Bài giảng cơ cấu phân phối khí

đây là bài giảng về cơ cấu phân phối khí của đông cơ đốt trong 4 kỳ, đã được trình bày đầy đủ và sát nội dung giảng dạy trong các trường dạy nghề, trung cấp, cao đẳng và đại học về động cơ đốt trong. bài giảng gồm có 7 phần: phần 1: giới thiệu chung phần II: Cơ cấu phân phối khí dùng xupap phần III: Xupap phần IV: Cơ cấu xoay xupap phần V: Trục cam phần VI: Một số chi tiết khác phần VII: Tăng áp động cơ

BÀI: CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ NỘI DUNG: I CƠNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP III XU PÁP IV CƠ CẤU XOAY XU PÁP V TRỤC CAM VI MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ I – CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI A CÔNG DỤNG Cơ cấu phân phối khí để đóng mở cửa nạp, thải thực trình nạp, thải theo yêu cầu làm việc động B YÊU CẦU - Đóng mở thời điểm quy định - Khi mở có độ mở lớn, đóng phải kín - Làm việc êm bị mài mòn - Đủ độ bền trình làm việc dễ điều chỉnh, sửa chữa I – CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI C PHÂN LOẠI Cơ cấu PPK dùng xu páp Cơ cấu PPK động có Cơ cấu PPK dùng van trượt Cơ cấu PPK hỗn hợp: Kết hợp hai loại II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP A PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XU PÁP ĐẶT Phương án thường dùng động kiểu cũ có cơng suất vừa nhỏ động ôtô ЗАЗ51,63, ЗИЛ-157 Sơ đồ phương án bố trí xu páp đặt 1 Xu páp; 2 Lò xo xu páp; Vít điều chỉnh khe hở nhiệt; 4 Con đội; 5.Trục cam cam; 6 Bánh trục cam; Bánh trục khuỷu II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP A PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XU PÁP ĐẶT Nguyên lý làm việc: Khi động làm việc, trục khuỷu động quay, thông qua cặp bánh dẫn động (6),(7) làm trục cam (5) quay Khi cam quay đến vị trí gờ cao tiếp xúc với đội đẩy cho đội (4) xu páp (1) lên, nén lò xo (2), mở cửa nạp (thải) Khi cam quay qua vị trí gờ cao tiếp xúc với đội, lò xo (2) dãn ra, đẩy xu páp xuống đóng kín cửa nạp (thải) II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP A PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XU PÁP ĐẶT - Giảm chiều cao động Ưu điểm - Dẫn động cấu phân phối khí dễ dàng - Cấu tạo nắp máy đơn giản - Buồng cháy không gọn, hiệu suất nhiệt khơng cao Nhược điểm - Tổn thất dòng nạp, thải lớn nên hệ số nạp thấp - Cấu tạo thân máy phức tạp II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP B PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XU PÁP TREO Chú thích: 1- xupap 2- lò xo 12 1 3- cò mổ 11 4- chốt 5- đũa đẩy 10 6- đội 7- trục cam 8,9- bánh 9 10- xích 11- lăn 12- trượt (b) (a) Dẫn động xupap đũa đẩy Dẫn động xupap xích II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP B PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XU PÁP TREO Nguyên lý làm việc: Khi trục khuỷu động quay, thông qua cặp bánh dẫn động (9),(8) làm trục cam (7) quay Khi cam quay đến vị trí gờ cao tiếp xúc với đội đẩy cho đội (6) đũa đẩy (5) lên đẩy đầu cò mổ (3) xu páp (1) xuống, nén lò xo (2), mở cửa nạp (thải) Khi cam quay qua vị trí gờ cao tiếp xúc với đội, chi tiết trở vị trí ban đầu, lò xo (2) dãn ra, đẩy xu páp lên đóng kín cửa nạp (thải) II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP C DẪN ĐỘNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Dẫn động khơng tự động điều chỉnh góc phối khí a Dẫn động trục cam bánh Ưu điểm: cấu tạo đơn giản Nhược điểm: khơng thích hợp khoảng cách trục cam trục khuỷu lớn Dẫn động trục cam bánh II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP C DẪN ĐỘNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Dẫn động khơng tự động điều chỉnh góc phối khí b Dẫn động trục cam xích Ưu điểm: dẫn động xích gọn nhẹ, dẫn động xa, làm việc êm Nhược điểm: Khi vận tốc thay đổi đột ngột xích dễ bị rung động, sau thời gian sử dụng xích bị mòn gây ồn làm sai lệch pha phối khí Dẫn động trục cam xích xích; bánh trục cam; Bánh trục khuỷu VI MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC D ĐÒN BẨY (CỊ Đòn bẩy MỔ) lắp nắp máy để truyền lực từ đẩy (hoặc cam) đến xu páp Đòn bẩy a Khi trục cam đặt thân động cơ; b Khi trục cam đặt nắp máy Đầu tiếp xúc với đẩy thường có vít điều chỉnh khe hở nhiệt, đầu tiếp xúc với đuôi xu páp thường có mặt tiếp xúc hình trụ Mặt tiếp xúc bạc lót bơi trơn dầu nhờn chứa phần rỗng trục VI MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC E LỊ XO XU PÁP Lò xo xu páp để tạo lực đóng kín xu páp đế xu páp đảm bảo xu páp chuyển động theo quy luật cam phân phối khí Khi làm việc, lò xo chịu tải trọng động thay đổi theo chu kỳ chịu nhiệt độ cao nê hưởng Lò xo xu páp thường n cần có tính đàn hồi tốt, độ bền mỏi cao tránh cộng làm thép có đường kính từ 3-5mm loại thép C65, C65A, 65T, 50X A… với vòng xoắn hình trụ VI MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC E LÒ XO XU PÁP (a) (b) (c) (d) Một số kiểu lò xo xu páp Để tránh tượng cộng hưởng, dùng lò xo có bước xoắn thay đổi với bước xoắn thường lớn (c), lò xo hình dùng hai lò xo có bước xoắn kích thước khác lồng vào VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ A KHÁI QUÁT VỀ TĂNG ÁP CHO ĐỘNG   Cơng suất có íchCƠ động đốt tính theo biểu thức: [KW] Trong đó: QH - Nhiệt trị thấp nhiên liệu (MJ/Kg) Ne - Cơng suất có ích (KW) Vh - Thể tích cơng tác (dm ) n - Vận tốc góc (vòng/phút) ρk - Khối lượng riêng khí nạp (kg/m ) M0 - Kmol khơng khí/ kg nhiên liệu α - Hệ số dư lượng không khí i - Số xi lanh; ηv - Hệ số nạp VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ A KHÁI QUÁT VỀ TĂNG ÁP CHO ĐỘNG Từ biểu thức ta thấy,CƠ muốn tăng cơng suất động dùng biện pháp: - Tăng Vh cách thay đổi kết cấu động để làm tăng thông số: Đường kính xi lanh, hành trình pít tơng, số xi lanh - Giảm số kỳ động cơ: Dùng động kỳ thay động kỳ - Tăng vận tốc góc (n) trục khuỷu - Hồn thiện kết cấu để tăng thông số như: Hiệu suất thị (ηi), hiệu suất giới (ηm) hệ số nạp (ηv) - Ngoài cách trên, phương pháp không cần thay đổi thông số kết cấu mà tăng công suất động tăng lượng môi chất nạp (tăng ρk) cách nén môi chất trước nạp vào xi lanh, gọi tăng áp cho động VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Tăng áp khí Máy nén thiết bị truyền động khí là: Máy nén kiểu pít tơng, rơ to, ly tâm hay máy nén chiều trục truyền động từ trục khuỷu động Khi trục khuỷu động quay dẫn động máy nén tăng áp (5) Máy nén hút khơng khí qua đường vào (4) nén lên đến áp suất (0,15 ÷ 0,16) MN/m , sau qua bình làm mát trung gian (6) để vào đường nạp động (7) VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Sơ đồ động tăng áp kiểu khí 1.Động cơ; 2.Đường thải; 3.Bộ truyền khí; 4.Đường mơi chất trước máy nén; 5.Máy nén; 6.Bình làm mát trung gian; 7.Đường nạp VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Phương pháp có ưu điểm vận tốc góc trục khuỷu động thay đổi đột ngột, máy nén cung cấp cho động lượng môi chất cần thiết Tuy nhiên dẫn động từ động nên lượng khí nén phụ thuộc vào vận tốc góc trục khuỷu Máy nén không cung cấp đủ lượng khí nén cần thiết tải trọng động lớn mà vận tốc góc trục khuỷu lại chưa lớn VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Tăng áp kiểu tuốc bin - Máy nén Máy nén tăng áp dẫn động nhờ tuốc bin đặt đường thải Khi động làm việc, khí thải động dẫn vào tuốc bin (5) sinh công, làm quay máy nén (3) Vận tốc góc tuốc bin - máy nén tới 100.000 vòng/phút VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Sơ đồ động tăng áp tuốc bin - máy nén 1.Động cơ; 2.Đường thải; 3.Máy nén; 4.Đường môi chất trước máy nén; 5.Tuốc bin; 6.Bình làm mát trung gian; 7.Đường nạp VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Phương pháp tận dụng thêm lượng khí thải, vận tốc trục khuỷu động thay đổi đột ngột, quán tính tuốc bin - máy nén không cung cấp đủ lượng không khí cần thết Mặt khác, chế độ vận tốc trục khuỷu nhỏ, công tuốc bin không đủ cho máy nén làm việc bình thường theo yêu cầu động   VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Tăng áp hỗn hợp Máy nén tăng áp dẫn động từ tuốc bin trục khuỷu Phương pháp khắc phục nhược điểm phương pháp VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Sơ đồ tăng áp hỗn hợp 1.Động cơ; 2.Đường thải; 3.Bộ truyền khí; 4.Máy nén; 5.Tuốc bin; 6.Bình làm mát trung gian; Đường nạp VII TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ B SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU Động cung cấp khí nén phù hợp tất chế độ tải trọng chế độ tốc độ khác nhau, kể vận tốc góc trục khuỷu thay đổi đột ngột Mặt khác cơng suất dư tuốc bin sử dụng cơng có ích hệ thống Tuy cấu tạo phức tạp CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THAM GIA TIẾT HỌC ... nối tự động thay đổi góc phối khí II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP C DẪN ĐỘNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Dẫn động có tự động điều chỉnh góc phối khí b Thay đổi góc phối khí cách tự động thay đổi... – CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI C PHÂN LOẠI Cơ cấu PPK dùng xu páp Cơ cấu PPK động có Cơ cấu PPK dùng van trượt Cơ cấu PPK hỗn hợp: Kết hợp hai loại II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP A PHƯƠNG... lệch pha phối khí Dẫn động trục cam xích xích; bánh trục cam; Bánh trục khuỷu II CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ DÙNG XUPÁP C DẪN ĐỘNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Dẫn động khơng tự động điều chỉnh góc phối khí c