Khảo sát hệ thống phân phối khí trên động cơ G4KA

Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu Tổng quan hệ thống phân phối khí động đốt 1.1 Mục đích, phân loại, yêu cầu hệ thống 1.2 Hệ thống phân phói khí dùng động kỳ 1.3 Hệ thống phân phối khí dùng động kỳ 1.4 Các chi tiết, cụm chi tiết cấu phân phối khí động kỳ 10 1.5 Một số cấu phân phối khí đại 17 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA 22 2.1 Giới thiệu động 22 2.2 Hệ thống nạp, thải động 26 2.3 Đặc điểm hệ thống phân phối khí thơng minh (CVVT ) động G4KA 31 2.4 Hệ thống thay đổi góc phân phối khí 42 2.5 Kết cấu hệ thống thay đổi góc phân phối khí 45 Tính tốn thơng số cấu phân phối khí .54 3.1 Xác định kích thướt tiết diện lưư thơng 54 3.2 Phân tích chọn dạng cam 57 3.3 Dựng hình cam lồi 57 3.4 Động học đội đáy 62 Tính kiểm nghiệm chi tiết cấu phân phối khí 65 4.1 Quy dẫn khối lượng chi tiết máy 65 4.2 Tính tốn lò xo xupáp 66 4.3 Tính kiểm nghiệm trục cam 69 4.4 Tính bền đội 72 4.5 Tính bền xupáp 72 Những hư hỏng phương pháp kiểm tra sữa chữa chi tiết cấu 73 5.1 Những hư hỏng 73 5.2 Các phương pháp kiểm tra phân loại chi tiết 74 5.3 Phương pháp kiểm tra sữa chữa chi tiết cấu phân phối khí động G4KA 75 Kết luận 82 Tài liệu tham khảo .83 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA LỜI NĨI ĐẦU Động đốt ngày phát triển mạnh mẽ số lượng lẫn chất lượng, đóng vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ Là nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay máy động cở nhỏ v.v Đối với sinh viên kỹ thuật, đồ án tốt nghiệp đóng vai trị quan trọng Đề tài tốt nghiệp thầy giao cho em khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Tuy đề tài quen thuộc sinh viên mục đích đề tài thiết thực, khơng giúp cho em có điều kiện để chuẩn lại kiến thức học trường mà cịn hiểu biết kiến thức nhiều tiếp xúc với thực tế Hệ thống phân phối khí động G4KA có nhiều đặc điểm lạ Do việc khảo sát động thật đem đến cho em nhiều điều hay bổ ích Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Dương Việt Dũng, thầy khoa với việc tìm hiểu, tham khảo tài liệu liên quan vận dụng kiến thức học, em cố gắng hoàn thành đề tài Mặc dù vậy, kiến thức em có hạn lại thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo thêm để kiến thức em ngày hoàn thiện Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn "Dương Việt Dũng” thầy cô khoa bạn nhiệt tình giúp đỡ để em hồn thành đồ án Sinh viên thực Cao Tấn Duy Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Tổng quan hệ thống phân phối khí động đốt trong: 1.1 Mục đích, phân loại, yêu cầu hệ thống phân phối khí: 1.1.1 Mục đích: Thực q trình thay đổi khí buồng cháy động cơ:Thải khí thải khỏi xilanh nạp đầy khí hỗn hợp khơng khí vào xilanh động để động làm việc liên tục 1.1.2 Yêu cầu: Cơ cấu phối phải đảm bảo yêu cầu sau: Quá trình thay đổi khí nạp đầy thải Đóng mở xupáp quy luật thời gian quy định Độ mở lớn để dịng khí dễ dàng lưu thơng Đóng xupáp phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, khơng bị cháy lọt khí Xupáp thải khơng tự mở q 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 cấu sử dụng rộng rãi động kỳ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh làm việc xác hiệu quả, mang lại hiệu suất cao Cơ cấu phối khí dùng van trượt: Là loại cấu có nhiều ưu điểm tiết diện lưu thơng lớn, dễ làm mát, tiếng ồn Trong số động hai kỳ nạp thải khí lỗ (quét vòng), piston chúng làm nhiệm vụ van trượt, đóng mở lỗ thải lỗ nạp Loại dùng động khơng có cấu dẫn động van trượt riêng nên dùng cấu khuỷu trục – truyền dẫn động piston Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp thường dùng lỗ để nạp xupáp để thải khí 1.2 Hệ thống phân phối khí dùng động hai kỳ: Trong động hai kỳ, q trình nạp đầy mơi chất vào xilanh động chiếm khoảng 1200 đến 1500 góc quay trục khuỷu Quá trình thải động hai kỳ chủ yếu dùng khơng khí qt có áp suất lớn áp suất khí trời để đẩy sản vật cháy ngồi Ở q trình xảy hịa trộn khơng khí qt với sản vật cháy, đồng thời có khu vực chết xilanh khơng có khí qt tới Chất lượng q trình thải sản vật cháy nạp đầy môi chất động hai kỳ chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống quét thải Hiện động hai kỳ thường sử dụng hệ thống quét thải sau: Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA + Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng song song: Hình 1- 1: Cơ cấu dùng hộp cácte để quét khí – Piston; – Thanh truyền; - Trục khuỷu Được sử dụng chủ yếu động hai kỳ cỡ nhỏ Đặc điểm: Dùng cácte làm máy nén khí để tạo khơng khí qt Cửa qt thường đặt xiên lên đỉnh piston có kết cấu đặc biệt để dẫn hướng dịng khơng khí qt xilanh + Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm: Thường dùng động hai kỳ có cơng suất lớn Đặc điểm: Cửa qt đặt theo hướng lệch tâm, xiên lên hợp với đường tâm xilanh góc 300, dịng khơng khí quét vào xilanh theo hướng lên tới nắp xilanh vòng xuống cửa thải Đây hệ thống qt thải hồn hảo nhất, cho tiêu cơng tác động áp suất khơng khí quét lớn + Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp: Đặc điểm: Có hai hàng cửa quét, hàng đặt cao cửa thải, bên có bố trí van chiều để sau đóng kín cửa thải nạp thêm mơi chất cơng tác vào hàng lổ phía Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Áp suất khí quét lớn kết cấu có nhiều van tự động nên phức tạp Chiều cao cửa khí lớn làm tăng tổn thất hành trình piston, giảm tiêu công tác động + Hệ thống quét vòng đặt bên: Chỉ sử dụng cho động hai kỳ tĩnh tại, động tàu thủy cỡ nhỏ có tốc độ trung bình Đặc điểm: Các cửa khí đặt bên thành xilanh theo hướng lệch tâm cửa quét nghiêng xuống góc 150 Trong hệ thống có van xoay để đóng cửa thải sau kết thúc quét khí nhằm giảm tổn thất khí quét + Hệ thống quét thẳng qua xupáp thải: 10 H ình 1–2: Cơ cấu quét thẳng qua xupáp thải – Ống dẫn hướng; - L ò xo xupáp; – Đĩa lị xo; - Móng hãm; – Xupáp; - Đ òn bẩy; - Đ ũa đẩy; - Đế xupáp; – Con đội; 10 - Trục cam Đặc điểm: Cửa quét đặt xung quanh xilanh theo hướng tiếp tuyến Xupáp thải đặt nắp xilanh Dịng khí qt theo chiều từ lên nắp xilanh theo xupáp thải ngồi nên dịng khơng khí qt bị hịa trộn với sản vật cháy khí thải đẩy ngồi tương đối sạch, hệ số khí sót nhỏ áp suất dịng khí nạp lớn Để lựa chọn góc phối khí tốt làm cho q trình nạp hồn thiện Cửa qt đặt theo hướng tiếp tuyến nên dịng khơng khí qt vào xilanh tạo thành vận động xốy q trình hình thành hỗn hợp khí q trình cháy xảy tốt hơn, đồng thời làm tăng tiết diện lưu thơng nên giảm sức cản q trình quét khí Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA b) a) d) c) e) Hình 1–3: Một số phương án quét thải động hai kỳ a) - Hệ thống quét thẳng dùng piston đối đỉnh; b) - Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm; c) - Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp; d) - Hệ thống quét qua xupáp thải; e) - Hệ thống quét vòng đặt bên 1.3 Hệ thống phân phối khí động bốn kỳ: Trên động bốn kỳ việc thải khí thải nạp đầy mơi chất thực cấu cam - xupáp, cấu cam - xupáp sử dụng đa dạng Tùy theo cách bố trí xupáp trục cam, người ta chia cấu phân phối khí động bốn kỳ thành nhiều loại khác cấu phối khí dùng xupáp treo, cấu phối khí dùng xupáp đặt… I.3.1 Các phương án bố trí xupáp dẫn động xupáp: + Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt: Xupáp lắp bên thân máy trục cam trục cam dẫn động xupáp thông qua đội Xupáp nạp xupáp thải xilanh bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ bố trí theo cặp Khi bố trí cặp xupáp tên, xupáp nạp dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA 10 Hình 1-4: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt – Ống dẫn hướng xupáp; – Lò xo; – Đĩa lị xo; –Móng ngựa; – xupáp; – Đòn bẩy; – Đũa đẩy; – Đế xupáp; – Con đội; 10 - Trục cam; Ưu điểm phương án chiều cao động giảm xuống, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp dễ dàng Tuy có khuyết điểm buồng cháy khơng gọn, có dung tích lớn Một khuyết điểm đường nạp, thải phải bố trí thân máy phức tạp cho việc đúc gia cơng thân máy, đường thải, nạp khó thốt, tổn thất nạp thải lớn + Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo: Xupáp đặt nắp máy trục cam dẫn động thông qua đội, đũa đẩy, đòn bẩy trục cam dẫn động trực tiếp xupáp Khi dùng xupáp treo có ưu điểm: Tạo buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ giảm tổn thất nhiệt Đường nạp, thải bố trí nắp xilanh nên có điều kiện thiết kế để dịng khí lưu thơng hơn, đồng thời bố trí xupáp hợp lý nên tăng tiết diện lưu thơng dịng khí Tuy cấu phân phối khí dùng xupáp treo tồn số khuyết điểm dẫn động xupáp phức tạp làm tăng chiều cao động cơ, kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó đúc gia cơng Để dẫn động xupáp, trục cam bố trí nắp xilanh để dẫn động trực tiếp dẫn động qua đòn bẫy Trường hợp trục cam bố trí hộp trục khuỷu thân máy, xupáp dẫn động gián tiếp qua đội, đũa đẩy, đòn bẫy… Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA 23 10 Hình 1-5 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo – Ống dẫn hướng xupáp; – Lò xo; – Đĩa lị xo; –Móng ngựa; – xupáp; – Đòn bẩy; – Đũa đẩy; – Đế xupáp; – Con đội; 10 - Trục cam; Khi bố trí xupáp treo thành hai dãy, dẫn động xupáp phức tạp Có thể sử dụng phương án dẫn động xupáp dùng trục cam dẫn động gián tiếp qua địn bẩy, dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp Hình 1-6 Các phương án dẫn động xupáp a) – Các xupáp đặt xen kẽ nắp xilanh; b) – Xupáp dẫn động trực tiếp; c) – Xupáp dẫn động thơng qua địn bẫy Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Trong số động xăng, xupáp có bố trí theo kiểu hỗn hợp: xupáp nạp đặt thân máy xupáp thải lắp chéo nắp xilanh Khi bố trí kết cấu cấu phân phối khí phức tạp tăng tiết diện lưu thông nhiều tăng khả cường hóa động Kết cấu thường dùng loại động xăng tốc độ cao Kết luận: So sánh ưu khuyết điểm hai phương án bố trí xupáp đặt treo thấy rằng: Động diezel dùng xupáp treo, tạo ε cao cịn động xăng dùng xupáp treo, hay đặt ngày thường dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo Động sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu treo có hiệu suất nhiệt cao Dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo làm cho kết cấu quy lát phức tạp dẫn động phức tạp đạt hiệu phân phối khí tốt Hệ thống phân phối khí xupáp treo chiếm ưu tuyệt đối động kỳ 1.3.2 Phương án bố trí trục cam dẫn động trục cam: Trục cam đặt hộp trục khuỷu hay nắp máy: Loại trục cam đặt hộp trục khuỷu dẫn động bánh cam Nếu khoảng cách trục cam với trục khuỷu nhỏ thường dùng cặp bánh Nếu khoảng cách trục lớn, phải dùng thêm bánh trung gian dùng xích Loại trục cam đặt nắp máy Dẫn động trục cam dùng trục trung gian dẫn động bánh dùng xích Khi dùng hệ thống bánh cần có ổ chắn dọc trục để chịu lực chiều trục khống chế độ rơ dọc trục Khi trục cam dẫn động trực tiếp xupáp, trục cam dẫn động qua ống trượt, trục cam dẫn động qua đòn quay Phương án dẫn động bánh có ưu điểm lớn kết cấu đơn giản, cặp bánh phân phối khí thường dùng bánh nghiêng nên ăn khớp êm bền Truyền động xích có nhiều ưu điểm gọn nhẹ, dẫn động trục cam khoảng cách lớn Khi xích bị mịn gây nên tiếng ồn làm sai lệch pha phân phối Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA a) b) c) d) e) Hình 1-7 Các phương án dẫn động trục cam a, c) – Dẫn động trục cam dùng bánh côn; b) – Dẫn động trục cam dùng bánh trung gian; d , e) – Dẫn động trục cam dùng xích 1.4 Các chi tiết, cụm chi tiết cấu phân phối khí: 1.4.1 Trục cam: Nhiệm vụ trục cam dẫn động điều khiển việc đóng mở xupáp hút thải theo chu kì hoạt động động Hình 1-9 Kết cấu trục cam – Đầu trục cam; – Cổ trục cam; – Các vấu cam; – Cam lệch tâm bơm xăng; – Bánh dẫn động bơm dầu bơi trơn Trên trục cam có vấu cam hút xả cho xilanh Thời điểm đóng mở xupáp phụ thuộc vào biên dạng cam Trục cam bao gồm phần cam thải, cam nạp 10 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA h (mm) f(mm) C2 C1 1,52 0 αΚ 50 C2'' -4000 100 -2000 h max 7,5 Plx( max) Plx( min) C1'' 2000 Plx P (N) -500 C2' C1' f max 1000 551,5 500 367,67 Plx f Pjx α 0Κ -1000 -1236,47 -1500 -1852,6 -2000 20 40 60 80 jx Hình 4-1 Đồ thị đặc tính lị xo Tính tốn kiểm nghiệm trục cam: Khi tính tốn ta giả thuyết dầm có tiết diện đồng đặt tự gối tựa Giữa gối hai cam thải máy khác Để tính tốn cho trục cam ta tính cho trường hợp cam thải chịu lực tác động tức xupáp xả mở Lúc cam thải chịu tác dụng nhiều lực như: Lực khí thể, lực lị xo, lực qn tính cấu phối khí…Sơ đồ tính tốn biểu diễn hình vẽ 20 Pr 75 95 Pr Hình 4-2 Sơ đồ tính bền trục cam 69 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Nếu bỏ qua ma sát trọng lực (vì lực nhỏ so với lực khác) lực tác dụng lên trục cam là: PTmax = Plxo + Pjt + Pkt (4 – 5) Trong đó: Plxo - lực nén ban đầu lò xo xupáp (Trạng thái xupáp đóng kín) Plxo = Plmin = 490,01(N) Pjt - Lực quán tính cấu phối khí bắt đầu mở xupáp quy dẫn đường tâm đội Pjt = - mot.jt Với mot = 0,291 (kg) – Khối lượng cấu phối khí qui dẫn đường tâm đội jt = 4289 (m/s2) - Gia tốc cấu phối khí bắt đầu mở xupáp qui dẫn đường tâm đội ⇒ Pjt = − 0,291.6783 = 1973,853(N) Pkt - Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm xupáp thải qui dẫn đường tâm đội Pkt = S xp p kt Với: S xp - Diện tích mặt nấm xupáp thải S xp = π d n2 π 30 2.10 −6 = = 0,706.10-3 (m2) 4 pkt – Áp suất khí thể buồng cháy bắt đầu mở xupáp Chọn pkt = 1,1 (MN/m2) ⇒ 0,776.10-3 (MN) Thay vào cơng thức (3 – 27) ta có: PTmax = Plxo + Pjt + Pkt = 491,01 + 1973,853+ 776 = 3240,863 (N) Do mômen uốn lớn trục cam tính theo cơng thức: Trong đó: l – Koảng cách tâm gối đỡ; l = 95 (mm) l1 l2 – Khoảng cách từ gối đỡ đến cam chịu lực PTmax l1 = 20 (mm); l2 = 75(mm) 70 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA ⇒ M u max = 2530 75 20.10 −3 = 39,9 (N.m) = 39,9.10-6 (MN.m) 95 Ứng suất uốn trục cam tính theo cơng thức: σu = σu = ⇒ M u max M u max = Wu π   d0   d 1 −    32   d   39,9.10 −6 =   π 25,7 (MN/m2)   (25.10 −3 ) 1 −    32   24   Với d d0 đường kính ngồi đường kính trục cam d = 24 (mm); d0 = (mm) * Mômen xoắn: Mômen xoắn đạt cực đại lực PT xa tâm trục cam nhất, đội lúc trượt hết phần cung có bán kính ρ Mơmen xoắn trục cam lực lị xo lực qn tính gây mặt cam xác định theo công thức: [ [ M x = PTθ A = A ( Plx ) t + ( Pj ) t Trong đó: ( Plx ) t + ( Pj ) t ] ] θ (4 – 6) lực lò xo lực quán tính cam quay đến điểm B θ A – Cánh tay đòn lớn lực PT0: ρ − R1 ϕ A= ( R1 + hmax − r ) sin ρ −r A= 86 − 16,5 118 (16,29 + 7,5 − 4,6) sin = 14,08 (mm) 86 − 4,6 ( Plx ) t θ max (P ) j t θ max =1364,05 (N) = 2046,07 (N) Vậy Mx = 14,08.10-3.(1364,05 + 2046,07) = 48,01(N.m) * Độ võng cho phép: Nếu đoạn trục tính tốn có hai cam tên độ võng cho phép trục cam tính theo cơng thức: f = 3,4.PT ( 3l − 4l1 ).l12 ( E d − d 04 ) (4 - 7) Trong đó: E - Môđuyn đàn hồi vật liệu chế tạo trục cam 71 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA E = (2 ÷ 2,2).105 (MN/m2); Ta chọn E = 2,1.105 (MN/m2) ⇒ -6 f = 3,4.2530.10 ( 3.0,095 − 4.0,02) 0,02 ( 2,1.10 0,024 − 0,004 4 ) 103 = 0,086 (mm) Độ võng cho phép trục cam nằm phạm vi [f] = (0,05 ÷ 0,1) mm Vậy trục cam thỏa mãn độ võng * Ứng suất tiếp xúc mặt cam: Trong trình làm việc, mặt cam đội xuất ứng suất tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc tính theo cơng thức: σ tx = 0,418 PT E b.ρ (4 – 8) Trong đó: b – Chiều rộng cam; b = 14 (mm) ρ - Bán kính cung ngoại tiếp cam; ρ = 86 (mm) E – Môđuyn đàn hồi; E = 2,1.105 (MN/m2) PT – Lực tác dụng lên cam; PT = 2530.10 -6 (MN) ⇒ σ tx = 0,418 2530.10 −6 2.1.10 = 2,77.102 (MN/m2) −6 14.86.10 Ứng suất tiếp xúc cho phép nằm phạm vi (600 ÷ 1200) MN/m2 Vậy ứng suất tiếp xúc cam thỏa mãn điều kiện bền 4 Tính tốn sức bền đội: Thông thường kiểm nghiệm áp suất tiếp xúc thân đội Khi cam tiếp xúc với đội điểm B mômen xoắn trục cam Mx có giá trị lớn Mơmen làm cho đội bị nghiêng tiếp xúc không Áp suất tiếp xúc xác định theo công thức: K max = 6.M x d l (4 – 9) Trong đó: d l – Đường kính chiều dài tiếp xúc thân đội d = 31 (mm) l = 27,5 (mm) ⇒ K max = 6.38,361 = 9,817.106 (N/m2) 31.27,5 10 −9 Tính tốn sức bền xupáp: Tính sức bền nấm xupáp dùng cơng thức Back, giả thuyết nấm xupáp đĩa trịn đặt đế tựa hình trụ: Ứng suất uồn mặt nấm xác định theo công thức: d2 δu = pz δ (4 – 10) 72 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Với: pz – Áp suất khí thể lớn Chọn pz = (MN/m2) D – Đường kính trung bình nấm xupáp; D = 30 (mm) δ - Chiều dày mặt nấm; δ = (mm) ⇒ 30 δ u = = 98,4 (MN/m2) 4 Vì cấu phối khí động G4KA xupáp dẫn động trực tiếp ta cần xác định áp suất tiếp xúc nén thân Áp suất nén tiếp xúc tính theo công thức: K max = 6.M x d l (4 – 11) Với d l – đường kính chiều dài thân xupáp D = 5,5 (mm) l = 105 (mm) K max = 6.38,361 = 11,6.106 (MN/m2) 5,5.60 10 −9 Những hư hỏng phương pháp kiểm tra, sửa chữa chi tiết cấu phân phối khí: 5.1 Những hư hỏng: Hệ thống phân phối khí thơng minh (CVVT) dẫn động từ trục cam đến xupáp làm việc điều kiện chịu nhiệt độ cao, chịu lực ma sát lớn làm việc chịu nhiều va đập nên thường bị mòn Sự mài mòn chi tiết cấu dẫn đến tượng xupáp đóng mở khơng u cầu, gây ảnh hưởng xấu đến trình làm việc động Khi làm việc hệ thống phân phối khí tiết cấu thường xảy hư hỏng sau: + Xupáp đế xupáp chi tiết làm việc điều kiện khắc nghiệt vừa chịu lực ma sát lại vừa chịu va đập Thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao đặt biệt xupáp thải Do bề mặt làm việc xupáp đế xupáp khơng bị mịn mà cịn bị cháy rỗ dẫn đến đóng khơng kín gây lọt khí làm giảm cơng suất, tăng lượng tiêu hao nhiên liệu động + Ống dẫn hướng xupáp mòn nhiều gây va đập xupáp làm tăng mài mòn thân xupáp đồng thời gây lọt dầu vào xilanh động làm tăng tiêu hao dầu bôi trơn kết muội than buồng đốt + Các chi tiết dẫn động xupáp đòn bấy, lăn, lò xo chi tiết lắp ghép chúng bị mòn biến dạng ảnh hưởng đến làm việc xupáp + Đối với trục cam vấu cam phân phối khí ln tiếp xúc tỳ vào đế đội nên bị mòn nhiều bị biến dạng ma sát Nếu vấu cam bị mịn nhiều làm giảm hành trình đội làm giảm độ mở xupáp + Con đội bị mòn nhiều phần thân đáy Nếu bôi trơn cưỡng khe hở phần thân phần dẫn hướng làm giảm áp lực dầu bơi trơn Nếu đội khí mài 73 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA mòn bề mặt tiếp xúc làm giảm khe hở miệng xupáp + Bộ phận dẫn động trục cam: Các gân bánh răng, bánh xích, bi dây đai bị mài mòn làm sai lệch pha phân phối khí động tức thời điểm đóng mở xupáp không yêu cầu đồng thời gây nên tiếng ồn gõ trình làm việc 5.2 Các phương pháp kiểm tra, phân loại chi tiết: Khi tháo rửa sạch, chi tiết kiểm tra, phân loại để xác định phương án xử lý Các chi tiết phân làm nhóm: Các chi tiết dùng lại sữa chữa, chi tiết cần phục hồi, sữa chữa chi tiết hư hỏng bỏ Việc kiểm tra phân loại chi tiết bao gồm công việc đo đạc, quan sát, kiểm tra chi tiết so sánh kết đo với tiêu chuẩn kĩ thuật kiểm tra để định phương án xử lý Việc kiểm tra chi tiết cần phải vào đặc điểm kết cấu, điều kiện làm việc tiêu chuẩn kỹ thuật chi tiết Việc kiểm tra thực quan sát dùng dụng cụ đo phải tiến hành theo quy trình định Đối với chi tiết cần có phương án kiểm tra định * Kiểm tra chi tiết dạng trục: bao gồm trục khuỷu, trục cam động Hư hỏng thường gặp chi tiết mòn cổ trục, cổ biên, mịn rãnh then, cong xoắn trục Cơng việc kiểm tra chi tiết địi hỏi phải có dụng cụ chuyên dùng, phù hợp với hư hỏng chi tiết * Kiểm tra kích thướt lỗ: Kiểm tra kích thướt xilanh, bạc cam bạc lót cổ trục Chủ yếu việc kiểm tra xác định đường kính lớn nhất, nhỏ trung bình, độ ô van, độ côn Dụng cụ để kiểm tra chi tiết dụng cụ đo lỗ, phổ biến loại panme đo lỗ, đồng hồ đo lỗ đồng hồ so * Kiểm tra chi tiết tỉnh: Hư hỏng thường gặp chi tiết nứt vỡ, biến dạng gối đỡ trục cam, khuỷu đường tâm ổ đỡ khơng trùng nhau, tâm xilanh khơng thẳng góc với tâm trục khuỷu Công việc kiểm tra hư hỏng chi tiết phải sử dụng đồng so bàn máp, bàn rà * Kiểm tra vòng bi, bánh răng: - Kiểm tra vòng bi: Đối với chi tiết không sữa chữa mà kiểm tra, quan sát để phát hư hỏng nứt, vỡ, tróc rỗ, xướt bề mặt đường lăn Để đánh giá xác vịng bi phải đo độ rơ dọc trục độ rơ hướng kính so với tiêu chuẩn cho để định việc tái sử dụng hay thay Dụng cụ để kiểm tra vòng bi chủ yếu đồng hồ so bàn máp kết hợp với giá đỡ - Kiểm tra bánh răng: Đối với bánh không sữa chữa mà thay hư hỏng Các hư hỏng thường gặp bánh mài mòn, nứt vỡ, tróc rỗ mịn ránh then Dụng cụ để kiểm tra tượng hư hỏng bánh thướt cặp đo răng, calíp Ngồi cần phải kiểm tra độ rơ ăn khớp cặp bánh 74 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA 5.3 Phương pháp kiểm tra sữa chữa chi tiết hệ thống phân phối khí động G4kA: 5.3.1 Kiểm tra sữa chữa xupáp: Kiểm tra xupáp thường dùng mắt thường tượng cháy, rổ, xướt, mịn sâu mặt nấm, mặt tiếp xúc với móng hãm bị mịn q nhiều xupáp cần thay Nếu xupáp hư hỏng khơng thấy rõ mắt phải dùng thiết bị chuyên dùng để kiểm tra trước định sữa chữa thướt panme, đồng hồ so… Hình 5-1 Kiểm tra xupáp Hình 1.a) Kiểm tra chiều dày mép nấm xupáp Nếu chiều dày mép nấm xupáp nhỏ giá trị cho phép phải thay xupáp - Chiều dày mép nấm xupáp nạp 1,62 (mm) - Chiều dày mép nấm xupáp thải 1,82 (mm) Hình 1.b) Kiểm tra chiều dài xupáp Nếu kích thướt xupáp đo nhỏ giá trị nhỏ cần phải thay xupáp - Chiều dài nhỏ xupáp nạp l = 102,99 (mm) - Chiều dài nhỏ xupáp thải l = 104,25 (mm) Hình 1.c) Kiểm tra độ mịn thân xupáp Dùng thướt panme ta tiến hành kiểm tra vị trí hình minh họa - Đường kính nhỏ cho phép thân xupáp nạp d = 5,47 (mm) 75 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA - Đường kính nhỏ cho phép thân xupáp thải d = 5,465 (mm) * Việc kiểm tra đánh giá khe hở lắp ghép thân xupáp ống dẫn hướng ,cũng cho phép đánh giá hao mịn thân xupáp, nhiên theo cách kiểm tra này, độ tin cậy khơng cách trên, có hao mòn ống dẫn hướng, đầu xupáp cao mặt phẳng thân máy nắp máy khoảng 10 mm Dùng đầu tiếp xúc đồng hồ so chạm vào mép xupáp, lắc tán xupáp quan sát dịch chuyển kim đồng hồ ta có kết đo Khe hở lớn cho phép ống dẫn hướng thân xupáp 0,1 (mm) Hình 5-2 Kiểm tra khe hở thân xupáp ống dẫn hướng + Khi sữa chữa xupáp: - Nếu bề mặt làm việc nấm xupáp bị cháy rỗ nhẹ, dùng phương pháp xốy thủ cơng để đạt độ bóng theo yêu cầu xupáp Xupáp sau sữa chữa phải đảm bảo độ côn, độ ô van, độ cong thân xupáp nằm giới hạn cho phép - Nếu xupáp bị bám muội than: Tẩm dầu diezel (để vài phút), dùng mũi cạo nhẹ tránh trầy xướt bề mặt Sau dùng xăng rửa 5.3.2 Kiểm tra sữa chữa ống dẫn hướng: Ống dẫn hướng phải kiểm tra sữa chữa cần thay Ống dẫn hướng chi tiết chuẩn để gia công sữa chữa thay xupáp đế xupáp Thơng thường ống dẫn hướng mịn thân xupáp Khe hở cho phép chi tiết không lớn 0,1 (mm) Nếu lớn cần thay ống Dụng cụ kiểm tra độ mòn thực dưỡng, kiểm tra sử dụng thướt panme để đo dưỡng Khi kiểm tra tiến hành đo vị trí sau Hình 5-3 Kiểm tra ống dẫn hướng Công việc sữa chữa ống dẫn hướng khơng đáng kể thường thay sau kiểm tra khe hở làm việc với thân xupáp không đạt yêu cầu Việc thay ống dẫn 76 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA hướng chủ yếu ép dụng cụ trung gian tarôren lắp bulông dùng búa máy ép để tháo lắp 5.3.3 Kiểm tra sữa chữa đế xupáp: - Phương pháp kiểm tra: + Dùng mắt thường để quan sát vết rỗ mòn đế xupáp, dùng bột phấn để kiểm tra vết nứt đế + Dùng dầu hỏa để kiểm tra độ kín đế xupáp Phương pháp kiểm tra độ kín đế xupáp xupáp cách đổ dầu hỏa vào cổ hút cổ xả để thời gian từ đến 10 phút không thấy dầu ngấm qua đế xupáp xupáp kín Hình 5-4 Kiểm tra đế xupáp + Kiểm tra vị trí tiếp xúc xupáp : bơi lớp mỏng PRUSSAIAN BLUE (hay chì trắng) vào bề mặt xupáp tiêu chuẩn, lắp xupáp, ấn nhẹ xupáp để khơng xoay xupáp sau quan sát xupáp màu xanh xuất 360 xung quanh đế xupáp đế xupáp đồng tâm Nếu không ta phải tiến hành doa lại đế xupáp - Phương pháp sữa chữa: + Nếu đế xupáp bị cháy rỗ, mòn thành gờ sâu bề mặt làm việc bị nứt ghép lỏng với nắp xilanh cần phải thay Trường hợp đế không bị cháy rỗ xoáy nhiều lần làm cho đế xupáp bị tụt sâu 1,5 (mm) so với ban đầu cần phải thay đế + Bề mặt làm việc đế xupáp phải mài đá mài định hình (có góc góc cần mài đế) để doa mài mặt đế có góc theo u cầu với độ đồng tâm cao cần chọn đá mài có góc nghiêng đường kính phù hợp + Rà xupáp với đế xupáp: Xupáp đế xupáp sau mài cần phải rà để đạt độ kín khít Nguyên lý rà tạo chuyển động bề mặt với Rà xupáp thực tay tiết bị rà lồng nấm xupáp lò xo mềm để nâng xupáp Khi rà khơng nên bơi q nhiều bột rà lọt xuống ống dẫn hướng gây nên mòn ống dẫn hướng * Chú ý thay đế xupáp: Khi khoét lỗ để thay đế xupáp, trục dao khoét phải dẫn hướng lỗ dẫn hướng xupáp Chọn đế phải đảm bảo có độ dơi để lắp ghép theo u cầu Có thể ngâm vịng đế vào nước đá 30 phút cho co lại ép vào cho 77 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA dễ dàng 5.3.4 Kiểm tra sữa chữa lò xo xupáp: Hình Dùng dụng cụ chun dùng có đồng hồ đo để kiểm tra chiều cao lò xo bị nén Lực nén lớn để kiểm tra 390 N chiều cao tương ứng 26,68 (mm) Nếu lị xo khơng đạt u cầu cần phẩi thay Hình 5-5 Kiểm tra chiều dài lò xo chịu nén - Dùng thước cặp để kiểm tra chiều dài lò xo trạng thái tự - Chiều dài tự nhiên lò xo l = 40,9 (mm) Hinh 5-6 Kiểm tra chiều dài lò xo - Dùng êke để kiểm tra độ vng góc lị xo Đặt thước phẳng, dựng đứng lò xo phẳng dịch chuyển lị xo sát vào góc vng thước sau xoay lị xo ý khoảng cách vòng dây lò xo với thước Nếu độ khơng vng góc α vượt q 20 phải thay Khi lắp lò xo xupáp vào nắp xi lanh ý đầu lị xo có vịng dây cuộn xít phải lắp phía nắp máy Hình 5-7 Kiểm tra độ vng góc lị xo 5.3.5 Kiểm tra sữa chữa đội xupáp: 78 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA - Thơng thường đội không sữa chữa mà thay kiểm tra thấy độ mòn vượt giới hạn cho phép - Các hư hỏng thường gặp đội mòn, vỡ , gãy Sự mòn đội nguyên nhân sau: Lò xo xupáp căng., độ rơ dọc trục cam lớn,… - Kiểm tra đường kính chỗ lắp ghép đội nắp máy Kiểm tra vị trí hình Đường kính nằm giới hạn cho phép d = 31 – 31.03 (mm) Hình 5-8 Kiểm tra đường kính lắp ghép đội - Kiểm tra đường kính ngồi đội Dùng thướt panme đo vị trí hình Đo đường kính ngồi cho phép nằm giới hạn d = 30,97 – 30,98 (mm) Hình 5-9 Kiểm tra đường kính đội - Với cách đo ta xác định khe hở cho phép đội lỗ lắp đội nắp máy: Khe hở cho phép 0,02 – 0,06 (mm) Nếu khe hở có giá trị vượt giới hạn này, cần thay đội 5.3.6 Kiểm tra sữa chữa trục cam: - Việc kiểm tra trục cam trước tiên phải thực quan sát để phát hư hỏng như: xướt, rổ, mẻ bề mặt cam, rãnh then bị biến dạng Nếu trục cam khơng có hư hỏng nặng cần kiểm tra độ cong vênh trục, độ mòn cổ trục vấu cam để sữa chữa - Công việc kiểm tra trục cam thực sau: + Nếu kiểm tra độ cong phải đặt trục giá V dùng đồng hồ so để kiểm tra Gá trục cam lên hai khối V sau gá đồng hồ so vào cổ trục cam tiến hánh xoay trục cam 3600 quan sát đồng hồ so Lấy giá trị đồng hồ 79 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA so trừ độ ô van cổ trục chia đôi ta độ cong trục cam Yêu cầu độ cong trục cam không lớn 0,02 (mm) lớn phải nắn lại trục Hình 5-10 Kiểm tra độ cong trục cam + Kiểm tra độ đảo trục cam: Đặt trục cam lên hai khối V Sử dụng đồng hồ so, đo độ đảo cổ trục Nếu thấy độ đảo vượt giới hạn phải thay trục cam + Kiểm tra chiều cao vấu cam Dùng thướt panme đặt vào đầu vấu cam hình 5.12 Xác định giá trị cần đo Chiều cao vấu cho phép nhỏ Đối với cam nạp h = 41,44 (mm) Đối với cam thải h = 40,18 Nếu xác định nhỏ giá trị cần thay cam phục hồi lại biên dạng độ bóng bề mặt cam (hàn đắp gia cơng khí) việc sữa chữa để đảm bảo góc đóng mở xupáp Hình 5-11 Kiểm tra chiều cao cam + Kiểm tra cổ trục cam: Dùng thướt kẹp đo cổ trục theo phương X Y hình 22 Đường kính cổ trục nhỏ cho phép 24,95 (mm) Nếu nhỏ giá trị cần sữa chữa Khi trục cam bị mịn sữa chữa gia cơng khí theo cốt Việc mài cổ trục thực máy mài chuyên dùng trục cam định vị mũi tâm, dẫn động tốc kẹp Bạc cam thay theo kích thướt cốt sữa chữa tương ứng cổ trục cam Hình 5-12 Kiểm tra đường kính cổ trục cam - Sữa chữa thay bạc trục cam: Bạc trục cam thường chế tạo theo kích thướt cổ trục Khi trục sữa chữa người ta ép bạc cũ kiểm tra bề mặt lắp ghép dùng trục 80 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA dẫn để ép bạc vào + Trước thay bạc cần kiểm tra thực bước: Vệ sinh bạc cần ép Kiểm tra kích thướt lỗ cần lắp bạc, kiểm tra mật độ xướt, đảo bề mặt so với đường tâm chung Xác định xác thứ tự bạc kích thướt cổ trục cam khác nhỏ dần từ ổ đến ổ cuối cùng, chọn trục dẫn có kích thướt phù hợp để lắp bạc Chú ý ép bạc vào vị trí cho lỗ dầu trùng với lỗ dầu thân máy Sau lắp xong cần kiểm tra độ thẳng tâm chúng 5.3.7 Kiểm tra dắt cắm van dầu OCV: + Kiểm tra dắt cắm van điều khiển OCV: Ngắt nguồn điện van OCV Dùng ôm kế đo điện trở điểm A B van Nếu giá trị điện trở đo không nằm khoảng cho phép (6,9 – 7,9) ơm 200C, phải thay Hình 5-13 Kiểm tra điện trở dắt cắm 81 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Kết luận: Sau thời gian ba tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài "Khảo sát cấu phối khí động G4KA" đến em hồn thành với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn thầy cô khoa Trong đề tài em sâu tìm hiểu tính hoạt động khảo sát cấu phân khí động G4KA Ở mục đồ án em trình bày tổng quan cấu phối khí động đốt đồng thời giới thiệu cấu phân phối khí thay đổi góc phân phối khí Ở mục 2, mục trọng tâm đồ án em sâu phân tích kết cấu chi tiết, phương án bố trí dẫn động xupáp, phương án bố trí trục cam dẫn động trục cam Đồng thời mục em sâu nghiên cứu kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống thay đổi góc phân phối khí cấu phân phối khí động G4KA Mục mục tính tốn thơng số kiểm nghiệm sức bền chi tiết hệ thống phân phối khí động G4KA Mục đồ án em nêu số hư hỏng phương pháp sữa chữa chi tiết hệ thống phân phối khí Thơng qua đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu sâu tầm quan trọng cấu phối khí điều nhà chun mơn ln nghiên cứu tìm cách nâng cao tính động nhằm phục vụ cho nhu cầu đời sống Do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa trang bị thời gian học tập trường, tài liệu tham khảo hạn chế chưa cập nhật đủ thông tin nên cần phải hoàn thiện thêm Qua đề tài bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành động đốt trong, hiểu sâu động G4KA đặc biệt hệ thống phân phối khí, G4KA động trang bị nhiều cấu, nhiều chi tiết mang tính tự động điều khiển … Những điều làm cho động ln hoạt động tối ưu chế độ làm việc Sau em mong góp ý bảo thầy giáo để em hồn thiện kiến thức đề tài 82 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết Cấu Và Tính Toán Động Cơ Đốt Trong” Hà Nội: NXB Đại học trung học chuyên nghiệp; 1979 [2] Trần Thanh Hải Tùng “Giáo Trình Động Cơ Đốt Trong ” Đà Nẵng: Đại học bách khoa Đà Nẵng [3] Nguyễn Tất Tiến “Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong ” Hà Nội: NXB Giáo dục; 2000 [4] “CVVT system (Continuously variable valve timing)” 2007 83 ... Duy Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Tổng quan hệ thống phân phối khí động đốt trong: 1.1 Mục đích, phân loại, yêu cầu hệ thống phân phối khí: 1.1.1 Mục đích: Thực q trình thay đổi khí. .. điện từ làm xoay trục cam dẫn động xupáp 44 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Khi sử dụng hệ thống cấu phân phân phối khí làm cho giá trị hệ số khí nạp hệ số khí sót thực tế gần với giá... tiết trung gian cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp Truyền chuyển động lực từ đội đến đòn bẩy 13 Khảo sát hệ thống phân phối khí động G4KA Kết cấu: Đũa đẩy dùng cấu phân phối khí xupáp treo thường