Tính toán và thiết kế trục cam xe toyota vios

`TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ
----------------

ĐỒ ÁN

TỐT
NGHIỆP

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRỤC CAM
BIẾN THIÊN TI-VCT TRÊN FORD ECOSPORT

Giáo viên hướng dẫn
Vinh

: Th.S Nguyễn Thành

Sinh viên thực hiện

: Mạc Minh Tùng

Mã Sinh viên

: 2018606455

ĐH Khóa

: K13

Hà nội,2022

MỤC LỤ

MỤC LỤC.....................................................................................................I
DANH MỤC HÌNH ẢNH..........................................................................IV
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................VI
LỜI CAM ĐOAN......................................................................................VII
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................VIII
MỞ ĐẦU....................................................................................................IX
1. Lý do chọn đề tài...............................................................................ix
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài........................................................ix
3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu..........................................................x
4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn đề tài.....................................................x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.........................................................................1
1.1.

Nhiệm vụ.....................................................................................1

1.2.

Yêu cầu........................................................................................1

1.2.1. Yêu cầu đối vói hệ thống nạp:................................................1
1.2.2. Yêu cầu đối vói hệ thống xả:..................................................2
1.3.

Phân loại cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong...............2

1.3.1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap..........................................2

1.3.2. Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt.....................................2
1.3.3. Cơ cấu phân phối khí kết hợp.................................................2
1.4.

Một số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong...................3

1.4.1. Hệ thống phân phối khí dùng trong động cơ 2 kỳ..................3
1.4.2. Hệ thống phân phối khí trong động cơ bốn kỳ.......................5
1.4.3. Một số cơ cấu phân phối khí hiện đại...................................10
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRỤC CAM BIẾN THIÊN
TI-VCT TRÊN FORD ECOSPORT...................................................................14
2.1.

Tính tốn độ mở trục.................................................................14

2.2.

Tính toán độ trễ trục..................................................................17
i


2.3.

Tính tốn độ hở.........................................................................20

2.3.1. Phương án dẫn động trục cam:.............................................22
2.3.2. Kết cấu xupáp:......................................................................24
2.3.3. Đế xupáp:..............................................................................27
2.3.4. Ống dẫn hướng xupáp:..........................................................28
2.3.5. Lò xo xupáp:.........................................................................29

2.3.6. Kết cấu con đội:....................................................................30
2.3.7. Kết cấu trục cam:..................................................................31
2.3.8. Hệ thống thay đổi góc phân phối khí:...................................33
2.3.9. Ảnh hưởng của pha phân phối đến quá trình hoạt động của
động cơ:
35
2.3.10. Cơ sở lý thuyết của hệ thống thay đổi góc phối khí:..........36
2.4.

Đặc điểm,kết cấu của hệ thống thay đổi góc phân phối khí:.....37

2.4.1. Chức năng của hệ thống:......................................................37
2.4.2. Cấu tạo..................................................................................37
2.4.3. Bộ điều khiển của hệ thống:.................................................38
2.4.4. Van điều khiển phối khí:.......................................................39
2.4.5. Cảm biến vị trí bướm ga:......................................................40
2.4.6. Cảm biến vị trí trục cam:......................................................42
2.4.7. Cảm biến vị trí trục khuỷu:...................................................43
2.4.8. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:.........................................44
2.4.9. Cảm biến lưu lượng khí nạp:................................................45
2.4.10. Nguyên lý hoạt động của hệ thống xoay trục cam nạp:......47
CHƯƠNG 3: CHUẨN ĐOÁN, KIỂM TRA, SỬA CHỮA TRỤC CAM
BIẾN THIÊN TI-VCT TRÊN FORD ECOSPORT............................................53
3.1.

Các hư hỏng trên hệ thống phân phối khí.................................53

3.1.1. Các hư hỏng về phần cơ khí trên hệ thống nạp.....................53
3.1.2. Các hư hỏng của cơ cấu thay đổi hành trình xupap..............55
3.2.

Phương pháp kiểm tra, chẩn đốn hệ thống phân phối khí.......57

3.2.1. Kiểm tra, chẩn đoán xupap:..................................................57
ii


3.2.2. Kiểm tra, chẩn đoán đế xupap:.............................................58
3.2.3. Kiểm tra, chẩn đốn lị xo xupap:.........................................59
3.2.4. Kiểm tra, chẩn đốn con đội:................................................61
3.2.5. Kiểm tra, chẩn đoán trục cam:..............................................62
3.2.6. Kiểm tra chẩn đoán độ đảo trục cam:...................................63
3.2.7. Kiểm tra, chẩn đoán cổ trục cam:.........................................64
3.2.8. Kiểm tra, chẩn đoán các cẩm biến........................................64
KẾT LUẬN.................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................67

iii


DANH MỤC HÌNH ản

Hình 1.1: Một số phương pháp qt thải trên động cơ 2 kỳ.....................4
Hình 1.2: Cơ cấu phân phối khí có xupap đứng........................................5
Hình 1.3: Cơ cấu phân phối khí có xupap treo..........................................6
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí xupáp...................................................................22
Hình 2.2: Dẫn động trục cam..................................................................23
Hình 2.3: Kết cấu xupáp nạp và xả.........................................................25
Hình 2.4: Kết cấu phần đi xupáp.........................................................27
Hình 2.5: Kết cấu đế xupáp.....................................................................28

Hình 2.6: Kết cấu ống dẫn hướng...........................................................29
Hình 2.7: Kết cấu lị xo xupáp................................................................30
Hình 2.8: Kết cấu con đội.......................................................................31
Hình 2.9: Kết cấu trục cam.....................................................................33
Hình 2.10: Pha phân phối khí..................................................................34
Hình 2.11: Sơ đồ điều khiển hệ thống xoay cam nạp............................38
Hình 2.12: Cấu tạo bộ điều khiển............................................................39
Hình 2.13: Cấu tạo của van điều khiển phối khí (OCV).........................40
Hình 2.14: Cảm biến vị trí bướm ga.......................................................41
Hình 2.15: Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga......................................41
Hình 2.16: Cảm biến vị trí trục cam........................................................42
Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam.............................43
Hình 2.18: Cảm biến vị trí trục khuỷu....................................................43
Hình 2.19: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu.........................44
Hình 2.20: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.........................................44
Hình 2.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát...............45
Hình 2.22: Kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng..............45
Hình 2.23: Sơ đồ mạch điện điều khiển của cảm biến đo lưu lượng khí
nạp...................................................................................................................46
iv


Hình 2.24: Sơ đồ điều khiển điện tử.......................................................47
Hình 2.25: Trạng thái bộ điều khiển ở chế độ muộn nhất......................49
Hình 2.26: Sơ đồ bộ điều khiển ở trạng thái giữ.....................................51
Hình 2.27 Sơ đồ bộ điều khiến ở chế độ mở sớm..................................52
Hình 3.1: Các bộ phận cơ khí của cơ cấu xupap.....................................53
Hình 3.2: Các hư hỏng trên cơ cấu thay đổi hành trình xupap................55
Hình 3.3 Kiểm tra xupap.........................................................................57
Hình 3.4 Kiểm tra ống dẫn hướng...........................................................58

Hình 3.5 Kiểm tra đế xupap....................................................................59
Hình 3.6 Kiểm tra chiều dài lị xo khi chịu nén......................................59
Hình 3.7 Kiểm tra chiều dài lị xo...........................................................60
Hình 3.8 Kiểm tra độ vng góc của lị xo.............................................60
Hình 3.9 Kiểm tra đường kính lắp ghép con đội.....................................61
Hình 3.10 Kiểm tra đường kính lắp ghép con đội...................................62
Hình 3.11 Kiểm tra độ cong của trục cam..............................................63
Hình 3.12 Kiểm tra chiều cao vấu cam...................................................63
Hình 3.13 Một số dụng cụ hỗ trợ kiểm tra..............................................64

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thơng số kích thước................................................................17
Bảng 2.2 Thông số động cơ....................................................................19
Bảng 2.3 Thông số tiêu hao nhiên liệu....................................................20

vi


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp” Nghiên cứu hệ thống trục cam
biến thiên Ti-VCT trên Ford Ecosport” là cơng trình nghiên cứu của bản
thân mình. Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được
liệt kê và nêu rõ ra tại phần tài liệu tham khảo. Đồng thời những số liệu hay
kết quả trình bày trong đồ án đều mang tính chất trung thực, khơng sao chép,
đạo nhái. Nếu như sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu tất cả các kỷ
luật của bộ môn cũng như nhà trường đề ra

vii


LỜI CẢM ƠN
Trong thời buổi kinh tế hiện nay thì việc chọn mua một phương tiện giao
thông đi lại đặc biệt là ơ tơ thì người tiêu dùng ln hướng tới một loại xe vừa
phải tiện nghi vừa tiết kiệm được nhiên liệu. Hệ thống phân phối khí thơng
minh đã giải quyết được vấn đề trên. Chẳng những vừa tiết kiệm được vấn đề
nhiên liệu mà còn vừa giảm bớt lượng khí thải gây ơ nhiễm mơi trường. Đây
cũng là yếu tố quan trọng mà nhiều nhà sản xuất, các hãng xe ô tô muốn
hướng tới để thay đổi và cải tiến.
Với mục đích củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời tiếp
cận và làm quen với cơng nghệ khoa học góp phần nâng cao hiệu quả của hệ
thống phân phối khí trên động cơ đốt trong. Đặc biệt làm hài lịng các khách
hàng khó tính nhất. Em đã chọn đề tài này để nghiên cứu. Em mong sẽ nhận
được những ý kiến đóng góp cũng như những chỉ bảo tận tình của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống phân phối khí là hệ thống quan trọng của động cơ nó cùng
với các hệ thống khác hết hợp với nhau để đảm bảo tình trạnh hoạt động
của xe một cách ổn định nhất. Nền công nghiệp ô tô ngày càng phát triển
mạnh cả về số lượng lẫn chất lượng, ô tô ngày càng thiết kế với công suất
cao hơn, mô men xoắn lơn hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu

đặt ra với hệ thống phân phối khí càng cao. Chính vì đó hệ thống phân
phối khí cũng trở nên phức tạp hơn, đòi hỏi kĩ sư và thợ sủa chữa phải
nâng cao kiến thức để khai thác và sử dụng tốt các hệ thống này. Với tầm
quan trọng to lớn của hệ thống phân phối khí trên ơ tơ, nên cần có nhiều
nghiên cứu tiềm hiểu về hệ thống phân phối khí để nâng cao kỹ thuật
chun mơn. Do đó em chọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống trục cam biến
thiên Ti-VCT trên Ford Ecosport ”.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Thấy rõ vai trò của hệ thống phân phối khí.
- Nắm rõ hơn về cấu tạo, kết cấu và các ưu nhược điểm của hệ thống
phân phối khí.
- Tìm hiểu được các tính năng hoạt động của các chi tiết trong hệ thống
cũng như toàn bộ hệ thống.
-

Tìm ra được các nguyên nhân hư hỏng thường gặp của hệ thống phân
phối khí trên ơ tơ, để từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục sửa chữa,
nâng cao tính kinh tế và tiện nghi sử dụng cũng như mức độ an toàn khi
làm việc của hệ thống.

-

Vẽ ra được sơ đồ bố trí chung của hệ thống cũng như kết cấu từng chi
tiết trong hệ thống đề tài nghiên cứu.

-

Hiểu kỹ hơn, sâu hơn về xe Vios cũng như hãng sản xuất ô tô Toyota
Nhật Bản.
ix

3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
- Đề tài “Nghiên cứu hệ thống trục cam biến thiên Ti-VCT trên Ford
Ecosport ”
- Tìm hiểu chung về hệ thống phân phối khí trên ơ tơ.
- Tìm hiểu về hãng xe Toyota đặc biệt là dịng xe Vios 2012.
- Khảo sát phân tích kết cấu, sơ đồ cấu tạo cũng như nguyên tắc hoạt
động của hệ thống phân phối khí.
- Tìm các ngun nhân hư hỏng thường gặp trên hệ thống phân phối khí.
- Cách chẩn đốn, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống phân phối khí.
4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn đề tài

- Giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việc tiếp cận với
các hệ thống trên xe ơ tơ và các hãng xe trên tồn thế giới.

- Hoàn thành đề tài sinh viên sẽ nắm vững kết cấu, cấu tạo và hiểu rõ
nguyên tắc hoạt động của hệ thống phân phối khí. Từ đó tạo cho các
em có điều kiện đi sâu vào việc thiết kế cải tiến hệ thống phân phối khí
nhằm tăng hiệu quả nạp nhiên liệu, tăng cơng suất, cải thiện tính nhiên
liệu và giảm khí xả ơ nhiễm.

- Đề tài có thể là tài liệu tham khảo bổ ích cho tất cả những ai muốn quan
tâm, tìm hiểu hệ thống phân phối khí trên ơ tơ và dành cho những ai
chưa có dịp tiếp xúc với các hệ thống phân phối khí trên ô tô từ thực tế.

x


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện q trình thay đổi khí,
thải sạch khí ra khỏi xylanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh để
động cơ làm việc liên tục.
Điều kiện làm việc:
+ Tải trọng cơ học cao.
+ Nhiệt độ cao.
+ Tải trọng va đập lớn.
1.2. Yêu cầu
+ Đảm bảo thải sạch và nạp đầy.
+ Các xupap phải đóng mở đúng theo thời điểm quy định.
+ Độ mở phải lớn để dịng khí dễ lưu thơng.
+ Các xupap phải kín khít, tránh lọt khí trong q trình nén và giãn nở.
+ Hệ thống phải làm việc êm dịu, tin cậy cơng chi phí thấp.
1.2.1.

u cầu đối vói hệ thống nạp:

+ Các đường dẫn khí phải được thiết kế đặc biệt để điền khiển lưu lượng,
tốc độ và chiều dẫn khơng khí tốt nhất.
+ Cung cấp khơng khí để qt .
+ Cung cấp khí sạch cho từng xylanh theo yêu cầu cháy hồn hảo.
+ Giảm tiếng ồn dịng khí lưu động.
+ Sấy nóng hỗn hợp khí nhiên liệu đi vào các xylanh.
1.2.2.

u cầu đối vói hệ thống xả:

+ Dẫn khí xả của động cơ ra ngồi khơng khí và giảm tiến ồn .
xi

+ Lộc và tiêu hủy khí xả độc .
1.3. Phân loại cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong
1.3.1.

Cơ cấu phân phối khí dùng xupap.

Hệ thống phân phối khí dùng cam và xupap được dùng phổ biến trên
động cơ đốt trong do kết cấu đơn giản và dễ dàng điều chỉnh. Loại này lại
được phân ra hai loại:
+ Kiểu xupap treo: thường sử dụng cho động cơ có tỷ số nén cao. Cơ cấu
phân phối
khí kiểu xupap treo có ưu điểm là hiệu suất động cơ cao nhưng nhược
điểm là có cấu tạo phức tạp.
+ Kiểu xupap đặt: có xupap và các chi tiết của bộ phận đóng kín ở bên
trong động cơ. Cơ cấu phân phối khí kiểu này có ít chi tiết và cấu tạo đơn
giản hơn kiểu xupap treo nhưng có nhược điểm là buồng đốt kéo dài nên khó
nạp khơng khí hoặc hỗn hợp khí đốt và khả năng đốt cháy nhiên liệu cũng
kém hơn.
1.3.2.

Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt.

Hệ thống phân phối khí dùng van trượt trên xe đặc chủng và xe đua có
tiết diện thơng qua lớn, chất lượng trao đổi khí cao nhưng giá thành chế tạo
đắt.
1.3.3.

Cơ cấu phân phối khí kết hợp

Hệ thống phân phối khí dùng piston đóng mở các cửa nạp và cửa thải
thường được dùng trên động cơ 2 kỳ quét vòng hoặc quét thẳng, có ưu điểm
kết cấu đơn giản khơng phải điều chỉnh sửa chữa nhưng chất lượng trao đổi
khí khơng tốt.

xii


1.4. Một số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong
1.4.1.

Hệ thống phân phối khí dùng trong động cơ 2 kỳ

Trong động cơ hai kỳ, quá trình nạp đầy môi chất mới vào xylanh động
cơ chỉ chiếm khoảng 120ođến 150ogóc quay trục khuỷu.Qúa trình thải trong
động cơ hai kỳ chủ yếu dùng khơng khí qt có áp suất lớn hơn áp suất khí
trời để đẩy sản phẩm cháy ra ngồi. Ở q trình này sẽ xảy ra sự hịa trộn giữa
khơng khí qt với sản phẩm cháy, đồng thời cũng có khu vực chết trong
xylanh khơng có khơng khí qt tới. Chất lượng của q trình thải sạch sản
phẩm cháy và nạp đầy môi chất mới trong động cơ hai kỳ chủ yếu phụ thuộc
vào đặc điểm của hệ thống quét thải.
Hiện nay trên động cơ hai kỳ thường sử dụng các hệ thống quét thải sau:
 Hệ thống quét vòng đặt ngang song song:
Được sử dụng chủ yếu trên động cơ hai kỳ nhỏ.
Đặc điểm: dùng cacte để làm máy nén khí để tạo ra khơng khí quét. Cửa
quét thường đặt xiên lên hoặc đỉnh piston có kết cấu đặc biệt để dẫn hướng
cho dịng khí qt trong xylanh.
 Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệnh tâm:
Thường sử dụng trên các động cơ có cơng suất lớn.

Đặc điểm: cửa quét được đặt theo hướng lệnh tâm, xiên lên và hợp với
tâm xylanh một góc 30o , do đó khơng khí qt đi vào xylanh sẽ theo hướng đi
lên tới nắp xylanh rồi mới vòng xuống cửa thải.
 Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp:
Đặc điểm: có hai hàng cửa quét, hàng trên đặt cao hơn cửa thải, bên
trong có bố trí van một chiều để sau khi đóng kín cửa thải vẫn có thể nạp
thêm mơi chất cơng tác mới vào hàng phía trên. Áp suất khí nén lớn nhưng do
kết cấu có nhiều van tự động nên phức tạp.
xiii


 Hệ thống quét vòng đặt một bên:
Thường sử dụng cho động cơ tĩnh, động cơ tàu thủy cố công suất nhỏ,
tốc độ trung bình.
Đặc điểm: các cửa khí được đặt một bên của thành xylanh theo hướng
lệnh tâm, cửa quét nghiêng xuống một góc 15o . Trong hệ thống có thể có van
xoay chiều để đóng cửa thải sau khi kết thúc quét khí nhằm giảm tổn thất khí
quét.
 Hệ thống quét thẳng qua xupap thải:
Đặc điểm: cửa quét đặt xung quanh xylanh theo hướng tiếp tuyến.
Xupap thải được đặt trên nắp xylanh. Dịng khí qt chỉ đi theo một chiều từ
dưới lên nắp xylanh rồi theo xupap thải ra ngồi nên dịng khí qt ít bị hịa
trộn với sản phẩm cháy và khí thải được đẩy ra ngồi tương đối sạch, do đó
hệ số khí sót nhỏ và áp suất khí nạp lớn.
Để lựa chọn góc phối khí tốt nhất làm cho q trình hồn thiện hơn. Cửa
qt đặt theo hướng tiếp tuyến nên dịng khí qt đi vào xylanh tạo thành một
vận động xốy, do đó q trình hình thành hỗn hợp khí và q trình cháy tốt
hơn

Hình 1.1: Một số phương

pháp quét thải trên động cơ 2
kỳ
xiv


3- Hệ thống quét vòng
đặt ngang phức tạp;

1- Hệ thống quét thẳng dùng piston đối
đỉnh;
2- Hệ thống quét vòng đặt ngang theo
hướng lệnh tâm;
1.4.2.

4- Hệ thống quét thẳng
qua xupap thải;
5- Hệ thống qt vịng
đặt một bên

Hệ thống phân phối khí trong động cơ bốn kỳ

Trên động cơ bốn kỳ việc thải sạch khí thải và nạp đầy mơi chất được
thực hiện bởi cơ cấu cam-xupap, nó được sử dụng rất đa dạng. Tùy theo cách
bố trí xupap và trục cam người ta chia cơ cấu phân phối khí của động cơ bốn
kỳ thành những loại khác nhau:
Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt:
1– Đế xupap; 2– Xupap; 3Ống dẫn huớng xupap; 4– Lị xo
xupap;
5– Móng hãm hình cơn; 6–
Đĩa chặn lị xo; 7– Bulơng điều

chỉnh;
8–Đai ốc hãm; 9– Con đội;
10– Trục cam.

Hình 1.2: Cơ cấu phân phối
khí có xupap đứng.
Khi trục khuỷu quay, trục cam quay theo, vấu cam đẩy con đội đi lên,
xupap lên theo, mở đường ống hút (ống xả) thông với buồng đốt để thực hiện
kỳ hút (xả). Khi vấu cam quay tới vị trí thấp thì xupap được lị xo kéo xuống

xv


đóng kín lỗ thơng ngắt khoang ống hút (xả) với buồng đốt. Đai ốc hãm dùng
để chỉnh khe hở nhiệt ở đi xupap.
Cơ cấu phân phối khí có xupap đứng thường dùng ở máy xăng. Loại hệ
thống nạp xả có xupap đứng này làm tăng diện tích buồng đốt nhưng ít chi tiết
hơn so với loại xupap treo do đó độ tin cậy khi làm việc của loại này cao hơn
hệ thống nạp xả có xupap treo. Và an tồn hơn loại xupap treo, vì giả sử móng
hãm xupap có tuột ra, xupap cũng không rơi vào xylanh, không gây hư hỏng
cho piston,xylanh đặc biệt khi động cơ đang làm việc. Một số ưu nhược điểm
của cơ cấu:
Ưu điểm:
+ Nếu dùng con đội cơ khí số lượng chi tiết trung gian ít nên hệ thống
làm việc chắc chắn, chính xác.
+ Giảm đuợc chiều cao động cơ nên động cơ làm việc ổn định hơn.
+ Cấu tạo nắp máy đơn giản, giá thành rẻ.
 Nhược điểm:
+ Diện tích truyền nhiệt lớn (do buồng cháy không gọn) nên hiệu suất
nhiệt của động cơ thấp, khả năng chống kích nổ kém nên khó tăng tỷ số nén

+ Do luồng khí nạp, thải bị cản trở nhiều (đường nạp thải gấp khúc, đổi
chiều nhiều lần) nên hệ số nạp thấp hơn loại xupap treo.
+ Cấu tạo thân máy phức tạp hơn loại thân máy có hệ thống phân phối
khí kiểu treo.
 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo:

xvi


Hình 1.3: Cơ cấu phân phối
khí có xupap treo

1- Trục cam; 2- Con đội; 3Đũa đẩy; 4- Vít điều chỉnh; 5Trục đòn bẩy; 6- Đòn bẩy; 7- Đế
chặn lò xo; 8- Lò xo xupap; 9Ống dẫn hướng; 10- Xupap; 11Dây đai; 12- Bánh răng trục
khuỷu

Cơ cấu phân phối khí có xupap treo (Hình 1.3), các xupap được bố trí ở
phía trên của nắp máy. Hệ thống nạp xả này được dùng hầu hết trong động cơ
diesel và động cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupap treo gồm: trục cam,
con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống dẫn hướng và đế xupap.
Đối với cơ cấu xupap treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy. Thì có
thể khơng có đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng. Và có thể có
hoặc khơng có đòn gánh.
Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội làm
cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho địn gánh quay quanh trục
địn gánh. Đầu địn gánh sẽ đè lên đi xupap làm cho xupap chuyển động
tịnh tiến đi xuống mở cửa nạp và xả để thực hiện quá trình trao đổi khí. Vào
lúc trục cam khơng đổi con đội thì lị xo xupap sẽ giãn ra, làm cho xupap
chuyển động đi lên đóng cửa nạp và xả lại để thực hiện q trình nén, cháy,
giãn nở và sinh cơng. Ở tư thế này, lúc máy còn nguội, giữa đầu đòn gánh và

đi xupap sẽ có khe hở, gọi là “khe hở nhiệt”. Nhờ nó, khi máy làm việc, do
nóng lên, xupap có giãn nở, buồng đốt cũng khơng bị hở nhiệt.
 Ưu điểm:
+ Có buồng cháy gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, tổn thất nhiệt ít nên
hiệu suất nhiệt cao.
+ Tỉ số nén lớn, nâng cao được công suất của động cơ
xvii


+ Khả năng chống kích nổ tốt.
 Nhược điểm:
+ Tăng chiều cao động cơ do xupap ở nắp máy.
+ Nếu trục cam nằm ở thân máy thì số lượng chi tiết trung gian nhiều do
đó hệ thống làm việc thiếu chính xác do dung sai lắp ghép nhiều chi tiết
+ Nếu trục cam ở nắp máy thì cấu tạo nắp máy cồng kềnh nhiều chi tiết
làm việc ít chắc chắn do trục cam được đỡ trong các ổ đỡ lắp ghép bằng
bulơng
 Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap:

Hình 1.1 Cơ cấu phân phối khí có xupap treo, trục cam đặt trên nắp
xupap.
1– Xupap xả; 2– Lò xo xupap; 3– Trục cam; 4– Đĩa tựa; 5– Bulông điều
chỉnh; 6– Thân xupap rỗng; 7– Vành tựa; 8– Mặt trụ; 9– Đĩa tựa lò xo;
Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap thể
hiện trên hình vẽ (Hình 1.4). Khi trục cam đặt trên nắp xylanh, và cam trực
tiếp điều khiển việc đóng, mở xupap, khơng qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh…
Tuy nhiên hệ trục và hai cặp bánh răng cơn có phức tạp, chế tạo khó, nhưng
xviii

nó có ưu điểm là làm việc êm hơn, ít gây tiếng ồn. Bởi vì cơ cấu này khơng có
chi tiết làm việc theo chuyển động tịnh tiến có điểm dừng như trường hợp có
địn gánh và đũa đẩy. Loại này có xupap rỗng, ghép. Bulơng 5 giúp ta điều
chỉnh chiều dài xupap, sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa của
cam và đuôi xupap). Tuy nhiên, đối với xupap xả thường làm việc ở nhiệt độ
tới (300 – 400)0C vì vậy các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ, điều chỉnh bu lơng
5 rất khó. Lị xo xupap ở đây có hai chiếc có độ cứng khác nhau, chiều quấn
nguợc nhau và có chiều dài bằng nhau.
Nhờ vậy tránh được sự cộng hưởng nên bền lâu hơn. Với máy nhỏ đôi
khi người
ta đúc liền một khối, như vậy không điều chỉnh được khe hở nhiệt.
Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn một chút, khi mịn
càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu tạo đơn
giản, làm việc an tồn.
 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có
địn gánh:

xix