 2 phía của xylanh Một piston đóng mở cửa xả, một piston đóng mở cửa quét

Để đảm bảo mở sớm các cửa xả và xả khí tự do thì cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston đóng mở cửa xả được đặt sớm hơn (6  12) góc quay trục khuỷu so với cửa quét, theo chiều quay của trục khuỷu Nhờ vậy lúc bắt đầu trao đổi khí, các cửa xả mở sớm hơn các cửa quét, đảm bảo xả tự do

Cuối thời kỳ thay đổi khí, các cửa quét đóng muộn hơn các cửa xả nên có thể nạp thêm Các cửa được bố trí đều xung quanh lót xylanh, các cửa quét được bố trí theo hướng tiếp tuyến, đảm bảo vận tốc xoáy lốc dòng khí trong xylanh giống như ở

sơ đồ thay đổi khí quét thẳng qua xupap Hệ thống này có nhược điểm là kết cấu phức tạp, ứng suất nhiệt của piston đóng mở cửa xả cao, làm xấu quá trình thay đổi khí đối với động cơ tự đảo chiều khi làm việc ở hành trình lùi

Để hướng dòng khí theo hướng xác định khi nạp vào xylanh thì các cửa quét được chế tạo có góc nghiêng với trục và tâm của nó

2.2.1.2 Động cơ diesel tăng áp

1.Tăng áp dẫn động cơ khí

Truyền động từ trục khuỷu động cơ, qua bánh răng, xích hoặc dây đai dẫn động máy nén khí kiểu li tâm, kiểu rôto, phiến gạt hoặc kiểu trục vít …Việc truyền động bằng cơ khí giữa động cơ và máy nén có thể với tỷ số truyền không đổi hoặc thay đổi

Máy nén khí 1 được truyền động từ động cơ qua bộ truyền động 2 Không khí sạch ở bên ngoài môi trường được máy nén đẩy qua các cánh ống khuếch tán 3 sau đó cung cấp cho động cơ

Hình 2.7 Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa thải

1 cửa xả; 2 cửa quét

Ưu điểm: có kết cấu tương đối đơn giản, chi phí cho lắp đặt, bảo dưỡng, vận

hành không cao mà hoạt động rất an toàn Đảm bảo tính lai dắt động cơ là tốt nhất

so với các loại động cơ đang được tăng áp bằng các phương pháp khác

Phương pháp tăng áp truyền động cơ giới chỉ áp dụng cho các động cơ có áp suất tăng áp pk  (1,5 1,6) kG/cm2 , thường được sử dụng độc lập ở những động cơ công suất nhỏ, mức độ tăng áp thấp, hoặc kết hợp với phương pháp tăng áp dùng TBK-MN trong các động cơ cỡ lớn

2 Tăng áp nhờ năng lượng khí thải

Nguồn năng lượng để nén không khí được lấy từ khí thải Nhóm này lại được chia làm 2 loại:

+ Tăng áp tuabin khí: Máy nén khí được dẫn động từ tuabin khí, hoạt động nhờ

năng lượng khí thải động cơ Không khí từ ngoài trời qua máy nén được nén tới áp suất pk > po rồi vào xylanh động cơ

Do tăng áp tuabin khí được dẫn động nhờ năng lượng khí thải, không phải tiêu thụ công suất động cơ như tăng áp cơ khí, nên có thể làm tăng tính kinh tế của động cơ, nói chung có thể giảm suất tiêu hao nhiên liệu khoảng (3  10)

Hình 2.8 Tăng áp dẫn động cơ khí

1 máy nén; 2 bộ truyền động; 3 ống khuếch tán

Ở động cơ tăng áp cao, người ta thường trang bị làm mát trung gian nhằm giảm nhiệt độ, qua đó nâng cao mật độ không khí tăng áp đi vào động cơ

Phạm vi ứng dụng: dùng rộng rãi trên vùng cao nguyên nhằm hồi phục công suất động cơ Mặt khác tăng áp tuabin khí thải còn tạo điều kiện giảm ồn, giảm thành phần độc hại trong khí xả Những động cơ diesel có công suất từ 35kW đến 35000kW phần lớn đều dùng tăng áp tuabin khí

+ Tăng áp bằng sóng khí: Khí thải của động cơ tiếp xúc trực tiếp với không

khí trên đường tới xylanh, trong bộ tăng áp bằng sóng khí, để nén số không khí này trước khi được nạp vào động cơ

3 Tăng áp hỗn hợp

Trên một số động cơ, ngoài phần tăng áp tuabin khí còn dùng thêm một bộ tăng áp dẫn động cơ khí Ví dụ trên động cơ 2 kỳ, để có áp suất khí quét cần thiết khi khởi động cũng như chạy ở tốc độ thấp và tải nhỏ, phải sử dụng tăng áp hỗn hợp Tăng áp hỗn hợp được sử dụng theo 2 phương án: lắp nối tiếp và lắp song song

Hình 2.9 Tăng áp dùng TBK-MN

1 máy nén khí ly tâm; 2 rôto tuabin

2.2.2 Cấu tạo và sửa chữa các bộ phận của hệ thống trao đổi khí

b Cấu tạo, phân loại

Khi phân tích kết cấu trục cam có một số vấn đề về đặc điểm kết cấu sau: Cam nạp và cam thải trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình cam thường làm liền với trục (hình 2.10)

Một vài động cơ cỡ lớn có cam rời được lắp trên trục bằng then và được kẹp chặt bằng đai ốc

Các dạng cam gồm có cam lồi, cam tiếp tuyến và cam lõm Phổ biến là cam lồi gồm các cung tròn như cam hai cung và cam ba cung (hình 2.11 a,b)

Hình 2.10

1 đầu trục cam; 2 cổ trục; 3 cam nạp và cam thải

Hình 2.11 a,b cam lồi; c cam tiếp tuyến; d cam lõm

Để tránh bị kẹt, độ dịch dọc của trục thường được giới hạn bằng một vai tựa

tì vào thân máy Tại đây có đệm điều chỉnh

Để thuận tiện cho việc lắp ráp, người ta bố trí đường kính các cổ cam nhỏ dần về phía đuôi trục Tuy nhiên sẽ phức tạp cho việc chế tạo và thay thế phụ tùng khi sửa chữa

Trục cam của động cơ tự đổi chiều quay có 2 hệ thống cam: “cam tiến” và

“cam lùi”, các hệ thống cam này được bố trí lệch nhau một góc đổi chiều (hình 2.12b)

Để đổi chiều quay cho động cơ, trục cam phải có khả năng dịch dọc hoặc quay tương đối so với trục khuỷu khi cần

Ở các động cơ loại nhẹ, người ta thường làm trục cam rỗng

Biên dạng cam là mặt dẫn mở trên cam để tránh sự chậm trễ trong cơ cấu truyền động xupap Nó gồm có phần đỉnh để mở xupap và phần lưng để đóng xupap

c Hao mòn, hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

+ Hao mòn, hư hỏng

- Các cổ trục cam mòn nhỏ, mòn côn, mòn méo

Nguyên nhân: Mòn nhỏ do ma sát với ổ đỡ trục cam; mòn côn, mòn méo do trục cam bị cong

Hình 2.12b

1 quả cam tiến; 2 quả cam lùi Hình 2.12a

- Góc phân phối bị thay đổi do các vấu cam mòn thấp, biến dạng, trục cam bị xoắn vặn

- Các cổ trục cam, vấu cam mòn thành gờ rãnh

Nguyên nhân: Dầu bôi trơn kém; khe hở lắp ghép với ổ đỡ quá lớn gây va đập; chất lượng bạc lót kém

- Trục cam bị cong có vết nứt do lực va đập mạnh, vật liệu chế tạo kém

- Kiểm tra độ dịch dọc của trục cam: lắp trục cam vào thân máy, dùng căn lá

đo khe hở giữa đầu trục cam và thân máy xong đem so sánh với bảng tiêu chuẩn

Độ dịch dọc cho phép  0,3 mm

+ Sửa chữa

- Các hỏng nhỏ như: Bong tróc bề mặt làm việc, cạnh sắt trên các vấu cam, được sửa chữa bằng cách tẩy nhẵn bóng tróc, cạnh sắc xong tiếp tục sử dụng

- Các hỏng lớn: Rạn nứt, gãy, bóng tróc bề mặt làm việc lớn thì thay thế

- Trường hợp trục cam cong quá 0,05 mm, phải nén lại trên bàn ép chuyên dùng

- Các cổ trục cam mòn côn, mòn méo, còn nằm trong kích thước sử dụng thì sửa chữa bằng cách mài trên máy mài chuyên dùng, xong tiếp tục sử dụng

- Các cổ trục cam mòn côn, mòn méo, hết kích thước sử dụng được sửa chữa bằng phương pháp mạ hoặc phun đắp kim loại sau đó gia công lại theo kích thước tiêu chuẩn

2 Con đội

a Nhiệm vụ: Con đội xupap là bộ phận tựa trên mấu cam, nó hoạt động

trong một ống dẫn hướng thẳng đứng, mặt tiếp xúc cam thường được tôi cứng để đảm bảo lâu mòn Con đội có nhiệm vụ truyền chuyển động tịnh tiến cho đũa đẩy

b Cấu tạo, phân loại: Theo kết cấu con đội dùng trong cơ cấu trao đổi khí

được chia làm các loại sau:

+ Con đội phẳng

Trong cơ cấu phối khí xupap đặt, con đội dẫn động xupap, do đó con đội phải có vít để điều chỉnh khe hở nhiệt ở tâm con đội (hình 2.13a) Bề mặt nấm tiếp xúc với cam thường có đường kính lớn phụ thuộc vào kích thước của cam Để con đội có trọng lượng nhỏ, thân con đội được chế tạo với đường kính nhỏ hơn đường kính với bề mặt tiếp xúc với cam Do đó, con đội có hình nấm (hình 2.13a) Nhưng

do thân con đội có đường kính nhỏ nên áp suất tiếp xúc lớn làm tăng khả năng mài mòn Chính vì kết cấu nấm như vậy nên khi lắp ráp vào lỗ con đội trên thân máy phải lắp từ dưới lên trước khi lắp trục cam Khi tháo thay thế hoặc sửa chữa con đội phải tháo trục cam

Trong cơ cấu xupap treo, con đội tì lên đũa đẩy nên có thể làm rỗng con đội

để giảm trọng lượng mà vẫn giữ đường kính thân con đội bằng đường kính bề mặt tiếp xúc với cam Do đó con đội có dạng hình trụ (hình 2.13b) Với đường kính phần thân lớn nên ít mòn hơn và việc chế tạo cũng như tháo lắp dễ dàng

Hình 2.13

a con đội hình nấm; b con đội hình trụ

+ Con đội có con lăn

Con đội có con lăn (hình 2.14) có ưu điểm là: giảm ma sát, mòn đều, về nguyên tắc có thể dùng cho mọi loại cam: cam lồi, cam lõm, cam tiếp tuyến Nhưng thân con đội con lăn không được phép xoay nên phải có kết cấu chống xoay cho con đội Để nhằm mục đích này, trên thân con đội có phay một rãnh hãm nhỏ, trên thân động cơ lắp một vít hãm, đầu vít có chốt lắp khít trong rãnh hãm trên thân con đội (hình 2.14a)

Nhược điểm chính của con đội này là lượng lớn nên chỉ dùng cho động cơ

có tốc độ chậm và trung bình

Con đội có con lăn dạng đủa và lò xo giảm va đập có ưu điểm làm giảm va đập trong quá trình máy làm việc với tốc độ cao, hơn nữa trục con lăn bi kim ít hư hỏng hơn trục con lăn thường khi làm việc với tốc độ cao Vì vậy nó thường được dùng trong máy có tốc độ cao (hình 2.14a)

+ Con đội thủy lực có tác dụng giảm va đập rất tốt nên thường được dùng

cho động cơ diesel tàu thủy cỡ lớn (hình 2.15a)

Con đội đáy phẳng có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nhưng bề mặt làm việc chịu ma sát lớn, loại này thường dùng cho máy nhỏ (hình 2.16)

Hình 2.14 Con đội con lăn Hình 2.15

a con đội thuỷ lực; b con đội có con lăn và lò xo

Đòn bẩy thường được dùng thay thế cho con đội trong các động cơ tàu thuỷ

Nó gồm có một cần nhận lực hướng bên, một con lăn và một đệm đỡ cần đẩy (hình 2.16a)

Những con đội có con lăn ở đầu nhằm làm giảm ma sát, còn ở những con đội đáy phẳng và đáy cầu người ta tạo cho nó chuyển động quay bằng cách bố trí điểm tiếp xúc lệch tâm so với đường tâm của con đội, nhờ vậy mà mặt tiếp xúc của con đội mòn đều, khoảng lệch tâm e thường vào khoảng (1,5  3,0) mm

c Hao mòn, hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

+ Hao mòn, hư hỏng thường gặp

- Thân con đội bị mòn, xước

Nguyên nhân: Do ma sát với ống dẫn hướng; dầu bôi trơn kém làm tốc độ mài mòn tăng

- Ốc điều chỉnh mòn vẹt, mòn lõm

Nguyên nhân do tác dụng lực với đuôi xupap

- Đế con đội mòn lõm, mòn vẹt mất bề mặt bán cầu

Nguyên nhân là do con đội bị kẹt với ống dẫn hướng, con đội không xoay được

+ Kiểm tra, sửa chữa

 Kiểm tra

- Kiểm tra độ mòn nhỏ, mòn méo, mòn côn thân con đội

Dùng panme đo, ghi lại kích thước rồi đem so sánh với tiêu chuẩn

Hình 2.16

a con đội phẳng và có con lăn; b con đội đáy phẳng

- Kiểm tra độ mòn vẹt bán cầu đế con đội

Dùng đồng hồ so kiểm tra, nếu độ mòn vẹt > 0,01mm thì phải sửa chữa

- Kiểm tra vết xước thân con đội và bề mặt bán cầu, mòn vẹt mòn lõm ốc điều chỉnh

- Ốc điều chỉnh bị mòn vẹt, mòn lõm, thì thay hoặc mài phẳng

- Trường hợp mặt cầu của đế con đội bị mòn, sửa chữa bằng phương pháp mài trên đá mài chuyên dùng hình cầu

3 Đũa đẩy

a Nhiệm vụ, cấu tạo

Đũa đẩy thường dùng cho động cơ có xupap treo Nó truyền chuyển động từ

b Hao mòn hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

- Đũa đẩy bị cong do vật liệu chế tạo kém, điều chỉnh không đúng

- Đặt đũa đẩy lên bàn máp lăn đi lăn lại, nhìn khe hở giữa đũa đẩy và bàn máp để kiểm tra độ cong

- Đũa đẩy bị cong thì nắn lại, gãy thì thay

Hình 2.17 Đũa đẩy Hình 2.18 Các dạng liên kết đũa đẩy và đòn gánh

a khớp cầu; b con lăn; c vít điều chỉnh

Bạc lót giữa đòn gánh và trục đòn gánh thường hình ống, bằng hợp kim đồng chì, ghép găng với đòn gánh Việc bôi trơn cho bạc - trục đòn gánh bằng dầu, qua lỗ khoan từ giá đỡ trục đòn gánh tới Vì vậy cần lưu ý lắp đúng vị trí bạc khi tháo ráp

Đối với các động cơ trục cam truyền động trực tiếp cho đòn gánh, để giảm

ma sát người ta dùng đòn gánh con lăn (hình 2.20)

c Hao mòn, hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

- Đòn gánh mòn rộng các gối đỡ, mòn các đầu tác dụng do ma sát với trục đòn gánh và do tác dụng với đuôi xupap, đầu thanh đẩy

- Dùng dưỡng chuyên dùng hoặc đòn gánh mẫu để kiểm tra xác định độ cong, xoắn biên dạng của đòn gánh đang sử dụng Dùng mắt kiểm tra mòn hỏng các

b Cấu tạo, phân loại

Về vật liệu chế tạo xupap: đối với xupap thải thường sử dụng thép hợp kim chịu nhiệt có các thành phần như silic, crôm, măngan Để tiết kiệm vật liệu có thể chỉ chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rồi hàn với thân xupap bằng thép thông thường Để chống mòn và chống gỉ, người ta mạ lên bề mặt làm việc của xupap một lớp mỏng hợp kim côban Đối với xupap nạp người ta củng sử dụng thép hợp kim crôm, măngan hoặc hợp kim chịu nhiệt có thêm thành phần silic Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt không cần cao như đối với vật liệu của xupap thải

Người ta thường bố trí các xupap trong nắp xylanh theo phương thẳng đứng, nhằm đảm bảo cho cán xupap và ống lót dẫn hướng xupap bị mòn ít nhất Thông thường, các xupap được mở hướng vào trong xylanh, để khi áp suất trong xylanh lớn thì các xupap tỳ sát hơn và kín hơn vào ổ đặt của nó Khi áp suất trong xylanh giảm đi hoặc trong xylanh có độ chân không tương đối thì các xupap được đóng kín dưới tác dụng của lực lò xo

Tiết diện lưu thông của các xupap càng lớn càng tốt, nhằm giảm tổn thất áp suất khi thay đổi môi chất để có được hệ số nạp cao

Xupap có thể được lắp trực tiếp vào nắp xylanh Kết cấu kiểu này cho phép tăng đường kính nấm xupap lên khoảng 20 Tuy nhiên, việc sửa chữa, thay thế sẽ phức tạp hơn xupap có thể được lắp trên một thân riêng, còn gọi là hộp xupap Kết cấu dạng xupap hộp mặt dù phức tạp hơn, nhưng làm cho việc tháo, lắp và rà xupap thuận lợi hơn mà không phải tháo nắp xylanh

Cấu tạo của xupap gồm hai phần cơ bản là cán xupap và nấm xupap Theo cấu tạo, xupap có thể được chia thành hai loại: loại liền và loại ghép Thông thường

người ta dùng loại xupap liền Trong những động cơ diesel cao tốc người ta dùng xupap có kết cấu loại hàn Cán và nấm xupap được chế tạo riêng rẽ bằng những vật liệu khác nhau, sau đó được hàn lại với nhau Ở những động cơ diesel thấp tốc, các xupap thường dùng cũng là loại ghép Cán được chế tạo bằng thép, nấm được chế tạo từ gang chịu nhiệt (hình 2.22a)

Vùng chuyển tiếp từ nấm xupap đến cán xupap thường có bán kính góc lượng lớn và phải được gia công rất cẩn thận, vì ở vùng này ứng suất cơ có giá trị rất lớn

Trên thân cán, vị trí đi qua ống lót dẫn hướng phải có đường kính lớn hơn phần còn lại và phải được gia công chính xác

Ở những động cơ tăng áp, cán xupap cần có bộ làm kín đặc biệt để tránh rò lọt khí cháy

Ở động cơ chạy chậm thường dùng xupap có mặt nấm phẳng để dễ chế tạo (hình 2.21a) Xupap hút của động cơ có tốc độ cao, mặt nấm hình loa kèn cho nhẹ (hình 2.21b) Mặt nấm xupap xả thường có hình chỏm cầu để khí xả thoát ra ngoài

dễ dàng (hình 2.21c) Ở động cơ có tốc độ cao xupap thường được làm rỗng (hình 2.22c)

Ở động cơ chạy chậm, người ta thường dùng 1 lò xo xupap Ở động cơ chạy nhanh, người ta bố trí 2 lò xo có đường kính vòng khác nhau, độ cứng khác nhau và

Hình 2.21 Hình dạng kết cấu của các xupap loại liền

a mặt nấm phẳng; b mặt nấm loa kèn; c mặt nấm đĩa lồi

hướng xoắn khác nhau Nhờ vậy tránh được sự gẫy hỏng do cộng hưởng gây ra (hình 2.23 a,b)

Đĩa tựa của lò xo xupap được giữ bởi vành hãm hình côn xẻ rời (hình 2.24) đặt ở đuôi xupap Vành hãm đặt vào phần côn ở đuôi xupap hoặc đặt vào phần cổ nhỏ hay vùng có nhiều gờ Đĩa tựa của lò xo xupap có kết cấu phù hợp với lò xo, đuôi xupap, cấu tạo cái hãm

Hình 2.22 trình bày xupap của động cơ M106 Trên phần chuôi của xupap, người ta làm rỗng và làm ren Đĩa tựa của lò xo lắp vào đuôi xupap bằng ren Khe

hở giữa xupap và bộ phận truyền động trực tiếp cho nó được điều chỉnh bằng đĩa tựa này Vị trí của đĩa tựa được cố định bởi khoá hãm

Hình 2.22

a xupap ghép hàn; b xupap động cơ diesel M601; c xupap rỗng

Hình 2.23 Bố trí 2 lò xo xupap

1 vành hãm; 2 đĩa tựa lò xo

Để tăng khả năng chống mài mòn và ăn mòn, người ta phủ lên phần mặt nghiêng của xupap một lớp hợp kim xtenlit Thành phần của hợp kim này là:

W = 4,5% + Crôm = 30% + Côban = 60%

còn lại là cacbon, sắt và silic Cũng có thể dùng hợp kim Crôm-Niken thay cho xtemlit Người ta hàn trán lên bề mặt các chi tiết một lớp dày khoảng (0,71,5) mm (hình 2.25b,c)

Hình 2.24 Định vị đĩa tựa lò xo

Hình 2.25

a vị trí tương đối giữa xupap và ổ đặt;

b, c lớp xtemlit hàn vào xupap xả và ổ đặt của nó

Thông thường mặt tựa hình côn của xupap là 45, còn của ổ đặt là 44 Góc này lớn thì khả năng định tâm tốt hơn Vị trí tương đối của xupap và ổ đặt như (hình 2.26a)

Bệ đỡ xupap có thể chính là phần nắp xylanh doa hình côn phù hợp với mặt tựa hình côn của xupap Cũng có thể chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt, chịu ăn mòn và xâm thực, rồi ghép vào nắp xylanh bằng ren, bằng hình côn hoặc ghép găng ép (hình 2.26)

Ống dẫn hướng (bạc dẫn hướng) xupap có kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp ghép (hình 2.27a) Ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp xylanh có độ dôi

Ống dẫn hướng: có chiều dài l = ( 7 10 ) đường kính chuôi xupap Nhờ đó, xupap có sự định tâm tốt và đậy kín vào bệ đặt của nó Bạc phần dẫn hướng thường làm bằng hợp kim đồng hoặc gang mềm (gang xám)

Hình 2.26 Các hình thức ghép ổ đặt

a ghép bằng ren; b ép có rãnh; c ghép ép; d ghép bằng hình côn

Hình 2.27 Kết cấu ống dẫn hướng

c Hao mòn, hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

+ Hao mòn, hư hỏng

- Tán xupap mòn mỏng, bị vênh, bề mặt làm việc bị cháy rỗ

Nguyên nhân: Do va đập với đế xupap; làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao

- Thân xupap bị cong, mòn nhỏ

Nguyên nhân: Do lực va đập lớn với lò xo và con đội; ma sát với ống dẫn hướng; điều kiện bôi trơn khó khăn; làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao

- Đuôi xupap bị mòn vẹt, mòn lõm lỗ lắp chốt hoặc rãnh lắp móng hãm bị mòn rộng Nguyên nhân : do lực va đập với con đội, đầu cò mổ; khe hở nhiệt quá lớn gây tiếng kêu và tốc độ mài mòn nhanh; chịu ảnh hưởng lực đàn hồi của lò xo xupap…

- Bệ đỡ lò xo bị nứt, vỡ, biến dạng, han gỉ do làm việc nhiều, áp lực lớn, dầu bôi trơn có chất lượng kém

- Lò xo bị giảm tính đàn hồi, gẫy, nghiêng đổ và bị han gỉ

- Bạc dẫn hướng mòn rộng, mòn méo

+ Kiểm tra

- Kiểm tra độ kín khít bề mặt làm việc của tán xupap với bề mặt làm việc của

đế xupap Thường dùng 3 phương pháp:

• Gạch chì trên bề mặt làm việc của tán xupap cách đều nhau 2 mm rồi lắp vào xoay đi 90 chì nhòa đều là tiếp xúc tốt Bề rộng tiếp xúc nằm trong khoảng từ (1  1,5) mm là được (hình 2.28)

• Lắp xupap vào rồi dùng dầu hỏa nhỏ vào tán xupap Sau 3 phút dầu không ngấm qua bề mặt làm việc của tán xupap với bề mặt làm việc của đế xupap là tiếp xúc tốt

• Lắp xupap vào, dùng thiết bị chuyên dùng chụp lên tán xupap bơm hơi vào với áp suất P = 0,7 kG/cm3 sau 1 phút áp suất hơi nén không bị giảm là tiếp xúc tốt (hình 2.29 )

- Kiểm tra độ vênh của tán xupap

Đặt xupap lên khối chữ V và lên bàn máp, hạn chế độ dịch dọc, đặt mũi đồng

hồ so vào mặt làm việc của tán xupap rồi xoay tròn xupap đi, trị số dao động trên đồng hồ cho ta độ vênh

- Kiểm tra độ cong của thân xupap

Đặt xupap lên khối chữ V và lên bàn máp, hạn chế độ dịch dọc, đặt đồng hồ

so vào chính giữa rồi xoay tròn xupap đi, ghi lại trị số lớn nhất báo trên đồng hồ so trừ đi độ méo, chia đôi thì ra độ cong

Hình 2.28 Kiểm tra vệt tiếp xúc

của tán xupap

1 mặt làm việc của tán xupap

2 vết tiếp xúc

Hình 2.30 Kiểm tra độ vênh của tán xupap

1 cơ cấu định vị; 2 xupap; 3 đồng hồ so; 4 khối chữ V; 5 bàn máp

Hình 2.29 Kiểm tra độ kín tán xupap và

đế xupap

1 núm cao su; 2 đồng hồ đo áp suất; 3 chụp làm kín bằng cao su; 4 xupap; 5 đế

Hình 2.31 Kiểm tra độ cong thân xupap

1 cơ cấu định vị; 2 xupap; 3 đồng hồ so; 4 khối chữ V; 5 bàn máp

- Kiểm tra độ mòn nhỏ, mòn méo, mòn côn của thân xupap

Dùng pan me đo, ghi lại kết quả rồi đem so sánh với số hiệu chuẩn

- Kiểm tra chiều dày hình trụ của tán xupap

Dùng thước lá đo, xong rồi đem so sánh với bảng tiêu chuẩn

Hình 2.32 Kiểm tra chiều dày hình trụ tán xupap

1 thước lá; 2 xupap

- Kiểm tra xước rỗ: dùng mắt, kính phóng đại để kiểm tra

- Kiểm tra đuôi xupap, dùng mắt kiểm tra

- Kiểm tra khe hở lắp ghép giữa thân xupap và ống dẫn hướng

Lắp xupap vào, đặt đồng hồ so lên mặt động cơ hoặc nắp động cơ, nâng tán xupap lên bằng độ mở qui định, đặt mũi đồng hồ xo vào phần trụ của tán xupap, lắc thân xupap theo hướng kính, ghi lại trị số báo trên đồng hồ so rồi đem chia đôi thì ra

độ mòn của ống dẫn hướng

Theo kinh nghiệm: Nhỏ dầu nhờn vào ống dẫn hướng và thân xupap, xupap tụt xuống từ từ là được, tụt nhanh là ống dẫn hướng mòn rộng

Hình 2.33 Kiểm tra độ mòn rộng của ống dẫn hướng

1 đế xupap; 2 xupap; 3 đồng hồ xo; 4 ống dẫn hướng

- Kiểm tra lò xo

• Đặt lò xo lên bàn máp dùng thước đo độ để xác định độ nghiêng đổ Độ nghiêng đổ còn cho phép sử dụng không quá 2 độ

• Đặt lò xo lên cân chuyên dùng kiểm tra độ đàn hồi (hình 2.35)

Hình 2.34 Kiểm tra góc nghiên lò xo

• Dùng thước lá đo chiều cao lò xo xupap để xác định độ chênh lệch Độ chênh lệch của lò xo không quá 3 mm (hình 2.36)

• Dùng mắt kiểm tra độ han gỉ của các lò xo

+ Sửa chữa

 Xupap

- Thân xupap mòn nhỏ quá 0,05 mm thì sửa chữa bằng phương pháp mạ crôm

- Thân xupap bị cong thì nắn lại

- Mặt tiếp xúc tán xupap cháy rỗ quá, sửa chữa lại trên máy mài chuyên dùng, sau đó rà kín Yêu cầu mài đúng góc độ

- Đuôi xupap bị mòn, sửa chữa bằng phương pháp mài rà lại Yêu cầu không được giảm chiều dày quá 1 mm

 Ống dẫn hướng Ống dẫn hướng mòn quá thì thay, hoặc có thể doa rộng ra, ép bạc mới vào rồi gia công lại theo kích thước danh nghĩa

 Đế xupap

- Đế xupap bị cháy rỗ nhiều thì sửa chữa bằng phương pháp doa trên máy doa chuyên dùng, sau đó mài rà kiểm tra độ kín khít cùng với xupap Yêu cầu khi doa trên dụng cụ chuyên dùng phải đúng góc độ để phù hợp với từng loại động cơ

- Đế xupap mòn hết kích thước sửa chữa phải thay thế mới Khi ép vào phải

có độ dôi, ép xong kiểm tra lại bằng áp suất nước p = (3  4) kG/cm2 thời gian 2 phút nước không rỉ qua mặt lắp ghép là được

 Lò xo

- Lò xo giảm tính đàn hồi, giảm chiều cao, thường là thay thế hoặc điều chỉnh lại chiều cao sau đó nhiệt luyện lại bằng thiết bị chuyên dùng

- Lò xo bị han gỉ, bong tróc bề mặt, thì tẩy rửa sạch rồi sơn lại

- Lò xo bị gãy, rạn nứt, nghiêng đổ quá 2 độ thì thay mới

2.2.2.2 Động cơ diesel 2 kỳ và tăng áp

1 Máy nén khí

a Máy nén khí kiểu rôto

Đối với động cơ diesel tăng áp thấp, tốc độ trung bình, người ta thường dùng máy nén rôto để quét khí ra khỏi xylanh vì nó có các ưu điểm sau:

+ Cấu tạo gọn nhẹ

+ Hiệu suất tương đối cao

+ Không cần bôi trơn cho các rôto vì chúng không trực tiếp tiếp xúc với nhau

Máy nén này có tốc độ quay của rôto là 3.900vòng /ph (ứng với tốc độ vòng 28,6m/s) Vỏ và rôto được đúc bằng hợp kim nhôm Góc xoắn của cánh rôto là 60

Để đơn giản trong chế tạo, người ta chỉ làm phần bề mặt kín sát chiếm 20 tổng số

bề mặt của rôto Đó là các dải lồi hẹp, có dạng Epycycloit

Hình 2.37 Rôto của máy nén

a cánh thẳng; b cánh xoắn