cơ cấu phân phối khí dùng trong ô tô

CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ CỦA
ĐCĐT Ô TÔ
CÔ CAÁU PHAÂN PHOÁI KHÍ
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của lĩnh
vực cơ khí trong đó có ô tô đưa đến sự hoàn thiện
về ô tô trên phương diện động cơ, tính tiết kiệm
nhiên liệu…
Những yếu tố trên chính do hệ thống phân phối
khí quyết định. Vì vậy, ta sẽ tìm hiểu về vấn đề
này qua bài thuyết trình sau
CÔ CAÁU PHAÂN PHOÁI KHÍ
1.1 Đối tượng nghiên cứu
Động cơ đốt trong
1.2 Phạm vi
Động cơ đốt trong dùng cho ô tô
1.3 Mục tiêu
Nắm rõ cơ cấu phân phối khí trong
động cơ ô tô
2.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI
2.1.1 Nhiệm vụ:

Điều khiển quá trình thay đổi môi chất công
tác trong động cơ. Thải sạch khí thải khỏi xilanh
và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào
xilanh động cơ
Điều kiện làm việc:

Tải trọng cơ học cao

Nhiệt độ cao


Tải trọng va đập lớn
II. GIẢ QUYẾT VẤN ĐỀ
NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI
2.1.2 Yêu cầu

Quá trình thay đổi khí phải hoàn hảo,nạp đầy
thải sạch

Đóng mở xupap đúng quy luật và đúng thời
điểm

Độ mở lớn

Đóng xupap kín

Xupap thải không mở trong quá trình nạp

Ít va đập, mài mòn

Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế
tạo thấp
I./ NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN
LOẠI
2.1.3/ Phân loại:
CƠ CẤU
PHÂN PHỐI KHÍ
(CC PPK)
CCPPK
DÙNG CAM-XUPAP

CCPPK
DÙNG VAN TRƯỢT
CCPPK DÙNG CỬA NẠP
XUPAP THẢI ( van trượt
Và xupap)
Cơ cấu phân phối khí Xupap treo

Phương án dẫn động: xupap đặt trên nắp máy, được trục
cam dẫn động thông qua con đội, đũa đẩy, đòn bẩy hoặc trục
cam dẫn động trực tiếp xupap
2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap
Dẫn động cam
bằng bánh răng
Dẫn động cam
bằng xích
Dẫn động cam
bằng đai răng

Nguyên lý làm việc:
Nguyên lý làm việc của cơ cấu xupap
treo
Trục khuỷu
quay
Trục cam
quay
Nhờ
cặp
bánh
răng
Con

đội
Cam tác
động
Đũa
đẩy
Cò
mổ
Xupap
Nhờ lò xo
xu pap
Cửa nạp (thải)
đóng, mở
2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap
2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap

Nguyên lý làm việc:
Cơ cấu bố trí trục cam
trên đầu xilanh (DOHC)

Xem video
Bảng so sánh các phương án bố trí
trục cam
trục cam đặt trong hộp trục khuỷu
hoặc thân máy (OHV - OverHead
Valve)
trục cam đơn đặt trên nắp xy lanh
(SOHC-Single OverHead Camshaft
hoặc OHC-OverHead Camshaf)
hai trục cam đặt trên nắp xy-lanh
(DOHC-Double OverHead Camshaft)

OHV

SOHC hoặc OHC DOHC
Ưu
điểm
Kết cấu các bộ phận dẫn
động đơn giản (khoảng
cách giữa cam – trục
khuỷu không lớn )
Bề mặt công tác của cam
và con đội được bôi trơn
tốt nhờ dầu vung té trong
hộp cacte
cơ cấu phối khí trở nên
đơn giản hơn, nắp máy
nhỏ gọn, dễ điều chỉnh
khe hở nhiệt hơn, giảm
được lực quán tính, các
tổn hao cơ khí và kích
thước lò xo xu-páp, cho
phép tăng tốc độ động
cơ
kết cấu cơ cấu phân
phối khí sẽ đơn giản
hơn. Không gian phía
trên nắp máy cũng
rộng rãi hơn thuận tiện
cho việc thiết kế các
góc đặt xu páp, tăng
kích thước xu páp,

đảm bảo hình dáng
buồng cháy được tối
ưu, dễ dàng áp dụng
các hệ thống điều
khiển đóng mở xu-páp
thông minh
Nhược
điểm
Kết cấu thân động cơ
phức tạp.Cần nhiều chi
tiết trung gian để dẫn
động trục cam và xu-páp
treo, lực quán tính sẽ rất
lớn, gây tiếng ồn lớn
kết cấu dẫn động sẽ rất
phức tạp (nếu nhiều xu-
páp trên một xy-lanh). Sử
dụng trục cam đơn để
dẫn động cả xu-páp xả
và xu-páp nạp sẽ không
thuận lợi cho các hệ
thống điều khiển đóng
mở xu-páp thông minh
khối lượng hệ thống
phân phối khí tăng, kết
cấu phức tạp, tốn
nhiều công suất quay
trục cam và giá thành
cao
Cơ cấu phân phối khí Xupap đặt


Phương án bố trí và dẫn động: lắp một bên thân
máy ngay trên trục cam và được trục cam dẫn
động xupap thông qua con đội
2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap

Nguyên lý làm việc của cơ cấu xupap
đặt:
Trục khuỷu
quay
Nhờ
cặp
bánh
răng
Trục cam
quay
Cam tác
động
Con
đội
Xupap
Cửa nạp (thải)
đóng, mở
Nhờ lò xo
xu pap
Cơ cấu phân phối
khí Xupap treo
Cơ cấu phân phối
khí Xupap đặt
Cơ cấu phân phối khí dùng

xuppap treo
Cơ cấu phân phối khí dùng
xuppap đặt
Ưu điểm
Buồng cháy gọn, đảm bảo nạp
đầy và sạch hơn, dễ kiểm tra
điều chỉnh khe hở nhiệt của
các xupap
Đơn giản, gọn nhẹ, dẫn
động xupap dễ dàng
Nhược điểm
Cấu tạo phức tạp, tăng chiều
cao động cơ, kết cấu nắp xilanh
phức tạp, khó đúc và gia công
Nạp không đầy, thải không
sạch
Phạm vi,
ứng dụng
Dùng cho toàn bộ động cơ
diesel và hầu hết động cơ xăng 4
kỳ
Dùng trên các động cơ xăng
4 kỳ kiểu cũ, có tỉ số nén
thấp hoặc trên ĐC 4 kỳ chạy
bằng dầu hỏa
Kết quả: Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap treo được dùng phổ biến hơn
Cơ cấu phân phối khí dùng
piston đóng – mở
Cơ cấu phân phối khí dùng cửa
nạp và xupap thải

CCPPK
DÙNG CAM-XUPAP
Sử dụng phổ biến trong các loại ĐCĐT có kết cấu
đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, giá thành không
cao lắm
CCPPK
DÙNG VAN TRƯỢT
Cơ cấu có nhiều ưu điểm: tiết diện lưu thông lớn, dễ
làm mát, ít tiếng ồn nhưng kết cấu phức tạp, giá
thành cao nên chỉ sử dụng cho xe đua
CCPPK DÙNG
PISTON
ĐÓNG MỞ
CCPPK của ĐC 2 kỳ quét vòng hoặc quét thẳng, kết
cấu đơn giản, không phải điều chỉnh, sửa chữa
nhưng chất lượng trao đổi khí không cao
CCPPK DÙNG CỬA
NẠP
XUPAP THẢI
Sử dụng trên ĐC 2 kỳ quét thẳng
Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay
CCPPK VVT - i của
Toyota
Sử dụng áp suất thủy
lực điều khiển bằng
van điện từ để xoay
trục cam nạp
Có thể xoay trục cam 1
góc 40 độ so với góc
quay trục khuỷu để

đạt thời điểm phối khí
tối ưu dựa vào cảm
biến và được ĐK
bằng ECU

Xem video
Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay
Hệ thống điều khiển đóng mở xupap trực tiếp VVEL
– Nissan
Quá trình đóng mở xupap nạp được thực hiện bằng cách
biến chuyển động quay của động cơ điện một chiều, thông
qua trục dẫn động, cam lệch tâm, trục cam và các vấu
cam thành chuyển động đóng mở của xupap
Sử dụng hệ thống VVEL sẽ góp phần giảm
10% lượng nhiên liệu tiêu thụ và 10 %
lượng khí thải cacbondioxit gây ô nhiễm
môi trường
Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay
Hệ thống điều khiển đóng mở xupap MIVEC
– Mitsubishi
Hệ thống này cũng có khả
năng thay đổi hành trình
hoặc thời gian đóng mở
các xupáp bằng cách sử
dụng hai loại vấu cam
khác nhau
Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay
Cơ cấu hồi lưu khí xả
Đưa một phần khí thải vào tái tuần hoàn trong hệ thống
nạp khí, khí thải được trộn lẫn với hỗn hợp khí-nhiên liệu

thì sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt chậm lại,
nhiệt độ cháy giảm xuống
Giảm lượng NOx
Sử dụng trong
động cơ 1NZ-
FE của Toyota
Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay
Turbo tăng áp
Không khí được nén vào xilanh nhiều hơn đồng nghĩa với
lượng nhiên liệu đưa vào xilanh nhiều, sinh ra công suất
nhiều hơn so với động cơ cùng kích thước không có
turbo tăng áp
Sử dụng lưu lượng khí
thải từ động cơ để
làm quay cánh
turbo
Cơ cấu phân phối khí
Xupap treo
Cơ cấu phân phối
khí Xupap đặt
1. Trục cam và cam
2. Con đội
3. Lò xo xupap
4. Xupap
5. Nắp máy
6. Trục khuỷu
7. Đũa đẩy
8. Trục cò mổ
9. Cò mổ
10. Bánh răng phân phối

II. CẤU TẠO VÀ SỮA CHỮA CÁC BỘ PHẬN
2.3. CÁC BỘ PHẬN TRONG CCPPK
Trục cam,xupap,lò xo,con đội
Trục cam,xupap,lò xo,con đội
2.3.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

Nhiệm vu
Nhiệm vu: Xupáp làm nhiệm vụ đóng mở đường
nạp và đường thải để thực hiện quá trình trao đổi
khí.

Yêu cầu
Yêu cầu: Do điều kiện làm việc hết sức khắc
nghiệt (chịu tải động và phụ tải nhiệt lớn)
2.3.1. XUPÁP.
2.3. CÁC BỘ PHẬN TRONG CCPPK
-
-

Chịu nhiệt độ tốt.
-
Có sức bền cơ học cao.
-
Chống ăn mòn hoá học,
chống xâm nhập của dòng
khí thải.
2.3.1.2 Cấu tạo.
Chế tạo từ thép hợp kim cao. Kết cấu gồm 3
phần là: nấm, thân và đuôi
2.3.1. XUPÁP.

2.3. CÁC BỘ PHẬN TRONG CCPPK
- Xuapap hút làm
bằng hợp kim crom-
niken

- Xupap xả làm bằng
hợp kim crom-niken-
silic