cuong ve dong co xang
-1- Mô tả đại cương Mô tả đại cương Tất cả các động cơ xăng lắp trên các xe ôtô Toyota đều là động cơ bốn kỳ. Động cơ bốn kỳ hoạt động bằng cách lặp lại liên tục và đều đặn các kỳ sau đây 1. Kỳ nạp 2. Kỳ nén 3. Kỳ nổ 4. Kỳ xả Nguyên tắc cơ bản của động cơ bốn kỳ Để động cơ hoạt động tốt trong các điều kiện vận hành rất khác nhau, những điều kiện sau đây cần phải được thoả mãn: ã Hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt ã Nén ép tốt ã Đánh lửa tốt (1/1) Ba yếu tố của động cơ xăng Hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt 1. Hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt cho ôtô (1) Xăng được hoá hơi và trộn đều với không khí. Để xăng cháy hết nó phải được hoá hơi tốt và trộn đều với không khí. (2) Hỗn hợp không khí-nhiên liệu đúng Xe ôtô được sử dụng trong những điều kiện vận hành thay đổi, và khi có sự thay đổi trong điều kiện vận hành thì hỗn hợp không khí-nhiên liệu cũng cần thay đổi theo. ã Khi nhiệt độ không khí thay đổi từ cao xuống thấp. ã Khi mặt đường chuyển từ bằng phẳng sang dốc đứng và động cơ làm việc với tải trọng lớn. ã Khi tốc độ của động cơ tăng từ chạy không tải lên tốc dộ cao. 2. Tỷ lệ không khí-nhiên liệu Tỷ lệ không khí-nhiên liệu là tỷ lệ giữa khối lượng không khí và khối lượng nhiên liệu. Khi lượng không khí quá nhiều hoặc quá ít thì xăng cháy không tốt, dẫn đến cháy không hết. Tối thiểu phải có 14,7 phần không khí để đốt cháy hoàn toàn một phần xăng. Tỷ lệ này được gọi là tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết. Tuy nhiên, trên thực tế thì dù xăng đã được phun vào động cơ theo tỷ lệ lí thuyết, không phải toàn bộ xăng đều được hoá hơi và trộn với không khí. Vì thế, trong một số điều kiện cần phải sử dụng tỷ lệ không khí-nhiên liệu đậm hơn (1/2) -2- 3. Tỷ lệ không khí-nhiên liệu và điều kiện vận hành xe (3) Khi khởi động Khi khởi động, thành của đường ống nạp, các xy lanh và nắp quy lát còn lạnh, nên nhiên liệu được phun vào bị dính lên các thành. Trong trường hợp này hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong buồng đốt bị nghèo đi. Vì thế cần có hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu. (4) Hâm nóng động cơ: Nhiệt độ của nước làm mát càng thấp, xăng càng khó hoá hơi, làm cho xăng bắt lửa kém. Vì thế cần hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu. (5) Khi tăng tốc: Khi bàn đạp ga được ép xuống, sẽ xuất hiện sự trì hoãn trong cung cấp nhiên liệu do thay đổi tải trọng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu nghèo đi. Vì vậy, cần bổ sung một lượng nhiên liệu phun vào hỗn hợp. (6) Khi chạy với tốc độ đều (không đổi): Sau khi động cơ đã được hâm nóng, hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ gần như tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết (7) Khi chịu tải nặng: Khi cần sản ra công suất lớn, động cơ được cung cấp hỗn hợp nhiên liệu hơi giàu để giảm nhiệt độ đốt cháy và đảm bảo toàn bộ lượng không khí cung cấp sẽ được sử dụng để đốt cháy. (8) Khi giảm tốc: Khi không cần công suất lớn, nhiên liệu được cắt giảm một phần để làm sạch khí xả. (2/2) -3- Nén ép tốt 1. Sự cần thiết phải nén ép hỗn hợp không khí-nhiên liệu Hỗn hợp không khí-nhiên liệu không được nén ép sẽ cháy chậm vì mật độ của không khí và nhiên liệu thấp. Tuy nhiên, khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén và đánh lửa, mật độ cao sẽ làm cho hỗn hợp bốc cháy tức khắc (nổ). Với tỷ lệ hỗn hợp như nhau, khi được đốt cháy, hỗn hợp nhiên liệu được nén sẽ giải phóng năng lượng nhiều hơn hỗn hợp không được nén. Ngoài ra, hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén sẽ làm cho không khí và nhiên liệu được trộn đều hơn, và xăng được hoá hơi tốt hơn, bốc cháy với nhiệt độ cao hơn. hỗn hợp không khí-nhiên liệu nén cũng dễ bắt lửa hơn. Mức độ nén của hỗn hợp không khí-nhiên liệu được biểu thị bằng tỷ số nén. Nói chung, khi áp suất nén càng cao thì đạt được áp suất nổ càng cao. Tuy nhiên, khi áp suất quá cao thì sẽ xuất hiện tiếng gõ. Vì vậy, tỷ số nén của động cơ xăng thường được thiết kế vào khoảng 9 đến 11. (1/1) Đánh lửa tốt Động cơ xăng chuyển hoá sự cháy của hỗn hợp không khí-nhiên liệu thành động lực. Để hỗn hợp không khí-nhiên liệu cháy tốt cần phải có đánh lửa đủ mạnh và vào thời điểm đúng. 1. Các điều kiện để đánh lửa tốt (1) Có khả năng tạo ra tia lửa đủ mạnh để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu (nổ). Bugi trong động cơ xăng tạo ra tia lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Nếu bugi yếu thì không đủ năng lượng để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Vì vậy, bugi mạnh là một yếu tố quan trọng. (2) Khả năng duy trì thời điểm đánh lửa đúng với mọi điều kiện làm việc của động cơ. Thời điểm đánh lửa thay đổi theo tốc độ của động cơ và phụ tải để đảm bảo rằng luôn luôn có thời điểm đánh lửa chính xác. (1/1) -4- Động cơ Mô tả Động cơ được cấu thành bởi nhiều bộ phận, giúp nó chuyển hoá nhiệt năng thành cơ năng với hiệu quả cao khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu được đốt cháy 1. Nắp quy lát (1) Nắp quy lát (2) Gioăng nắp quy lát 2. Thân máy Thân máy -5- 3. Trôc khuûu (1) Trôc khuûu (2) N¾p b¹c cæ trôc 4. Thanh truyÒn (1) Thanh truyÒn (2) N¾p b¹c 5. B¹c (1) B¹c thanh truyÒn (2) B¹c trôc khuûu (3) Vßng ®Öm chÆn -6- 6. Píttông (1) Píttông (2) Chốt pittông (3) Xéc măng 7. Cơ cấu van (1) Trục cam xả (2) Trục cam nạp (3) Con đội (4) Móng hãm (5) Vòng chặn lò xo xupáp (6) Lò xo xupáp (7) Phớt dầu thân van (8) Đế lò-xo (9) Xupáp (10) Xích cam (11) Ray trượt căng xích (12) Bộ phận chống rung xích (13) Bộ căng xích cam (14) Vành răng phối khí trục khuỷu Khi những bộ phận này hoạt động tốt, động lực sẽ được sản sinh. -7- Nắp quy lát Nắp quy lát nằm trên thân máy. Mặt dưới của nắp quy lát lõm vào, cùng với píttông tạo thành buồng đốt. Bên trong nắp quy lát có lỗ dầu và áo nước để làm mát các xupáp và bugi. Hầu hết các động cơ xăng đều có nắp quy lát làm bằng hợp kim nhôm. Hợp kim nhôm nhẹ hơn gang và dẫn nhiệt rất tốt. Giữa thân máy và nắp quy lát là tấm gioăng nắp quy lát, nó có tác dụng làm kín mối liên kết giữa hai khối để chống lọt các khí áp suất cao, khí cháy, nước làm mát và dầu động cơ. (1/1) Bulông biến dạng dẻo Bulông biến dạng dẻo được sử dụng ở các mối lắp ghép như nắp quy lát, nắp bạc để tạo ra độ căng ổn định. Thông thường, các bulông được xiết chặt trong giới hạn đàn hồi. Khi đó bulông được xiết chặt với một mômen xiết tiêu chuẩn. Trong giới hạn đàn hồi, mômen xiết chặt và lực căng của bulông gần như tỷ lệ thuận. Khi xiết chặt bulông trong giới hạn đàn hồi, có một số điều kiện cho phép xuất phát từ ren bulông, mặt bích, hoặc vòng đệm, nếu độ căng của bulông được kiểm soát bằng mômen xiết. Trong vùng biến dạng dẻo, thì dường như không có sự thay đổi sức căng theo mômen xiết chặt. Phương pháp xiếtt chặt bulông trong vùng biếng dạng dẻo này được ứng dụng để làm giảm sự không đồng đều về sức căng khi có sự biến động về mômen xiết chặt. Sức căng của bulông được giữ ổn định bởi vì bản thân nó trở nên lớn hơn. (1/1) -8- Thân máy Thân máy có tác dụng duy trì áp suất nén của pittông và tiếp nhận áp suất nổ. Thân máy bao gồm thân xy-lanh làm bằng nhôm và áo xy-lanh. Tuy nhiên, cũng có những thân máy không có áo xy-lanh (động cơ 2ZZ-GE). Cũng có những thân máy làm bằng gang. Lòng của xy-lanh có hình trụ. Tuy nhiên, nó trở nên có dạng côn ở phần trên của xy-lanh vì có nhiệt độ và áp suất cao hơn, và là phía nén ép của pittông nên nó bị mòn. Vì thế, xy-lanh có thể trở nên có dạng ô van hoặc côn do bị mài mòn từng phần. Sự mòn xy-lanh có thể dẫn đến một số khuyết tật như: ã Tiếng gõ cạnh pittông ã Tiêu hao nhiều dầu động cơ bất thường ã Lọt khí nén GợI ý: Mòn hoặc hỏng mặt trong của xy-lanh có thể là do các nguyên nhân sau đây: ã Bôi trơn không đủ ã Bảo dưỡng dầu động cơ hoặc lọc dầu không đúng ã Bụi lọt vào động cơ ã Hỗn hợp không khí-nhiên liệu quá giàu ã Quá nóng ã Quá nguội (1/3) 1. Cỡ xy-lanh Ngay cả khi còn mới tinh thì kích thước lòng xy lanh cũng có thể có những chỗ khác nhau do độ chính xác trong chế tao. Vì vậy có ba cỡ xy-lanh tiêu chuẩn. Mã cỡ xy-lanh được đánh dấu trên đầu của thân máy. Để tăng độ chính xác của khe hở píttông, phải sử dụng píttông tiêu chuẩn phù hợp với cỡ xy-lanh. Khi cỡ xy-lanh tăng một cấp thì đường kính trong của nó tăng lên 0,01 mm. Một số động cơ có đến bốn, năm cỡ xy-lanh tiêu chuẩn. Ngoài ra cũng có những động cơ chỉ có một cỡ xy-lanh, trong trường hợp đó chúng không có mã cỡ trên đầu thân máy. (2/3) -9- 2. Cỡ cổ trục khuỷu Cổ trục khuỷu được gia công cùng với thân máy và nắp bạc cổ trục. Kích thước của các cổ trục khuỷu có sự khác nhau do độ chính xác trong chế tạo. Vì vậy, có một số cỡ cổ trục khuỷu. Mã cỡ này được dập ở đáy của thân máy. Cần sử dụng mã này để chọn bạc trục nhằm tăng độ chính xác của khe dầu, chống các hiện tượng gõ, bó và tăng tiết kiệm nhiên liệu. Khi cỡ bạc tăng lên một cấp, kích thước trong của bach chỉ tăng lên một số micrôn. Số cỡ tiêu chuẩn, mã cỡ và vị trí ghi mã cỡ của các kiểu động cơ khác nhau cũng khác nhau. (3/3) Trục khuỷu Trục khuỷu dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến của píttông thành chuyển động quay. Để tiếp nhận những ứng lực lớn và quay với tốc độ cao, trục khuỷu phải có đủ độ bền, cứng vững, chịu mài mòn, và phải được cân bằng tĩnh cũng như động để quay êm. Đối trọng được gắn vào trục khuỷu để giữ cân bằng khi quay. Cổ biên và cổ trục khuỷu được gia công tăng cứng để làm cho nó cứng chắc và chịu được mài mòn. Cổ biên và cổ trục khuỷu có một lỗ dầu. Dầu từ thân máy chảy vào lỗ dầu của cổ trục khuỷu và chảy qua cổ biên. (1/3) -10- THAM KHảO: Chỉnh trục khuỷu Dịch chỉnh tâm trục khuỷu và chỉnh tâm xy lanh nhằm nâng cao hiệu suất động cơ. ã áp suất nổ do píttông tiếp nhận được truyền đến trục khuỷu với hiệu quả tối đa. ã Bằng cách giảm lực đẩy theo chiều ngang của pítttông, tổn thất do ma sát được giảm xuống. GợI ý: Thí dụ: Lượng chỉnh dịch trục khuỷu Động cơ 1NZ-FE và 2NZ-FE: 12 mm Động cơ 1SZ-FE và 2SZ-FE: 8 mm Mã số về vị trí và hướng lắp cổ trục được ghi trên nắp bạc trục khuỷu. Ví dụ: Xêri động cơ ZZ Một số nắp bạc trục là khối đơn, có cấu trúc kiểu khung thang, bao gồm cả phần đáy của nắp quy lát (2/3) . tả đại cương Mô tả đại cương Tất cả các động cơ xăng lắp trên các xe ôtô Toyota đều là động cơ bốn kỳ. Động cơ bốn kỳ hoạt động bằng cách lặp lại liên tục. Chốt pittông (3) Xéc măng 7. Cơ cấu van (1) Trục cam xả (2) Trục cam nạp (3) Con đội (4) Móng hãm (5) Vòng chặn lò xo xupáp (6) Lò xo xupáp (7) Phớt dầu