chuong 4 cơ cấu phân phối khí

CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
1. Đế xupap; 2. Xupap

a. Nhiệm vụ:

3. Ống dẫn hướng

Điều khiển quá trình thay đổi mơi

4.Lị xo; 5. Móng hãm

chất cơng tác, thải sạch và nạp đầy

6. Bulong điều chỉnh

b. Điều kiện làm việc:

7. Đai ốc hãm

Tải trọng cơ học cao, nhiệt độ cao,

8. Con đội; 9. Cam

tải trọng va đập lớn

c. Yêu cầu
Đóng mở đúng quy luật và thời điểm
Độ mở lớn, đóng kín buồng đốt
Ít mịn, tiếng ồn nhỏ, dễ điều chỉnh,
sửa chữa, giá rẻ

1. Xupap; 2. Nắp
3. Đũa đẩy
4. Con đội


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Dùng xupáp treo

Dùng phổ biến trên các động cơ hiện đại

 Loại OHV: trục cam đặt dưới thân
máy, xupap bố trí trên nắp,được điều
khiển qua con đội, đũa đẩy và cị mổ
 Loại OHC: có một trục cam đặt trên
nắp máy SOHC và hai trục cam đặt
trên nắp máy DOHC điều khiển trực
tiếp xupap hoặc thơng qua cị mổ.
Buồng cháy rất gọn, diện tích mặt
truyền nhiệt nhỏ nên giảm được tổn
thất nhiệt

Loại OHV

Loại OHC

Bố trí xupáp hợp lý hơn nên có thể tăng được tiết diện lưu thơng của dịng khí
hệ số nạp tăng lên 5 ÷ 7%

CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Dùng xupáp treo
* Cấu tạo
* Nguyên lý hoạt động
* Ưu nhược điểm
- Có nhiều chi tiết hơn, bố trí cả ở thân và nắp
máy nên tăng chiều cao của 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
gia cơng chế tạo
- Do xupáp bố trí trong phần không gian của xilanh nên buồng cháy rất gọn, tăng
được tỷ số nén của động cơ và giảm được kích nổ ở động cơ xăng
- Dịng khí lưu động thuận tiện nên tổn thất ít, tạo điều kiện xả sạch và nạp đầy
- Dùng phổ biến cho cả động cơ xăng và động cơ điêzen. 


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Dùng xupáp treo

* Điều chỉnh khe hở nhiệt:
- Vít điều chỉnh
- Căn đệm khơng có vít điều
chỉnh
- Động cơ dùng con đội
thủy lực khơng có khe hở

CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Dùng xupáp đặt

* Cấu tạo
* Nguyên lý hoạt động
* Ưu nhược điểm
- Chiều cao của động khơng lớn
- Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính
nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bị mịn
- Khó bố trí buồng cháy gọn nên khó có tỷ số
nén cao
- Buồng cháy khơng gọn nên dễ xẩy ra cháy
kích nổ
- Dịng khí nạp và xả lưu thơng khó nên hệ số nạp khơng cao
- Hiện nay chỉ dùng trong các động cơ xăng  công suất nhỏ mà thôi


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Các phương pháp dẫn động trục cam
Dẫn động bằng bánh răng:
Ưu điểm
- Kết cấu đơn giản, dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu qua bộ truyền bánh răng với
tỷ số truyền 1:2 cho động cơ 4 kỳ
- Êm, bền do dùng bánh
răng nghiêng để ăn khớp
Nhược điểm
Khi khoảng các giữa trục cam

và trục khuỷu lớn phải dùng
thêm các bánh răng trung
gian->cồng kềnh, phức tạp


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Các phương pháp dẫn động trục cam
* Dẫn động bằng xích:.

Nhược điểm;

Ưu điểm:

-Đắt tiền hơn, Gây tiếng ồn

Dùng cho các trục xa nhau

-Dễ bị sai lệch pha phối khí
-Để xích căng phải dùng cơ cấu căng xích


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.1. Cơ cấu phân phối khí kiểu cơ khí
Các phương pháp dẫn động trục cam
Dẫn động bằng đai răng:
Ưu điểm
Truyền động êm dịu, tuổi
thọ lớn không cần bảo
dưỡng, giá thành thấp

Đa số động cơ hiện nay sử
dụng cách này


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap
a. Vai trị
Đóng mở các đường nạp và thảI để thực
hiện q trình trao đổi khí.
b. Điều kiện làm việc:
Chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn
- Lực khí thể tác dụng trên diện tích mặt
nấm xupáp có thể tăng lên đến 20.000N
- Xupáp tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên xupáp cịn phải chịu nhiệt độ rất cao:
nhất là thời kì thải nấm và thân xupáp phải tiếp xúc với dịng khí thải có nhiệt độ
rất cao.
- Tốc độ dịng khí thải khiến cho xupáp, nhất là xupáp thải thường dễ bị q
nóng và bị dịng khí ăn mịn.


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap
* Nấm: Phần quan trọng nhất là bề mặt làm việc với
góc vát α; hầu hết xupap thải có α = 45 cịn đối với
xupap nạp thông thường 30≤ α≤ 45º
* Thân: dẫn hướng và tản nhiệt cho nấm xupap.
Phần nối tiếp giữa nấm và thân thường được làm
nhỏ lại để dễ gia công và tránh bị kẹp xupap trong

ống dẫn hướng vì phần dưới của thân có nhiệt độ
cao hơn phần trên.
* Đi: có kết cấu để lắp đĩa lị xo xupap, thường có
mặt cơn, rãnh vịng hoặc dùng chốt để lắp móng hãm
Để tăng khả năng chịu mịn, bề mặt đi xupap ở
một số động cơ được chế tạo riêng bằng thép ôstenit
và được tơi cứng rồi hàn với thân.

dn

Hình 3-5. Kết cấu của Xupáp


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap
Nấm
Chiều rộng b của nấm phụ
thuộc tương quan giữa độ
cứng của đế và nấm xupap.
Hình 3-6. Kết cấu nấm xupap
Nấm bằng (h.3-6a): đơn giản, dễ chế tạo và có diện tích chịu nhiệt nhỏ.
Nấm lõm (h.3-6b): bán kính chuyển tiếp giữa nấm và thân rất lớn dùng làm
xupap nạp để cho dịng khí nạp đỡ bị ngoặt. Phần lõm nhằm giảm trọng
lượng nấm hay của toàn bộ xupap.
Nấm lồi (h.3-6c): dùng cho xupap thải nhằm cải thiện quá trình thải, cụ thể

là giảm các vùng chết khi thải để thải sạch.

CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap

rãnh vịng

mặt cơn

chốt

ren

Hình 3-7. Kết cấu đuôi xupap
Đối với xupap được cam dẫn động trực tiếp khơng qua các chi tiết trung
gian như địn gánh, cị mổ …, đi xupap thường có ren để lắp đĩa lị xo
xupap. Khe hở giữa đi xupap và cam được điều chỉnh bằng cách xoay
đĩa phía trên


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap
Đối với cơ cấu phối khí dẫn động gián tiếp, để tránh hiện tượng các chi tiết
giãn nở làm kênh xupap nên phải có khe hở nhiệt. Khe hở này do nhà chế tạo
quy định, thông thường được xác định bằng căn lá có độ dày δ bằng khe hở
quy định lắp vào đuôi xupap khi điều chỉnh (hình 3-8).

Hình 3-8. Kết cấu để điều chỉnh khe hở nhiệt

CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.1. Xupap và đế xupap

Kết cấu đế xupap
Kết cấu ống dẫn hướng xupap
Lị xo xupáp
Lị xo xupap ngồi sức căng ban đầu còn chịu tải
trọng thay đổi đột ngột và tuần hồn trong q trình
xupap đóng mở.


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.2. Trục cam
Trục cam mang các cam dẫn động cơ cấu phối khí hoặc các bộ phận của hệ
thống khác như cam của bơm chuyển nhiên liệu hay bánh răng dẫn động bơm
dầu, dẫn động chia điện - đánh lừa …
Trục cam
1-Đầu trục cam, 2- cổ trục cam,
3- cam nạp và cam thải ,
4-Cam lệch tâm bơm xăng, 5- bánh răng dẫn động bơm dầu bôi
trơn

Các dạng cam thường gặp
a) và b) cam lồi, c) cam tiếp tuyến,
d) cam lõm


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.3. Con đội
Vật liệu
Làm bằng thép ít cacbon như thép C15, C30 hoặc thép hợp kim như 15Cr,
20Cr, 12CrNi …
Bề mặt làm việc của con đội được thấm than và tơi cứng đạt HRC 52 ÷ 62.
Kết cấu con đội
Con đội tỳ lên đũa đẩy nên có thể làm rỗng con đội để giảm trọng lượng mà
vẫn giữ đường kính thân con đội bằng đường kính bề mặt tiếp xúc với cam.
- Con đội con lăn

- Con đội hình trụ

Con đội đáy lồi

Con đội đáy bằng


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.2. Kết cấu, tính tốn các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.2.3. Con đội
- Con đội thuỷ lực
Con đội thuỷ lực khắc phục được nhược điểm này: khơng có khe hở nhiệt.
1. Thân con đội; 2. Đường dẫn dầu trên thân máy
3. Piston con đội; 4. Đi xupáp
5. Lị xo; 6. Van bi
Piston 3 luôn tỳ vào đuôi xupap 4 dưới tác dụng của
lò xo 5, khi cam đẩy thân con đội đi lên, đầu bên
dưới piston bị nén, van bi 6 đóng lại, piston và thân
con đội như một khối cứng đi lên để mở xupap.

Khi đóng xupap, dưới tác dụng của lò xo 5, thân
con đội và piston bị đẩy về hai phía, áp suất dưới
piston giảm, van bi 6 mở nên dầu được bổ sung từ
đường dầu 2 trên thân máy vào khoang dầu bên Hình 3-13. con đội thủy lực
dưới piston.
Con đội thuỷ lực theo nguyên tắc trên sẽ khơng có khe hở nhiệt nên làm việc rất
êm dịu, do đó thường được sử dụng ở động cơ ô tô du lịch.


CHƯƠNG 4 - CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4.3. Cơ cấu phân phối khí kiểu điều khiển điện tử