Bài giảng về cơ cấu phân phối khí
BÀI 1: CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ I. Cụng dụng và phân loại I. Công dụng Cơ cấu phân phối khí trên động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa hòa khí (đối với động cơ xăng) hay không khí (đối với động cơ dầu) vào xylanh động cơ và thải khí cháy ra ngoài đúng lúc, đúng thì và đúng thứ tự nổ của động cơ. 2. Phân loại: Trên động cơ đốt trong dùng các loại cơ cấu phân phối khí sau 1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap: Dùng xupap đóng mở cửa nạp và xả. Có 2 loại: + Cơ cấu dùng xupap đặt + Cơ cấu dùng xupap treo 1 1: bánh răng cam 2: mấu cam 3: bạc lót 4:xupap 5: ống dẫn hướng 6: đũa đẩy 7: cò mổ 8: đĩa chặn lò xo 2. Cơ cấu phối khí kiểu van trượt: Đa số sử dụng trên động cơ 2 kỳ, piston đóng vai trị như một van trượt điều khiển đóng mở cửa nạp và cửa thải 3. Cơ cấu phân phối khí kiểu phối hợp: Kết hợp 2 kiểu trên, vừa có xupap, vừa có van trượt thường được sử dụng trên động cơ Diesel 2 kỳ, động cơ 2 kỳ quét thẳng 2 II. Yêu cầu - Đóng mở xupap đúng thời gian quy định và đảm bảo độ kín khít - Độ mở đủ lớn để dòng khí lưu thông - Làm việc êm dịu, tuồi thọ và độ tin cậy cao - Thuận tiện trong việc bảo dưỡng, sửa chữa động cơ và giá thành chế tạo hợp lý III. Các phương án bố trí xupap và dẫn động cơ cấu phối khí Các động cơ đốt trong dùng cơ cấu phối khí kiểu xupap hiện nay đều bố trí xupap theo hai cách: Bố trí xupap đặt và bố trí xupap treo. 1. Bố trí xupap đặt: Cơ cấu phân phối khí loại xupap đặt có xupap đặt bên hông động cơ, cơ cấu gồm các bộ phận sau: trục cam, con đội, đế tựa, lị xo, bạc dẫn hướng, xupap, vít điều chỉnh và cơ cấu truyền động. Cơ cấu phối khí dùng xupap đặt thường dùng trên động cơ xăng có tỷ số nén thấp và số vòng quay không lớn 3 * Ưu điểm: - Giảm được chiều cao động cơ - Kết cấu nắp xylanh đơn giản và dẫn động xupap cũng dễ dàng. * Nhược điểm: - Buồng đốt lớn - Diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế của động cơ kém ( tiêu hao nhiên liệu, giảm hệ số nạp,…) 2. Bố trí xupap treo: Có hai phương pháp dẫn động xupap: - Kiểu OHV: Trục cam bố trí trn thn my. - Kiểu OHC: Trục cam bố trí trn nắp my. * Kiểu OHV (overhead valve) 1: Bánh răng cam 2: mấu cam 3: bạc lót 4:xupap 5: ống dẫn hướng 6: đũa đẩy 7: cò mổ 8: đĩa chặn lò xo 9: lò xo 10: cổ trục cam * Kiểu OHC (overhead camshaft) . 4 * Ưu điểm: - Buồn cháy gọn - Diện tích bề mặt truyền nhiệt nhỏ nên làm giảm tổn thất nhiệt - Đối với động cơ xăng khi dùng cơ cấu này có thể tăng tỷ số nén từ 0.5 – 2 so với xupap đặt - Đường nạp và đường thải thoáng, tăng được hệ số nạp. * Nhược điểm: - Dẫn động xupap phức tạp, làm tăng chiều cao động cơ - Lm cho kết cấu nắp my phức tạp, gây khó khăn cho việc gia cơng chế tạo - Diện tích truyền nhiệt lớn nn tính kinh tế của động cơ kém ( tiêu hao nhiên liệu, giảm hệ số nạp,…) 3. Dẫn động xupap Trục cam cĩ thể bố trí trn nắp my hoặc ở hộp trục khuỷu để dẫn động trực tiếp hay gin tiếp xupap.Số trục cam trn nắp my cĩ thể l một hoặc hai trục cam. 4. Phương án dẫn động trục cam a. Dẫn động trục cam bằng bánh răng * Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản - Truyền động m v bền do sử dụng bnh răng nghing * Nhược điểm: Khi khoảng cch giữa trục cam v khuỷu lớn phải dung thm cc bnh răng trung gian, điều ny lm cồng kềnh v phức tạp. b. Dẫn động bằng xích: Khi trục khuỷu v trục cam đặt xa nhau. 5 * Ưu điểm: Dùng cho các trục có khoãng cách lớn * Nhược điểm: - Giá thành xích cao hơn so với bánh răng - Gây tiếng ồn khi làm việc - Dễ bị sai lệch pha phối khí - Để cho xích luôn được căng phải dùng cơ cấu căng xích. c. Dẫn động trục cam bằng trục: Khi trục cam và trục khuỷu đặt xa nhau thì có thể dùng trục trung gian để dẫn động d. Dẫn động trục cam bằng đai răng: Đa số các động cơ hiện nay sử dụng cách này. Ưu điểm lớn nhất của IV. Kết cấu các chi tiết chính của cơ cơ cấu này là truyền động êm dịu, đai có tuổi thọ lớn không cần bảo dưỡng, giá thành thấp hơn xích.cấu phân phối khí 6 1. Xupap a. Công dụng, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo * Công dụng: Xupap có nhiệm vụ đóng và mở các lổ nạp và thải theo đúng thời điểm làm việc của động cơ * Điều kiện làm việc * Vật liệu chế tạo Mỗi xylanh động cơ có ít nhất hai xupap, một xupap nạp dùng mở cửa nạp và một xupap thải dùng mở cửa thải. Cấu tạo: Đường kính đầu xupap nạp thường lớn hơn xupap thải, xupap làm việc ở nhiệt độ cao, va đập mạnh và ăn mòn hóa học. Do vậy xupap được chế tạo bằng thép đặc biệt. Xupap được chia làm 3 phần: đầu, thân và đuôi xupap. Đầu xupap dạng hình nón cụt, bề mặt xupap dùng để làm kín. Góc nghiêng xupap là 45 0 , đôi khi 30 0 hoặc 60 0 . khi góc nghiên càng bé thì tiết diện mở càng lớn nhưng độ cứng vững của xupap càng giảm. 7 Thân xupap chuyển động trong ống dẫn hướng, thân xupap có dạng hình trụ, khe hở lắp ghép giữ xupap và ống dẫn hướng phải lớn. Để đảm bảo sự chuyển động chính xác của xupap và ngăn ngừa nhớt vào buồng đốt, cũng như khí cháy vào buồng đốt làm hỏng dầu bôi trơn. Đuôi xupap nhận lực tác động từ cò mổ hoặc con đội, ngoài ra nó còn dùng để giữ lò xo xupap. II. Đế lị xo: 8 Nhiệm vụ: Đế xupap được ép chặt vào nắp máy, khi xupap đóng bề mặt của cây xupap ép chặt vào bề mặt của bệ để làm kín. Bệ xupap còn có tác dụng truyền nhiệt từ đầu xupap ra nắp máy. Góc lệch của bệ xupap được chế tạo lệch so với bề mặt xupap từ ½” đến 1”. Vết tiếp xúc giữa bệ và bề mặt xupap từ 1,2 đến 1,3 mm. Cấu tạo: Có loại đế xupap là một chi tiết rời được lắp chặt vào nắp máy (loại này được sử dụng phổ biến hiện nay) và có loại được đút liền với nắp máy. III. Lò xo: Nhiệm vụ: Lò xo đảm bảo cây xupap chuyển động theo đúng quy luật khi động cơ hoạt động. Móng hãm được đặt vào đế trên và lồng vào rãnh đuôi xupap để đảm bảo đuôi xupap đóng kín với một lực ép ban đầu của lò xo. Cấu tạo: Đa số một cây xupap dùng một lò xo, một số động cơ người ta dùng hai lò xo cho một cây xupap. Để tránh lò xo bị gãy do cộng hưởng ở số vòng quay cao, người ta chế tạo lò xo xupap có bước thay đổi. Lực đàn hồi của lò xo xupap phải đủ lớn để giữ cho xupap làm việc chính xác. Nếu lực đàn hồi quá lớn sẽ làm cho các chi tiết mau mòn. Ơ một số động cơ, cơ cấu xoay xupap thay thế cho đế chặn lò xo. Cơ cấu này làm cho xupap xoay để đảm bảo xupap đóng kín trên bệ do muội than hoặc chì bám trên bề mặt tiếp xúc. IV. Đĩa (đế) lò xo: Nhiệm vụ: 9 Đĩa lò xo kết hợp với móng hãm có tác dụng giữ cho lò xo không bị văng ra ngoài và đảm bảo xupap đóng kín khi động cơ hoạt động. Cấu tạo: Thức tế cho thấy phần nhiều xupap cháy do hở vì muội than bám trên mặt vát của xupap, khí cháy chuôi qua khoét lõm dần dần. Để hạn chế hỏng hóc của động cơ do xupap gây ra, ở một số động cơ xupap được trang bị thêm cơ cấu xoay. Cơ cấu này làm cho xupap xoay được một góc độ quanh trục của nó. Khi xoay xupap sẽ quét bay muội than bám trên đế hoặc mặt vát của nó. Thân xupap và ống dẫn hướng mòn đều, giảm bớt kẹt treo xupap. Có 2 loại cơ cấu xoay xupap: * Xupap tự xoay: Chân xupap được giữ trong đế lò xo C nhờ móng hãm A tựa vào vai dưới đuôi xupap. Đế B chụp dưới đuôi xupap và tựa lên vít điều chỉnh của con đội. Khi con đội đi lên đội đế B, móng hãm A và đế lò xo xupap chịu lực đè của lò xo. Đuôi xupap không còn bị kẹt cứng trong đế lò xo nữa mà đứng tự do trong đế B nên nó sẽ tự quay theo chân rung của động cơ đang nổ. * Xupap xoay bắt buộc: Vành bọc A bao quanh bộ lò xo B. lò xo tựa lên vành bọc A, loongden đàn hồi C nằm trong vành bọc A và tựa lên các viên bi D và các lò xo nhỏ F. bi D và các lò xo bật về F bố trí trong các khoang đái dốc của đế B. khi con đội đi lên, vít B nâng xupap và tác động lên vành A làm cho long đền C ấn vào các viên bi D tụt lăn xuống đáy nghiêng Ecủa khoang chứa đế B. chính nhờ các động tác này của các viên bi B buộc xupap phải xoay một góc độ. Sau khi xupap đóng các lò xo F lại bật các viên bi D về vị trí cũ chuẩn bị xoay xupap cho lần mở kế tiếp. 10 [...]... ĐẶT CAM: 1 Ý nghĩa: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và cơ cấu phân phối khí ln ln làm việc đồng bộ với nhau Do đó đặt cam là việc lắp ráp sao cho bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu ăn khớp với nhau đúng vị trí để đảm bảo hai cơ cấu này làm việc đồng bộ với nhau để động cơ phát huy hết cơng suất Nếu đặt cam sai ít thì cơng suất động cơ giảm và tiệu hao nhiên liệu hoặc động cơ khơng nổ được nếu... tra lại sự đồng tâm với đế xupap Bài 3 SỬA CHỮA CON ĐỘI VÀ CỊ MỔ 18 I Con đội: Con đội được sử dụng trong cơ cấu OHV, DOHC và đơi khi được sử dụng ở cơ cấu SOHC Con đội được đặt tiếp xúc với cam trên các trục cam hoặc ở đi cò mổ Khi làm việc con đội chuyển động trong các xylanh của nó Con đội có hai dạng là kiểu cơ khí và con đội thủy lực Do trong cơ cấu phân phối khí phải tồn tại một khe hở để đảm... xích: Dẫn động bằng xích: Loại dẫn động này thường gặp ở các động cơ nhiều xylanh có cơng suất từ 50 ÷ 100 mã lực Ưu điểm của loại dẫn động này là trục cam có thể đặt trên nắp 25 máy do đó số bộ phận của cơ cấu phân phối khí sẽ ít đi, ngồi ra dây xích có thể dẫn động thêm một số bộ phận khác nữa Nhược điểm của loại dẫn động này là động cơ làm việc khơng được êm 3 Dẫn động bằng dây đai: Loại dẫn động... tại một khe hở để đảm bảo xupap đóng kín khi cam khơng đội, khe hở này được gọi là khe hở xupap Khi tồn tại khe hở trong cơ cấu nó sẽ sinh va đập Để làm mất khe hở trong cơ cấu bằng cách người ta dùng con đội thủy lực Con đội thủy lực được dùng trong cơ cấu OHV, SOHC và DOHC Ở cơ cấu SOHC con đội thủy lực thường được đặt ở đi cò mổ Con đội dùng để truyền lực tác dụng của trục cam cho xupap Con đội có... của xupap theo số liệu của nhà chế tạo 21 Vị trí các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí dạng xupap treo IV Hiện tượng, ngun nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa hư hỏng các chi tiết: 1 Sửa chữa con đội: - Kiểm tra sự rạng nứt, mòn, khuyết, và chờn ren trên con đội - Dùng panme đo ngồi đo độ cơn méo của con đội u cầu kỹ thuật độ cơn méo < 0,05 mm - Kiểm tra khe hở dầu giữa thân máy và con đội... Nếu đũa đẩy bị cong nhẹ thì nắn lại, còn bị cong nhiều và gãy thì thay mới Bài 4 SỬA CHỮA TRỤC CAM VÀ BÁNH RĂNG CAM I Trục cam: 1 Nhiệm vụ: Trục cam dùng để dẫn động đóng mở xupap theo một qui luật nhất định, đồng thời dẫn động cho bơm dầu nhờn, bơm nhiên liệu 24 Hình 3.1: Cơ cấu phân phối khí xupap treo, cam đội trực tiếp 2 Phân loại: Có hai loại: loại trên trục cam bố trí mấu nạp và mấu thải xen... piston, đẩy van một chiều mở Lượng nhớt qua van một chiều điền đầy vào khoang dưới của piston, dưới tác dụng của áp suất nhớt và lực lò xo làm cho piston của con đội đi lên để làm mất khe hở trong cơ cấu phân phối khí Khi cam đội: cò mổ hoặc con đội đi xuống làm cho piston con đội nén dầu ở bên dưới, van một chiều đóng lại Do vậy piston và thân con đội trở thành một khối cứng, dưới tác dụng của cam làm... lắp ghép giữa thân và piston con đội, nên một lượng nhớt nhỏ trong khoang bên dưới piston sẽ thốt ra ngồi khi cam đội Lượng nhớt này sẽ được bù lại khi cam khơng đội, để đảm bảo cho khe hở của cơ cấu phân phối khí bằng 0 II Đũa đẩy Đũa đẩy dùng để truyền lực từ con đội đến cò mổ vật liệu chế tạo đũa đẩy thường là thép và hợp kim nhơm Đũa đẩy là một ống trụ rỗng, đầu dưới tiếp xúc với con đội được gắn... việc Khe hở giữa ống dẫn hướng và xupap nạp lớn: động cơ bị hao hụt nhớt, gây ra các tác hại lớn như bugi đóng chấu, sinh hiện tượng cháy sớm và kích nổ, làm cho cơng suất và hiệu suất động cơ giảm Nếu khe hở giữa ống dẫn hướng và xupap thải lớn: khí cháy đi qua khe hở giữa xupap và ống dẫn hướng làm cho nhớt mau bị biến chất chất, tuổi thọ động cơ giảm Làm sạch: Dùng cây suổi, bàn chải làm sạch muội... vát là tốt Ngồi ra còn có thể kiểm tra bằng khí nén Chu ý : khi rà phải xoay xupap và rà liên tục Tránh để cát lọt lọt qua khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupap * Sửa chữa đế xupap: 2 Kiểm tra, thay mới lò xo xupap: Kiểm tra lò xo nếu bị gãy thì thay mới Lò xo xupap dùng để đảm bảo xupap đóng kín và cơ cấu hoạt động bình thường khi động bình thường khi động cơ hoạt động ở số vòng quay cao Kiểm tra độ . dụng của trục cam cho xupap. Con đội có hai loại chủ yếu là con đội hình nấm (còn gọi là con đội phẳng) và con đội con lăn. Con đội hình nấm được sử dụng. cho con đội. Nó gồm một cần nhận lực hướng bên, một con lăn và một đệm đở đũa đẩy. 19 a) b) Hình : Đặc điểm cấu tạo con đội a) Con đội con lăn b) Con