Giám đốc: Nguyễn Thị Cẩm Hằng – là người có chức vụ cao nhất doanh nghiệp, là người quản lý và giám sát tất cả các hoạt động kinh doanh, con người cũng như các hoạt động hợp tác của doanh nghiệp. Một trong các nhiệm vụ giám đốc là xây dựng và thực thi các chiến lược nhằm thúc đẩy sự phát triển và gia tăng lợi nhuận của doanh nghiệp.
Phân xưởng sơn: Có trách nhiệm làm theo kế hoạch mà ban lãnh đạo đề ra, vận hành máy móc thiết bị hợp lý để công việc tiến hành theo yêu cầu của khách hàng để đạt kết quả cao nhất. Quản lý và bảo trì các loại máy móc thiết bị theo định kỳ và sửa chữa khi có sự cố xảy ra.
Phân xưởng sửa chữa: Làm việc theo kế hoạch mà ban lãnh đạo đề ra, bảo dưỡng sửa chữa theo yêu cầu của khách hàng và theo kế hoạch của công ty. Cung cấp linh kiện, phụ tùng thay thế phục vụ cho công tác bảo dưỡng sửa chữa.
Trang 3
Chương 2: Tổng quan về hệ thống phân phối khí 2.1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống phân phối khí
2.1.1. Nhiệm vụ
Thực hiện quá trình thay đổi môi chất trong buồng cháy động cơ: thải sạch khí thải ra khỏi xylanh và nạp đầy môi chất mới vào xylanh động cơ để động cơ làm việc một cách liên tục.
2.1.2. Yêu cầu
Cơ cấu phân phối khí phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Quá trình thay đổi khí như nạp đầy thải sạch.
- Đóng mở xupap đúng quy luật và thời gian quy định. - Độ mở lớn để dòng khí dễ dàng lưu thông.
- Đóng xupap phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, không bị cháy do lọt khí. - Xupap thải không tự mở trong quá trình nạp.
- Ít va đập, tránh gây mòn.
- Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp.
2.1.3. Phân loại
- Cơ cấu phân phối khí dùng xupap: dùng xupap để đóng mở lỗ nạp và thải. Là loại cơ cấu được sử dụng rộng rãi trong động cơ 4 kỳ vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh và làm việc chính xác hiệu quả, mang lại hiệu suất cao.
- Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt: pít tông đóng vai trò như van trượt, điều khiển đóng mở lỗ nạp và lỗ thải. Là loại cơ cấu có nhiều ưu điểm như tiết diện lưu thông lớn, dễ làm mát, ít tiếng ồn.
- Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp: thường dùng lỗ để nạp và xupap để thải khí.
2.2. Các phương án bố trí xupap và dẫn động xupap
Trang 4
Xupap được lắp ở một bên thân máy ngay trên trục cam và được trụ cam dẫn động thông qua con đội. Xupap nạp và xupap xả của các xylanh có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ hoặc bố trí theo từng cặp một.
Hình 2.1: Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt.
Ưu điểm của phương pháp này là chiều cao động cơ giảm xuống, kết cấu nắp quy lát đơn giản, dẫn động xupap dễ dàng.
Tuy nhiên, khuyết điểm là buồng cháy không gọn, dung tích lớn dễ xảy ra hiện tượng kích nổ. Đường nạp và xả bố trí trên thân máy phức tạp cho việc đúc và gia công thân máy. Diện tích truyền nhiệt lớn làm tổn thất nhiệt.
Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo
Xupap được đặt trên nắp máy và được trục cam dẫn động thông qua con đội, đũa đẩy, đòn bẩy hoặc trục cam dẫn động trực tiếp xupap.
Khi dùng xupap treo có ưu điểm: kết cấu buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ giảm tổn thất nhiệt. Đường nạp, thải đều bố trí trên nắp xylanh nên có điều kiện
Trang 5
thiết kế để dòng khí lưu thông dễ dàng hơn. Đồng thời, bố trí xupap một cách hợp lý có thể tăng tiết diện lưu thông của dòng khí.
Tuy vậy phương pháp này vẫn tồn tại một số khuyết điểm như dẫn động xupap phức tạp và làm tăng chiều cao của động cơ, kết cấu nắp quy lát hết sức phức tạp khó đúc và gia công.
Hình 2.2: Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo.
Để dẫn động xupap, trục cam có thể bố trí trên nắp xylanh để dẫn động trực tiếp hoặc dẫn động qua đòn bẩy. Trường hợp trục cam được bố trí ở hộp trục khuỷu hoặc ở thân máy, xupap được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa dẩy và đòn bẩy... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi bố trí xupap treo thành hai dãy, dẫn động xupap rất phức tạp. Có thể sử dụng phương án dẫn động xupap dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp.
2.3. Các phương án bố trí trục cam và dẫn dộng trục cam
Trục cam có thể đặt trong hộp trục khuỷu hay trên nắp máy:
- Loại trục cam đặt trong hộp trục khuỷu được dẫn động bằng bánh răng cam. Nếu khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu nhỏ thường chỉ dùng một cặp bánh răng. Nếu khoảng cách giữa hai trục lớn thì phải dùng thêm bánh răng trung gian. Cặp bánh răng trục cam và trục khuỷu thường dùng răng nghiêng để giảm tiếng ồn trong
Trang 6
quá trình chuyển động. Phương án này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, chuyển động êm dịu và bền.
- Loại trục cam đặt trên nắp máy, dẫn động trục cam có thể dùng trục trung gian dẫn động bằng bánh răng côn hoặc dùng xích răng. Khi dùng hệ thống bánh răng côn cần có ổ chấn dọc trục để chịu lực dọc trục và khống chế độ rơ dọc trục. Truyền động bằng xích có ưu điểm gọn nhẹ, có thể dẫn động trục cam ở khoảng cách lớn. Tuy nhiên, khi xích bị mòn có thể gây tiếng ồn, sinh rung động làm sai lệch pha phân phối khí. Để xích luôn căng thì cần bố trí thêm cơ cấu căng xích.
Hình 2.3: Các phương án dẫn động trục cam a, c) Dẫn động trục cam bằng bánh răng côn; b) Dẫn động trục cam dùng bánh răng trung gian;
Trang 7
2.4. Kết cấu các chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí2.4.1. Trục cam 2.4.1. Trục cam
Nhiệm vụ của trục cam là dẫn động và điều khiển việc đóng mở xupap theo đúng chu kỳ hoạt động của động cơ. Ngoài ra, trên một số động cơ trục cam còn dẫn động bơm dầu bôi trơn, bơm cao áp, bộ chia điện.
Hình 2.4: Kết cấu trụ cam
Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho mỗi xylanh. Thời điểm đóng mở xupap phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các cổ trục. Hình dạng và vị trí của cam phối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phối khí và số kỳ làm việc của động cơ. Cam có thể được chế tạo liền trục hoặc có thể làm rời từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc.
Trong quá trình làm việc, các bề mặt của trục cam chịu ma sát và mài mòn rất lớn. Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép 15X, 15MH, 12XH,...hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép 45. Các mặt ma sát của trục cam đều thấm than và tôi cứng.
2.4.2. Con đội
Con đội là chi tiết trung gian dùng để truyền chuyển động từ trục cam đến xupap thông qua đũa đẩy và cò mổ. Kết cấu của con đội thường gồm hai phần: phần dẫn hướng có dạng hình trụ và phần tiếp xúc với vấu cam.
Con đội làm việc trong điều kiện bị tác động bởi nhiều lực, áp lực khí nén, lực nén lò xo xupap và lực quán tính của các chi tiết chuyển động.
Trang 8
Con đội được làm bằng gang, bề mặt tiếp xúc với cam phải được tôi cứng bằng cách xử lý nhiệt bề mặt.
Dựa vào hình dạng của phần tiếp xúc với vấu cam, có thể chia con đội thành 3 loại: Con đội hình nấm và hình trụ, con đội con lăn và con đội thủy lực.
a) b) c) Hình 2.5: a) Con đội hình nấm; b) Con đội con lăn; c) Con đội thủy lực
2.4.3. Đũa đẩy
Đũa đẩy là chi tiết trung gian trong cơ cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp. Truyền chuyển động và lực từ con đội đến cò mổ. Đũa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí xupap treo thường là một thanh thép nhỏ, dài, đặc hoặc rỗng. Để giảm nhẹ trọng lượng, đũa đẩy thường làm bằng ống thép rỗng, hai đầu hàn với đầu tiếp xúc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) và mặt cầu lõm (đầu tiếp xúc với vít điều chỉnh). Đôi khi cả hai đầu tiếp xúc của đũa đẩy đều là hình cầu.
Trang 9
Đũa đẩy thường làm bằng thép cacbon thành phần trung bình, đầu tiếp xúc làm bằng thép thành phần cacbon thấp, hàn với đũa đẩy rồi tôi đạt độ cứng HRC 50÷60.
2.4.4. Cò mổ
Cò mổ tiếp nhận lực truyền động từ đũa đẩy để đóng mở xupap theo đúng pha phân phối khí. Cò mổ được gắn trên trục của nó. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh. Sau khi điều chỉnh khe hở nhiệt, vít này được hãm chặt bằng đai ốc. Dầu tiếp xúc với đuôi xupap thường có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng. Nhưng cũng có khi dùng vít để khi mòn có thể thay thế dễ dàng.
Hình 2.7: Cò mổ.
Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên cò mổ được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa trong phần rỗng của trục. Ngoài ra, trên cò mổ người ta còn khoan lỗ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếp xúc của đuôi xupap và vít điều chỉnh.
Cò mổ được dập bằng thép cacbon thành phần cacbon trung bình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.4.5. Xupap
Xupap có nhiệm vụ cho khí nạp vào buồng đốt và xả khí cháy ra ngoài với thời gian ngắn trong một chu kỳ làm việc của pít tông. Xupap hoạt động được theo chiều thẳng đứng nhờ vào ống dẫn hướng xupap.
Miệng xupap được vác góc 30o hoặc 45o để đóng kín với đế xupap và dẫn nhiệt truyền qua xupap khi xupap đóng. Xupap được làm bằng thép chịu nhiệt vì xupap nạp phải chịu nhiệt độ khoản 400oC và xupap xả phải chịu nhiệt độ 500 ÷ 800oC.
Trang 10
Kết cấu xupap chia thành 3 phần: phần nấm, phần thân và phần đuôi. Phần nấm do chịu tác dụng của tải trọng va đạp mạnh, lực khí thể lớn và tải trọng nhiệt độ rất lớn do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy. Phần nối giữa nấm xupap và thân thường được làm nhỏ lại để thân xupap không bị kẹt trong ống dẫn hướng vì phần dưới có nhiệt độ cao hơn phần trên. Phần đuôi được lắp ghép với đĩa chặn lò xo bằng hai móng hãm hình côn, trên đuôi xupap có các rãnh hãm có thể là rãnh hình trụ hoặc hình côn.
Miếng tăng cứng là một hợp kim: Cobalt(Co), Crom(Cr) và Tungsten (W). Hợp kim này rất cứng, chịu được mài mòn cao và chống lại sự oxy hóa ở nhiệt độ cao. Miếng tăng cứng này được hàn vào mặt xupap hay đế xupap để tăng khả năng chịu nhiệt.
Hình 2.8: Kết cấu xupap.
2.5. Một số cơ cấu phân phối khí hiện đại
Như chúng ta đã biết, ngày nay với tốc độ phát triển mạnh mẽ của nền khoa học công nghệ. Các hãng sản xuất ôtô như Hyundai, Honda, Toyota, Ford…đã lần lượt đưa ra nhiều sản phẩm với nhiều động cơ có những tính năng hiện đại. Một trong những tính năng đó là việc áp dụng sự điều khiển tự động vào hệ thống phân phối khí trong động cơ. Với sự điều khiển này sẽ làm thay đổi được góc phân phối khí phù hợp với từng dãi tốc độ của động cơ, đảm bảo được yêu cầu của cuộc sống đặt ra như việc
Trang 11
sử dụng động cơ có tính kinh tế cao, tiết kiệm được lượng nhiên liệu tối thiểu khi sử dụng. Động cơ phải phát huy được hết công suất ở những dãi tốc độ khác nhau. Ngoài ra động cơ khi làm việc cũng đảm bảo nhiều qui định về mức độ ô nhiễm môi trường của các quốc gia cũng như yêu cầu về kinh tế của người tiêu dùng. Tuy các biện pháp tiến hành cải tiến của các hãng sản xuất khác nhau nhưng đều tìm cách điều khiển và chế tạo các cơ cấu để dẫn động cơ cấu phối khí gần với giá trị tính toán lý thuyết lý tưởng.
Ngoài những đặc điểm và cấu tạo giống cơ cấu phối khí cổ điển. Cơ cấu phối khí hiện đại còn có những bộ phận đóng vai trò điều khiển thay đổi thời điểm đóng mở của xupap theo tốc độ của động cơ. Nhờ đó mà cơ cấu phối khí hiện đại luôn luôn làm việc ở điều kiện tối ưu nhất. Đối với một cơ cấu phân phối khí hiện đại sẽ khác cơ cấu phối khí cổ điển ở những bộ phận sau: Bộ cảm ứng tốc độ quay, cơ cấu thực hiện thay đổi thời điểm đóng mở xupap, hệ thống điều khiển điện tử. Bộ cảm ứng có nhiệm vụ giám sát sự thay đổi tốc độ quay của động cơ và truyền tín hiệu về bộ điều khiển điện tử. Cơ cấu thay đổi thời điểm đóng mở của xupap có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử và thực hiện theo những tín hiệu nhận được. Bộ điều khiển điện tử có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ bộ cảm ứng, xử lí tín hiệu và truyền tín hiệu đến cơ cấu thực hiện thay đổi thời điểm đóng mở của xupap.
Bên cạnh hãng Toyota và hãng Ford thì hãng Hyundai đã chú tâm cải tiến hệ thông phân phối khí và đã cho ra đời nhiều thế hệ ôtô với tính năng hiện đại. Trong đó có hệ thống điều khiển xoay trục cam hay gọi là hệ thống điều khiển CVVT. Với hệ thống này nhằm thay đổi góc phân phối khí của các xupap phù hợp với từng dãi tốc độ làm việc của động cơ được ra đời trong những năm gần đây. CVVT là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. CVVT là cụm từ viết tắt từ tiếng anh: Continusly Varaible Valve Timing (Thay đổi thời điểm phối khí thông minh). Đối với các động cơ thông thường thì có thời điểm phối khí là cố định và thường đựơc tính theo điều kiện sử dụng của động cơ. Vì nó được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu đến cam thông qua cặp bánh răng hoặc xích. Ngược lại, với các động cơ có hệ thống CVVT thì góc phân phối có thể thay đổi theo điều kiện làm việc của động cơ. Hệ thống CVVT sử dụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trục
Trang 12
cam, thay đổi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu . Hệ thống này có thể xoay trục cam một góc 40o tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu từ cảm biến và điều khiển bằng ECU động cơ. Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng các bộ phận thay đổi thời điểm và qui luật nâng của xupap, làm cho cơ cấu phối khí hiện đại luôn hoạt động ở điều kiện tối ưu. Điều đó đã làm cho động cơ sử dụng cơ cấu phối khí hiện đại có suất tiêu hao nhiên liệu thấp, việc gia tốc thay đổi từ tốc độ thấp sang tốc độ cao xảy ra nhanh chóng, ít gây ô nhiễm và đạt công suất cao. Xe có sử dụng cơ cấu phân phối khí hiện đại sẽ chạy êm dịu trong thành phố cũng như trên quốc lộ, dễ dàng chuyển từ tốc độ thấp sang tốc độ cao.
Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm đó thì cơ cấu phối khí hiện đại có nhược điểm là: Có nhiều chi tiết, cụm chi tiết, cần chế tạo với độ chính xác cao. Hệ thông điều khiển phức tạp. Việc bảo quản, sửa chữa khó khăn, giá thành cao.
Trang 13
Chương 3: Khảo sát hệ thống phân phối khí của động cơ Theta II – 2.4 GDI 3.1. Giới thiệu động cơ Theta II – 2.4 GDI