1.Trục cam; 2. Con đội; 3. Lò xo xupap; 4. Xupap; 5. Nắp xilanh; 6. Thân động cơ; 7. Đũa đẩy; 8. Trục đòn gánh; 9. Đòn gánh
- Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo hình 1.1.4b. - Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap đặt bên hình 1.19a.
- Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap kết hợp (1 xupap treo, 1 xupap đặt bên).
3.2. Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí
Gồm có trục cam, hệ thống con đội, đũa đẩy (xích cam), hệ thống các vít điều chỉnh khe hở nhiệt, đòn gánh, hệ thống xupap, lò xo, đĩa tựa lò xo, móng hãm, bạc dẫn hướng, cơ cấu điều khiển xoay xupap, cơ cấu giảm áp. Sơđồ cấu tạo của hai loại hệ thống phân phối khí kiểu xupap treo và xupap đặt bên được thể hiện trên hình 1.14.
Với cơ cấu phân phối khí kiểu xupap đặt bên thì chiều cao của động cơ thấp, kết cấu của nắp xilanh đơn giản, số lượng chi tiết của cơ cấu phân phối khí ít, kết cấu của hệ thống đơn giản. Tuy nhiên hình dạng của buồng đất bị kéo dài nên tỷ
số nén nhỏ, thời gian cháy của nhiên liệu kéo dài, hiệu suất nhiệt của động cơ
thấp.
số nén cao, quá trình cháy hoàn thiện hơn nên hiệu suất nhiệt của động cơ cao.Tuy nhiên hệ thống phân phối khí dạng này làm tăng chiều cao của động cơ, số lượng chi tiết trong hệ thống nhiều hơn, kết cấu phức tạp, điều kiện làm việc khó khăn,
đòi hỏi phải bôi trơn tốt.
Hoạt động của hệ thống như sau: trục cam nhận mômen quay từ trục cơ, các mấu cam quay sẽ tác động lực lên con đội, đẩy con đội lên phía trên. Từ con đội thông qua hệ thống truyền lực, lực tác động từ trục cam sẽ truyền đến xupap, đè xupap xuống (nén thêm lò xo lại) mở cửa trên nắp xilanh để thực hiện quá trình nạp hoặc xả cho xilanh. Khi trục cam không tác động lực nữa xupap không bị đè xuống, do sức căng của lò xo xupap bị kẻo lên phía trên đóng kín ổđặt. Nhiệm vụ, cấu tạo của các bộ phận làm việc chính của hệ thống như sau:
3.2.1. Trục cam
a. Nhiệm vụ: trục cam nhận mômen quay từ trục cơđểđiều khiển sựđóng mở
của các xupap trong quá trình làm việc
b. Cấu tạo: trục cam được chế tạo bằng thép, trên trục cam có gia công các mấu cam, tuỳ thuộc vào loại trục cam mà các mấu cam có các biên dạng cam lồi, cam lõm, cam phẳng. Mỗi trục cam có số mấu cam tương ứng với số xupap của
động cơ (gấp 2 hoặc 4 lần số xilanh của động cơ), ởđầu trục cam có lắp bánh răng
để nhận mômen quay từ trục cơ trong quá trình làm việc trục cam quay đồng bộ
với trục cơ với số vòng quay bàng 1/2 số của trục cơ (trục cơ quay 2 vòng thì trục cam quay 1 vòng). Thông thường trên trục cam của động cơ nhiều xilanh các mấu cam được bố trí theo quy luật để hai cam điều khiển xupap nạp ở hai đầu trục, ví dụ với động cơ 4 kỳ 2 xilanh thì vị trí các mấu cam là: nạp - xả - xả - nạp; còn với
động cơ 4 kỳ có 4 xilanh thì vị trí các mấu cam sẽ là: nạp - xả - xả- nạp - nạp - xả - xả - nạp.
3.2.2. Con đội: nhận lực tác động từ mấu cam để điều khiển xupap biến chuyển động quay của trục cam thành chuyển động tịnh tiến. Con đội được chế chuyển động quay của trục cam thành chuyển động tịnh tiến. Con đội được chế
tạo bằng thép và có nhiều dạng khác nhau như con đội dạng con lăn, con đội tự
xoay.
3.2.3. Đũa đẩy: do khoảng cách từ trục cam đến trục đòn gánh xa nên phải dùng đũa đầy để truyền lực, đầu dưới lọt vào lỗđẩy của đũa đẩy, đầu trên lọt vào dùng đũa đầy để truyền lực, đầu dưới lọt vào lỗđẩy của đũa đẩy, đầu trên lọt vào vít điều chỉnh khe hở nhiệt, ở một số loại động cơ người ta dùng bộ truyền xích, bộ truyền đai để truyền mômen từ trục cơđến hệ thống trục đòn gánh lắp trên nắp xilanh.
3.2.4. Vít điều chỉnh khe hở nhiệt: được lắp ở đuôi của đòn gánh dùng đểđiều chỉnh khe hở giữa đầu đòn gánh và đuôi xu páp. điều chỉnh khe hở giữa đầu đòn gánh và đuôi xu páp.
tháo lắp khi sửa chữa
động cơ ta cần phải điều chỉnh lại khe hở nhiệt. Thông thường trong quá trình làm việc do nhiệt
độ của xu páp xả lớn hơn nhiệt độ của xu páp nạp nên khe hở nhiệt của xu páp xả lớn hơn của xu páp nạp. Ví dụ
với một số động cơ điêzen 4 kỳ khe hở nhiệt của xu páp nạp là 0,25 mm còn của xu páp xả là 0,35-0,45 mm. Khe hở nhiệt cần phải điều chỉnh đúng nếu không sẽ dẫn đến việc kênh xu páp, lọt hơi khi khe hở nhiệt quá bé hoặc làm cho các xu páp mở muộn đi, đóng sớm lên dẫn đến thời gian nạp xả
bị co ngắn lại do vậy quá trình nạp sẽ không đầy xả không sạch nên động cơ bị
giảm công suất.
3.2.5. Đòn gánh: là chi tiết truyền lúc nó trực tiếp điều khiển sựđóng mở của các xu páp Như vậy mỗi xu gặp phải có 1 đòn gánh điều khiển. Đòn gánh được các xu páp Như vậy mỗi xu gặp phải có 1 đòn gánh điều khiển. Đòn gánh được chế tạo bằng thép. đòn gánh lắp khớp bản lề với trục của nó. Trục đòn gánh lắp trên nắp xilanh, trục đòn gánh được chế tạo rỗng chứa dầu bôi trơn để bôi trơn cho hệ thống đòn gánh. Dầu bôi trơn được bơm từ dưới đáy cacte lên theo rãnh khoan ngầm trong thân động cơ. Thông thường khoảng cách từ tâm của trục đến đầu đòn gánh gấp 2 lần khoảng cách từ tâm trục đến đuôi của đòn gánh.
3.2.6. Cơ cấu giảm áp: cơ cấu giảm áp có nhiệm vụ cưỡng bức mở xu páp để
tạo đà khi khởi động động cơ, thông thường cơ cấu giảm áp sẽ cưỡng bức mở các xu páp nạp.
3.2.7. Xupap
Xupap được chế tạo bằng thép và chia làm 3 phần đuôi, thân, địa xu páp: * Đuôi là phần liên kết xu gặp với phần hệ thống treo, đuôi xu páp có thể liên
kết với hệ thống treo (lò xo xu páp) qua chốt hãm hoặc qua móng hãm do vậy đuôi xu páp có thể khoan lỗđể lắp chết hoặc khoét rãnh vòng để lắp móng hãm.
* Thân xu páp được cấu tạo dạng hình trụ, để loại trừ khả năng bị kẹt thân xu gặp ở bạc hướng dẫn khi động cơ làm việc, đường kính thân xu gặp ở vị trí gần
đưa được chế tạo nhỏ hơn một chút.
* Đĩa xu páp được gia công các mặt vát để ăn khớp với mặt vát gia công trên nắp xi lanh, trong quá trình làm việc các mặt vát này có thể bị rỗ vì vậy cần phải rà lại, có thể rà xu páp bằng máy chuyên dùng hoặc rà bằng tay. Để rà xu páp bằng tay ta tháo nắp xi lanh sau đó đặt xu páp vào trong o đặt dùng chụp cao su chụp vào đáy của đĩa xu páp, cho bột rà vào sau đó ta vừa giã vừa xoay xu páp trong ổ đặt cho đến khi bề mặt của mặt vát trên đĩa và trên ổ khít với nhau.
* Đĩa tựa lò xo: có nhiệm vụ liên kết đuôi xu gặp với hệ thống lò xo thông qua chốt hoặc thông qua móng hãm.
* Móng hãm: lò xo dùng để liên kết đuôi xu gặp với địa tựa lò xo, móng hãm
được chế tạo bằng thép dạng hình trụ tròn rỗng được cát làm 2 nửa. Mặt trong của móng hãm có gia công gờ nổi đểăn khớp với rãnh khoét trên đuôi xu páp, mặt ngoài của móng hãm có gia công mặt côn đểăn khớp với mặt côn trên địa tựa lò xo. Để lắp xu páp ta dùng kìm chuyên dùng nén đĩa tựa lò xo cùng với lò xo xuống sau đó đặt 2 nửa móng hãm đểăn khớp với rãnh khoét trên đuôi xu páp sau đó thả lò xo ra, thông qua địa tựa lò xo sẽđẩy 2 nửa móng hãm bấu chặt lấy đuôi xu páp nâng xu páp lên
đóng kíntrong ổđặt. Để tháo xu páp ta làm theo tiến trình ngược lại.
* Lò xo: có nhiệm vụ treo xu gặp trên nắp xi lanh, mỗi xu páp lắp 1 hoặc 2 lò xo, trong trường hợp lắp 2 lò xo lồng vào nhau thì 2 lò xo này phải có chiều soạn ngược nhau.
* Bạc dẫn hướng: lắp ở nắp xi lanh có nhiệm vụ dẫn hướng cho xu páp chuyển
động trong khi làm việc.
3.3. Biểu đồ pha phân phối khí
a. Khái niệm: là biểu đồ biểu diễn thời
điểm đóng, mở của các xu páp, thời điểm
đánh lửa (phun nhiên liệu) theo góc quay của trục cơ. Nói cách khác biểu đồ này biểu diễn chu trình làm việc thực tế của động cơ
theo góc quay trục cơ.
Theo chu trình lý thuyết: Các kỳ nạp - xả kéo dài 1800 theo góc quay trục cơ nghĩa
cơ nạp sẽ không đầy, xả không hết (sạch) do vậy cần phải kéo dài thời gian nạp - xả ra bằng cách cho các xu páp mở sớm lên (trước điểm chết) và đóng muộn đi (sau điểm chết) so với các điểm chết.
- a là góc mở sớm của xu páp nạp. - b là góc đóng muộn của xu páp nạp.
Tổng thời gian mở của xu páp nạp theo góc quay trục cơ là: 1800+ α0 + β0
- γ là góc mở sớm của xu páp xả. - δ là góc đóng muộn của xu páp xả.
Tổng thời gian mở của xu páp xả theo góc quay trục cơ là: 1800+ γ0 + δ0
b. Ý nghĩa của biểu đồ:
- Cho biết tổng thời gian mở của các xu páp
- Cho biết thời điểm đóng mở của xu páp, thời điểm đất hoặc phun nhiên liệu. - Qua biểu đồ này thiết kếđược hình dạng của các mấu cam điều khiển các xu páp.