Hệ thống phân phối khí động cơ đốt trong

Chia sẻ: hungnhat

Nhiệm vụ Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí. Thải sạch khí thải ra khỏi xylanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh để động cơ làm việc lin tục.

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Hệ thống phân phối khí động cơ đốt trong

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG PHÂN
PHỐI KHÍ
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG



I. Nhiệm vu, yêu cầu và điều kiện làm việc
1.1 Nhiệm vụ
Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ dùng để thực hiện quá trình thay đổi
khí. Thải sạch khí thải ra khỏi xylanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh
để động cơ làm việc lin tục.
1.2. Yêu cầu
_ Đảm bảo thải sạch và nạp đầy
_ Các xupap phải đóng mở phải đúng thời điểm quy định
_ Độ mở phải lớn để đòng khí dễ lưu thông
_ Các xupap phải kín khít, tránh để lọt khí trong quá trình nén và giản nở.
_ Hệ thống phải làm việc êm dịu, tin cậy, công chi phí thấp.
1.3 Điều kiện làm việc
Trong quá trình làm việc, mặt nấm xupap chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt
rất lớn.
Lực khí thể tác dụng trên diện tích mặt nấm xupap có thể lên đến 10.000 đến
20.000 N, trong động cơ cường hóa và tăng áp, lực này có thể tăng đến 30.000



http://www.ebook.edu.vn 57
N.Hơn nữa mặt nấm xupap luôn luôn va đập mạnh với đế xupap nên rất dễ biến
dạng. Do xupap trực tiếp tiêp xúc với khí cháy nên xupap còn phải chịu nhiệt độ rất
cao. Nhiệt độ của xupap thải trong động cơ xăng thường đạt 800-850 0C, trong động
cơ diezel là
500-600 0C. Nhất là trong kỳ thải, nấm và thân xupap phải tiếp xúc với dòng
khí thải có nhiệt độ rất cao, vào khoảng 700-900 0C đối với động cơ diezel còn ở
động cơ xăng thì cao hơn 1100-1200 0C. hơn nữa tốc độ dòng khí thải rất lớn, mới
bắt đầu thải cơ thể đạt được 400-600 m/s nên khiến cho xupap nhất là xupap xả
thường dễ bị quá nóng và bị dòng khí ăn mòn.
Ngoài ra trong nhiên liệu có lưu huỳnh nên khi cháy tạo axit ăn mòn mặt
nấm xupap. Vì vậy vật liệu dùng để chế tạo xupap phải có sức bền cơ học cao, chịu
nhiệt tốt, chống được ăn mòn hóa học và hiện tượng xâm thực của dòng khí thải có
nhiệt độ cao.
2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí ở động cơ
4 kỳ.
2.1 Xupap treo
+ Sơ đồ cấu tạo của hệ thống trao đổi khí có xupap treo được thể hiện như
hình 1.1.
+ Nguyên lý hoạt động :
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay sẽ làm bánh răng trục khuỷu lai
bánh răng trục cam quay theo. Bánh răng trục cam liên kết với trục cam quay ngược
chiều với trục khuỷu.




http://www.ebook.edu.vn 58
Hình 1.1_ Cơ cấu phân phối khí có xupap treo
1-Trục cam. 2-Con đội. 3-Đũa đẩy. 4-Vít điều chỉnh. 5-Đai ốc hãm. 6-Đòn
gánh. 7-Trục đòn gánh. 8-Móng hãm. 9-Cone hãm. 10-Lò xo xupap. 11-Đĩa tựa lò
xo xupap. 12-Bạc dẫn hướng xupap. 13-Xupap. 14-Bệ xupap. 15-bánh răng trục
cam. 16-Bánh răng trục khuỷu.


Khi trục cam 1 quay, quả đào truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội 2 và
đũa đẩy 3 làm đòn gánh 6 quay quanh trục đòn gánh 7, đầu đòn gánh đè xupap 13
xuống mở cửa xylanh, khi vấu cam ở vị trí cao nhất thì xupap mở hoàn toàn.
Trục cam tiếp tục quay làm vấu cam đi xuống, lúc này cam không còn đội
con đội nữa, dưới tác dụng của lực lò xo10 giãn ra làm xupap đậy kín bệ xupap,
đồng thời đũa đẩy đi xuống theo chiều ngược lại.
Bạc dẫn hướng 12 có nhiệm vụ định hướng cho xupap 13 chuyển động tịnh
tiến. Móng hãm 8, cone hãm 9, đĩa tựa lò xo có tác dụng cố định cán xupap với đĩa
ép lò xo, không cho xupap rơi xuống buồng đốt. Lò xo 10 có tác dụng luôn luôn đẩy
xupap đóng kín bệ xupap.
Vít điều chỉnh 4 có tác dụng điều chỉnh khe hở nhiệt của xupap.


http://www.ebook.edu.vn 59
Tùy loại xupap nạp hay xả mà ta có thể điều chỉnh khe hở nhiệt của các
xupap này. Sở dĩ cần phải có khe hở nhiệt là vì khi động cơ hoạt động, dưới tác
dụng của nhiệt độ và áp suất của môi chất công tác trong buồng đốt rất cao, xupap
tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao nên giãn nở, làm tăng chiều dài xupap, buồng đốt
bị hở, động cơ hoạt động với công suất không đạt yêu cầu, hiệu suất không cao.
Ngoài ra hệ thống còn có trục giảm áp dùng để đóng hoặc mở hé xupap để thực hiện
việc giảm áp cho xylanh khi cần.
Thông thường khe hở nhiệt của xupap xả nằm trong khoảng 0,3 1,5mm,
còn xupap nạp nằm trong khoảng 0,1 0,2mm.
Số xupap trên nắp xylanh, tỷ số kết cấu của xupap được bố trí và chọn sao
cho phù hợp. Động cơ diesel 4 kỳ bố trí từ 2 đến 4 xupap trên nắp xylanh. Góc côn
của đĩa xupap thường chọn γ = 30 45°.
Ưu nhược điểm của loại cơ cấu này : có nhiều chi tiết hơn và được bố trí ở
thân máy và nắp xylanh nên làm tăng chiều cao động cơ. Lực quán tính của các chi
tiết tác dụng lên bề mặt cam và con đội lớn hơn. Nắp máy của động cơ phức tạp hơn
nên khó khăn khi chế tạo. Tuy nhiên, do xupap bố trí trong phần không gian của
xylanh dạng treo nên buồng cháy rất gọn. Đây là điều kiện tiên quyết có tỷ số nén
cao. Mặt khác, dòng khí lưu động ít bị ngoặt nên tổn thất nhỏ, tạo điều kiện thải
sạch và nạp đầy hơn.
2.2 Xupap treo có trục cam đặt trên nắp xylanh :


Sơ đồ hệ thống trao đổi khí xupap treo có trục cam đặt trên nắp xylanh được
thể hiện trên hình 1. 2 :
Nguyên lý hoạt động :
Khi động cơ làm việc, trục cam 3 quay thì quả đào trên trục cam quay sẽ
truyền chuyển động tịnh tiến trực tiếp cho xupap1, khi đó trục cam trực tiếp điều
khiển quá trình làm việc của các xupap, không cần thông qua con đội, đũa đẩy, đòn
gánh … mà trục cam quay do truyền động của hệ bánh răng cone 5.




http://www.ebook.edu.vn 60
Hình 1.2_ Cơ cấu phân phối khí có xupap treo, trục cam đặt trên nắp
xylanh.
1-Xupap xả. 2-Lò xo xupap. 3-trục cam. 4-Đĩa tựa. 5-Hệ bánh răng côn
truyền động. 6-Bulông điều chỉnh. 7-Thân xupap rỗng.


Hệ thống phân phối khí này tuy hệ trục và 2 cặp bánh răng cone có phức tạp,
chế tạo khó, nhưng cơ cấu làm việc dịu êm hơn. Bởi vì không có chi tiết máy
chuyển động tịnh tiến qua lại có điểm dừng.
Loại này có xupap rỗng, ghép. Bulông 6 giúp ta điều chỉnh chiều dài xupap,
sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữa mặt tựa của cam và đuôi xupap).
Tuy nhiên khi làm việc, xupap xả thường nóng tới 300 400 C, vì vậy
các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ, làm cho việc điều chỉnh bulông 6 khó khăn.
Lò xo xupap ở đây gồm 2 cái khác nhau, chiều xoắn ngược nhau, chiều dài
bằng nhau, có tác dụng tránh cộng hưởng nên tăng độ bền.




http://www.ebook.edu.vn 61
Với các máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền thành một khối, như vậy không
điều chỉnh được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này người ta để khe hở nhiệt lớn
một chút, khi mòn càng lớn ta có thể nghe tiếng gõ khi máy làm việc. Nhưng hệ
thống này cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn.
2.3 Xupap đặt :
Sơ đồ hệ thống trao đổi khí có xupap đặt được thể hiện trên hình 1.3 :
Hình1. 3_ Hệ thống trao đổi khí có xupap đặt




1-Bánh răng trục cam. 2-Trục cam. 3-Con đội. 4-Ốc hãm. 5-Bulông điều
chỉnh. 6-Đĩa tựa. 7-Lò xo xupap. 8-Xupap. 9-Bạc dẫn hướng xupap. 10-Bệ đặt
xupap. 11-Hệ bánh răng truyền động.
Nguyên lý hoạt động :
Khi động cơ làm việc, trục cam quay, quả cam truyền chuyển động cho con
đội, con đội đẩy xupap lên mở cửa cho khí đi vào xylanh mà không cần thông qua
đũa đẩy, đòn gánh …Vào lúc cam không còn đội con đội nữa thì lò xo 7 giãn ra đậy
nắp xupap lại.
Hệ thống phân phối khí này hoạt động thông qua con đội 3 trực tiếp truyền
chuyển động cho xupap 8.



http://www.ebook.edu.vn 62
Thay đổi chiều cao tuyệt đối của con đội bằng bulông 5 và ốc hãm 4 sẽ điều
chỉnh được khe hở nhiệt (giữa đuôi xupap 8 và đầu bulông 5)
Hệ thống thay đổi khí có xupap đặt làm tăng diện tích buồng đốt nhưng ít chi
tiết và làm việc an toàn hơn hệ thống thay đổi khí có xupap treo. Vì giả sử móng
hãm xupap có tuột ra, xupap cũng không rơi vào trong buồng đốt, không gây hư
hỏng cho nhóm xylanh-piston.
3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí ở động cơ
2 kỳ
+ Hệ thống trao đổi khí quét vòng :


Dựa vào dòng khí chuyển động trong xylanh, sơ đồ thay đổi khí được phân
ra quét thẳng và quét vòng. Với phương án quét vòng, dòng khí chuyển động từ cửa
quét lên nắp xylanh, sau đó theo hướng ngược lại từ nắp xylanh xuống cửa xả, các
cửa quét và cửa xả người ta phân ra sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang và quét
vòng về một phía.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang :
Phương án này dùng cho nhiều loại động cơ, các cửa quét a được bố trí đối
diện với các cửa xả, được chế tạo có góc nghiêng với trục tâm và đường kính
xylanh, chiều cao cửa xả lớn hơn chiều cao cửa quét.
Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 1.4 :
Khi piston đi xuống, đến cuối hành trình giãn nở, các cửa xả mở, từ thời
điểm này đến lúc mở cửa quét, sản vật cháy tự do xả ra khỏi xylanh.




http://www.ebook.edu.vn 63
Hình 1.4_Sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang
Piston tiếp tục đi xuống, và khi đỉnh của nó đi qua mép của cửa quét, khí nạp
mới đã được nén tới áp suất lớn hơn áp suất khí quyển tràn vào xylanh qua cửa quét,
đẩy phần khí cháy còn lại ra khỏi xylanh động cơ, đồng thời nạp đầy không gian
công tác của xylanh. Khi piston đến gần điểm chết dưới, một phần không khí thổi
trực tiếp từ cửa quét sang cửa xả, vì thế chất lượng làm sạch xylanh kém.
Sơ đồ thay đổi khí kiểu này có nhược điểm là : từ lúc đóng cửa quét đến lúc
đóng cửa xả thì một phần không khí bị rò lọt ra ngoài.
Do làm sạch xylanh không hoàn thiện và tổn thất khí nạp, nên đối với hệ
thống thay đổi khí quét vòng ngang, lượng khí sót tăng lên.
Ở động cơ 2 kỳ, quá trình nén bắt đầu khi kết thúc quá trình thay đổi khí.
Một phần hành trình không tham gia vào quá trình nén. Trong quá trình tính toán,
phần hành trình tổn thất được đánh giá bằng tỷ số giữa chiều cao các cửa, sau khi
đóng các cửa thì quá trình nén mới bắt đầu.
Phần hành trình tổn thất được tính như sau :




http://www.ebook.edu.vn 64
Ψs = hs/S
Trong đó : hs _ chiều cao từ mép trên cửa xả đến đỉnh của piston khi nó nằm
ở điểm chết dưới, mm.
S _ hành trình piston, mm.
Với các động cơ đã chế tạo, phần hành trình tổn thất vào khoảng (0,22 ( 0,254).
+ Sơ đồ trao đổi khí quét vòng ngang có nạp thêm :
Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 1.5 :




Hình 1.5_Sơ đồ thay đổi khí quét vòng ngang có nạp thêm
a-Cửa quét. b-Cửa xả
Các cửa quét a và cửa xả b được bố trí đối diện nhau, các cửa quét cao hơn
các cửa xả. Trong bình chứa của cửa quét có đặt van lá một chiều. Khi piston dịch
chuyển về phía dưới đến cuối hành trình giản nở, cửa quét mở sớm hơn cửa xả
nhưng không có hiện tượng xả sản vật cháy vào bình chứa nhờ các van một chiều
đóng cửa quét.
Khi piston mở cửa xả thì bắt đầu quá trình xả tự do, quá trình này diển ra cho
đến lúc áp suất khí quyển xả thấp hơn áp suất khí trong bình nén. Tính theo góc
quay trục khuỷu, thời gian của thời kỳ này khác nhau phụ thuộc vào tải, tải càng cao
thì thời kỳ xả tự do càng dài.
Ap suất của sản vật cháy giảm đến giá trị PH, các lá van được mở ra và
không khí bắt đầu nạp vào xylanh. Từ thời điểm này đến lúc đóng cửa xả, đồng thời
diễn ra các quá trình quét và xả cưỡng bức.



http://www.ebook.edu.vn 65
Sơ đồ này có ưu điểm là :
+Không có thời kỳ tổn thất khí nạp.
+Trước thời điểm đóng cửa xả, áp suất trong xylanh gần bằng áp không khí
tăng áp.
Tuy nhiên, bố trí các lá van trước cửa nạp làm kết cấu phức tạp, giảm tính tin
cậy.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét vòng về một phía :
Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 1.6 :
Hình 1.6_Sơ đồ trao đổi khí quét về 1 phía
a-Cửa quét. b-Cửa xả
Ở sơ đồ này, các cửa quét a và cửa xả b được bố trí về một phía, đường ống
xả, bình chứa khí quét bố trí về một bên, làm giảm chiều rộng động cơ. Các cửa xả
được bố cao hơn các cửa quét.
Khi piston dịch chuyển xuống phía dưới, các cửa xả được mở ra, lúc này
diễn ra quá trình xả tự do. Piston tiếp tục dịch chuyển và mở cửa quét, lúc này diễn
ra các quá trình quét và xả cưỡng bức cho đến khi đóng cửa quét. Độ nghiêng




http://www.ebook.edu.vn 66
xuống của các cửa quét và độ lõm của đỉnh piston tạo nên hướng chuyển động của
dòng khí về phía đỉnh, sau đó quét dọc lên nắp xylanh và quay trở lại về cửa xả.
Như vậy không khí nạp qua các cửa quét chuyển động còng theo xylanh.
Phần lớn thời gian của thời kỳ này, không khí nạp vào xylanh đẩy sản vật cháy ra
ngoài. Gần cuối thời kỳ diễn ra sự hòa trộn không khí với khí xả và tổn thất qua cửa
xả. Trong các động cơ có sơ đồ thay đổi khí quét vòng về một phía, chất lượng làm
sạch xylanh tốt hơn ( γr = 0,05 0,09 ). Nhưng suất tiêu hao không khí quét không
lớn ( ϕa = 1,6 ).
Sau khi đóng các cửa quét, các cửa xả còn mở nên piston dịch chuyển đi lên
sẽ gây ra tổn thất khí nạp. Để rút ngắn thời kỳ này, các cửa quét được chế tạo cao
dần từ tâm ra ngoài, còn các cửa xả thì ngược lại. Phần tổn thất hành trình đối với
sơ đồ này là : Ψs = 0,23 0,26.
+ Sơ đồ hệ thống trao đổi khí quét thẳng :
Dòng không khí chuyển động dọc theo tâm xylanh và đẩy sản vật cháy ra
ngoài, không khí ít hòa trộn với khí cháy. Nhờ trao đổi khí tốt, các động cơ tàu thủy
2 kỳ quét thẳng có hệ số khí sót thấp ( γr = 0,05 0,09 ). Dựa vào kết cấu của cơ
cấu điều khiển xả, sơ đồ hệ thống thay đổi khí quét thẳng được phân ra : quét thẳng
qua xupap và quét thẳng qua cửa.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap :
Sơ đồ hệ thống trao đổi khí quét thẳng xupap được thể hiện trên hình 1.7 :




http://www.ebook.edu.vn 67
Hình 1.7_Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap
1-Xupap Xả. 2-Cửa quét


Các cửa quét 2 trong tất cả các trường hợp đều nằm phía dưới lót xylanh và
bố trí đều theo chu vi. Nhờ vậy đảm bảo tiết diện lưu thông khi chiều cao các cửa
quét không lớn, đồng thời phân bố đều không khí theo tiết diện ngang của xylanh.
Tất cả các cửa sổ được chế tạo đều nhau về hình dáng và chiều cao.
Phân bố các cửa kiểu tiếp tuyến ( hình cắt A-A ) đảm bảo xoáy dòng khí nạp
vào xylanh và chuyển động hình vít từ cửa quét đến cửa xả 1. Vận động xoáy kiểu
tiếp tuyến của không khí được giữ nguyên cho đến cuối hành trình nén sẽ tạo điều
kiện hòa trộn môi chất công tác tốt.
Sản vật cháy từ xylanh xả qua các xupap bố trí ở nắp xylanh. Đối với các
đông cơ khác nhau, số xupap thay đổi từ 1 đến 4. Các xupap được đẫn động bằng
trục phối khí thông qua cơ cấu cam hoặc dẫn động thủy lực.
Khi piston dịch chuyển xuống điểm chết dưới, các xupap xả được mở ra
trước, từ thời điểm này đến thời điểm mở cửa quét diễn ra xả tự do. Trong thời kỳ
mở cửa, diễn ra đồng thời quét xylanh và xả cưỡng bức. Các xupap xả được đóng
muộn hơn các cửa quét, nhưng tổn thất khí nạp không đáng kể, do đó có thể coi kết
thúc quá trình trao đổi khí và bắt đầu quá trình nén tương ứng với thời điểm đóng
các cửa quét.
Các động cơ tàu thủy có sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap có tổn thất
hành trình là : Ψs = 1,45 1,55.
Sử dụng xupap xả cho phép lựa chọn pha phối khí có lợi nhất khi chế tạo
động cơ. Để giảm tổn thất khí nạp, một số động cơ dùng pha đóng mở các xupap
không đối xứng so với điểm chết dưới : góc mở sớm lớn hơn góc đóng muộn (so
với điểm chết dưới). Trong đó các động cơ thấp tốc hiện đại, nhờ tính kinh tế của
chúng và hiệu quả cao của hệ thống tăng áp mà không thể dùng các pha phối khí đối
xứng làm giảm ứng suất nhiệt xupap xả và không cần đảo chiều cơ cấu dẫn động
các xupap xả.



http://www.ebook.edu.vn 68
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa :
Sơ đồ hệ thống được thể hiện trên hình 1.8 :
Sơ đồ trao đổi khí kiểu này có cửa xả 1 và cửa quét 2 được bố trí ở 2 phía
của xylanh. Một piston đóng mở cửa xả, một piston đóng mở cửa quét.




Để đảm bảo mở sớm các cửa xả và xả khí tự do thì cơ cấu trục khuỷu-thanh
truyền-piston đóng mở cửa xả được đặt sớm hơn 6 12° góc quay trục khuỷu so
với cửa quét, theo chiều quay của trục khuỷu. Nhờ vây lúc bắt đầu trao đổi khí, các
cửa xả mở sớm hơn các cửa quét, đảm bảo xả tự do.




Hình 1.8_Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa
1-Cửa xả. 2-Cửa quét


Cuối thời kỳ thay đổi khí, các cửa quét đóng muộn hơn các cửa xả nên có thể
nạp thêm. Các cửa được bố trí đều xung quanh lót xy lanh, các cửa quét được bố trí
theo hướng tiếp tuyến, đảm bảo vận tốc xoáy lốc dòng khí trong xylanh giống như ở
sơ đồ thay đổi khí quét thẳng qua xupap. Hệ thống này có nhược điểm là kết cấu




http://www.ebook.edu.vn 69
phức tạp, ứng suất nhiệt của piston đóng mở cửa xả cao, làm xấu quá trình thay đổi
khí đối với động cơ tự đảo chiều khi làm việc ở hành trình lùi.
Để hướng dòng khí theo hướng xác định khi nạp vào xylanh thì các cửa quét
được chế tạo có góc nghiêng với trục và tâm của nó.


II- CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN
2.1. Trục cam
Cấu tạo trục cam được thể hiện trên hình 2.1 . Trục cam mang các cam dẫn
động cơ cấu phân phối khí. Trong một số trường hợp, trên trục cam còn có các bộ
phận của hệ thống khác như : cam của bơm chuyển nhiên liệu, hay bánh răng dẫn
động bơm dầu…
Thông thường mỗi đoạn trục cam tương ứng với một xylanh, đặt trên 2 ổ đỡ
trượt có bạc tròn liền định vị trên thân máy. Các ổ đỡ này thường là loại ghép, bên
trong có một lớp hợp kim chống ma sát. Cũng có thể dùng loại ổ đỡ không tháo
được với các bạc lót bằng đồng thanh.
Hình 2.1_Cấu tạo trục cam




1.Đầu trục cam. 2.Cổ trục. 3.Cam nạp và cam thải
Đường kính cổ trục phải đủ lớn, sao cho khi đưa trục qua các ổ đỡ, mấu cam
có thể đi qua được. Để thuận lợi cho việc lắp ráp, đường kính các cổ trục nên nhỏ
dần tính từ phía bánh răng 8 trở lại, và các cổ hơi cone cũng theo chiều ấy (đầu to ở
phía bánh răng).




http://www.ebook.edu.vn 70
Để tránh bị kẹt, độ dịch dọc của trục thường được giới hạn bằng một vai tựa
tì vào thân máy. Tại đây có đệm điều chỉnh. Chiều dài các ổ đỡ được chọn trong
khoảng : l ≈ (1,0 ÷ 1,5)dpp




Hình 2.2: Cam ghép
a)Ghép bằng đai ốc có rãnh côn ; b)Ghép cam bằng then
Máy lớn, tốc độ chậm, trục cam dài người ta có thể ghép từ 2 đoạn lại. Để
tiện cho việc lắp ghép, các quả cam có thể chế tạo riêng rồi ghép vào trục bằng đai
ốc (hình 2.2).
Đôi khi người ta chế tạo quả cam rời, các nửa cam được lắp vào trục phân
phối nhờ các đai ốc đặc biệt có rãnh tiện hình côn. Có trường hợp khác, cam là loại
liền nhưng được lắp ghép vào một bạc lót có đai ốc hãm ở mặt bên. Những loại kết
cấu này cho phép ta thay đổi được góc lệch giữa các cam . Hình dạng của quả cam
được xác định bởi qui luật chuyển động đã chọn của xupap và các thời điểm phân
phối khí.




http://www.ebook.edu.vn 71
Hình 2.3: Cam rời lắp trên trục
Ở các động cơ có tốc độ quay cao, với đường kính xylanh dưới 200 mm, quả
cam thường được rèn hoặc dập liền với trục cam (hình 2.4a)
Trục cam thường được truyền động bằng bánh răng từ trục khuỷu. Cách bố
trí cam sẽ xác định thứ tự nổ của động cơ. Chu vi của mỗi cam sẽ quyết định thời
gian và tốc độ mở của mỗi xupap.
Trục cam thường được làm bằng thép hợp kim có hàm lượng cacbon thấp, bề




mặt cam và ngõng trục được thấm cacbon trước khi mài rà. Một số động cơ tốc
Hình 2.4: Quả cam rèn liền với trục
độ cao sử dụng trục cam bằng gang hợp kim hoặc thép hợp kim đã xêmentit
hoá , với cam và ngõng trục được tôi cứng. Vật liệu làm trục cam thường là thép 15,
25, 35 rèn hoặc thép hợp kim Crôm, Niken. Cổ trục và mặt cam được tôi mặt ngoài.
Để tăng khả năng chống mài mòn, các cổ đỡ của trục còn được xêmentit hoá, chiều
sâu của lớp xêmentit thường vào khoảng (1,5 2,0) mm.
Ở các động cơ đang dùng hiện nay, đường kính của trục cam thường vào
khoảng : dpp ≈ (0,2÷0,26)D
Ở các động cơ loại nhẹ, người ta thường làm trục rỗng, đường kính của lỗ
khoang trong trường hợp này vào khoảng : do ≈ (0,5÷0,7) dPP
Đường kính của quả cam được xác định theo các thông số cấu tạo:
d1 ≈ (1,3÷2,0) dPP
Chiều rộng của quả cam : b1 ≈ (0,15÷0,4) d1




http://www.ebook.edu.vn 72
Biên dạng cam là mặt dẫn mở trên cam để tránh sự chậm trễ trong cơ cấu
truyền động xupap. Nó gồm có phần đỉnh để mở xupap và phần lưng để đóng xupap
.




Hình 2.5: Biên dạng cam
a)Cam có góc ở xa nhỏ ; b)Cam có góc ở xa rộng ;
c)Cam có góc ở xa rộng và góc đi xa nhỏ
Cam (hình 2.5a) có biên dạng cong khiến cam mở nhanh hơn lúc đầu và cứ
mở rộng như vậy cho đến khi mặt đóng của cam chịu tác động của đệm đẩy xupap.
Cam (hình 2.5b) khiến xupap đóng và mở nhanh với khoảng thời gian mở rộng kéo
dài. Cam (hình 2.5c) được sử dụng ở động cơ tốc độ cao để tạo ra thời gian mở lâu
tối đa cho xupap.




Hình 2.6: Các dạng cam thường gặp
Có các dạng quả cam thường gặp sau : cam lồi, cam tiếp tuyến và cam lõm
được thể hiện trên hình 2.6 :
2.2. Con đội


http://www.ebook.edu.vn 73
Con đội xupap là bộ phận tựa trên mấu cam, nó hoạt động trong một ống dẫn
hướng thẳng đứng, mặt tiếp xúc cam thường được tôi cứng để đảm bảo lâu
mòn. Con đội có nhiệm vụ truyền chuyển động tịnh tiến cho đũa đẩy.
Hình 2.7: Con đội con lăn




Con đội có con lăn (hình 2.7) có ưu điểm là : giảm ma sát, mòn đều, về nguyên tắc
có thể dùng cho mọi loại cam : cam lồi, cam lõm, cam tiếp tuyến. Nhưng thân con
đội con lăn không được phép xoay nên phải có kết cấu chống xoay cho con đội. Để
nhằm mục đích này, trên thân con đội có phay một rãnh hãm nhỏ, trên thân máy lắp
một vít hãm, đầu vít có chốt lắp khít trong rãnh hãm trên thân con đội (hình 2.7a).
Nhược điểm chính của con đội này là trọng lượng lớn nên chỉ dùng cho động
cơ có tốc độ chậm và trung bình.
Con đội có con lăn bi kim và lò xo giảm va đập có ưu điểm làm giảm va đập
trong quá trình máy làm việc với tốc độ cao, hơn nữa trục con lăn bi kim ít hư hỏng
hơn trục con lăn thường khi làm việc với tốc độ cao. Vì vậy nó thường được dùng
trong máy có tốc độ cao (hình 2.8b).




http://www.ebook.edu.vn 74
Hình 2.8
a)Con đội thuỷ lực ; b)Con đội có con lăn và lò xo
Con đội thủy lực có tác dụng giảm va đập rất tốt nên thường được dùng (hình 2.8a).
Con đội đáy phẳng có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nhưng bề mặt làm việc
chịu ma sát lớn, loại này thường dùng cho máy nhỏ (hình 2.9).
Đòn bẩy thường được dùng thay thế cho con đội trong các động cơ tàu thuỷ. Nó
gồm có một cần nhận lực hướng bên, một con lăn và một đệm đỡ cần đẩy (hình
2.9a).




Hình 2.9




http://www.ebook.edu.vn 75
Những con đội có con lăn ở đầu nhằm làm giảm ma sát, còn những con đội
đáy phẳng và đáy cầu người ta tạo cho nó chuyển động quay bằng cách bố trí
điểm tiếp xúc lệch tâm so với đường tâm của con đội, nhờ vậy mà mặt tiếp
xúc của con đội mòn đều, khoảng lệch tâm e thường vào khoảng (1,5 3,0)




mm.
Hình 2.10
a)Con đội hình nấm ; b)Con đội hình trụ
Trong cơ cấu phối khí xupap đặt, con đội dẫn động xupap, do đó con đội
phải có vít để điều chỉnh khe hở nhiệt ở tâm con đội (hình 2.10a). Bề mặt nấm tiếp
xúc với cam thường có đường kính lớn phụ thuộc vào kích thước của cam. Để con
đội có trọng lượng nhỏ, thân con đội được chế tạo với đường kính nhỏ hơn đường
kính với bề mặt tiếp xúc với cam.
2.3. Đũa đẩy
Đũa đẩy thường dùng cho động cơ có xupap treo. Nó truyền chuyển động từ
trục cam tới đòn gánh.




http://www.ebook.edu.vn 76
Hình 2.11: Cấu tạo đũa đẩy
Đũa đẩy thường được chế tạo bằng thép ống thành mỏng. Ở 2 đầu đũa đẩy
thường có dạng cầu hoặc chỏm cầu.
Liên kết giữa đũa đẩy và đòn gánh xupap có thể là khớp cầu (a), bằng con
lăn (b) hoặc bằng chỏm cầu của vít điều chỉnh khe hở nhiệt (c) được thể hiện trên
hình 2.12




Hình 2.12: Các dạng liên kết đũa đẩy và đòn gánh
a)Khớp cầu ; b)Con lăn ; c)Vít điều chỉnh
2.4. Đòn gánh
Đòn gánh thường được chế tạo bằng thép rèn hoặc dập sao cho có độ cứng
lớn nhất khi trọng lượng là nhỏ nhất.




http://www.ebook.edu.vn 77
Hình 2.13:Nhóm đòn gánh
1-Vít điều chỉnh ; 2-Đòn gánh ; 3-Giá đỡ trục đòn gánh ;
4-Bạc lót ; 5-Trục đòn gánh
Để giảm lực quán tính cho con đội và đũa đẩy, người ta thường làm cánh tay
đòn bên phía xupap dài hơn cánh tay đòn bên phía đũa đẩy.
Bạc lót giữa đòn gánh và trục đòn gánh thường hình ống, bằng hợp kim đồng
chì, ghép găng với đòn gánh. Bôi trơn cho bạc -trục đòn gánh bằng dầu, qua lỗ
khoan từ giá đỡ trục đòn gánh tới. Vì vậy cần lưu ý lắp đúng vị trí bạc khi tháo ráp.
Ở động cơ có 2 xupap nạp và 2 xupap xả cho mỗi xylanh thì đòn gánh tiếp
xúc với một chạc hình chữ thập thay vì tiếp xúc với đũa xupap. Sau đó chạc chữ
thập mới tiếp xúc với cả 2 xupap nạp hoặc 2 xupap xả.




Hình 2.14: Đòn gánh con lăn
1-Con lăn ; 2-Đòn gánh ; 3-Trục cam ; 4-Vít điều chỉnh
Đối với các động cơ trục cam truyền động trực tiếp cho đòn gánh, để giảm
ma sát người ta dùng đòn gánh con lăn (hình 2.14).
2.5. Xupap và phụ kiện
a/ Xu páp
Các xupap có vai trò đóng mở các đường nạp và thải để thực hiện quá trình
trao đổi khí. Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên các xupap chịu áp lực rất lớn và
nhiệt độ cao, nhất là đối với xupap thải. Vì vậy ứng với từng loại động cơ mà xupap
có cấu tao khác nhau. Nhiệt độ của nấm xupap nằm trong khoảng sau :



http://www.ebook.edu.vn 78
Xupap hút Xupap xả
Động cơ chạy chậm 400 - 450 C 600 - 700 C
Động cơ chạy nhanh 450 - 500 C 700 - 900 C
Sau đây là một số loại xupap như : Loại liền, loại ghép có thể tháo được (nó
có thể điều chỉnh được chiều dài bằng bulông đuôi xupap).
Ở động cơ chạy chậm thường dùng xupap có mặt nấm phẳng để dễ chế tạo
(hình 2.15a). Xupap hút của động cơ có tốc độ cao, mặt nấm hình loa kèn cho nhẹ.
(hình 2.15b). Mặt nấm xupap xả thường có hình chỏm cầu để khí xả thoát ra ngoài
dễ dàng (hình 2.15c). Động cơ có tốc đô cao thường làm rỗng (hình 2.16c).




Hình 2.15
Trong những động cơ chạy nhanh, người ta dùng xupap có kết cấu hàn.
Chuôi và nấm xupap là những chi tiết được chế tạo riêng rẽ bằng những vật khác
nhau rồi hàn vào với nhau. Ở những động cơ chạy chậm, xupap thường dùng là loại
ghép. Chuôi thường làm bằng thép, nấm làm bằng gang chịu nhiệt (hình 2.16a).
b/ Lò xo. Ở động cơ chạy chậm, người ta thường dùng 1 lò xo xupap. Ở động
cơ chạy nhanh, người ta bố trí 2 lò xo có đường kính vòng khác nhau, độ cứng khác
nhau và chiều quay khác nhau. Nhờ vậy tránh được sự gẫy hỏng do cộng hưởng gây
ra (hình 2.17).




http://www.ebook.edu.vn 79
Hình 2.16
c/ Đĩa tựa. Đĩa tựa của lò xo xupap được giữ bởi vành hãm hình côn xẻ rời
(hình 2.18) đặt ở đuôi xupap. Vành hãm đặt vào phần côn ở đuôi xupap hoặc đặt
vào phần cổ nhỏ hay vùng có nhiều gờ. Đĩa tựa của lò xo xupap có kết cấu phù hợp
với lò xo, đuôi xupap, cách và cấu tạo cái hãm. Sau đây là một số kiểu hãm lò xo
xupap :
Hình 2.17: Bố trí 2 lò xo xupap




1-Vành hãm ; 2-Đĩa tựa lò xo
Trên phần chuôi của xupap, người ta làm rỗng và làm ren. Đĩa tựa của lò xo
lắp vào đuôi xupap bằng ren. Khe hở giữa xupap và bộ phận truyền động trực tiếp
cho nó được điều chỉnh bằng đĩa tựa này. Vị trí của đĩa tựa được cố định bởi khoá
hãm 3.



http://www.ebook.edu.vn 80
Hình 2.18


Để tăng khả năng chống mài mòn và ăn mòn, người ta phủ lên phần mặt
nghiêng của xupap một lớp hợp kim xtenlit. Thành phần của hợp kim này là :
W = 4,5% + Crom = 30% + Coban = 60%




Hình 2.19
Còn lại là cacbon, sắt và silic. Cũng có thể dùng hợp kim Crôm-Niken thay
cho xtenlit. Người ta hàn tráng lên bề mặt các chi tiết một lớp dày khoảng 0,7_1,5
mm (hình 2.19b,c).




http://www.ebook.edu.vn 81
Hình 2.20
Thông thường mặt tựa hình côn của xupap là 45°. Còn của ổ đặt là 44°. Góc này lớn
thì khả năng định tâm tốt hơn. Vị trí tương đối của xupap và ổ đặt như (hình 2.19a).
Hình 2.21




d/ Bệ đỡ xupap có thể chính là phần nắp xylanh doa hình côn phù hợp với
mặt tựa hình côn của xupap. Cũng có thể chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt, chịu ăn mòn
và xâm thực, rồi ghép vào nắp xylanh bằng ren, bằng hình côn hoặc ghép găng ép
(hình 2.20).
đ/ Ống dẫn hướng (bạc dẫn hướng) xupap có kết đơn giản hình trụ rỗng có
vát mặt đầu để dễ lắp ghép (hình 2.22a). Ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp
xylanh có độ dôi.




http://www.ebook.edu.vn 82
Bạc dẫn hướng : có chiều dài lb = (7 10) đường kính chuôi xupap. Nhờ đó,
sự định tâm tốt và do đó xupap đậy kín vào bệ đặt của nó. Bạc thường làm bằng hợp
kim đồng hoặc gang mềm (gang xám).




Hình 2.22_Kết cấu ống dẫn hướng xupap


III- KIỂM TRA, SỬA CHỮA
Ngâm chi tiết trong dung dịch rửa để làm mềm các cặn bám, sau đó cạo sạch
các muội than và các chất bẩn ở xupap, bệ đỡ và các chi tiết khác. Dùng dụng cụ
riêng để thông và đánh sạch lỗ dẫn hướng. Các chi tiết sau khi rửa cần làm khô
ngay. Không dùng xút ăn da để rửa lò xo xupap vì có thể phá huỷ lớp mạ.
Sau khi rửa các chi tiết cần kiểm tra kích thước, khe hở lắp ghép xác định
tình trạng kĩ thuật của chúng để thay thế, sử dụng lại hoặc sửa chữa phục hồi.
3.1. Xupap
Khe hở giữa bạc dẫn hướng và thân xupap hút trên 0.12mm, với thân xupap
xả là 0.15mm phải thay bạc hoặc xupap.
a/ Kiểm tra xupap
Thay xupap nếu bị cong hoặc xước nặng ở thân, mòn trên 0.5mm




http://www.ebook.edu.vn 83
Hình 3.1: Mài mặt nghiêng trên máy mài xupáp.


Thay thế các xupap bị ăn mòn, cháy rỗ, nếu mài lại bề mặt làm việc vẫn
không hết vết, hoặc gờ của tán xupap bị mỏng (dưới 0.7mm). Nếu bệ đỡ xupap
mòn, rỗ phải rà cùng với xupap. Nếu các xupap xả và hút chế tạo cùng vật liệu,
cùng kích thước, các xupap thay mới, khe hở giữa thân và ống dẫn hướng của xupap
hút phải nhỏ nhất.
b/ Mài xupap
Tháo xupap khỏi động cơ. Kẹp xupap trên mâm cặp máy mài và cố định ở 1
góc mài trùng với góc ở mặt nghiêng tán xupap (300 hoặc 450 cho phần lớn các
xupap, một số là 470). Dịch chuyển xupap tiến, lùi cùng với đá mài (Hình 3.1).
Xupap mài đạt yêu cầu khi mọi vết xước rỗ trên mặt tán nghiêng xupap đã khử hết,
mặt nghiêng và bệ đỡ xupap phải trùng tâm với thân.
3.2. Bệ đỡ
Điều kiện làm việc của nó giống xupap, chịu nhiệt cao, cũng bị mòn, cào
xước, cháy rỗ, ăn mòn. Xupap bị cong, khe hở dẫn hướng lớn làm bệ đỡ bị mòn
méo. Do va đập khi xupap đóng, nên vết tiếp xúc bệ đỡ có với xupap rộng ra, dẫn
đến giảm độ kín khít giữa xupap và bệ đỡ. Nếu vết tiếp xúc quá hẹp, cần xử lí đúng
theo yêu cầu bằng cách rà với bột mài.
a/ Kiểm tra




http://www.ebook.edu.vn 84
Yêu cầu chính là bệ đỡ phải kín khít với xupap, kiểm tra mặt ổ đỡ xupap,
các vết xước rỗ do cháy, vết tiếp xúc giữa bệ đỡ và xupap bị rộng ra.




Hình 3.2: Mài bệ đỡ trên máy mài chuyên dụng
b/ Mài bệ đỡ xupap . Mài để khử hết vết xước, rỗ, làm trùng tâm bệ với lỗ
dẫn hướng bằng doa tay, hoặc máy mài (Hình 3.2)
Máy mài bệ đỡ gồm 1 phần dẫn động, các trục dẫn hướng có kích thước
khác nhau để lắp vào lỗ dẫn hướng xupáp, thanh giữ đá mài đá và bộ kẹp đá. Đá
mài có 3 loại : đá bản mềm để mài ổ đỡ bằng gang, đá bản cứng cho ổ đỡ bằng thép
cao tốc hoặc Stellite. Các kích thước đá từ 38÷88 mm, chênh nhua 12 mm (Theo
qui định của Hoa Kỳ tương ứng 1.5÷3.5 và chênh 0.5 inch ).
Để mài bệ đỡ, chọn trục dẫn hướng đúng kích thước để bám chắc vào lỗ dẫn
hướng xupap. Tuỳ thuộc các loại bệ đỡ, chọn đá bản cứng hay mềm, nhẹ nhàng mở
rộng đường kính ổ với góc phù hợp. Lắp đá và thanh giữ đá trên trục dẫn hướng và
khớp thanh giữ với phần dẫn động.
Khi mài chú ý đỡ cả trọng lượng của phần dẫn động. Có nhiều phương pháp
khác nhau để tránh rung khiến cho đá mài có lúc tách ra khỏi bệ đỡ. Nhờ lực ly tâm
làm đá không bị dính các hạt mài văng ra, kết quả là quá trình mài nhanh, bệ đỡ đạt
chất lượng tốt, cũng không phải ép mạnh đá để bị tạo thành rãnh và bị kẹt đá.




http://www.ebook.edu.vn 85
Chỉ cần vài giây để mài 1 bệ đỡ xupap bằng gang trung bình, bệ đỡ bằng thép cứng
sẽ lâu hơn. Đá mài tinh để tạo độ nhẵn bóng ở bệ đỡ. Yêu cầu sau khi mài, bệ đỡ
phải có chiều rộng 1.8÷2.7 mm và bệ đỡ phải trùng tâm với xupap (Hình 3.3). Nếu
bệ đỡ rộng hơn 3.7mm phải mài hẹp lại, bằng cách lấy bớt phần kim loại ở phía
dưới bệ đỡ bằng đá mài 600 và ở phía trên là 150 hoặc 300 (Hình 3.3). Khi dùng loại
đá mài này cần thao tác chính xác để đạt chiều rộng theo yêu cầu và bảo đảm độ
trùng tâm của xupap với miệng bệ đỡ. Dùng đá mài 150 để mài bệ đỡ 300, đá mài
300 để mài bệ đỡ 450. Đối với những bệ đỡ lắp rời cần thay mới, nếu phải mài hẹp
lại sẽ mài ở miệng quanh vòng ngoài của bệ đỡ tháo rời.




Hình 3.3: Làm hẹp bệ đỡ xupap.
c/Thay thế bệ đỡ rời .
Bệ bị nứt hoặc cháy rỗ phải thay.Tháo bệ đỡ cũ bằng dụng cụ tháo giống
như 1 thanh bẩy nhỏ. Cũng có thể khoan rộng lỗ của bệ đỡ đến kích thước nhỏ hơn
chiều rộng bệ đỡ. dùng đục, vừa trượt vừa bẩy ổ đỡ ra khỏi bệ ngoài của nó. Chú ý
khi khoan hoặc khi đục không chạm vào bệ ngoài. Bệ đỡ mới phải ngâm trong nước
đá khoảng 10 phút, rồi lắp vào ổ ngoài (Hình 3.4). Sau đó mài bệ đỡ vừa lắp này.
Các bệ đỡ đúc liền với thân hoặc nắp máy nếu bị loe rộng hoặc quá mòn,
cũng sẽ gia công và lắp bệ đỡ rời mới. Các dụng cụ chuyên dùng cũng tương tự như
đã minh hoạ ở hình 3.5, gia công bệ đỡ ngoài ở thân máy hoặc nắp máy. Cách lắp
cũng tương tự như trên.
3.3. Lò xo xupap.




http://www.ebook.edu.vn 86
Lò xo xupap làm cho xupap đóng kín ở mọi tốc độ động cơ. Lò xo yếu ảnh
hưởng tới sự làm việc của đông cơ khi ở tốc độ cao, xupap phải đóng mở nhanh, dễ
bị gãy hoặc làm yếu lò xo, không đủ lực ép đóng kín xupap.




Kiểm tra lò xo




Hình 3.6: Dụng cụ kiểm tra lực căng lò xo


http://www.ebook.edu.vn 87
Dùng dụng cụ kiểm tra, ép với lực 3 Kg, nén lò xo lại. Đối chiếu khoảng
dịch chuyển đến khi lò xo nén lại với lực nén trên , so với khoảng cách tiêu chuẩn.
Nếu lớn hơn chứng tỏ lò xo yếu, phải thay (Hình 3.6)
Dùng ke thép để kiểm độ vuông góc của lò xo (Hình3.7). Đặt thước trên một
tấm phẳng. Dựng đứng lò xo trên 1 đầu của nó trên tấm phẳng và dịch chuyển lò xo
lên trên theo thước. Xoay lò xo và chú ý khoảng cách giữa vòng dây lò xo trên cùng
với thước. Nếu độ không vuông góc vượt quá 1.6 mm thì phải thay mới.
Khi lắp lò xo xupap vào nắp máy chú ý đầu lò xo có các vòng cuôn xít nhau
phải được lắp về phía nắp máy.




Hình 3.7: Kiểm tra độ thẳng đường tâm lò xo Xupap


3.4. Ống dẫn hướng xupáp
Xupáp đóng mở làm cho ống dẫn hướng mòn, tăng khe hở với thân xupáp.
Khe hở đó làm giảm độ kín khít giữa xupáp và bệ đỡ, vì chúng có xu hướng mòn
méo, làm thay đổi vị trí xupáp và bệ đỡ khi đóng mở.
Khe hở tăng còn làm tăng tiêu hao dầu nhờn. Sự khác nhau về áp suất giữa
cổ hút và hộp trục (cổ có chân không, hộp trục có áp suất có khí quyển) nên dầu đẩy
qua khe hở thân xupáp vào buồng đốt và bị đốt cháy.
a/ Kiểm tra ống dẫn hướng. Kiểm tra khe hở giữa thân xupáp và ống dẫn
hướng bằng đồng hồ chỉ thị (Hình 3.8). Gắn đế đồng hồ lên một ốc cấy của thân



http://www.ebook.edu.vn 88
máy ở động cơ đầu L hoặc vào nắp máy ở động cơ đầu I. Nâng đầu xupáp lên cao
8mm trên mặt thân hoặc nắp máy và điều chỉnh đồng hồ đo độ lắc của thân xupáp
trong ống dẫn hướng. Khe hở là một nửa giá trị độ lắc đọc trên đồng hồ.
Thay ống dẫn hướng xupáp hút nếu khe hở quá 0.12mm, với xupáp xả là 0.15mm.
Phải sửa hoặc thay ống dẫn hướng trước khi mài bệ đỡ xupáp để bệ đỡ đồng
tâm với lỗ dẫn hướng mới.
b/ Thay ống dẫn hướng. Tháo ống cũ khỏi thân máy bằng đột hoặc vam.
Lắp ống mới cũng dùng dụng cụ đó, khoảng cách từ đầu ren trên cùng của ống dẫn
hướng tới mặt gia công của thân hoặc nắp máy đúng theo qui định của nhà chế tạo
(Hình3.9). Doa ống dẫn hướng để có khe hở 0.025mm cho mỗi 3.2mm đường kính
thân xupáp. Bảng 3.1 cho khe hở lớn nhất và nhỏ nhất giữa thân và lỗ dẫn hướng
xupáp




Hình 3.8: Kiểm tra khe hở giữa thân xupáp và ống dẫn hướng




http://www.ebook.edu.vn 89
Hình 3.8: Lắp ống dẫn hướng


Bảng3.1.Khe hở giữa thân xupáp và lỗ dẫn hướng tính bằng inch.
Đường kính danh Xupáp hút Xupáp xả
nghĩa
Thân xupáp
5/16 0.0015 ÷ 0.0035 0.0025 ÷ 0.0035
11/32 0.0015 ÷ 0.0035 0.0025 ÷ 0.004
3/8 0.0015 ÷ 0.0035 0.0025 ÷ 0.004


Để giảm xu hướng chọc vào đỉnh ống dẫn hướng,do muội than tích lại ở
thân xupáp,moat số ống dẫn hướng có khoan moat lỗ có đường kính lớn hơn đường
kính thân xupáp 0.5mm và sâu khoảng 10mm.
3.5. Trục cam
Do sử dụng các vật liệu và các phương pháp gia công nhiệt tiên tiến, nên
trục cam ở các động cơ hiện đại ít phải thay thế vì hao mòn.
Vì trục cam quay với tốc độ bằng nửa tốc độ trục cơ (động cơ 4kỳ) nên các
cổ trục vấu cam và bạc cũng ít bị mòn. Lực tácdụng vào trục cam khi xupáp đóng




http://www.ebook.edu.vn 90
mở làm bạc trục cam có xu hướng mòn méo. Khe hở lớn ở bạc trục(trên 0,01mm)
làm lượng dầu lọt qua bạc nhiều, hao phí dầu và giảm áp suất dầu trong hệ thống
bôi trơn.
a/ Kiểm tra trục cam .Đo đường kính trong của bạc ở một số điểm bằng
thước ống lồng và pan me.
So sánh với kích thứơc trục cam sẽ tính ra khe hở bạc và trục. Nếu khe hở
trên 0.05mm phải thay bạc. Thay bạc nếu quá mòn, xước, rỗ.
b/ Thay bạc lót. Tháo bạc của thân máy bằng vam. Lắp bạc trục cam mới
bằng dụng cụ có trục dẫn hướng. Phải làm sạch các cặn dầu hoặc vật lạ khỏi các lỗ
và rãnh dẫn tới bạc. Khe hở cho phép giữa bạc và cổ trục cam là 0.025 ÷ 0.05mm.
Lắp bạc xong cần doa trùng tâm các ổ.
3.6. Bánh răng phân phối
Khe hở giữa các bánh răng trong khoảng 0.05 ÷ 0.12mm. Bánh răng mòn,
khe hở tăng lớn sẽ gây tiếng ồn gõ.
a/ Kiểm tra. Khe hở trục cam là yếu tố làm ảnh hưởng đến khe hở giữa các
răng của bánh răng. Nó làm cho khoảng cách giữa các đường trục của trục cam và
trục cơ thay đổi, dẫn đến tăng khe hở của các răng ăn khớp.
Thay trục cam hoặc bánh răng nếu quá mòn, xước rỗ các răng. Lắp bánh
răng đảm bảo khe hở 0.025mm(Hình 3.9). Nếu vượt quá 0.12 thì phải thay bánh
răng.




http://www.ebook.edu.vn 91
Hình 3.9: Đo khe hở bánh răng


b/ Thay bánh răng
- Loại lắp bằng bulông.Tháo vòng hãm,vít có nắp và lấy vòng hãm với vít ra.
Nâng bánh răng cam ra khỏi trục. Lắp bánh răng mới theo trình tự ngược lại.
Các lỗ khoan ở trục và bánh răng cam để cố định bánh răng ở một vị trí nhất
định trên trục.
- Bánh răng loại ép trên trục. Tháo bánh răng cũ bằng vam và ép bánh răng mới vào
trục. Những động cơ không có vòng hãm trục, cần đặt dấu trên trục cam thẳng với
dấu trên bánh răng cam, chênh lệch với nhau khoảng 0.4mm. Ở những động cơ có
tấm chặn sau bánh răng cam, khe hở giữa ổ trục và tấm chặn khoảng 0.025 ÷
0.075mm. Dùng thước lá để kiểm tra.




http://www.ebook.edu.vn 92
Hình 3.10: Tho bnh răng




3.7 Xích cam
Qu trình sử dụng do bị mịn, xích dn, gy tiếng ồn v lm trượt xích khỏi bnh
xích, khiến xupp đĩng mở khơng đng thời điểm.
a/ Kiểm tra xích. Tho nắp chắn xích, kiểm tra độ mịn v độ dn của xích bằng
cch đẩy xích để ko căng một phía xích, sau đĩ dịch phần xích lỏng qua lại.Thay xích
nếu độ dn của cc mắt xích khoảng 25mm trở ln. Thay cc bnh răng xích trục cam,
trục cơ nếu qu mịn hoặc bị sứt, mẻ. Những động cĩ bộ điều chỉnh xích tự động sẽ
phải thay xích nếu điều chỉnh hết hnh trình.
b/ Thay xích. Tho vít cĩ mũ giữ bnh răng xích với trục cam,lấy bnh răng xích
v xích ra khỏi trục. Lắp cc bnh xích trục cam, trục cơ, xích mới vo, quay trục sao
cho dấu của bnh răng trục cam, trục cơ trng với nhau. Lắp bu lơng,xiết chặt. Đảm
bảo đng thời điểm đĩng mở xupp.




http://www.ebook.edu.vn 93
Hình 3.11: Lắp phớt chắn dầu
3.8. Đệm (phớt) chắn dầu ở nắp che bánh răng phân phối
Để tháo đệm, đặt nắp che trên một tấm phẳng, dùng búa và đột lấy đệm ra.
Đập nhẹ mũi đột lên phía sau của đệm, luôn giữ nó ở tư thế phẳng, lấy đệm ra khỏi
nắp che.
Khi lắp, đặt nắp che trên một tấm đỡ phẳng và chắc chắn, đặt tấm đệm bằng
da hoặc chất tổng hợp vào phía trong nắp. Dùng một trục hoặc một thanh rộng hơn
đệm, đưa đệm vào đế của nó bằng búa gõ nhẹ(Hình 3.11). Đảm bảo phần dưới của
đệm tiếp xúc với đế.
Một số động cơ dùng đệm chắn dầu bằng da hoặc chất tổng hợp để ngăn rò
rỉ dầu ở trục cơ. Những đệm này thường ngâm vào trong dầu khoảng 2 giờ trước khi
lắp.
3.9. Con đội
Cam truyền chuyển động cho con đội để nâng xupáp. Xupáp làm việc ở
nhiệt độ cao bị giãn nở, nên cần có khe hở giữa con đội và xupáp, điều chỉnh khe hở
này bằng vít và đai ốc hãm. Con đội thuỷ lực có khe hở do nhà chế tạo qui định khi
bộ phận thuỷ lực khô và piston ở vị trí dưới cùng. Khe hở này do dầu có áp suất
đảm nhận, khi xupáp làm việc sẽ không còn khe hở. Nếu hở quá xupáp sẽ bị gõ.




http://www.ebook.edu.vn 94
a/ Kiểm tra điều chỉnh con đội. Thay con đội nếu khe hở ở thân máy hoặc ở
giá đỡ lớn hơn 0.09mm, hoặc mặt đế con đội quá mòn, có vết cào,hoặc bị rỗ.Kiểm
tra ren ở thân con đội, kiểm tra đầu bulông, đai ốc, vòng hãm, ren bulông…
Kiểm tra con đội thuỷ lực. Tháo con đội thuỷ lực bằng cánh tháo vòng hãm
khỏi thân con đội, tháo vòng đỡ cần đẩy, piston plongiơ, bi, lò xo và bệ đỡ lò
xo(Hình 3.12).Không lắp lẫn các chi tiết của con đội khác. Làm sạch các chi tiết
bằng cách ngâm trong dung môi để làm tan các chất keo bám. Dùng dầu hoả rửa và
làm khô ngay.




Hình 3.12: Tháo, kiểm tra con đội thuỷ lực




Kiểm tra mặt trong, mặt ngoài của thân con đội. các vết cào, xước nặng quá
phải thay. Nếu khe hở trong thân máy từ 0.09mm trở lên phải thay mới.
Dùng kính lúp để phát hiện các khuyết tật của piston plongiơ. Thay piston
nếu mặt ngoài của nó bị cào, xước có thể cảm nhận bằng tay.
Kiểm tra đế và van bi, các vết cào xước có vết lõm của kim loại, hoặc các
khuyết tật làm van đóng không kín. Nói chung nên thay bi mới. Kiểm tra lò xo
piston và thay thế nếu bị vặn và giảm đàn hồi.
Khi lắp cụm con đội, các chi tiết phải làm sạch cẩn thận.




http://www.ebook.edu.vn 95
Hình3.14: Kiểm tra rò rỉ con đội thuỷ lực
Rửa các chi tiết trong dầu hoả và lắp theo trình tự sau khi đã làm khô. Khi
lắp xong con đội cần kiểm tra mức độ rò rỉ dầu trong giới hạn bảo đảm sự làm việc
của con đội.
Kiểm tra mức rò rỉ dầu trên bộ gá chuyên dùng(Hình 3.14). Cụm con đội
nhúng ngập trong một bình chứa đầy dầu trên bộ gá dùng bơm có tay bơm. Không
khí bị dồn hết ra khỏi con đội. Tay bơm ép lên piston plongiơ làm dầu lọt qua cụm
con đội. Mức lọt dầu chỉ trên đồng hồ (thời gian giữa các điểm trên đồng hồ) trong
khoảng từ 12 đến 40 giây.
b/ Thay con đội. Để thay con đội quá kích thước, doa lỗ dẫn hướng trong
thân máy hoặc ở dầm đỡ con đội tới kích thước để đạt khe hở 0.012 ÷ 0.025 mm.
Cần đảm bảo độ thẳng hàng giữa lỗ doa và lỗ dẫn hướng bằng cách dùng dao doa có
bộ dẫn hướng.
Một số động cơ, lỗ dẫn hướng được mài nhẵn tạo nên bề mặt cứng. Khi lắp
những con đội như vậy, cần dùng dụng cụ đánh bóng để tạo đúng kích thước lỗ,
khôi phục bề mặt nguyên thuỷ của nó.
3.10.Cần đẩy và đòn gánh
Khe hở ở cụm cần đẩy –đòn gánh trên động cơ có xupáp ở nắp máy tăng quá
làm cơ cấu vận hành có tiếng gõ.Đầu tiếp nối hình cầu và loom cầu,bạc đòn




http://www.ebook.edu.vn 96
gánh,trục của nó bị mòn,các cặp tiếp xúc giữađòn gánh và đuôi xu páp bị rỗ,nên
phải điều chỉnh khe hở chính xác.
a.Cần đẩy.Nếu bị cong,moon quá,hoặc đầu nối tiếp bị cào xước nặng phải
thay.
b.Tháo cụm noon gánh.Tuỳ kết cấu của buồng đốt và vị trí xupáp trong nắp
máy,noon gánh đặt thẳng hoặc lệch về trái hoặc phải một độ lệch nhỏ.
Để tháo đòn gánh khỏi trục,phải tháo vòng hãm ở trục,tháo đòn gánh,dầm
đỡ,lò xo(hình 35).Lắp lại theo thứ tự.




c.Kiểm tra đòn gánh.Thay đòn gánh bị cong hoặc đầu tiếp xúc với xupáp
quá mòn.Thay vít điều chỉnh và đai ốc hãm nếu ren bị hỏng,bi và đầu tiếp xúc bị
mòn hoặc bị cào xước.
Đo đường kính bạc bằng thước ống lồng và micrô mét.Đo đường kính phần không
mòn của trục đòn gánh.Thay đòn gánh nếu khe hở giữa bạc và trục quá 0.11mm.
d.Kiểm tra trục đòn gánh.Rửa sạch trục,rửa các cặn bẩn trong lỗ và rãnh dầu
ở trục.Nếu trục bị cào xước thành rãnh,phải thay.Đo đường kính bạc và trục ở phần
không mòn,nếu trục mòn quá 0.025 mm phải thay.
e.Lắp cụm đòn gánh.Đòn gánh đặt leach về phía trái hoặc phải một khoảng
nhỏ không thẻ đổi lẫn cho nhau và phải đặt đúng vị trí của nó trên trục đòn gánh.




http://www.ebook.edu.vn 97
Lắp đòn gánh vào trục phải bôi dầu vào bạc và đặt đòn gánh,lò xo,dầm đỡ
trục vào đúng vị trí và theo thứ tự.các lỗ dầu ra trên trục phải đặt trung với lỗ phía
dưới,các cụm đòn gánh phải đảm bảo thẳng hành với xupáp khi vận hành.


IV. CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÃ ĐƯỢC CHỌN NHẰM CẢI THIỆN
CHẤT LƯỢNG HỖN HỢP CHÁY Ở ĐỘNG CƠ


4. Giải pháp Tăng áp và ảnh hưởng của tăng áp đến chất lượng tạo HHC.
4.1 Đặt vấn đề
Để tăng công suất cho động cơ, ta phải tìm cách tăng khối lượng nhiên liệu
đốt cháy ở một đơn vị dung tích xylanh trong một đơn vị thời gian.
Song song với việc tăng khối lượng nhiên liệu ta phải tăng lượng không khí
nạp vào xylanh để đốt cháy hết lượng nhiên liệu đó. Từ đó ta tăng được lượng nhiệt
phát ra trong một đơn vị dung tích xylanh cho trước.
4.2 Các phương án tăng công suất
Từ công thức xác định công suất của động cơ
•Tăng thể tích công tác (Vs)
- Tăng kích thước cơ bản của động cơ (D và S). Nhưng không thể tăng quá
giới hạn cho phép của điều kiện công nghệ.
- Làm tăng kích thước và trọng lượng của động cơ, rất khó áp dụng cho các
động cơ ô tô, máy kéo…
•Tăng số xi lanh (i)




http://www.ebook.edu.vn 98
- Số xi lanh càng nhiều thì số lượng chi tiết, kích thước và khối lượng của
động cơ càng lớn.
- Độ tin cậy và khả năng bảo dưỡng chăm sóc bị ảnh hưởng
Giảm số kỳ (thay đổi z)
- Dùng 2 kỳ thay cho 4 kỳ, có thể tăng công suất của động cơ từ 1,4 đến 1,8
lần.
- Chỉ thuận lợi cho các loại động cơ Diesel, có kích thước lớn.
- Đối với động cơ xăng khó khăn trong việc bảo vệ môi trường
•Tăng tốc độ quay của động cơ
- Đây là biện pháp làm tăng số lượng chu trình trong một đơn vị thời gian.
Được áp dụng rộng rãi trong động cơ ô tô, mô tô, đảm bảo cho động cơ có kích
thước trọng lượng nhỏ.
- Việc tăng tốc độ bị hạn chế bởi quá trình hình thành và đốt cháy hỗn hợp
trong động cơ.
- Động cơ Diezsel không thể lớn hơn 5.000v/ph, động cơ xăng không thể
lớn hơn 10.000 v/ph.
•Tăng áp suất có ích trung bình pe
Từ công thức
Ta thấy tăng áp suất có ích trung bình cho động cơ có thể thực hiện qua các
biện pháp
- tăng hệ số nạp ηv
- tăng hiệu suất hiệu dụng ηe
- giảm hệ số dư lượng không khí α
- tăng ρk
• Ba thông số trên khó thực hiện và hiệu quả không lớn.Tăng ρk l biện pháp
hữu hiệu nhất.
•Tăng công suất Ne phải tăng pe, muốn tăng pe phải tăng ρk, nghĩa là phải
tăng khối lượng riêng của khí nạp vào xylanh.




http://www.ebook.edu.vn 99
4.3 Kết quả của việc tăng áp.
- Tăng công suất của động cõ tăng 1.5- 3 lần
•- Li của chu trình tăng là do gct tăng
•- Hiệu suất chỉ thị ηi và hiệu suất cơ học ηm tăng
•- Nâng cao hiệu quả sử dụng
•- Giảm chi phí khai thác do tiết kiệm nhiên liệu.
•- Phụ tải cơ học và nhiệt của các chi tiết cao
•- Đòi hỏi công nghệ cao
4.4 Các hình thức tăng áp chủ yếu
• Tăng áp truyền động cơ khí
• Tăng áp bằng tuabin khí thải
• Tăng áp hỗn hợp
4.4.1 Tăng áp truyền động cơ khí
•Sõ đồ truyền động:
Truyền động từ trục khuỷu động cơ,
qua bánh răng, xích hoặc dây đai
dẫn động máy nén khí kiểu li tâm,
kiểu roto, phiến gạt hoặc kiểu
trục vít …




•Nguồn năng lượng truyền cho hệ thống tăng áp có thể:
- Trích từ hệ động lực của động cơ,
- Dẫn động từ một động cơ độc lập
•Ưu điểm
–Kết cấu gọn, chi phí lắp đăt, bảo dýỡng thấp
–Hoạt động an toàn



http://www.ebook.edu.vn 100
•Nhược điểm
-Hiệu suất động cõ giảm. Vì công đẫn động máy nén tăng nhanh hõn tốc độ
tăng áp suất chỉ thị pi
–Công suất động cõ giảm do phải quay tuabin của máy nén
–Áp suất của không khí nén bị hạn chế pi< 1.6 Kg/cm2 thường được sử dụng
độc lập ở những động cơ công suất nhỏ, mức độ tăng áp thấp
4.4.2 Tăng áp bằng tuabin khí thải
Nguồn năng lượng để quay may nén
lấy từ khí thải
-Máy nén đýợc đẫn động từ
tuabin khi thải hoạt động nhờ
năng lýợng khí thải có áp suất
cao và chuyển động với vận
tốc lớn.


•Ưu điểm
- Giảm suất tiêu hao nhiên liệu so với tăng
áp cõ khí( 3 - 10%).
- giảm ồn, giảm thành phần độc hại khí xả
• Phần lớn động cõ diezel có công suất từ
35kW – 3500 kW thýờng dùng tăng áp
kiểu này




4.4.3 Tăng áp hỗn hợp


Trên một số động cõ, ngoài
phần tăng áp tuabin còn dùng




http://www.ebook.edu.vn 101
thêm một bộ tăng áp dẫn động
cõ khí khác. Ví dụ trên động cõ
2 kỳ. Để có áp suất khí quét cần
thiết khí khới động hoạt làm việc
ở tốc độ thấp




5.Giải pháp hạn chế ô nhiễm môi trường (hồi lưu khí xả)
Có hai hướng chính
- xử lý khí thải sau khi cháy
- hạn chế sự hình thành các chất độc hại trong quá trình cháy
5.1 Giải pháp xử lý khí thải
• Phương pháp phun khí
Phun khí sạch vào khí xả có nhiệt độ cao, thành phần HC, CO chưa cháy
hoạt chay một phần tiếp tục cháy làm giảm lượng khí ô nhiễm.
• Sử dụng bộ trung hòa khí xả


5.2 Các giải pháp hạn chế sự hình thành các chất độc hại trong quá trình cháy
- Sử dụng nhiên liệu sạch
- Sử dụng dầu halotec → khi cháy tạo lớp mạ crom siêu mỏng, làm khít
xylanh, pistong xecmang.
- Điều chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu (hệ số dư lượng không khí λ)
- sử dụng buồng cháy phân cách, buồng cháy xoáy lốc
- phương pháp phun nhiên liệu
- phương pháp hồi lưu khí xả

• Phương pháp hồi lưu khí xả




http://www.ebook.edu.vn 102
Nguyên lý hoat động.
Một phần khí thải được đẫn ngược trở lại
đường ống nạp 7. Lưu lượng dòng ngược
được điều khiển bởi van tiêt lưu 6 và bộ
điều chỉnh 5 tùy thuộc vào tốc độ và tải
trọng của động cõ. Thường trong khoảng 6- 13%.
- Ta biết rằng các chất độc hại chủ yếu trong khí thải là NOx (NO, NO2,
N2O), CO, HC.
- Trong đó NOx đýợc hình thành do sự kết hợp giữa oxy và Nitõ trong điều
kiện nhiệt độ cao
N2 + O2 → NOx
- ở động cơ diezel, lượng không khí nạp hầu như không thay đổi theo tải
trọng. Do đó khi tải nhỏ, hệ số dư lượng không khí λ rất lớn nên nhiệt độ quá trình
cháy thấp. Để đảm bảo cho động cơ làm việc bình thường ở tải nhỏ, tỉ số nén phải
lớn, do dó nhiệt độ ở quá trình cháy ở chế độ tải lớn rất cao làm tăng thành phần
NOx
•Khi dẫn một phần khí thải có nhiệt độ cao trở lại đýờng nạp để đốt, nhiệt độ
quá trình cháy ở tải nhỏ vẫn đủ lớn đảm bảo cho động cõ làm việc bình thường mà
không phải tăng tỷ số nén. Mặt khác do nồng độ oxy trong quá trình cháy ít hơn nên
nồng độ NOx trong chế độ tải nhỏ cũng ít hơn.
•Ở động cơ xăng cũng sử dụng phương pháp này ở chế độ tải nhỏ, do hòa
trộn với một lượng khí thải có nhiệt độ cao nên nhiệt độ quá trình nén tăng , đảm
bảo hỗn hợp cháy dễ dàng. Mặt khác nồng độ oxy giảm và nhiệt độ cháy nhỏ nên
nồng độ NOx giảm rõ rệt.
•Kết quả cho thấy nếu hệ thống hồi lưu khí xả tốt sẽ làm giảm 40% hàm
lượng NOx .




http://www.ebook.edu.vn 103
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản