báo cáo thực tập chế tạo bộ phận ô tô chi tiết trục cam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (718.46 KB, 17 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b><small>THỰC TẬP CHẾ TẠO BỘ PHẬN Ơ TƠCHI TIẾT TRỤC CAM</small></b>

<b><small>Ngành: Kĩ thuật ơ tơSVTH: Lã Quang HuyMSV : 2151230760</small></b>

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

<b>Mục lục</b>

1. Trục cam là gì?...4

2. Công dụng của trục cam...5

3. Vật liệu chế tạo trục cam...5

II. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và vị trí của trục cam....7

1. Cấu tạo của trục cam...7

2. Nguyên lý của trục cam...9

2.1. Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng....9

2.2. Dẫn động trục cam ô tô bằng bộ truyền xích...11

2.3. Dẫn động trục cam bằng dây curoa...12

3. Vị trí của trục cam...13

III. Dấu hiệu, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa trục cam...14

1. Dấu hiệu trục cam bị hỏng...14

2. Nguyên nhân khiến trục cam bị hư hỏng...15

3. Phương pháp kiểm tra...15

4. Phương pháp sửa chữa...16

5. Kiểm bền trục cam...17

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

<small> </small>Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh,mang lại lợi ích rất to lớn cho con người cả về vật chấtlẫn tinh thần. Để nâng cao đời sống của nhân dân vàhòa nhập với sự phát triển chung của các quốc gia trongkhu vực khác trên thế giới. Nước ta đã và đang đẩymạnh cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Một trongnhững mục tiêu đặt ra là phát triển ngành công nghiệp ôtô.

Ngành công nghiệp cơ khí ơ tơ đóng vai trị quan trọngtrong sự phát triển chung của toàn xã hội về giải quyếtviệc làm, thúc đẩy nền kinh tế quốc dân. Trong nhữngthập niên gần đây sự phát triển mạnh mẽ của nền kinhtế, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nhu cầu đi lại ngàycàng cao và không thể thiếu đối với xã hội. Trong quátrình học tập tại Đại Học Thủy lợi, chúng em đã và đangđược các thầy, cô truyền đạt cho những kiến thức cả vềlý thuyết và thực hành, để chúng em áp dụng nhữngkiến thức đó vào thực tế và làm quen cơng việc độc lậpcủa người kỹ sư tương lai vào công một cơng việc cụthể. Chính vì lý do đó mà chúng em đã được nhận đề tàirất thực tế đó là: “ THỰC TẬP CHẾ TẠO CHI TIẾTTRỤC CAM ”.

Trong quá trình thực tập chúng em đã được sự hướngdẫn nhiệt tình của thầy giáo Ths Trần Tuấn Anh là giảngviên bộ mơn. Tuy nhiên, trong q trình thực tập chúngem cịn nhiều bỡ ngỡ, do chưa có kinh nghiệm thực tiễnnên khơng tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, chúng emrất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cơ giáo đểhồn thành tốt báo cáo và nhiệm vụ học tập tại trường. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô và cácbạn trong khoa Cơ Khí đã giúp đỡ chúng em trong qtrình nghiên cứu, đặc biệt là thầy Ths Trần Tuấn Anh đãtận tình giúp chúng em hồn thành báo cáo này. Chúngem xin chân thành cảm ơn!

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

I. Thông tin về trục cam

Trục cam là bộ phận quan trọng có vai trị tối ưu hóahiệu suất hoạt động của động cơ, có nhiệm vụ đóng, mởxu páp nạp, xu páp xả và tối ưu hóa hiệu năng của độngcơ. Bộ phận này thường được chế tạo từ hai vật liệuchính là đúc gang trắng và thép phơi thanh. Trong cácđộng cơ đốt trong ngày nay, trục cam thường được đặtở đỉnh xi lanh và nắp hộp chứa trục cam.

Trục cam là bộ phận cơ học thuộc phân phối khí trongđộng cơ đốt trong, có chức năng truyền năng lượng từphần tử này sang phần tử khác. Đây cũng là bộ phậnquan trọng, được sử dụng để vận hành xupap, góp phầntăng khả năng tối ưu hiệu suất động cơ.

Trục cam được vận hành nhờ sự trợ giúp của trụckhuỷu với tốc độ xấp xỉ một nửa tốc độ của trục khuỷu.Cấu tạo trục cam bao gồm ba bộ phận: các vấu camnạp, cam thải và các cổ trục. Trong đó, các vấu camthường được bố trí khớp với thứ tự làm việc của các xilanh. Cịn chiều cao vấu cam mang tính chất quyết địnhđộ mở của xupap và biên dạng cam thường có dạng đốixứng.

Ngồi ra, tùy theo trị số đóng mở của tiết diện lưu thơngqua dịng khí và thời điểm xupap, bộ phận này có nhữngbiên dạng khác.

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

Công dụng của trục cam bao gồm:

 Thúc đẩy việc ở van đầu vào trong quá trình hút; Mở van xả trong quá trình xả;

 Đóng cả hai van trong thời gian cịn lại;

- Trục cam chế tạo bằng các loại thép 20, 45,…Hiệnnay người ta còn chế tạo trục cam bằng gang xám đặcbiệt hoặc gang dẻo peclit.

- Trong đó thành phần gang xám: C (3,2-3,4)%; Si(2,3-2,5)%; Mn(0,4-0,7)%; Cr(0,3-0,5)%; S không quá0,1%; P 0,012%; Ni(0,5-0,7)%

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

- Trong đó thành phần gang dẻo:C(2,35-,245)%; Si(0,85-1,0)%; Mn(0,4-0,5)%;Cr<=0,06%; S và P không quá 0,15%; Al:0,015%.

<b>4. Quy trình chế tạo trục cam dạng phơi dập</b>

1: Nắn sửa thẳng phôi

2: Gia công chuẩn phụ: hai lỗ tâm

3: Nắn sửa phôi và kiểm tra hai lỗ tâm

4: Gia công cổ trục giữa để đơ luynet(bao gồm tiện và mài)

5: Tiện xén hai bên bề mặt các cổ trục,vấu cam và tiện các cổ trụ ở hai phía đầu trụ

6: Nắn sửa lại trục 7: Mài thô các cổ trục

8: Gia công chuẩn định vị theo hướng góc cho các vấu cam(rãnh then hoặc lỗ trên mặt bích)

9: Tiện các vấu cam và bánh lệch tâm

10: Mài thô các vấu cam và bánh lệch tâm 11: Gia công răng của bánh răng bơm dầu 12: Khoan các lỗ dầu trên trục

13: Gia công lỗ ren trên trục

14: Gia công rãnh dẫn trên cổ trục

15: Nhiệt luyện làm cứng cổ trục, vấu cam, bánh lệch tâm, răng xoắn

16: Nắn sửa thẳng trục 17: Mài tinh các cổ trục

18: Mài tinh các vấu cam và bánh lệch tâm

19: Đánh bóng các cổ trục, vấu cam, bánh lệch tâm 20: Tổng kiểm tra

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

II. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và vị trí của trục cam

Cấu tạo chi tiết của trục cam gồm các bộ phận như sau:Trong các động cơ đốt trong có pit tơng, trục cam đượcsử dụng để vận hành đóng mở xú páp. Bộ phận nàygồm có một thanh có dạng hình trụ chạy theo chiều dàicủa dãy xi lanh với một số thùy (vấu) hình thn nhơ ratừ nó gọi là vấu cam. Một vấu cam sẽ phụ trách một xupáp (một van). Các vấu cam khi quay sẽ tỳ vào đỉnh xupáp và và ấn vào thân xu páp di chuyển làm mở vannạp/xả tại đỉnh xi lanh, hoặc thông qua một số cơ cấutrung gian để ấn vào xu páp khi trục cam quay.

Ngoài ra trên trục cam còn một số gối đỡ thân trục camcó lỗ thơng với đường dầu bơi trơn, gối đỡ này để đỡthân trục cam nằm trên nắp máy (nắp quy lát) thơng quacác miếng bạc có lỗ dầu gọi là bạc trục cam.

Giữa sự quay của trục cam và vịng quay của trục khuỷulà mối quan hệ có tầm quan trọng rất lớn. Vì các vankiểm sốt lưu lượng của hỗn hợp khí/nhiên liệu nạp vàovà khí thải, nên chúng phải được mở và đóng vào đúngthời điểm phù hợp trong hành trình của pit tơng. Chínhvì vậy, thông qua cơ cấu bánh răng, trục cam được kếtnối trực tiếp với trục khuỷu hoặc gián tiếp thông qua mộtđai hoặc xích gọi là đai định thời (đai cam) hoặc xíchđinh thời (xích cam).

<b> Trục truyền động: Hay cịn gọi là trục lái, là bộ</b>

phận cung cấp chuyển động cho toàn bộ cụmmáy. Trục truyền động có thể hoạt động độc lập,

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

nhưng hầu hết sẽ được kết nối với trục khuỷubằng dây đai.

khác và có khả năng chịu tải mỏi cao khi động cơhoạt động.

<b> Vòng bi: Yếu tố quan trọng trong việc giữ trục ở</b>

vị trí chính xác, giảm tổn thất do ma sát trong qtrình hoạt động. Một đầu vịng bi sẽ được cấp dầuđể thay dầu trục cam liên tục.

<b> Cam: Đây là bộ phận chính của cụm, ln được</b>

van đóng mở đúng lúc.

nạp và xả khí. Tốc độ thùy sẽ phụ thuộc vào tốcđộ động cơ hiện tại.

lắp giữa cam và bánh răng thời gian. Tấm trêncùng được gắn trên nắp trước để theo dõi chínhxác các khe hở chiều.

<small></small> <b>Xích chuỗi: Nhơng xích này được gắn vào một</b>

đầu trục cam của động cơ đốt trong. Xích chuỗihoạt động với đai định thời và đĩa xích trục khuỷuđể duy trì thời gian giữa trục cam và trục khuỷu<small>.</small>

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

<b>2. Nguyên lý của trục cam</b>

Đối với mỗi kiểu bố trí thì trục cam sẽ tương ứng với mỗikiểu dẫn động khác nhau. Dưới đây 3 loại dẫn động trụccam phổ biến nhất:

<b>2.1. Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng</b>

Phần bánh răng thường được thiết kế để gắn ở vị tríđầu hoặc phần đuôi của trục khuỷu trong động cơ. Mỗivị trí nó đặt, bánh răng sẽ có những ưu điểm riêng củanó. Đối với bánh răng được thiết kế hắn ở vị trí đầu trụckhuỷu thường là dạng kết cấu dẫn động đơn giản nhấthiện nay và nó được ứng dụng để chịu tác động củahiện tượng dao động xoắn.

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

Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng được tạonên từ 2 cặp bánh răng đặt so le nhau để khiến chúngăn khớp với nhau trực tiếp hoặc có thể nối với nhauthơng qua bánh trung gian thứ 3. Khi ở động cơ 4 kỳ thì1 vòng quay của trục cam được tạo ra từ 2 vòng quaycủa trục khuỷu tương ứng. Điều này tương đương với tỷsố truyền bằng 2 và động cơ 2 kỳ sẽ có tỷ số truyền là 1.Sử dụng dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răngmang đến cho động cơ rất nhiều ưu điểm vượt trội. Cóthể kể đến những ưu điểm chính như:

 Kết cấu đơn giản.

 Hiệu suất cao cho hiệu quả vận hành tốt, cùng vớiđó nó tạo cho động cơ có độ bền và tuổi thọ caohơn trong quá trình sử dụng.

Bên cạnh những ưu điểm thì dẫn động trục cam bằng bộtruyền bánh răng cũng có những hạn chế. Hạn chế lớnnhất nằm ở chỗ, trong trường hợp khoảng cách các trụclớn sẽ khiến việc bố trí dẫn động gặp nhiều khó khăn,đồng thời tạo ra tiếng ồn lớn.

Để giảm tải tiếng ồn trong q trình động cơ vận hành,cũng như giảm kích thước của chiều trục thì các bánhrăng thường được chế tạo và thiết kế có trục nằmnghiêng. Hơn thế nữa, cơ cấu dẫn động truyền bằngbánh răng thường sử dụng cho các động cơ cỡ lớn hiệnnay như tàu thủy, xe tải,…

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

<b><small>Dẫn động bằng bộ truyền bánh răng</small></b>

<b>2.2. Dẫn động trục cam ô tô bằng bộ truyền xích</b>

Đây là kiểu dẫn động thường được đưa vào ứng dụngcho các trục cam được thiết kế dùng ở nắp hay thânmáy. Với dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích mangđến ưu điểm cho người dùng là: Kết cấu gọn nhẹ, sởhữu việc truyền động dễ dàng ngay cả khi khoảng cáchcủa trục lớn.

Tuy nhiên, dẫn động trục cam theo bộ truyền xích cũngcó nhược điểm là gây tiếng ồn và dễ bị rung động khitiến hành thay đổi tải. Không những vậy, so với bộtruyền bằng răng thì bộ truyền bằng xích có giá thànhcao hơn. Sau một thời gian dài sử dụng thì dây xíchthường xuất hiện hiện tượng bị rão. Nguyên nhân rãonày là do mòn chốt xích và con lăn, do đó cần tiến hànhthay bộ chuyền mới để đảm bảo động cơ vận hành trơntru và an toàn.

Để đảm bảo động cơ hoạt động được ổn định và trơntru thì bộ truyền xích cần được bôi trơn thường xuyên,giảm chấn cũng như sử dụng bộ phận dẫn hướng. Đồng

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

thời cần có thêm cơ cấu căng xích tự động hoặc có thểđiều chỉnh được để căng lại xích khi bị rão.

<b><small>Dẫn động trục cam trên ơ tơ bằng bộ truyền xích</small></b>

<b>2.3. Dẫn động trục cam bằng dây curoa</b>

Cách dẫn động trục cam bằng dây curoa khá giống cáchdẫn động qua truyền động xích. Tuy nhiên, thay vì sửdụng dây xích thì sẽ sử dụng dây curoa. Cơ cấu truyềnđộng này thường phổ biến hơn trong trường hợp trụccam lắp trên cao, cần một bộ căng dây để đảm bảo dâycó độ căng khi sử dụng. Xem thêm cách phân loại dâycuroa cam trong động cơ ô tô để hiểu hơn về nguyên lýnày.

Ưu điểm của kiểu dẫn động này là hoạt động êm, không

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

hơn. Với cấu tạo và kết cấu linh hoạt, trục cam hoạtđộng tốt trong cường độ cao ở mơi trường khắc nghiệt,đảm bảo đóng mở các xupap một cách chính xác. Nhờvậy hiệu suất vận hành của xe được nâng cao, tiết kiệmnhiên liệu và đem lại trải nghiệm tối ưu cho người dùng.

<b><small>Dẫn động bằng dây curoa</small></b>

Tùy vào các loại xe mà cảm biến vị trí của bộ phận nàylại khác nhau. Cảm biến này có thể nằm ở nắp dàn còhoặc bên cạnh. Trong các động cơ xăng hiện đại, vị tríphổ biến là ở đỉnh xi lanh và ở nắp hộp chứa trục cam.Cam có thể vận hành trực tiếp các van hoặc thông qualiên kết giữa thanh lắc và cần đẩy, tùy theo vị trí củatrục. Cơ cấu hoạt động này giúp người dùng dễ thao tácvà ít xảy ra sự cố hơn nhưng với điều kiện trục cam phảiđược đặt ở đầu các xi lanh.

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

III. Dấu hiệu, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa trục cam

Trong quá trình làm việc trục cam thường có các hiệntượng hư hỏng như:

 Trục cam bị cong và các cam bị mòn.

Mặt cam bị mòn làm cho khe hở xu páp tăng lên, do đóhồ khí hoặc khơng khí nạp vào khơng đủ và khí cháy rakhỏi xi lanh khơng hết, cơng suất động cơ giảm xuống,lượng tiêu hao nhiên liệu tăng lên.Ngồi ra, trục cam có thể bị nứt gãy, mịn cam lệch tâmdẫn động bơm nhiên liệu, mòn gãy các răng của bánhrăng dẫn động bơm dầu, cháy hỏng ren và rãnh then.

 Bạc lót bị mịn, cháy.

Bánh răng dẫn động trục cam , trong quá trình làm việcmạt tiếp xúc của răng có thể bị mịn, tróc rỗ và dính.Ngồi ra, đơi khi có răng cịn bị gãy nhưng hiện tượnghư hỏng hay gặp nhất là mặt tiếp xúc của răng bị mòn,dẫn đến khe hở ăn khớp của các bánh răng quá lớn,động cơ làm việc có tiêng kêu.

Trong q trình làm việc, xích bị mịn nhiều, đặc biệt làbạc và chốt, làm cho bước xích tăng lên, nên khơng ănkhớp với đĩa xích. Khi động cơ làm việc, đặc biệt là khitốc độ thay đổi hoặc tải trọng tăng thì dễ bị tuột xích vàcó tiếng kêu.

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

Những nguyên nhân khiến trục cam bị hư hỏng đó là: Do các chi tiết chịu ma sát lớn trong q trình làm

việc, thiếu dầu bơi trơn, dầu bôi trơn bẩn.

 Do quá trình lắp ghép khơng đúng yêu cầu kỹthuật, bảo dưỡng không đúng định kỳ.

<b>3. Phương pháp kiểm tra</b>

 Kiểm tra các vết nứt, xước các bộ phận của trụccam, bánh răng cam hoặc xích hay dây đai dẫnđộng: có thể dùng kính phóng đại hoặc mắtthường để kiểm tra phát hiện hư hỏng.

 Kiểm tra trục cam bị cong: Bằng cách đặt trụccam giữa hai mũi chống tâm của máy tiện hoặckhối V

 Kiểm tra khe hở lắp ghép giữagiữa cổ trục và bạc lót: Có thể dùng miếng plastichoặc dây chì để kiểm tra. Làm sạch bề mặt lót,đặt một miếng plastic ngang qua mỗi cổ trục, lắpnắp đậy trục cam và xiết chặt đến mơ men quyđịnh. Sau đó tháo các nắp ra sử dụng dụng cụ đovà đo độ dày của mảnh plastic đã bị dát mỏng, giátrị đo chính là khe hở lắp ghép giữa giữa cổ trụcvà bạc lót.

 Kiểm tra độ mịn của bánh răng cam: Muốn kiểmđộ mòn của bánh răng cam bằng cách kiểm trakhe hở ăn khớp giữa bánh răng cam với bánhrăng trục khuỷu. Có thể dùng căn lá đo ở ba vị trícách nhau 1200 rồi lấy trị số trung bình hoặc dùngdây chì có đường kính 1 – 2 mm đặt vào giữa hai

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

bánh răng ăn khớp rồi quay bánh răng, sau đó lấyra và dùng pan me hoặc thước cặp để đo chiềudày của dây chì sau khi bị ép.

<b> 4. Phương pháp sửa chữa</b>

 Trục cam hay trục phối khí được chế tạo bằngthép các bon hay thép hợp kim, được gia côngnhiệt luyện và mài bóng, điều kiện bơi trơn tươngđối tốt nên mịn chậm. Do đó, chỉ 2 – 3 lần sửachữa lớn mới mài lại trục cam.

 Để thay thế bạc lót trục cam bị mòn hoặc hưhỏng, bằng cách sử dụng một dụng cụ lắp bạcbằng ren hay một đầu đóng. Sau khi lắp bạc vàogối đỡ trục cam, yêu cầu các lỗ dầu trong bạcphải trùng với các lỗ dầu trong nắp máy hoặc thânmáy và cần phải kiểm tra độ dịch dọc của trụccam bằng căn lá hoặc đồng hồ đo.

 Bánh răng dẫn động trục cam bị mòn quá phảithay mới hoặc hàn đắp và gia công lại.

 Nếu xích dẫn động bị rão q thì phải thay mớivà tuỳ từng trường hợp mà thay cả đĩa xích chothích hợp. Trong một số trường hợp, nếu khơngcó điều kiện thay mới, có thể lộn xích lại bằngcách tháo rời các mắt xích rồi xoay chốt và bạcmột góc 900 theo đường tâm để khôI phục lạibước xích ban đầu nhưng phương pháp này ítđược sử dụng vì xích sử dụng lại khơng được lâu. Khi đĩa xích bị mịn phải thay mới hoặc hàn đắp

và gia công lại.

 Thay thế dây đai mới nếu phát hiện bất cứ hiện

</div>