Tính toán hệ thống phân phối khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 51 trang )

Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Đồng Nai, 4/2024

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ

Chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ThS. NGUYỄN HOÀNG LUÂN

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Đồng Nai, 4/2024

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1.1.4 Điều kiện làm việc...5

1.2 Phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc...6

1.2.1 Hệ thống phân phối khí dùng xupap treo...6

1.2.2 Hệ thống phân phối khí có xupap đứng (xupap đặt)...7

1.2.3 Hệ thống phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap...7

1.2.4 Hệ thống phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh có địn gánh...8

1.2.5 Hệ thống phân phối khí điều khiển điện tử...9

1.3 Đặc điểm kết cấu các chi tiết chính của hệ thống phân phối khí...11

1.3.1 Cấu tạo chung...11

CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ...20

2.1 Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phân phối khí...20

2.1.1 Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí...20

2.1.2 Xác định tiết diện lưu thơng và trị số "thời gian - tiết diện"...21

2.1.3 Chọn biên dạng cam...24

2.2 Dạng cam lồi và động học con đội...25

2.2.1 Biên dạng cam lồi...25

2.2.2 Động học con đội đáy bằng (con đội hình nấm, hình trụ)...27

2.2.3 Động học con đội con lăn làm việc với cam lồi...30

2.3 Tính nghiệm bền lị xo xupáp...32

2.3.1 Qui dẫn khối lượng các chi tiết:...32

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Hình 1.1 Hệ thống phân phối khí xupap treo...7

Hình 1.2 Hệ thống phân phối khí xupap đứng...8

Hình 1.3 Hệ thống phân phối khí có xupap được dẫn động trục tiếp bằng cam...9

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có địn gánh...10

Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình...10

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển kiểu Valvetronic...11

Hình 1.13 Con đội con lăn...18

Hình 1.14 a. Con đội phẳng có con lăn; b. Con đội đáy phẳng...19

Hình 1.15 .a.Con đội hình nấm; b. Con đội hình trụ...19

Hình 2.1 Sơ đồ tính tỷ số truyền cơ cấu phân phối khí...21

Hình 2.2 Tiết diện lưu thơng của xu páp...22

Hình 2.3 Xác định trị số thời gian tiết diện của xupáp...25

Hình 2.4 So sánh các dạng cam...26

Hình 2.5 Dựng hình cam lồi...27

Hình 2.6 Xác định bán kính ρ cung tiếp tuyến...28

Hình 2.7 Động học con đội đáy bằng giai đoạn 1...29

Hình 2.8 Động học con đội đáy bằng giai đoạn 2...29

Hình 2.9 Động học con đội con lăn giai đoạn 1...31

Hình 2.10 Động học con đội con lăn giai đoạn 2...31

Hình 2.11 Xác định các góc giới hạn khi con đội con lăn làm việc với cam lồi...33

Hình 2.12 Qui dẫn khối lượng lị xo...34

Hình 2.13 xác định đường đặc tính của lị xo xupap...37

Hình 2.14 Chọn đường đặc tính của lị xo xupap...38

Hình 2.15 Sơ đồ tính bền trục cam...41

Hình 2.16 Sơ đồ tính áp suất trên thân con đội...43

Hình 2.17 Sơ đồ tính địn bẩy...45

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

LỜI NĨI ĐẦU

Hệ thống phân phối khí đóng vai trị quan trọng trong hoạt động của động cơ ô tô, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, mức tiêu hao nhiên liệu và khí thải. Do đó, việc nghiên cứu và tính tốn hệ thống phân phối khí có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả hoạt động của động cơ ơ tơ.

Đề tài "Tính tốn hệ thống phân phối khí của động cơ ơ tơ" được thực hiện với mục đích: Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí. Xây dựng mơ hình tốn học để tính tốn các thơng số quan trọng của hệ thống phân phối khí như: thời gian mở van, lưu lượng khí nạp, lưu lượng khí thải, v.v. Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau như: hình dạng kênh nạp, hình dạng kênh thải, kích thước van, v.v. đến hiệu quả hoạt động của hệ thống phân phối khí.

Đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của hệ thống phân phối khí. Sau 3 tuần nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hoàng Luân.

Chúng em đã hoàn thành đề tài này. Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện có thể cịn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được những góp ý q báu từ thầy để hồn thiện đề tài hơn nữa.

Xin trân trọng cảm ơn!

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ1.1Tổng quan

1.1.1Cơng dụng

Hệ thống phân phối khí có cơng dụng điều khiển q trình trao đổi khí trong xylanh. Thực hiện các cơng việc đóng mở các cửa nạp và cửa xả với mục đích nạp đầy khơng khí, hỗn hợp cháy (hỗn hợp cháy gồm xăng - khơng khí đối với động cơ xăng) và thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh.

1.1.2Nhiệm vụ

Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ dùng để thực hiện q 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 liên tục.

1.1.3Yêu cầu

Đảm bảo thải sạch và nạp đầy

Các xupap phải đóng mở đúng thời điểm quy định Độ mở phải đủ lớn để dịng khí dễ lưu thơng

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, cơng chi phí thấp.

1.1.4Điều 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 N.

Hơn nữa mặt nấm xupap luôn luôn va đập mạnh với đế xupap nên rất dễ biến dạng. Do xupap trực tiếp tiếp 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 dịng 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 dịng khí thải rất lớn, mới bắt đầu thải có thể đạt được 400-600 m/s nên khiến cho xupap nhất là xupap xả thường dễ bị quá nóng và bị

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

dịng khí ăn mịn. Ngồi ra trong nhiên liệu có lưu huỳnh nên khi cháy tạo axit ăn mịn 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 mịn hóa học và hiện tượng xâm thực của dịng khí thải có nhiệt độ cao.

1.2Phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc

1.2.1Hệ thống phân phối khí dùng xupap treo

Hệ thống phân phối khí có xupap treo 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 cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupap treo gồm: trục cam, con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống đẫn 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 địn 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 đòn gánh. Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupap làm cho xupap chuyển động tịnh tiến đi xuống mở cửa nạp và xả để thực hiện q trình trao đổi khí. Vào lúc cam khơng đội 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 quá trình nén, cháy, giãn nở và sinh công. Ở tư thế này, lúc máy cịn nguội, giữa đầu địn 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 không bị, hở nhiệt.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hình 1.1 Hệ thống phân phối khí xupap treo

1- Cò mổ. 2- Đũa đẩy. 3- Xupap. 4- Con đội. 5- Trục cam.

1.2.2Hệ thống phân phối khí có xupap đứng (xupap đặt)

Hệ thống phân phối khí có xupap đứng trình bày trên loại này thường dùng ở máy xăng.

Hình 1.2 Hệ thống phân phối khí xupap đứng

1 –đế xupap; 2 – xupap; 3- ống dẫn huớng xupap; 4 – lị xo xupap;5– mónghãm hình cơn; 6 – đĩa chặn lị xo; 7 – bulơng điều chỉnh; 8– con đội; 9– trục cam.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Ở đây không có đũa đẩy, địn gánh, con đội 8 trực tiếp truyền động cho xupap 2. Thay đổi chiều cao tuyệt đối của con đội bằng bu lông 7 và ốc hãm sẽ điều chỉnh được khe hở nhiệt. 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 khi động cơ đang làm việc.

1.2.3Hệ thống phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap

Hệ thống phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap thể hiện trên hình vẽ. 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 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. Bulông 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 mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu tạo đơn giản, làm việc an tồn.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 1.3 Hệ thống phân phối khí có xupap được dẫn động trục tiếp bằng cam

1–xupap xả; 2–lị xo xupap; 3–trục cam; 4–đĩa tựa; 5–bulơng điều chỉnh; 6–thân xupaprỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ.

1.2.4Hệ thống phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh có địn gánh

Hệ thống phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có địn gánh được thể hiện trên hình vẽ. Trục cam đặt trên nắp xylanh, nhưng cam không trực tiếp tỳ vào xupap mà thông qua đòn gánh. Chuyển động từ trục khuỷu cho trục cam bằng xích. Điều chỉnh khe hở nhiệt được thực hiện nhờ vít điều chỉnh và ốc hãm ở đầu địn gánh.

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có địn gánh.

1.2.5Hệ thống phân phối khí điều khiển điện tử

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

1.2.5.1 Sơ đồ nguyên lý tổng quát

Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình

Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm sốt liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cả biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chẩn đoán khi có sự cố xảy ra. Điều khiển đơng cơ bao gồm điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển góc phối cam, điều khiển ra tự động.

1.2.5.2 Sơ đồ cấu tạo

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển kiểu Valvetronic.

1:Mô tơ bước; 2:Bộ truyền trục vít bánh vít; 3:Cần dẫn hướng; 4:Trục nắp cần dẫnhướng; 5: Đòn gánh; 6:Lò xo xupap; 7: Xupap.

Hê thống cung cấp nhiên liệu kiểm sốt số lượng khơng khí đi qua cổ họng bướm ga và quyết định số lượng nhiên liệu tương ứng mà động cơ yêu cầu. Bướm ga mở càng rộng thì lượng khơng khí đi vào buồng đốt càng nhiều. Tại vùng họng bướm ga, bướm ga đóng một phần thậm chí gần như đóng, nhưng những piston vẫn cịn hoạt động, khơng khí được lấy vào từ một phần của ống thông của đường ống phân phối đầu vào, ống thơng nằm giữa vị trí bướm ga và buồng đốt có độ chân khơng thấp ngăn cản tác động của sự hút vào và bơm vào của những piston, làm lãng phí năng lượng. Các kỹ sư ơ tơ nói đến hiện tượng này như sự bỏ phí năng lượng khi có sự bơm. Động cơ hoạt động càng chậm thì các bướm ga đóng càng nhiều, và sự lãng phí năng lượng càng lớn. Valvetronic giảm tối thiểu mất mát khi bơm bằng sự giảm bớt sự tăng lên của trục van và số lượng khơng khí đi vào buồng cháy. So với những động cơ cam đôi kiểu cũ với sự xuất hiện của bánh con lăn có bộ phận định hướng, valvetronic sử dụng thêm một trục lệch tâm, một mô tơ điện và một số cần đẩy (đòn gánh) trung gian, mà lần lượt dẫn động sự đóng và mở của các xupap. Nếu địn gánh đẩy xuống sâu, những van nạp sẽ bị đẩy xuống ở vị trí mở xupap lớn nhất và làm cho tiết diện lưu thông qua các van là lớn nhất. Như vậy, valvetronic có khả năng nạp nhiều, thời gian nạp dài

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

(hành trình van lớn) và q trình nạp được đầy hồn tồn, tiết diện lưu thơng nhỏ (hành trình van ngắn) tuỳ thuộc vào vị trí định trước trên động cơ.

1.3Đặc điểm kết cấu các chi tiết chính của hệ thống phân phối khí

.

1.3.1Kết cấu chung

Hình 1.7 kết cấu nắp xilanh

1-roăng xupap; 2-ống lót vịi phun; 3- bulơng áp lực; 4- vịi phun; 5- roăng vịi phun; 6-đĩa lị xo; 7-móng hãm; 8-lị xo lớn xupap; 9- lò xo nhỏ xupap; 10-bộ phận làm xoayxupap; 11-đế xupap xả; 12-xupap xả; 13-ống dẫn hướng xupap; 14-ống bảo vệ vòi phun;

15-Xupap nạp; 16- Đế xupap nạp ; a- nước làm mát động cơ lên; b-đường dầu bơi trơn;c- Khí xả; d- khí nạp

1.3.2Trục cam

Vai trị

Trục cam mang các cam dẫn động cơ cấu phối khí. Trong một số trường hợp, trên trục cam cịn có các bộ phận của hệ thống khác như : cam của bơm chuyển nhiên liệu, bánh răng dẫn động bơm dầu, dẫn động chia điện – đánh lửa….

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 1.8 Kết cấu trục cam

1- Đầu trục cam, 2- Cổ trục cam, 3- Cam nạp và cam thảiĐiều kiện làm việc

Về mặt tải trọng, trục cam không phải chịu nhiều điều kiện làm việc nặng nhọc. Các bề mặt làm việc của cam tiếp xúc thường là dạng trượt nên dạng hỏng chủ yếu của trục cam là mài mòn.

Vật liệu

Để chế tạo trục cam, người ta sử dụng thép ít cacbon như thép C30, thép cacbon trung bình như thép C40, C45 hoặc thép hợp kim như 15Cr, 15Mn,

Các xupap có vai trị đống mở cửa nạp và cửa thải để thực hiện q trình trao đổi khí. Việc thải sạch và nạp đầy môi chất sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất làm việc của động cơ.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 1.9 Kết cấu xupap

1 – Đuôi xupap, 2 – Thân xupap, 3 – Nấm xupap.Điều kiện làm việc

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. Ví dụ, ở động cơ xăng, nhiệt độ xupap thải có thể đến 800¿8500C, cịn ở động cơ diesel có thể tới 500 ¿ 6000C. Ngồi ra, xupap cịn bị ăn mịn hóa học do các hơi axit trong khí cháy, đặc biệt là đối với xupap thải.

Khí xupap đóng mở, nấm xupap va đập với đế nên nấm dễ bị biến dạng cong vênh và mòn rỗ bề mặt nấm.

Vận tốc lưu động của môi chất qua xupap rất lớn. Đối với xupap thải, vận tốc này có thể đạt 400 ¿ 600 m/s gây ra mòn cơ học bề mặt nấm và đế.

Vật liệu

Đối với xupap thải, thường sử dụng thép hợp kim chịu nhiệt có các thành

phần như silic, crôm, măng gan. Để tiết kiệm vật liệu có thể chỉ chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rồi hàn với thân xupap bằng thép thông thường. Để chống mòn và chống gỉ, người ta mạ lên bề mặt làm việc của xupap một lớp mỏng hợp kim côban.

Đối với xupap nạp, người ta cũng sử dụng thép hợp kim crôm, măng gan

hoặc hợp kim chịu nhiệt có thêm thành phần của silic. Tuy nhiên khả năng chịu nhiệt không cần cao như đối với vật liệu của xupap thải.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

1.3.4Đế xupap

Vai trò

Đế xupap tiếp xúc với nấm xupap khi đóng. Để tăng tuổi thọ và thuận tiện khi sửa chữa, đế xupap thường được chế tạo rời ( bằng vật liệu chịu mòn) rồi nắp vào than máy ( cơ cấu phối khí xupap treo).

Hình 1.10 Một số dạng đế xupap.

Vật liệu

Đối với thân máy hoặc nắp xylanh bằng nhôm, đế xupap nạp và đế xupap thải đều được, làm rời với thân máy. Còn than máy và nắp xylanh bằng gang thì chỉ làm đế xupap rời cho xupap thải. Đế xupap thường được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc gang trắng và được lắp có độ dơi vào than máy hoặc nắp xylanh.

1.3.5Ống dẫn hướng xupap

Vai trò

Để dẫn hướng được xupap và để dễ gia công, sửa chữa, thay thế cũng như có thể dùng vật liệu tốt nhằm tăng tuổi thọ, ống dẫn hướng xupap được chế tạo rời rồi lắp vào thân máy (cơ cấu phối khí xupap đặt) hay nắp xylanh (cơ cấu phối khí xupap treo).

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Hình 1.11 Ống dẫn hướng xupap.

Vật liệu

Người ta thường dùng gang hợp kim, gang dẻo nhiệt luyện để chế tạo ống dẫn hướng xupap cho các động cơ thông thường. Đối với động cơ cao tốc, vật liệu được dùng là đồng thanh hoặc kim loại bột được tẩm dầu nhằm tăng khả năng chịu nhiệt và dễ thích ứng với điều kiện bơi trơn khó khăn

1.3.6Lị xo xupap

Vai trị

Lị xo xupap giúp xupap trở về vị trí khi khơng chịu tác dụng lực từ con đội hoặc cị mổ, đồng thời giúp xupap đóng kín các cửa nạp và cửa thải.

Hình 1.12 Kết cấu lị xo hình trụ

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

1 – lị xo có bước khơng đều (đối xứng), 2 – lị xo có bước khơng đều ( đối xứng), 3 – lòxo kép, 4 – lò xo bên trong, 5 – lị xo bên ngồi.

Điều kiện làm việc

Lị xo xupap ngồi sức căng ban đầu cịn chịu tải trọng thay đổi đột ngột và tuần hoàn trong quá trình xupap đóng mở.

Con đội là chi tiết trung gian truyền chuyển động từ cam đến xupap.

Điều kiện làm việc

Cũng như trục cam, con đội làm việc trong điều kiện tải trọng cơ học không khắc nghiệt. Dạng hỏng chủ yếu là mòn các bề mặt làm việc.

Vật liệu

Con đội thường được 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 tôi cứng đạt HRC 52 đến 65. Một số động cơ có con đội bằng gang trắng hàn với thân con đội bằng thép. Con lăn của con đội chế tạo bằng thép vịng bi được tơi cứng đạt HRC 58 đến 62.

Kết cấu

Con đội có con lăn có ưu điểm là: giảm ma sát, mịn đều, về ngun 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 nằm mục đích này, trên thân con đội có phay một rãnh nhỏ, trên thân máy lắp một vít hãm, đầu vít có chốt lắp khít trong rãnh hãm trên thân con đội

Nhược điểm chính của con đội này là trọng lượng lớn nên chỉ dùng cho động cơ có tốc độ chậm và trung bình.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Con đội có con lăn bi kim và có lị 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 tốc độ cao

Hình 1.13 Con đội con lăn

Hình 1.14 a. Con đội phẳng có con lăn; b. Con đội đáy phẳng.

Con đội đáy phẳng có kết cấu đơn giản, dễ chế tao nhưng bề mặt làm việc chịu ma sát lớn, loại này thường dùng cho máy nhỏ

Đòn bẩy thường được dùng thay thế cho con đội trong các động cơ tàu thủy. Nó gồm có một cần nhận lực hướng bên, một con lăn và một đệm đỡ cần bẩy.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Những con đội có con lăn ở đầu nhằm mục đích làm giảm ma sát, cịn 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 là 1.5 đến 3.0mm.

Hình 1.15 .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. 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.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

CHƯƠNG 2TÍNH TỐN CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ2.1Xác định các thơng số cơ bản của cơ cấu phân phối khí.

2.1.1

Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí

Tại một thời điểm nào đó con đội nâng được một đoạn Sc thì xupáp nâng được một đoạn Sx, khi đó tỷ số truyền của cơ cấu

Thường lx > lc và bố trí nằm ngang nên coi nó ln vng góc với đường tâm xilanh (góc lắc con đội bé).

Trong đó:

vd: Vận tốc vịng của địn bẩy phía tiếp xúc với đũa đẩy vx: Vận tốc xupáp

vc: Vận tốc con đội.

Chiếu vd và vc lên đường tâm đũa đẩy ta có vd' và vc' coi vd' ~ vc' ta có:

Hình 2.16 Sơ đồ tính tỷ số truyền cơ cấu phân phối khí

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Từ cơng thức trên rút ra:

Tỷ số truyền i thường nằm trong phạm vi i = 1,2 - 1,5

Khi làm việc i thay đổi theo vị trí làm việc (ϕ và ψ) nhưng thay đổi khơng đáng kể vì ϕ và ψ bé. Khi tính lấy với giá trị i ứng với vị trí con đội nâng 1/2 hành trình.

Khi con đội, xupáp, đũa đẩy bố trí thẳng đứng, cánh tay đòn của địn bẩy nằm ngang thì i=lx/lc

2.1.2

Xác định tiết diện lưu thông và trị số "thời gian - tiết diện"2.1.2.1. Tiết diện lưu thơng của xupáp

Hình 2.17 Tiết diện lưu thơng của xu páp

Khi tính tốn tiết diện lưu thơng ta thường giả thiết dịng khí đi qua họng đế xupáp là ổn định, coi dịng khí nạp, thải có tốc độ bình qn và tốc độ pittơng

</div>