Hình 3.4. Khe hở nhiệt của cơ cấu truyền động
Chú thích: 1 - Trục cam ; 2 - Con đội .
Khi động cơ từ trạng thái nguội được nóng dần lên, thì thân động cơ cũng như các chi tiết của cơ cấu truyền động cho Xupap đều nóng lên và giãn nở nhiệt khác nhau tuỳ theo nhiệt độ của động cơ. Dĩ nhiên, độ dãn dài tỉ lệ với nhiệt độ và phụ thuộc vào vật liệu chế tạo. Trong các động cơ được làm mát bằng nước, độ giãn nở nhiệt của các chi tiết truyền động cho Xupáp thường lớn hơn độ giãn nở nhiệt của thân động cơ.
Vì vậy, nếu ở trạng thái nguội, trong các chi tiết của cơ cấu truyền động cho Xupap không có khe hở dự trữ, thì khi động cơ chuyển sang trạng thái nóng, do có sự giãn nở nhiệt chênh lệch như đã nói, các Xupap không thể đặt kín vào ổ đặt của nó. Điều đó dẫn đến sự quá nhiệt của các Xupap và có sự rò lọt khí từ Xilanh ra ngoài.
Để đảm bảo cho động cơ làm việc bình thường, khi động cơ đang nguội, giữa các chi tiết của hệ truyền động cho Xupap phải có khe hở nhiệt k.
Khe hở nhiệt có thể được đo theo trục của con đội, hay theo hướng trục của Xupap. Ở các loại động cơ đang được sử dụng hiện nay, khe hở nhiệt thường nằm trong khoảng sau:
k = (0,03 ÷ 0,05)hcd (mm) (3.1)
trong đó:
hcd : Hành trình lớn nhất của con đội,
i h hcd = xp (3.2) hxp : Hành trình lớn nhất của Xupap, hxp = 30 (mm) i : Tỉ số truyền, i = 1 ÷ 1,4 Chọn: i = 1,2
Kết quả:
K = 1,2 (mm).
3.2.5. Kết cấu Xupap
Xupap được chia làm 3 phần: − Nấm Xupap (đầu).
− Thân Xupap. − Đuôi Xupap.
1 - Nấm Xupap
Hình dáng và kết cấu của nấm Xupap ảnh hưởng đến:
− Tính cứng chắc của nấm Xupap. Đó là yếu tố quan trọng để đảm bảo hình dáng của Xupap chính xác lúc động cơ làm việc, ảnh hưởng gián tiếp đến năng lực làm việc của Xupap.
− Trọng lượng Xupap tức là lực quán tính tịnh tiến lớn hay nhỏ. − Hình dáng của dòng khí, ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ hoàn thiện của quá trình thay đổi công chất.
− Điều kiện công nghệ chế tạo Xupap tức là giá thành chế tạo đắt hay rẻ. Mặt làm việc quan trọng của phần nấm Xupap là mặt côn có góc α từ 150 ÷ 450. Góc α càng nhỏ tiết diện lưu thông càng lớn. Tuy nhiên khi α nhỏ, mặt nấm càng mỏng, độ cứng vững của mặt nấm càng kém. Do đó, dễ bị cong vênh, tiếp xúc không kín khít với đế Xupap. Đối với dòng khí lưu động vào Xilanh, khi α nhỏ quá (α = 0), dòng khí lưu động cũng bị gấp khúc.
Ngược lại, khi góc α lớn, mặt nấm Xupap dầy và bền hơn, dòng khí thải đi ra cũng lớn hơn. Do đó, tuyệt đại đa số Xupap của các động cơ đều dùng góc α = 450 để vừa đảm bảo độ bền của nấm, vừa đảm bảo tiết diện lưu thông khi mở Xupap và vừa để dòng khí lưu động dễ dàng.
− Chọn dạng nấm đầu bằng: Vì chế tạo đơn giản, hiệu quả sử dụng khá cao, lại được áp dụng rộng rãi.
− Đường kính họng của nấm Xupap,
( )D
dh = 0,26÷0,35 (mm) (3.3)
trong đó:
D : Đường kính piston, D = 350 (mm)
− Chiều cao mở của Xupap,
( )dh
h= 0,25÷0,35 (mm) (3.4)
− Chiều rộng mặt nấm tiếp xúc với đế Xupap,
(3÷5)
=
− Đường kính ngoài của nấm Xupap,
e d
d = h +2 (mm) (3.5)
− Góc nghiêng của Xupap ,
(30÷45)0 = α Kết quả : dh = 100 (mm) h = 30 (mm) e = 4 (mm) d = 108 (mm) α = 450 2- Thân Xupap
Thân Xupap thường có đường kính thích đáng để dẫn hướng tốt, tản nhiệt tốt và chịu được lực nghiêng khi Xupap đóng mở. Để hạ thấp nhiệt độ của Xupap, người ta có xu hướng tăng đường kính thân Xupap và kéo dài ống dẫn hướng tới gần nấm Xupap. Nhưng do phải đảm bảo tiết diện lưu thông của dòng khí và đảm bảo Xupap gọn nhẹ nên thân Xupap cũng không thể quá lớn.
− Đường kính thân Xupap ,
dt = (0,25 ÷ 0,4)dh (mm) (3.6)
− Chiều dài của thân Xupap , (mm)
lt = (2,5 ÷ 3,5)dh (3.7)
Kết quả:
dt = 30 (mm)
lt = 300 (mm).
Để tránh hiện tượng Xupap mắc kẹt trong ống dẫn hướng khi bị đốt nóng, đường kính của thân Xupap ở phần nối tiếp với nấm Xupap thường làm nhỏ đi một ít hoặc khoét rộng lỗ của ống dẫn hướng ở phần này.
Các thông số của Xupap:
− Đường kính họng của nấm Xupap: dh = 100 (mm)
− Chiều cao mở của Xupap: h = 30
(mm)
− Chiều rộng mặt nấm tiếp xúc với đế Xupap: e = 4
(mm)
− Đường kính ngoài của nấm Xupap: d = 108
(mm)
− Góc nghiêng của Xupap: α = 450
− Chiều dài của thân Xupap: lt = 300
(mm)
α
Hình 3.5. Xupap