Lò xo xupâp có nhiệm vụ đóng kín xupâp trín đế vă đảm bảo cho xupâp đóng mở theo đúng quy luật của cam. Muốn thế lực lò xo phải lớn hơn lực quân tínhPjk ( lực quân tính đm khi γ=0 ) ở mọi chế độ tốc độ.
Vì vậy: Plx = k.Pjk
Trong đó: k – Hệ số an toăn.
Chọn k = 1,25 ⇒ Plx = 1,25.Pjk
Xupâp thải phải đảm bảo luôn đóng kín trong quâ trình nạp (nhất lă đối với động cơ xăng trong quâ trình chạy không tải, bướm ga đóng nhỏ, độ chđn không trong xilanh lớn, âp suất cuối quâ trình nạp pa có thể giảm đến 0,015 MN/m2 trong khi đó âp suất trín đường thải pr = 0.102 – 0.11 MN/m2 cao hơn âp suất khí trời). Do vậy độ
chính âp Δp = pr – pa có thể đạt đến 0,09 MN/m2. Dưới tâc dụng của Δp xupâp
thải có thể bị hút mở ra nếu lò xo yếu, vì vậy lực nĩn ban đầu của lò xo plxo phải đảm bảo lớn hơn lực khí thể tâc dụng lín xupâp thải.
⇒ plxo > pkxp = π.dth2 4 .(pr−pa) ; Plxo > π.0,032 4 .0,09=63,6 (N).
Với dht: Đường kính họng đế xupâp thải. * Xđy dựng đồ thị xâc định đường đặc tính lò xo:
Từ câc công thức (3 – 18), (3 – 19) vă (3 – 20) bằng câch cho αk biến thiín từ (0
¿ϕ
2 ) ta lập được bảng câc giâ trị của h; Pjk vă Plx theo αk :
k= k= ϕ 2−γ ∝k(độ) 00 120 240 240 340 440 540 610 H=f(k).i (mm) 0 0,88 3,5 3,5 6,13 7,9 8,94 9,23 Pjk=f(k) (N) -605,62 -592,39 -553,26 337,9 377,08 404,72 420,06 423,21 Plx=k.Pjk (N) -757,02 -740,48 -691,57 422,37 471,35 505,9 525,07 529,04 Jt 2456,9 2403,21 2244,48 -1371,17 -1529,76 -1641,8 -1704,1 -1716,9
- Trước tiín ta vẽ đường cong biểu diễn hănh trình nđng của xupâp hk = f(k). Vẽ đường biểu diễn lực quân tính Pjk = f’(k). Sau khi lựa chọn hệ số k, vẽ đường biểu
diễn lực tâc dụng lín lò xo Plx=kPjk. Bín phải của đồ thị vẽ đường cong biểu diễn đường đặc tính của lò xo (tung độ biểu thị độ biến dạng, hoănh độ biểu thị lực lò xo). Ta thực hiện câch dựng như sau:
- Từ câc điểm A’, B’, C’ trín đồ thị hk = f(k) kẻ câc đường song song với tung độ cắt đường biểu diễn Plx tại câc điểm C, B, C. Vì vậy ta xâc định được lực lò xo trín câc điểm năy. Đem trị số câc lực năy đặt trín câc đường song song với hoănh độ qua câc điểm A’’, B’’, C’’ nối câc điểm năy với nhau bằng một đường thẳng kĩo dăi cắt tung độ của hệ trục fOPlx ở O ta có đặt tính biến dạng Sau khi thực hiện câc bước trín ta được đường đặc tính lò xo như hình 3- 19
Độ cứng C của lò xo được tính theo công thức sau: C=
Plxmax−Plxmin hmax
(3- 21) Trong đó : C - độ cứng của lò xo
Plxmax-lực lò xo ứng với độ biến dạng lớn nhất fmax của lò xo Plxo-lực lúc xupâp đóng kín
hmax -độ mở cực đại của lò xo Plxmax = Plx|αk=610
=529,04
[N]
Từ đặc tính đăn hồi của lò xo (hình 7- 18) ta tìm đượcPlxo= 356,3[N] hmax = 9,23 .10-3 [m] Suy ra: C=529,04−356,3 9,23.10−3 =18,715.103 [N/m] Vậy C = 18,715.103 [N/m] Kiểm nghiệm độ bền lò xo xupâp:
Giả thiết lực lò xo Plx tâc dụng trín phương đường tđm của lò xo, mômen xoắn
của lò xo bằng:
Mx=Plx
Dtb
2
Trong đó : Dtb-Lă đường kính trung bình của lò xo (Dtb=20 mm) Ứng suất xoắn :
=Mx
Trong đó : Wx -Momen chống xoắn của tiết diện dđy cuốn lò xo Wx=
π.d3
16
Ở đđy: d- lă đường kính của lò xo ( d = 4 mm) Do đó xo: xo
=8.Plx.Dtb
π.d3 (3- 22)
Do ứng suất phđn bố trín tiết diện dđy cuốn không đều, ứng suất lớn nhất xuất hiện trín điểm gần đường tđm lò xo xa nhất vă lực Plx còn gđy ra ứng suất cắt, nín khi tính ứng suất lò xo, thường dùng hệ số hiệu đính ( để hiệu đính ứng suất xoắn. Như vậy ứng suất xoắn thực bằng:
x = .x0
=8.χ.Plx.Dtb
π.d3 (3- 23) Trong đó :χ -hệ số hiệu đính, biến thiín theo tỷ lệ
Dtb d Dtb d = 20 4 = 5 từ công thức: χ = Dtb d +0,5 Dtb d −0,75 (3- 24) => χ = 5+0,5 5−0,75 = 1,29
Thế câc thông số trín văo phương trình (3- 21) ta có:
x
=8.1,29.529,04.10−6
.20.10−3
3,14.(4.10−3)3 = 543,36 [MN/m2] nx =543,36MN/m2 <[ x]=350600[MN/m2] Vậy lò xo đảm bảo ứng suất xoắn.
Kiểm nghiệm khả năng cộng hưởng của lò xo xupâp: Do lò xo lă một dầm cong đăn hồi không gian nín tính tần số dao động tự do rất phức tạp. Thông thường người ta phải thay thế lò xo bằng một dầm thẳng tương đương có khối lượng, chiều dăi, độ cứng vă phđn bố khối lượng giống như lò xo thực.
Tần số góc động của dầm tương đương xâc định theo công thức sau: ωlx=π√Cm (5-25)
m- Khối lượng của câc vòng lò xo. Vì lò xo có 7 vòng vă có khối lượng mlx=55 (g) nín m = 55/7 = 7,85(g) ωlx=3,14 .√18,715.103 7,85.10−3 =4,848.103 (rad/s) Do đó tần số dao động nlx bằng: nlx=30.ωlx π = 30.4,848.103 3,14 =46318 (lần/phút)
Đề trânh hiện tượng cộng hưởng cần phải đảm bảo tần số dao động tự do nlx của lò xo
lớn hơn số vòng quay của trục cam nk khoảng 10 lần:
nlx nk=
46318
2800 =16,54>10
Hình 3. 7 Đồ thị đặc tính lò xo
Chương 4. NHỮNG HƯ HỎNG VĂ PHƯƠNG PHÂP KIỂM TRA SỬA CHỮA
4.1. Thiết Kiểm tra câc chi tiết liín quan đến xupap
Do tính đặc thù của cơ cấu phối khí, đặc điểm lăm việc đòi hỏi phải hết sức chính xâc để đảm bảo tính năng của động cơ vă lăm việc ở nhiệt độ rất cao đòi hỏi câc nhă chuyín môn phải chế tạo câc chi tiết đảm bảo độ bền, độ cứng vă khả năng chịu nhiệt rất tốt. Cả cơ cấu phối khí lă một khối thống nhất cao câc chi tiết trong cơ cấu lăm việc
với nhau đòi hỏi độ chính xâc cũng rất cao, do đó việc thâo lắp câc chi tiết trong cơ cấu phối khí lă rất phải hạn chế nhằm đảm bảo độ chính xâc. Nhưng cũng vì để đảm bảo được điều đó mă cơ cấu phối khí sau một thời gian sử dụng câc chi tiết trong cơ cấu không còn đảm bảo được yíu cầu thì cần phải thâo ra để lăm vệ sinh, nếu câc chi tiết không còn đảm bảo được câc kích thước đúng với yíu cầu hoặc sai số quâ lớn thì ta phải thay thế chi tiết đó. Phần lớn câc cơ cấu phối khí sử dụng hiện nay thường rất ít hư hỏng câc chi tiết. Dưới đđy lă một số dạng hư hỏng điển hình, phương phâp kiểm tra, thay thế vă một số thao tâc để thực hiện câc công việc trín.