CƠ cấu PHÂN PHỐI KHÍ

Phân loại: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp: Là loại cơ cấu được sử dụng rộng rãitrong động cơ 4 kỳ vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh và làmviệc chính xác hiệu quả, ma

Lời cám ơn!

Trân trọng cám ơn:

giáo viên hướng dẫn NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG,phòng thư viện của trườngCĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM,cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp

13CĐ_Ô2 đã giúp chúng em thực hiện cuốn tiểu luận này

Lời nói đầu

Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh mẽ cả về số lượnglẫn chất lượng, nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực kinh tế,

xã hội, khoa học công nghệ Là nguồn động lực cho các phương tiện vận tảinhư ôtô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay v.v

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của TS.NGUYỄN NGỌCPHƯƠNG, các thầy cô trong khoa cùng với việc tìm hiểu, tham khảo các tàiliệu liên quan và vận dụng các kiến thức được học, em đã cố gắng hoàn thành

đề tài này Mặc dù vậy, do kiến thức của em có hạn lại thiếu kinh nghiệm thực

tế nên đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em mong thầy góp ý, chỉbảo thêm để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn

3

MỤC LỤC

TrangThời gian phân công……… 4

1 Tổng quan về hệ thống phân phối khí của động cơ đốt trong 6

2 Những hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chi tiết

trong cơ cấu phân phối khí 35

tài liệu tham khảo 50

Thời gian phân công:

1 Nhận đề tài: tuần 1.

2 Sưu tầm tài liệu: tuần 2-3

3 Sử lí thông tin từ tài liệu: tuần 4-5

4 Viết đề cương chi tiết của đề tài: tuần 6-7-8

1 Tổng quan về hệ thống phân phối khí của động cơ đốt trong:

2 Những hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chi tiết

trong cơ cấu phân phối khí:

5 Chỉnh sửa: tuần 9

6 Báo cáo trước lớp: tuần 10

7 Nghiệm thu: tuần 11

8 Viết tiểu luận báo cáo: tuần 12-13-14-15-16-17

9 thời gian nộp báo cáo: tuần 18(10/02/2014)

5

1 Tổng quan về hệ thống phân phối khí của động cơ đốt trong:

1.1 Mục đích, phân loại, yêu cầu hệ thống phân phối khí:

1.1.1 Mục đích:

Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện quá trình thay đổi khí trongđộng cơ Thải sạch khí thải ra khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp nạp hoặc khôngkhí mới vào xilanh động cơ để động cơ làm việc được liên tục, ổn định, pháthuy hết công suất thiết kế

1.1.2 Yêu cầu:

Cơ cấu phối phải đảm bảo các yêu cầu sau: Quá trình thay đổi khí phải hoàn hảo, nạp đầy thải sạch Đóng mở xupáp đúng quy luật và đúng thời gian quy định Độ mở lớn để dòng khí lưu thông, ít trở lực Đóng xupáp phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, không bị cháy do lọt khí Xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp Ít va đập, tránh gây mòn Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa,

giá thành chế tạo thấp

1.1.3 Phân loại:

Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp: Là loại cơ cấu được sử dụng rộng rãitrong động cơ 4 kỳ vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh và làmviệc chính xác hiệu quả, mang lại hiệu suất cao

Cơ cấu phối khí dùng van trượt: Là loại cơ cấu tuy có nhiều ưu điểm như

có thể đảm bảo tiết diện lưu thông lớn, dễ làm mát, ít gây ồn… Nhưng do kếtcấu khá phức tạp, giá thành cao nên rất ít được dùng

Trong một số động cơ hai kỳ, việc nạp thải khí bằng lỗ (quét vòng), pistoncủa chúng làm nhiệm vụ của van trượt, đóng mở lỗ thải và lỗ nạp Loại dùngtrong động cơ này không có cơ cấu dẫn động van trượt riêng nên vẫn dùng cơcấu khuỷu trục – thanh truyền dẫn động piston

Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp thường dùng lỗ để nạp và xupáp để thải khí

1.2 Hệ thống phân phối khí dùng trong động cơ hai kỳ:

Trong động cơ hai kỳ, quá trình nạp đầy môi chất mới vào xilanh động cơchỉ chiếm khoảng 1200 đến 1500 góc quay trục khuỷu Quá trình thải trong

động cơ hai kỳ chủ yếu dùng không khí quét có áp suất lớn hơn áp suất khítrời để đẩy sản vật cháy ra ngoài Ở quá trình này sẽ xảy ra sự hòa trộn giữakhông khí quét với sản vật cháy, đồng thời cũng có các khu vực chết trongxilanh không có khí quét tới Chất lượng các quá trình thải sạch sản vật cháy

và nạp đầy môi chất mới trong động cơ hai kỳ chủ yếu phụ thuộc vào đặcđiểm của hệ thống quét thải

Hiện nay trên động cơ hai kỳ thường sử dụng các hệ thống quét thải sau:

+ Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng song song:

Được sử dụng chủ yếu trên động cơ hai kỳ cỡ nhỏ

Đặc điểm: Dùng cácte làm máy nén khí để tạo ra không khí quét Cửa quétthường đặt xiên lên hoặc đỉnh piston có kết cấu đặc biệt để dẫn hướng dòngkhông khí quét trong xilanh

+ Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm:

Thường dùng trên các động cơ hai kỳ có công suất lớn

Đặc điểm: Cửa quét đặt theo hướng lệch tâm, xiên lên và hợp với đườngtâm xilanh một góc 300, do đó khi dòng không khí quét vào xilanh sẽ theohướng đi lên tới nắp xilanh mới vòng xuống cửa thải

Đây là hệ thống quét thải hoàn hảo nhất, nó cho các chỉ tiêu công tác củađộng cơ và áp suất không khí quét lớn

+ Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp:

Đặc điểm: Có hai hàng cửa quét, hàng trên đặt cao hơn cửa thải, bên trong

có bố trí van một chiều để sau khi đóng kín cửa thải vẫn có thể nạp thêm môichất công tác mới vào hàng lổ phía trên

Áp suất khí quét lớn nhưng do kết cấu có nhiều van tự động nên phức tạp.Chiều cao các cửa khí lớn làm tăng tổn thất hành trình piston, giảm các chỉtiêu công tác của động cơ

+ Hệ thống quét vòng đặt một bên:

Chỉ sử dụng cho các động cơ hai kỳ tĩnh tại, động cơ tàu thủy cỡ nhỏ cótốc độ trung bình

7

Đặc điểm: Các cửa khí đặt một bên của thành xilanh theo hướng lệch tâmcửa quét nghiêng xuống một góc 150 Trong hệ thống có thể có van xoay đểđóng cửa thải sau khi kết thúc quét khí nhằm giảm tổn thất khí quét

+ Hệ thống quét thẳng qua xupáp thải:

Đặc điểm: Cửa quét đặt xung quanh xilanh theo hướng tiếp tuyến Xupápthải được đặt trên nắp xilanh Dòng khí quét chỉ đi theo một chiều từ dưới lênnắp xilanh rồi theo xupáp thải ra ngoài nên dòng không khí quét ít bị hòa trộnvới sản vật cháy và khí thải được đẩy ra ngoài tương đối sạch, do đó hệ số khísót nhỏ và áp suất dòng khí nạp lớn

Để lựa chọn góc phối khí tốt nhất làm cho quá trình nạp hoàn thiện hơn.Cửa quét đặt theo hướng tiếp tuyến nên dòng không khí quét đi vào xilanh tạothành một vận động xoáy do đó quá trình hình thành hỗn hợp khí và quá trìnhcháy xảy ra tốt hơn, đồng thời làm tăng tiết diện lưu thông nên giảm được sứccản trong quá trình quét khí

Hình 1-1 Một số phương án quét thải trên động cơ hai kỳ

a) - Hệ thống quét thẳng dùng piston đối đỉnh; b) - Hệ thống quét vòng đặtngang theo hướng lệch tâm; c) - Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp; d) -

Hệ thống quét thẳng qua xupáp thải; e) - Hệ thống quét vòng đặt một bên

1.3 Hệ thống phân phối khí trong động cơ bốn kỳ:

Trên động cơ bốn kỳ việc thải sạch khí thải và nạp đầy môi chất mới đượcthực hiện bởi cơ cấu cam - xupáp, cơ cấu cam - xupáp được sử dụng rất đadạng Tùy theo cách bố trí xupáp và trục cam, người ta chia cơ cấu phân phốikhí của động cơ bốn kỳ thành nhiều loại khác nhau như cơ cấu phối khí dùngxupáp treo, cơ cấu phối khí dùng xupáp đặt…

I.3.1 Các phương án bố trí xupáp và dẫn động xupáp:

+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt:

Xupáp được lắp ở một bên thân máy ngay trên trục cam và được trục camdẫn động xupáp thông qua con đội Xupáp nạp và xupáp thải của các xilanh

có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ hoặc bố trí theo từngcặp một Khi bố trí từng cặp xupáp cùng tên, các xupáp nạp có thể dùngchung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản hơn

Hình 1-2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt

1 – Trục cam; 2 – Thân máy; 3 – Con đội; 4 – Đế lò xo xupáp; 5 – Lò xoxupáp; 6 – Ống dẫn hướng; 7 – Xupáp; 8 – Bánh răng dẫn động bánh răng

cam;

9

Ưu điểm của phương án này là chiều cao động cơ giảm xuống, kết cấu củanắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp cũng dễ dàng.

Tuy vậy có khuyết điểm là buồng cháy không gọn, có dung tích lớn Mộtkhuyết điểm nữa là đường nạp, thải phải bố trí trên thân máy phức tạp choviệc đúc và gia công thân máy, đường thải, nạp khó thanh thoát, tổn thất nạpthải lớn

+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo:

Xupáp đặt trên nắp máy và được trục cam dẫn động thông qua con đội,đũa đẩy, đòn bẩy hoặc trục cam dẫn động trực tiếp xupáp

Khi dùng xupáp treo có ưu điểm: Tạo được buồng cháy gọn, diện tích mặttruyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt

Đường nạp, thải đều bố trí trên nắp xilanh nên có điều kiện thiết kế đểdòng khí lưu thông thanh thoát hơn, đồng thời có thể bố trí xupáp hợp lý nên

có thể tăng được tiết diện lưu thông của dòng khí

Tuy vậy cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo cũng tồn tại một số khuyếtđiểm như dẫn động xupáp phức tạp và làm tăng chiều cao của động cơ, kếtcấu của nắp xilanh hết sức phức tạp, rất khó đúc và gia công

Để dẫn động xupáp, trục cam có thể bố trí trên nắp xilanh để dẫn động trựctiếp hoặc dẫn động qua đòn bẫy Trường hợp trục cam bố trí ở hộp trục khuỷuhoặc ở thân máy, xupáp được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy, đònbẫy…

Hình 1-3 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo.

1 – Trục cam; 2 – Con đội; 3 – Đũa đẩy; 4 – Vít điều chỉnh; 5 – Trục đòn bẫy;

6 – Đòn bẫy; 7 – Đế chặn lò xo; 8 - Lò xo xupáp; 9 - Ống dẫn hướng; 10 –

Xupáp; 11 – Dây đai; 12 – Bánh răng trục khuỷu

Khi bố trí xupáp treo thành hai dãy, dẫn động xupáp rất phức tạp Có thể sửdụng phương án dẫn động xupáp dùng một trục cam dẫn động gián tiếp quacác đòn bẩy, hoặc có thể dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp

1

1

Kết luận: So sánh ưu khuyết điểm của hai phương án bố trí xupáp đặt và

treo thấy rằng: Động cơ diezel chỉ dùng xupáp treo, do tạo được ε cao còn

động cơ xăng có thể dùng xupáp treo, hay đặt nhưng ngày nay thường dùng

hệ thống phân phối khí kiểu treo Động cơ sử dụng hệ thống phân phối khíkiểu treo có hiệu suất nhiệt cao hơn Dùng hệ thống phân phối khí kiểu treotuy làm cho kết cấu quy lát rất phức tạp và dẫn động cũng phức tạp nhưng đạthiệu quả phân phối khí rất tốt Hệ thống phân phối khí xupáp treo chiếm ưuthế tuyệt đối trong động cơ 4 kỳ

1.3.2 Phương án bố trí trục cam và dẫn động trục cam:

Trục cam có thể đặt trong hộp trục khuỷu hay trên nắp máy:

Loại trục cam đặt trong hộp trục khuỷu được dẫn động bằng bánh răngcam Nếu khoảng cách giữa trục cam với trục khuỷu nhỏ thường chỉ dùng mộtcặp bánh răng Nếu khoảng cách trục lớn, phải dùng thêm các bánh răng trunggian hoặc dùng xích răng

Loại trục cam đặt trên nắp máy Dẫn động trục cam có thể dùng trục trunggian dẫn động bằng bánh răng côn hoặc dùng xích răng Khi dùng hệ thốngbánh răng côn cần có ổ chắn dọc trục để chịu lực chiều trục và khống chế độ

rơ dọc trục Khi trục cam dẫn động trực tiếp xupáp, trục cam được dẫn độngqua ống trượt, trục cam dẫn động qua đòn quay

Phương án dẫn động bằng bánh răng có ưu điểm rất lớn là kết cấu đơngiản, do cặp bánh răng phân phối khí thường dùng bánh răng nghiêng nên ănkhớp êm và bền Tuy vậy, khi khoảng cách giữa trục cam với trục khuỷu lớnthì phương án này phải dùng thêm nhiều bánh răng trung gian Điều đó làm

a )

b )

e )

c )

d )

cho thân máy thêm phức tạp (vì phải lắp nhiều trục để lắp bánh răng trunggian ) và cơ cấu dẫn động trở nên cồng kềnh, khi làm việc thường có tiếng ồn.Truyền động bằng xích có nhiều ưu điểm như gọn nhẹ, có thể dẫn độngđược trục cam ở khoảng cách lớn Tuy vậy phương án này có nhược điểm làđắt tiền vì giá thành chế tạo của xích đắt hơn bánh răng nhiều Khi xích bịmòn gây nên tiếng ồn và làm sai lệch pha phân phối

Hình 1-5 Các phương án dẫn động trục cam

a, c) – Dẫn động trục cam dùng bánh răng côn; b) – Dẫn động trục cam dùng

bánh răng trung gian; d , e) – Dẫn động trục cam dùng xích

1.4 Các chi tiết, cụm chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí cổ điển:

1.4.1 Trục cam: Nhiệm vụ của trục cam là dẫn động và điều khiển việc đóng

mở xupáp hút và thải đúng theo chu kì hoạt động của động cơ

1

3

Hình 1-6 Kết cấu trục cam.

1– Đầu trục cam; 2– Cổ trục cam; 3–Vấu cam nạp; 4–Vấu cam thải; 5– Bánhrăng dẫn động bơm dầu bôi trơn

Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho mỗi xilanh Thời điểm đóng

mở xupáp phụ thuộc vào biên dạng cam Trục cam bao gồm các phần camthải, cam nạp và các cổ trục Ngoài ra trên một số động cơ trên trục cam còn

có vấu cam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp vv…Hình dạng và vị trí của camphối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phối khí và số kì của động cơ.Cam có thể được chế tạo liền trục hoặc có thể làm rời từng cái rồi lắp trên trụcbằng then hoặc đai ốc

Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép 15X, 15MH, 12XH hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép 45 Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của trục cam, của ổ trục, của mặt đầu trục cam…) đều thấm than và tôi cứng

+ Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ và thiếu cổ Nếu số cổ trục là Z và số xilanh

là i thì: Số cổ loại đủ cổ là Z = (i + 1) thường dùng ở động cơ điêzen Số cổloại trốn cổ Z = (i/2 + 1) thường dùng ở động cơ xăng

Các cổ phải mài bóng, bề mặt có độ cứng đạt 50 ÷ 60 HRC Nếu trục camlắp luồn thì kích thước cổ phải còn lớn hơn các phần khác của trục cam Đôikhi để dễ lắp người ta làm đường kính các cổ khác nhau, cổ có đường kính

bố trí ngay phía sau bánh răng dẫn động Còn khi dùng bánh răng thẳng, ổchắn có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào trên trục cam vì trong trường hợp này, trụccam không chịu lực dọc trục và dù trục cam hay thân máy có giãn nở khácnhau cũng không làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí như trường hợp dùngbánh răng nghiêng và bánh răng côn.

Hình 1-7 Kết cấu đầu trục cam

1 – Vỏ máy; 2 – Bulông hãm bích; 3 – Bích chắn; 4 – Trục cam; 5 – Vòngchắn; 6 - Ổ đỡ trục cam; 7 – Đêm vênh; 8 – Bulông cố định bánh răng dẫnđộng; 9 – Then; 10 – Bánh răng dẫn động trục cam

1

5

Khi mặt tiếp xúc là mặt cầu, con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn, nêntránh được hiện tượng cào xước.

Loại con đội hình nấm được dùng rất nhiều trong cơ cấu phân phối khíxupáp đặt Thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điều chỉnh khe hở xupáp bắt trênphần đầu của thân

Hình 1-8 :Kết cấu con đội hình trụ và hình nấm.

+ Con đội con lăn: Gồm có thân, lò xo chặn, chốt và con lăn Lò xo chặn cótác dụng không cho con đội xoay Ngoài ra, còn có bulông bắt trong thân máy

để con đội hoạt động đúng hướng

Hình 1-9 :Kết cấu con đội con lăn

Con lăn được nhiệt luyện để chịu mài mòn Cơ cấu con đội con lăn có tácdụng làm giảm ma sát vì vậy làm giảm được mức tiêu nhiên liệu

+ Con đội thủy lực: Để tránh hiện tượng có khe hở nhiệt gây ra tiếng ồn và

va đập, trong các xe du lịch cao cấp người ta thường dùng loại con đội thủylực Dùng loại con đội này sẽ không còn tồn tại khe hở nhiệt

Ngoài ra, dùng con đội thủy lực còn có một ưu điểm đặc biệt là có thể tựđộng thay đổi trị số thời gian tiết diện của cơ cấu phân phối khí Vì khi tốc độđộng cơ tăng lên, do khả năng rò rỉ dầu giảm đi, nên xupáp mở sớm hơn khichạy với tốc độ này, điều đó rất có lợi đối với quá trình nạp của động cơ

Dùng con đội thủy lực, tuy có nhiều ưu điểm như trên, nhưng điều cần đặcbiệt chú ý là con đội thủy lực làm việc tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều vàochất lượng của dầu bôi trơn Vì vậy dầu dùng trong động cơ có con đội thủylực phải rất sạch và độ nhớt ổn định, ít thay đổi

1.4.3 Đủa đẩy:

Nhiệm vụ: Đủa đẩy là chi tiết trung gian trong

cơ cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp Truyền

chuyển động và lực từ con đội đến đòn bẩy

1

7

Hình 1-10 Các dạng đũa đẩy

Kết cấu: Đủa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí xupáp treo thường là

một thanh thép nhỏ, dài, đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đònbẩy Để giảm nhẹ trong lượng, đủa đẩy thường làm bằng ống thép rỗng haiđầu hàn gắn với các đầu tiếp xúc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) hoặc mặtcầu lõm (đầu tiếp xúc với vít điều chỉnh) Đôi khi cả hai đầu tiếp xúc của đủađẩy đều là hình cầu

Vật liệu chế tạo: Đủa đẩy thường làm bằng thép cácbon thành phần trungbình, đầu tiếp xúc làm bằng thép cácbon thành phần cácbon thấp, hàn gắn vớiđủa đẩy rồi tôi đạt độ cứng HRC 50 ÷ 60.

1.4.4 Đòn bẩy:

Nhiệm vụ: Tiếp nhận lực truyền động từ đũa đẩy hoặc trục cam để đóng

mở xupáp theo đúng theo pha phân phối khí Đòn bẩy được gắn trên trục của

nó Hoạt động của đòn bẩy nhờ vào đũa đẩy hoặc cam Nhờ có đòn bẩy xupápđóng mở theo đúng pha phân phối khí

Kết cấu: Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh Sau khi điềuchỉnh khe hở nhiệt, vít này được hãm chặt bằng đai ốc Đầu tiếp xúc với đuôixupáp thường có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng Nhưng cũng có khidùng vít để khi mòn thay thế được dễ dàng

Hình 1-11 Kết cấu đòn bẩy

Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy được bôi trơn bằng dầunhờn chứa trong phần rỗng của trục Ngoài ra trên đòn bẩy người ta cònkhoan lỗ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếp xúc với đuôi xupáp và mặt tiếp xúccủa vít điều chỉnh.

Vât liệu chế tạo: Đòn bẩy đựợc dập bằng thép cácbon thành phần cácbontrung bình

1.4.5 Xupáp:

Nhiệm vụ của xupáp là: Cho khí nạp vào buồng đốt và xả khí cháy rangoài với thời gian ngắn trong một chu kì làm việc của piston Xupáp hoạtđộng được theo chiều thẳng đứng nhờ vào ống dẫn hướng xupáp

Miệng xupáp được vát 300 hoặc 450 để được đóng kín với đế xupáp và dẫnnhiệt truyền qua xupáp khi xupáp đóng Xupáp được làm bằng thép chịu nhiệt

vì xupáp nạp phải chịu nhiệt độ khoảng 4000C và xupáp xả phải chịu nhiệt độ

500 – 8000C

Kết cấu xupáp được chia làm 3 phần: Phần nấm, phần thân và phần đuôi.Phần nấm do chịu tác dụng của áp suất khí thể và chịu tác dụng của lực quántính nên khi làm việc chịu va đập lớn gây biến dạng Phần đuôi có nhiệm vụđịnh vị lò xo khi lắp ráp Để tránh hao mòn thân máy và nắp xilanh người tathường ép vào họng đường ống nạp và thải một vòng đế xupáp

Vật liệu chế tạo:Miếng tăng cứng là một hợp kim: Cobalt (Co) Crom (Cr)

và Tungsten (W) Hợp kim này rất cứng, chịu được mài mòn cao và chống lại

sự oxy hóa ở nhiệt độ cao Miếng tăng cứng này được hàn vào mặt xupáp hay

đế xupáp để tăng khả năng chịu nhiệt

1

9

Hình 1-12 Kết cấu xupáp

a) - Nấm bằng; b) – Nấm lõm; d, đ,e) – Nấm lồi; c) – Nấm xupáp được làm

rỗng

1.4.6 Đế xupáp: Để tránh hao mòn thân máy người ta dùng đế xupáp ép vào

họng của đường ống nạp và đường ống thải

Hình 1-13 Kết cấu đế xupáp

a) - Đế có mặt ngoài dạng hình trụ; b) - Đế mặt ngoài hình côn;

c) - Đế lắp vào nắp xilanh bằng ren; d) - Đế ép khi bị lỏng ra; e) - Đế có ren

b)

c)

e)

Đế có mặt ngoài là mặt trụ có tiện rãnh để khi ép kim loại biến dạng vàorãnh giữ chắc đế xupáp Có khi mặt ngoài là mặt côn Loại này có khi không

ép sát đáy mà để khe hở nhỏ hơn 0,04mm để còn ép tiếp khi bị lỏng ra Cóloại đế lắp vào thân máy hoặc nắp xilanh bằng ren Loại đế mà sau khi lắpphải cán bề mặt nắp máy để kim loại biến dạng giữ chặt đế Loại này ít dùng

1.4.7 Ống dẫn hướng:

Để dễ sữa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xilanh ở chỗ lắpxupáp, người ta lắp ống dẫn hướng trên các chi tiết máy này Xupáp được lắpvào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng

Ống dẫn hướng thường chế tạo bằng các loại gang hợp kim có tổ chứcpeclít Trong một số động cơ cao tốc còn dùng ống dẫn hướng bằng hợp kimđồng thanh nhôm Loại ống dẫn hướng này dẫn nhiệt rất tốt, khi thiếu dầu bôitrơn cũng không xảy ra hiện tượng kẹt xupáp

xo trong khi xupáp chuyển động do đó đóng mở xupáp chính xác theo biêndạng cam

Mỗi xupáp thường dùng hai lò xo lồng vào nhau, một cái ở trong và mộtcái ở ngoài Mỗi lò xo có độ cứng khác nhau Như vậy nó sẽ ngăn cản daođộng riêng của xupáp khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao Lò xo xupáp

2

1

thường được dùng là lò xo kín hay lò xo tác động kép Nó đảm bảo xupáp làmviệc tốt ở tốc độ cao.

Hình 1-15 Kết cấu lò xo xupáp

a, b, c) – Lò xo xoắn ốc hình trụ; d) – Lò xo hình côn

Do lò xo làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột Vìvậy vật liệu chế tạo lò xo thường dùng là thép C65, C65A…

1.5 Một số cơ cấu phân phối khí hiện đại:

Như chúng ta đã biết, ngày nay với tốc độ phát triển mạnh mẽ của nềnkhoa học công nghệ Các hãng sản xuất ôtô như Honda, Toyota, Ford…đã lầnlượt đưa ra nhiều sản phẩm với nhiều động cơ có những tính năng hiện đại.Một trong những tính năng đó là việc áp dụng sự điều khiển tự động vào hệthống phân phối khí trong động cơ Với sự điều khiển này sẽ làm thay đổiđược góc phân phối khí phù hợp với từng dãi tốc độ của động cơ, đảm bảođược yêu cầu của cuộc sống đặt ra như việc sử dụng động cơ có tính kinh tếcao, tiết kiệm được lượng nhiên liệu tối thiểu khi sử dụng Động cơ phải pháthuy được hết công suất ở những dải tốc độ khác nhau Ngoài ra động cơ khilàm việc cũng đảm bảo nhiều qui định về mức độ ô nhiễm môi trường của cácquốc gia cũng như yêu cầu về kinh tế của người tiêu dùng Tuy các biện pháptiến hành cải tiến của các hãng sản xuất khác nhau nhưng đều tìm cách điều

khiển và chế tạo các cơ cấu để dẫn động cơ cấu phối khí gần với giá trị tínhtoán lý thuyết lý tưởng.

1.5.1.Các cơ cấu phân phối khí hiện đại :

1.5.1.1 Động cơ không dùng trục cam: Công nghệ do Valeo phát triển là một

hệ thống sử dụng các van điện từ để đóng mở xu páp Các van điện từ sẽ đượcgắn ngay trên đỉnh xu páp bên trong động cơ Valeo SA cho biết công nghệ sửdụng xu páp điều khiển điện tử này sẽ giúp giảm 20% mức tiêu hao nhiên liệucủa động cơ

Hình:1-16 Động cơ không dùng trục cam

Trong tất cả các loại động cơ đốt trong, trục cơ được liên kết với trục camqua dây đai (cuaroa), xích hoặc bánh răng Khi trục cơ quay, trục cam quaytheo và lần lượt đóng mở xu páp hút xả Rất nhiều năng lượng do động cơ sảnsinh ra đã bị mất đi do trục cơ phải kéo theo trục cam Trong động cơ không

sử dụng trục cam thì các xu páp đóng mở nhờ vào hệ thống điều khiển điện tửnhờ vậy công năng sẽ không bị tổn hao vô ích Cho tới thời điểm này, Valeo

đã hoàn thiện và đưa ra thử nghiệm hai chiếc Peugeot 407 sử dụng động cơdùng xu páp điều khiển điện Theo Thierry Morin, cả hai chiếc xe đã hoànđộng tốt trong mọi điều kiện thời tiết với cấp độ thử nghiệm rất khắc nghiệt

Ưu điểm: Do giảm được các bộ phận chuyển động nên lực cản động cơ do

ma sát sẽ giảm đáng kể Ở tốc độ thấp, khoảng 25% lực cản ma sát là do hệthống trục cam cơ khí tạo ra Công suất, mô men xoắn và mức tiêu hao nhiênliệu đều được cải thiện do động cơ sinh công chỉ để làm bánh xe chuyển

2

3

động Lượng khí thải độc hại sẽ giảm vì máy tính điện tử sẽ điều khiển các xupáp đóng mở chính xác Mỗi xu páp trong một xi lanh có thể đóng mở hoàntoàn độc lập, một điều không thể có trong loại động cơ sử dụng trục cam Nhược điểm: Tuy có rất nhiều ưu điểm nhưng động cơ với xu páp điềukhiển điện tử vẫn có những khiếm khuyết như khả năng xảy ra trục trặc lớn

do lệ thuộc nhiều vào các thiết bị điện tử Nếu máy tính điện tử gặp sự cốhoặc hệ thống điện có trục trặc, rất có thể động cơ sẽ cho ra lượng khí thảiđộc hại lớn hoặc tệ hơn nữa: nếu xu páp đóng mở không đúng thời điểm sẽphá vỡ đỉnh piston, hỏng động cơ

1.5.1.2 Đặc điểm cơ cấu phân phối VTEC của hãng Honda:

Cụm từ VTEC (Variable Valve Timing and lift Electronic Control System)

có nghĩa là: Hệ thống điều chỉnh góc độ phối khí kết hợp với sự thay đổi quiluật nâng của xupáp bằng điện tử

Đây là hệ thống đầu tiên trên thế giới sử dụng kết hợp giữa việc điều chỉnhgóc độ phối khí với sự thay đổi qui luật nâng của xupáp phù hợp với chế độ,tốc độ của động cơ Nhờ đó nâng cao tính năng của động cơ

Với cách sử dụng cơ cấu cam đặc biệt đó cho phép động cơ mở rộng vùnglàm việc ở tốc độ thấp và cũng nhờ vậy phát huy tối đa công suất của động

cơ Cơ cấu phối khí VTEC có hai kiểu sau:

DOHC VTEC: Cơ cấu phối khí điều khiển thời điểm góc độ nâng củaxupáp nạp và thải bằng điện tử có hai trục cam dẫn động phía trên

SOHC VTEC: Cơ cấu phối khí điều khiển thời điểm góc độ nâng củaxupáp nạp bằng điện tử có một trục cam dẫn động phía trên

* Nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối DOHC VTEC:

Ở số vòng quay thấp: Khi hoạt động ở số vòng quay thấp các piston thủylực A và B chưa hoạt động và ở vị trí như hình 1 – 17 Các đòn bẩy thứ nhất

và thứ hai hoạt động riêng lẻ, lúc ấy vấu cam trung tâm ở giữa không thamgia vào hoạt động đóng mở các xupáp ở chế độ này

Hình1-17 Hoạt động DOHC-VTEC ở số vòng quay thấp

1 - Piston A; 2 - Piston B; 3 - Piston chặn; 4 - Đòn bẩy thứ nhất; 5 - Đònbẩy trung gian; 6 - Đòn bẩy thứ hai; 7 - Lò xo; 8 - Vấu cam dẫn động ở tốc độ

thấp

Ở số vòng quay cao: Khi hoạt động ở số vòng quay cao, dưới âp lực của dầu sẽ đẩy piston A dịch chuyển về bín phải theo hướng mũi tín trín hình Lăm cho đòn bẩy thứ nhất, thứ hai vă đòn bẩy trung gian được nối với nhau thănh một khối chuyển động thống nhất Tất cả câc đòn bẩy di chuyển bởi cam ở tốc độ cao Điều đó có nghĩa lă câc xupâp được điều chỉnh thời điểm

vă qui luật nđng khi hoạt động ở tốc độ cao

5 6 7 2

VẤU VAM HOẠT ĐỘNG Ở TỐC ĐỘ CAO