- Đầu to :Kích thước đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính và chiều dài cổ tay quay Đầu to được chế tạo làm hai nửa để lắp ghép với trục khuỷu.
4.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu 1.Nhiệm vụ:
4.1.1.1.Nhiệm vụ:
Hệ thống phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: Thải sạch khí thải khỏi xylanh và nạp đầy khơng khí mới vào xylanh để động cơ làm việc được liên tục.
4.1.1.2.Yêu cầu:
Đĩng mở các cửa khí đúng thời điểm qui định, thứ tự làm việc của động cơ.
Độ mở các cửa khí đủ lớn, sức cản trên đường nạp và thải phải nhỏ để dịng khí dễ lưu thơng.
Khi đĩng phải kín khít. Làm việc an tồn, tin cậy .
Dễ dàng trong việc sử dụng, bảo quản và sửa chữa.
4.1.2.Hệ thống phân phối khí trên động cơ 4 kì: 4.1.2.1.Sơ đồ cấu tạo:
Hình 4.1.Cơ cấu phân phối khí trên động cơ 4 kì 1- Cam 2- Trục cam 3- Con đội 4- Đũa đẩy 5- Vít điều chỉnh 6- Cị mổ 7- Lị xo 8- Nấm xupap 9- Cửa khí 4.1.2.2.Nguyên lí hoạt động:
Khi trục khuỷu quay, thơng qua cơ cấu dẫn động trục cam và các cam trên trục cùng quay theo. Khi con lăn tiếp xúc với phần hình trụ của cam thì xupap đĩng kín
vào đế xupap nhờ sức căng của lị xo. Khi con lăn tiếp xúc với phần vấu cam (phần lồi của cam) cam tác động vào con đội, thơng qua đũa đẩy, đẩy một đầu địn gánh (cị mổ) đi lên, đầu kia đi xuống tác động vào đuơi xupap, thắng được sức căng của lị xo xupap đẩy tồn bộ xupap đi xuống mở thơng cửa khí, bắt đầu quá trình trao đổi khí. Khi con lăn qua hết vấu cam con đội đi xuống, lị xo xupap giãn ra kéo xupap đi lên đĩng kín cửa khí chấm dứt quá trình trao đổi khí.
4.1.3.Một số chi tiết trên hệ thống: 4.1.3.1.Xupap:
* Vị trí, cơng dụng:
Xupap thường được đặt trên nắp xi lanh của động cơ. Nĩ cĩ nhiệm vụ đĩng mở các cửa khí theo sự điều khiển của trục cam.
* Đặc điểm kết cấu của xupap:
Kết cấu của xupap được chia làm ba phần chính là: nấm xupap (đầu); thân xupap và đuơi xupap.
Hình 4.2 Xupap 1- Nấm xupap 2- Thân xupap 3- Đuơi xupap
*Nấm xupap:
Nấm xupap cĩ ý nghĩa quyết định tiết diện lưu thơng của dịng khí. Mặt làm việc quan trọng là mặt cơn với gĩc cơn α thường từ 30 ÷
45o. Trong đĩ gĩc α = 45o thường được dùng nhiều hơn, đặc biệt là các xupap xả hầu như chỉ dùng một loại gĩc α = 45o . Kích thước của nấm xupap xả và hút trên cùng một động cơ thường bằng nhau, hoặc cĩ khi nấm xả nhỏ hơn nấm hút một chút để tăng hệ số nạp. Kết cấu của nấm xupap thường cĩ ba loại như sau:
Hình 4.3. Các dạng nấm xupap
Nấm bằng: hình a.
Cĩ ưu điểm đơn giản, dễ chế tạo, diện tích tiếp xúc với nhiệt nhỏ, cĩ thể dùng cho cả xupap nạp và thải. Nhưng kết cấu khơng phù hợp để tạo vận động của dịng khí.
Nấm lõm: hình b.
Khĩ chế tạo, diện tích tiếp xúc với nhiệt lớn. Nhưng bán kính gĩc lượn giữa phần nấm và thân lớn, tạo điều kiện cho dịng khí nạp lưu thơng tốt, mặt khác do cĩ phần lõm nên cĩ thể tạo được vận động rối của khơng khí cuối quá trình nén. Vì vậy loại này thường được dùng làm xupap nạp.
Nấm lồi: hình c.
Khĩ chế tạo, diện tích tiếp xúc với nhiệt lớn. Nhưng do cĩ phần lồi nên cải thiện được điều kiện lưu thơng của dịng khí thải. Vì vậy loại này thường được dùng làm xupap thải.
*Thân xupap:
Thân xupap cĩ dạng hình trụ đặc hoặc rỗng, cĩ nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho xupap. Một số động cơ cao tốc xupap thải chế tạo cĩ phần dưới thân và nấm rỗng, bên trong cĩ chứa kim loại Na giúp tản nhiệt tốt hơn.
Để tránh hiện tượng xupap mắc kẹt trong ống dẫn hướng khi bị đốt nĩng, đường kính của thân xupap ở phần nối tiếp với nấm thường làm nhỏ đi một chút hoặc khoét rộng lỗ của ống dẫn hướng ở phần này (như hình).
*Đuơi xupap:
Phần đuơi xupap cĩ dạng đặc biệt để lắp ghép với đĩa chặn lị xo. Mặt trên của đuơi xupap được tơi cứng, đơi khi người ta tráng hoặc dán, chụp lên phần này một lớp thép hợp kim cứng (stenlit) để giảm mài mịn khi va đập tiếp xúc với con đội hoặc cị mổ. Tuỳ theo cách lắp ghép mà kết cấu của đuơi xupap cĩ hình dạng khác nhau (hình 2.).
Hình 4.4. Kết cấu phần đuơi xupap và phương pháp lắp ghép lị xo xupap 1- Đuơi xupap 2- Dĩa chặn lị xo 3- Mĩng hãm 4.1.3.2.Con đội: *Vị trí và cơng dụng:
Con đội nằm giữa cam và đũa đẩy, nĩ là chi tiết truyền lực trung gian để dẫn động xupap.
*Đặc điểm kết cấu:
Kết cấu con đội gồm hai phần : phần dẫn hướng (thân con đội) và phần mặt tiếp xúc với cam phối khí. Thân con đội đều cĩ dạng hình trụ cịn phần mặt tiếp xúc thường cĩ nhiều dạng khác nhau. Con đội cĩ thể được chia làm 3 loại chính là: 1) con đội hình nấm, hình trụ; 2) Con đội con lăn; 3) Con đội thủy lực. Trên động cơ diesel tàu thủy chủ yếu sử dụng hai loại đầu.
- Con đội hình nấm, hình trụ:
Để con đội tiếp xúc với cam được tốt và để tránh hiện tượng mịn vẹt mặt con đội (hoặc mặt cam) khi đường tâm con đội khơng thẳng gĩc với đường tâm trục cam thì mặt tiếp xúc của con đội hình nấm và hình trụ thường khơng phải là mặt phẳng mà là mặt cầu cĩ bán kính khá lớn (R = 500 ÷ 1000 mm).
Ngồi ra, để thân con đội và mặt nấm mịn đều, ta thường lắp con đội lệch với mặt cam một khoảng e = 1 ÷ 3 mm (hình 4.6). Như vậy trong quá trình làm việc con đội vừa chuyển động tịnh tiến, vừa chuyển động xoay xung quanh đường tâm của nĩ.
Hình 4.6. Quan hệ lắp ghép giữa con đội và cam
- Con đội con lăn :
Do ở con đội con lăn ma sát giữa con đội và cam là ma sát lăn, vì vậy ưu điểm của loại con đội này là ma sát nhỏ, truyền chuyển động chính xác, mặt tiếp xúc mài mịn đều.
Nhược điểm của loại con đội này là kết cấu phức tạp và phải cĩ rãnh định vị để tránh hiện tượng kẹt con lăn.
Hình 4.7 Con đột con lăn.
4.1.3.3.Trục cam: *Vị trí và cơng dụng:
Trục cam thường được đặt trong thân máy, bên hơng thân máy hoặc trên nắp xylanh. Nĩ dùng để dẫn động các xupap đĩng mở theo qui luật nhất định.
*Đặc điểm kết cấu:
Trên trục cĩ các cam nạp, cam thải và các cổ trục. Ngồi ra ở một số động cơ cịn cĩ các cam nhiên liệu, cam khởi động…
Hình 4.8 Trục cam 1- Trục 2- Cổ trục
3- Cam
Cam được chế tạo liền với trục hoặc chế tạo rời rồi cố định với trục bằng then, then hoa, vít định vị hoặc bulon. Khi cam chế tạo liền với trục thì đường kính cổ trục bao giờ cũng lớn hơn kích thước chiều cao cam để thuận tiện cho việc tháo lắp trục cam. Ngược lại khi cam chế tạo rời với trục, kích thước cam cĩ thể lớn hơn đường kính cổ trục. Bạc của trục loại này là bạc hai nửa.