Mô phỏng động học cơ cấu phân phối khí động cơ IFA trên Catia P2 potx

2.4. Các chi tiết, cụm chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí:
2.4.1. Trục cam:
Nhiệm vụ của trục cam là dẫn động và điều khiển việc đóng mở xupáp hút và thải đúng
theo chu kì hoạt động của động cơ.
Hình 2-6 Kết cấu trục cam.
1 – Đầu trục cam; 2 – Cổ trục cam; 3 – Các vấu cam; 4 – Cam lệch tâm bơm xăng; 5 –
Bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn.
Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho m
ỗi xilanh. Thời điểm đóng mở xupáp
phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các cổ
trục. Ngoài ra trên một số động cơ trên trục cam còn có vấu cam dẫn động bơm xăng,
bơm cao áp vv…Hình dạng và vị trí của cam phối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc
độ phối khí và số kì của động cơ. Cam có thể được chế tạo liền trục ho
ặc có thể làm rời
từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc.
Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép
15X, 15MH, 12XH hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép
45. Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của trục cam, của ổ trục, của mặt đầu trục
cam…) đều thấm than và tôi cứng.
+ Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ
và thiếu cổ. Nếu số cổ trục là Z và số xilanh là i thì: Số
cổ loại đủ cổ là Z = (i + 1) thường dùng ở động cơ điêzen. Số cổ loại trốn cổ Z = (i/2 + 1)
thường dùng ở động cơ xăng.
Các cổ phải mài bóng, bề mặt có độ cứng đạt 50
÷
60 HRC. Nếu trục cam lắp luồn thì
kích thước cổ phải còn lớn hơn các phần khác của trục cam. Đôi khi để dễ lắp người ta
làm đường kính các cổ khác nhau, cổ có đường kính nhỏ nhất ở phía cuối trục.
Các ổ trục cam được ép trên thân máy đều là ống thép có tráng hợp kim chịu mài mòn
như ba bít, hợp kim đồng chì, hợp kim nhôm.
Nếu trục cam lắp theo kiểu đặt, phải dùng ổ hai nửa, một nửa đ

úc trên thân hay nắp
xilanh, nửa kia làm thành nắp ổ rồi lắp lại bằng bulông hay gu giông, kết cấu này dùng ở
động cơ công suất lớn và một số động cơ có trục cam đặt trên nắp xilanh.

+ Ổ chắn dọc trục:
Để giữ cho trục cam không dịch chuyển theo chiều trục (khi trục cam, thân máy hoặc
nắp xylanh giãn nở) khiến cho khe hở ăn khớp của bánh răng côn và bánh răng nghiêng
dẫn động trục cam thay đổi làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ
chắn dọc trục. Trong trường h
ợp bánh răng dẫn động trục cam là bánh răng côn hoặc
bánh răng nghiêng, ổ chắn phải bố trí ngay phía sau bánh răng dẫn động. Còn khi dùng
bánh răng thẳng, ổ chắn có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào trên trục cam vì trong trường hợp
này, trục cam không chịu lực dọc trục và dù trục cam hay thân máy có giãn nở khác nhau
cũng không làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí như trường hợp dùng bánh răng
nghiêng và bánh răng côn.

Hình 2-7 Kết cấu đầu trục cam.
1 – Vỏ máy; 2 – Bulông hãm bích; 3 – Bích chắn; 4 – Trục cam; 5 – Vòng chắn; 6 - Ổ đỡ
trục cam; 7 – Đêm vênh; 8 – Bulông cố định bánh răng dẫn động; 9 – Then; 10 – Bánh
răng dẫn động trục cam.
2.4.2. Con đội:
Nhiệm vụ: Là chi tiết trung gian dùng để truyền chuyển động từ trục cam đến xupáp
thông qua đũa đẩy và đòn bẩy.
Điều kiện làm việc: Con đội bị tác động bởi nhiều lực, áp lực khí nén, l
ực nén lò xo
xupáp và lực quán tính của các chi tiết chuyển động.
Vật liệu chế tạo: Con đội được làm bằng gang, bề mặt tiếp xúc với cam phải được tôi
cứng bằng cách xử lý nhiệt bề mặt.
Con đội có thể chia làm 3 loại chính:
+ Con đội hình nấm và hình trụ:

Là loại con đội đáy bằng dùng phổ biến trên các loại động cơ, con đội hình nấm dùng
cho hệ thống phối khí xupáp đặt, đôi khi dùng cho xupáp kiểu treo, con đội được khoét
rỗng để lắp với đũa đẩy, phần cầu lõm phải có r
c
lớn hơn r đũa đẩy khoảng (0,2
÷
0,3)
mm. Sở dĩ làm như vậy là để tránh hiện tượng mòn vẹt mặt con đội (hoặc mặt cam) khi
đường tâm con đội không thẳng góc với đường tâm trục cam.
Khi mặt tiếp xúc là mặt cầu, con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn, nên tránh được
hiện tượng cào xước.
Loại con đội hình nấm được dùng rất nhiều trong cơ cấu phân phối khí xupáp đặt.
Thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điề
u chỉnh khe hở xupáp bắt trên phần đầu của thân.

Hình 2-8 Kết cấu con đội hình trụ và hình nấm.
+ Con đội con lăn: Gồm có thân, lò xo chặn, chốt và con lăn. Lò xo chặn có tác dụng
không cho con đội xoay. Ngoài ra, còn có bulông bắt trong thân máy để con đội hoạt
động đúng hướng.
Con
giảm m
a
+ Con đ
các xe
d
sẽ khôn
g
Ngo
à
đổi trị s

ố
khả năn
g
có lợi đ
ố
Dùn
g
là con
đ
trơn. Vì
ít thay
đ
2.4.3. Đ
ũ
Nhi
ệ
cấu phâ
n
động và
Kết
khí xup
á
hoặc rỗ
n
Để giả
m
ống thé
p
hình cầ
u

lăn được
n
a
sát vì vậy
ội thủy lực
d
u lịch cao
c
g
còn tồn t
ạ
à
i ra, dùng
ố
thời gian
g

r
ò rỉ dầu
ố
i với quá t
r
g
con đội t
h
đ
ội thủy lự
c
vậy dầu d
ù

đ
ổi.
ũ
a đẩy:
ệ
m vụ: Đũa
n
phối khí
d
lực từ con
cấu: Đũa
đ
á
p treo thư
ờ
n
g dùng để
m
nhẹ tron
g
p
rỗng hai
u
(đầu tiếp
x
H
ì
n
hiệt luyện
làm giảm

đ
: Để tránh
c
ấp người
t
ạ
i khe hở n
h
con đội th
ủ
tiết diện c
ủ
giảm đi, n
ê
r
ình nạp c
ủ
h
ủy lực, tu
y
c
làm việc
t
ù
ng trong đ
ộ
đẩy là chi
d
ẫn động g
i

đội đến đò
n
đ
ẩy dùng t
r
ờ
ng là một
t
truyền lực
g
lượng, đũ
đầu hàn g
ắ
x
úc với co
n
ì
nh 2-9 Kế
t
để chịu m
à
đ
ược mức t
i
hiện
t
ượn
g
t
a thường d

ù
h
iệt.
ủ
y lực còn
ủ
a cơ cấu p
ê
n xupáp
m
ủ
a động cơ.
y
có nhiều
ư
t
ốt hay xấu
ộ
ng cơ có
c
tiết trung
g
i
án tiếp. T
ru
n
bẩy.
r
ong cơ c
ấ

t
hanh thép
n
từ con đội
đ
a đẩy thườ
n
ắ
n với các
n
đội) hoặc
t
cấu con đ
ộ
à
i mòn. Cơ
i
êu nhiên li
g
có khe hở
ù
ng loại co
có một ưu
hân phối k
h
m
ở sớm hơ
n
ư
u điểm n

h
phụ thuộc
c
on đội thủ
y
g
ian trong
c
ru
yền chuy
ể
ấ
u phân ph
ố
n
hỏ, dài, đ
ặ
đ
ến đòn bẩ
y
n
g làm bằ
n
đầu tiếp x
ú
mặt cầu lõ
m

ộ
i con lăn.

cấu con đ
ộ
ệu.
nhiệt gây
r
n đội thủy
điểm đặc
b
h
í. Vì khi t
ố
n
khi chạy
v
h
ư trên, nh
ư
rất nhiều
v
y
lực phải r
ấ
c
ơ
ể
n
ố
i
ặ
c

y
.
n
g
ú
c
m

Hình
2
ộ
i con lăn
c
r
a tiếng ồn
v
lực. Dùng
l
b
iệt là có t
h
ố
c độ độn
g
v
ới tốc độ
n
ư
ng điều cầ
n

v
ào chất lư
ợ
ấ
t sạch và
đ
2
-10 Các d
ạ
c
ó tác dụn
g
v
à va đập,
t
l
oại con độ
i
h
ể tự động
g
cơ tăng lê
n
n
ày, điều
đ
n
đặc biệt
c
ợ

ng của dầ
u
đ
ộ nhớt ổn
đ
ạ
ng đũa đẩ
y
g
làm
t
rong
i
này
thay
n
, do
đ
ó rất
c
hú ý
u
bôi
đ
ịnh,
y

(đầu tiế
p
Vật

l
tiếp xúc
cứng H
R
2.4.4. Đ
ò
Nhi
ệ
theo đú
n
bẩy nhờ
khí.
Kết
c
hở nhiệ
t
tiếp xúc
dàng.
Mặt
trong p
h
trơn mặ
t

Vât
l
2.4.5. X
u
Nhi
ệ
gian ng
ắ
đứng n
h
p
xúc với v
í
l
iệu chế tạ
o
làm bằng
t
R
C 50
÷
6
0
ò
n bẩy:
ệ
m vụ: Tiế
p
n

g theo ph
a
vào đũa đ
ẩ
c
ấu: Đầu t
i
t
, vít này đ
ư
hình trụ đ
ư
ma sát gi
ữ
h
ần rỗng củ
a
t
tiếp xúc v
ớ
l
iệu chế tạo
u
páp:
ệ
m vụ của
x
ắ
n trong m
ộ

h
ờ vào ống
d
í
t điều chỉn
h
o
: Đũa đẩy
t
hé
p
cácbo
n
0
.
p
nhận lực
a
phân phối
ẩ
y hoặc ca
m
i
ếp xúc với
ư
ợc hãm c
h
ư
ợc tôi cứn
g

ữ
a trục và
b
a
trục. Ng
o
ớ
i đuôi xu
p
: Đòn bẩy
đ
x
upáp là:
C
ộ
t chu kì là
m
d
ẫn hướng
x
h
). Đôi khi
thường là
m
n
thành phầ
n
truyền độ
n
khí. Đòn b

m
. Nhờ có
đ
đũa đẩy t
h
h
ặt bằng đa
i
g
. Nhưng c
ũ
b
ạc lót ép t
r
o
ài ra trên đ
p
áp và mặt
t
Hình 2-
1
đ
ựợc dập b
ằ
C
ho khí nạp
m
việc của
x
upáp.

cả hai đầu
m
bằng th
é
n
cácbon t
h
n
g từ đũa đ
ẩy được g
ắ
đ
òn bẩy xu
p
h
ường có v
i
ốc. Đầu ti
ũ
ng có khi
r
ên đòn bẩ
y
òn bẩy ng
ư
t
iếp xúc củ
a

1

1
K
ết cấu
đ
ằ
ng thép c
á
vào buồn
g
piston. X
u
tiếp xúc c
ủ
é
p cácbon t
h
h
ấp, hàn gắ
n
ẩy hoặc tr
ụ
ắ
n t
r
ên trục
p
áp đóng
m
ít điều chỉ
n

ếp xúc với
dùng vít đ
ể
y
được bô
i
ư
ời ta còn k
h
a
vít điều c
h
đ
òn bẩy.
á
cbon thàn
h
g
đốt và xả
u
páp hoạt đ
ộ
ủ
a đũa đẩy
đ
h
ành phần
n
với đũa đ
ụ

c cam để
đ
của nó. Ho
m
ở theo đún
g
n
h. Sau khi
đuôi xupá
p
ể
khi mòn t
h
i
t
r
ơn bằng
h
oan lỗ để
d
h
ỉnh.
h
phần cácb
o
khí cháy r
a
ộ
ng được t
h

đ
ều là hình
trung bình
,
ẩy rồi tôi đ
đ
óng mở
x
ạt động củ
a
g
pha phân
điều chỉn
h
p
thường c
ó
h
ay thế đư
ợ
dầu nhờn
d
ẫn dầu đế
n
o
n trung bì
n
a
ngoài vớ
i

h
eo chiều
t
cầu.
,
đầu
ạt độ
x
upáp
a
đòn
phối
h
khe
ó
mặt
ợ
c dễ
chứa
n
bôi
n
h.
i
thời
t
hẳng
a)
Miệng xupáp được vát 30
0

hoặc 45
0
để được đóng kín với đế xupáp và dẫn nhiệt
truyền qua xupáp khi xupáp đóng. Xupáp được làm bằng thép chịu nhiệt vì xupáp nạp
phải chịu nhiệt độ khoảng 400
0
C và xupáp xả phải chịu nhiệt độ 500 – 800
0
C.














Hình 2-12 Kết cấu xupáp.
a) - Nấm bằng; b) – Nấm lõm; d, đ,e) – Nấm lồi; c) – Nấm xupáp được làm rỗng.
Kết cấu xupáp được chia làm 3 phần: Phần nấm, phần thân và phần đuôi. Phần nấm
do chịu tác dụng của áp suất khí thể và chịu tác dụng của lực quán tính nên khi làm việc
chịu va đập lớn gây biến dạng. Phần đuôi có nhiệm vụ định vị lò xo khi lắp ráp. Để
tránh
hao mòn thân máy và nắp xilanh người ta thường ép vào họng đường ống nạp và thải một

vòng đế xupáp.
Vật liệu chế tạo:Miếng tăng cứng là một hợp kim: Cobalt (Co) Crom (Cr) và
Tungsten (W). Hợp kim này rất cứng, chịu được mài mòn cao và chống lại sự oxy hóa ở
nhiệt độ cao. Miếng tăng cứng này được hàn vào mặt xupáp hay đế xupáp để tăng khả
năng chịu nhiệt
2.4.6. Đế xupáp:
Để tránh hao mòn thân máy người ta dùng đế xupáp ép vào h
ọng của đường ống nạp và
đường ống thải.


b)






Hình 2-13 Kết cấu đế xupáp.
a) - Đế có mặt ngoài dạng hình trụ; b) - Đế mặt ngoài hình côn; c) - Đế lắp vào nắp xilanh
bằng ren; d) - Đế ép khi bị lỏng ra; e) - Đế có ren.
Đế có mặt ngoài là mặt trụ có tiện rãnh để khi ép kim loại biến dạng vào rãnh giữ
chắc đế xupáp. Có khi mặt ngoài là mặt côn. Loại này có khi không ép sát đáy mà để khe
hở nhỏ hơn 0,04mm để còn ép tiếp khi bị lỏng ra. Có loại đế lắp vào thân máy hoặc nắp
xilanh bằ
ng ren. Loại đế mà sau khi lắp phải cán bề mặt nắp máy để kim loại biến dạng
giữ chặt đế. Loại này ít dùng.
2.4.7. Ống dẫn hướng: Để dễ sữa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xilanh ở
chỗ lắp xupáp, người ta lắp ống dẫn hướng trên các chi tiết máy này. Xupáp được lắp vào
ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng.

Ống dẫn hướng thường chế tạ
o bằng các loại gang hợp kim có tổ chức peclít. Trong
một số động cơ cao tốc còn dùng ống dẫn hướng bằng hợp kim đồng thanh nhôm. Loại
ống dẫn hướng này dẫn nhiệt rất tốt, khi thiếu dầu bôi trơn cũng không xảy ra hiện tượng
kẹt xupáp.

Hình 2-14 Kết cấu ống dẫn hướng.
a) Ống dẫn hướng hình trụ; b) Ống dẫn hướng hình trụ có vai.
2.4.8. Lò xo xupáp:
e
)

Lò xo xupáp có nhiệm vụ giữ cho xupáp đóng kín sát với đế xupáp không cho khí nén
trong buồng đốt bị lọt ra ngoài. Lò xo xupáp giữ cho các chi tiết làm việc của xupáp nạp
và xả theo sự điều khiển của các vấu cam nhờ lực lò xo trong khi xupáp chuyển động do
đó đóng mở xupáp chính xác theo biên dạng cam.
Mỗi xupáp thường dùng hai lò xo lồng vào nhau, một cái ở trong và một cái ở ngoài.
Mỗi lò xo có độ cứng khác nhau. Như vậy nó sẽ ngăn cản dao động riêng của xupáp khi
động c
ơ hoạt động ở tốc độ cao. Lò xo xupáp thường được dùng là lò xo kín hay lò xo tác
động kép. Nó đảm bảo xupáp làm việc tốt ở tốc độ cao.

Hình 2-15 Kết cấu lò xo xupáp.
a, b, c) – Lò xo xoắn ốc hình trụ; d) – Lò xo hình côn.
Do lò xo làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột. Vì vậy vật liệu
chế tạo lò xo thường dùng là thép C65, C65A…





3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ
IFA.


Hình 3-2 Sơ đồ dẫn động cơ cấu phối khí động cơ IFA
1- trục cam; 2- con đội; 3- đũa đẩy; 4- Viết điều chỉnh khe hở nhiệt
5- Cò mổ; 6-Móng hãm xupap; 7-Đĩa lòxo xupap; 8-lo xo xupap
9- Xupap ; 10- ống dẫn hướng; 11-Đế xupap





86
7
5
4
10
11
1
2

3
9
3.1. Đặc điểm kết cấu của chi tiết của cơ cấu phân phối khí động cơ IFA
3.1.1. Xupáp :
Các xupáp có nhiệm vụ đóng mở các đường nạp và đường thải để thực hiện trao đổi môi
chất trong xi lanh.
Điều kiện làm việc : xupáp làm việc trong điều kiện chịu tác động tải trọng cơ học và
nhiệt lớn .
Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên cấ
c xupáp chịu áp lực khí rất lớn và nhiệt độ cao,
nhất là xupáp thải ngoài ra xupáp còn chịu ăn mòn hoá học của các hơi axit trong khi
cháy ,đặc biệt là xupáp thải .
Khi đóng mở xupáp va đập với đế nên bị biến dạng cong vênh và trỗ bề mặt nấm
Vận tốc lưu thông của dòng môi chất qua xupáp lớn nên dễ gây mòn cơ học bề mặt đế
và nấm
Vật liệu chế tạo. Đối với xupáp th
ải : thường dùng các thép hợp kim chịu nhiệt như :
Si, Cr ,Mn Để tích kiệm vật liệu có thể chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rối hán
với thân xupáp bằng thép thông thường .
Bảng Số liệu của động cơ
TÊN THÔNG SỐ KÝ HIỆU
THỨ
NGUYÊN
GIÁ TRỊ
Công suất có ích Ne Kw 92
Tỷ số nén
ε
17
Số vòng quay n vòng/phút 2250
Đường kính xilanh D mm 120

Hành trình piston S mm 145
Số xilanh
i
τ
α
1
α
2
α
3

α
4
4
Số kỳ 4
Góc mở sớm xupáp nạp độ 8
Góc đóng muộn xupáp nạp độ 38
Góc mở sớm xupáp thải độ 44
Góc đóng muộn xupáp thải độ 8
Loại buồn cháy Ngăn cách
Kiểu xupáp
Suất tiêu hao nhiên liệu ge g/Kw.h
Thứ tự làm việc 1-3-4-2
Đối với xupáp nạp :do được dòng khí nạp làm mát nên nhiệt độ của xupáp nạp thường
thấp hơn nhiệt độ của xupáp thải (nhiệt độ làm việc của xupáp thải vào khoảng 300-
4000C) nên vật liệu chế tạo xupáp nạp thường là thép hợp kim . Cr, Cr-Mn
Kết cấu chính chia làm ba phần :
Nấm xupáp :
Mặt làm việc quan trọng của phần nấm xupáp là mặt côn góc côn của nấm thường bằng
450 để đẩm bảo độ

kín khít của dòng khí vào trong xi lanh và độ cứng vững của xupáp .
Kết cấu của nấm xupáp được làm bằng nấm bắng vì nó có ưu điểm chế tạo đơn giản có
thể dùng cho cả xupáp nạp và thải.
Thân xupáp :
Phải có đường kính và chiều dài thích hợp để dẫn hướng và tản nhiệt và chịu được lực
nghiêng khi xupáp đóng mở .
Thân xupáp có chiếu dài vừa đủ để lắp ống dân hướng và lo xo xupáp .
Đuôi xupáp :
Đuôi xupáp phải có kết cấu thích hợp để lắp đĩa lo xo xupáp . Thông thường đuôi
xupáp có mặt côn để tăng khả năng chịu mòn bề mặt đuôi xupáp ở động cơ IFA được
tráng nê



3.1.2 Đ
ế
Nhiệ
m
Giảm
h
Đế xu
p
sửa chữ
a
Đế xu
p
dụng th
é

n một lớp
h


ế
xupáp :
m
vụ là giả
m
h
ao mòn c
h
p
áp sẽ tiếp
a
.
p
áp thải là
m
é
p hợp kim


h
ợp kim cứ
n


H

m
lực va đ
ậ
h
o thân má
y
xúc với nấ
m
m
bằng vậ
t
hoặc gan
g

Hi
n
n
g.
H
inh 3-3:
K
ậ
p của xupá
p
y
và nắp xi
m
xupáp k
h
t

liệu có tí
n
g
trắng để c
h
n
h 3-4: Kết

K
ết cấu xu
p
p
và xi lan
h
lanh.
h
i xupáp đó
n
n
h năng chị
u
h
ế tạo xup
á
cấu đế xu
p

p
áp
h

.
n
g . Để tăn
u

m
òn cao
á
p .
p
áp
g tuổi thọ
v
thông thư
ờ


v
à thuận tiệ
n
ờ
ng nguời

n
khi
ta sử
3.1.3 Ô
n
Để
d

xupáp t
a
chế độ l
ắ


Ố
n
24-48 c
Bôi
t
dầu nhờ
n
3.1.4 L
ò
Lo xo
động th
e
xupáp k
h
Lo x
o
Vật liệ
u
trong cá
n
g dẫn hườ
n
d
ễ dàng sử

a
a
dùng ống
ắ
p lỏng .


n
g đẫn hư
ớ
ó
t
ổ chức
p
t
rơn ống d
ẫ
n
do bơm
c
ò
xo xupáp
:
được sử d
ụ
e
o đúng q
u
h
ông xupá

p
o
làm việ
u
chê tạo :
L
c loại thép
n
g xupáp:
a
chũa và
c
dẫn hướng

Hin
h
ớ
ng thường
p
eclit .
ẫ
n hướng v
c
ao ấp.
:

ụ
ng để đó
n
u

y luật diề
u
p
không sẩ
y
c trong
đ
L
ò xo đượ
c
C65, C65
A

c
hánh hao
m
cho xupáp

h
3-5: Ống
được chế
à thân xup
á
n
g kin xup
á
u
hành của
y
ra va đập

t
đ
ìêu kiệ
n
c
chê tạo b
ằ
A
, 65T
m
òn cho t
h
, xupáp đư
ợ
dẫn hướng
tạo bắng c
á
á
p có thể
d
á
p t
r
ên đế
x
cơ cấu ph
â
tr
ên mặt ca
m

n
chịu tả
i
ằ
ng dây thé
p

h
ân máy h
o
ợ
c lắp vào
ố

á
c loại gan
g
d
ùng phươ
n
x
upáp và đ
â
n phối khí
,
m
.
i
trọng đ
ộ

p
có đường
o
ặc nắp xi
ố
ng dẫn h
ư
g
hợp kim
n
g pháp bô
i
ảm bảo ch
o
,
do đó qu
á
ộ
ng thay
kính từ 3-
5
lanh ở ch
ỗ
ư
ớng theo
CH21-40
i
trơn cữn
g
o

xupáp c
h
á
t
r
ình đón
g
đổi đột
n
5
mm thuộ
c
ỗ
lắp
, CH
g
bức
h
uyển
g

m
ở
n
gột.
c
một


Ở độn

khít lấy
của l
ò
3.1.5 Tr
ụ
Nhiệ
m
Trục c
a
Đìêu k
cam th
ư
Vật liệ
u
thép h
ợ
Các bề
cam .) đ
Kết cấu

Động
c
Hình
d


g cơ IFA k
ế
nhau vcà
m

ò
xo
ụ
c cam :
m
vụ của tr
ụ
a
m mang c
á
iện làm vi
ệ
ư
ờng tiếp
u
chế tạo :
T
ợ
p kim có
mật ma sá
t
ều được th
ấ
: gồm có c
a

c
ơ IFA tr
ụ
d

ạng của c
a


ế
t cấu của
l
m
ài phẳng
đ
thường

ụ
c là để h
ư
á
c cam qua
y
ệ
c :Về tải
t
xúc ở t
r
ư
T
hường là t
h
thành ph
ầ
t

của trục
c
ấ
m cacbon
v
a
m thải và
Hin
h
ụ
c cam th
ư
a
m sẽ được
Hinh 3-6:
l
o xo là dạ
n
đ
ể lắp ráp
v
từ 4-10
ư
ớng xupáp
,
y
bị động c
ủ
t
rọng trục

c
ư
ợt nên h
ư
h
ép hợp ki
m
ầ
n cac bo
c
am (bề m
ặ
v
à tôi cứn
g
cam nạp .
h
3-7: Kết
c
ư
ờng khôn
g
quyết địn
h
Lò xo
n
g xoắn ốc
h
v
ới đĩa lo x

o
vòng
(
,
đìêu khiể
n
ủ
a phân ph
c
am không
ư
hỏng c
h
m
có thành
n trung b
ì
ặ
t lam việc
g
.
c
ấu trục ca
m
g
phân đo
ạ
h
bởi thứ tự

h
ìng trụ. H
a
o
xupáp và
(
không
k
n
xupáp đ
ó
ối khí.
chịu đìêu
k
h
ủ yếu củ
a
phần các
b
ì
nh như
của cam ,
c
m

ạ
n các ca
m
làm việc c
ủ

a
i vòng đầ
u
đế lò xo, s
ố
k
ể hai
v
ó
ng mở the
o
k
iện nặng
n
a
cam là
b
on thấp nh
ư
15Cr , 1
5
c
ổ trục ca
m
m
được chế
ủ
a xi lanh,
u
của lo xo

ố
vòng cô
n
v
òng đầ
u
o
đúng qu
y
n
học.Các b
ề
bị mài
m
ư
thép 30,
4
5
Mn , 12
C
m
, mặt đầ
u

tạo liền t
r
từng loại x
quấn
n
g tác

u
).
y
luật
ề
mặt
m
òn.
4
0 và
C
rNi.
u
trục
r
ục .
upáp
và góc
p
của xup
á
3.1.6 C
o
Nhiệm
khí đế
n
Đìêu
k

Vật li
ệ
kim.Trê
n
Động
Phần dẫ
n
mặt tiếp
có ba
n
3.1.7 Đ
ũ
Nhiệm
nhiệm v
ụ
p
hân phối
k
á
p .
o
n
đ
ội :
vụ :là một
n
xupáp
k
iện làm v
i

ệ
u chế tạo
n
bề nặt củ
a
cơ IFA co
n
n
hướng (t
h
xúc với lỗ
n
kính
ũ
a đẩy:
vụ : Là c
h
ụ
truyền d
ẫ
k
hí cam nạ
p
chi tiết ch
u
động cơ
i
ệc : con

đ

Hì
n
: con đội
a
con đội t
h
n
đội có dạ
n
h
ân con độ
i
dân hướn
g
lớn hơn
i tiết trung
ẫ
n động và
p
và cam th
ả
u
ng gian có
IFA sử
đ
ội chịu l
ự
n

h 3-8: Kế
t
thường đ
ư
h
ường đượ
c
n
g hình trụ
k
i
) và phần
t
g
lớn nên ít
bán kí
n
gian trong
truyền lực
ả
i được bố
nhiệm vụ
t
dụng p
h
ự
c nghiêng
t
cấu con đ
ộ

ư
ợc chế tạ
o
c
thẩm cac
b
k
ết cấu gồ
m
t
iếp xúc v
ớ
hao món.
P
n
h của
cơ cấu ph
â
từ con đội
đ
chí chung
t
ruyền chu
y
h
ương á
n
do t
r
ục c

a

ộ
i
o
bằng thé
p
b
on và tôi
c
m
hai phần:
ớ
i cam phâ
n
P
hần lõm ti
đũa đẩy
â
n phối khí
đ
ên đòn đẩ
y
t
r
ên một tr
ụ
y
ển động t
ừ

n
dẫn độ
n
a
m phân p
h

p
ít cacbon
c
ứng .

n
phối khí
ếp xúc với
khoảng
dẫn động
g
y
:
ụ
c và theo
ừ
cam phân
n
g gián
h
ối khí gâ
y

hoặc thép
thân con đ
ộ
đũa đẩy th
ư
0,2-0,3
g
ian tiếp.
N
vị trí
phối
tiếp.
y
ra.

hợp
ộ
i to,
ư
ờng
mm.
N
ó có


Vật li
ệ
bình .
Đ
khi đạt

đ
Đũa đ
đũa đẩy
3.1.8 Đ
ò
Đòn b
xupáp
Nhiệ
m
xupáp t
h


ệ
u chế tạo :
Đ
ầu tiếp xú
c
đ
ộ cứng kh
o
ẩy ở động
thường là
m
ò
n bẩy:
ẩy là một
c
.
m

vụ của đ
ò
h
eo đúng k
h

Hi
n
Đũa đẩy t
h
c
được làm
b
o
ảng HCR
5
cơ IFA th
ư
m
bằng thé
p
c
hi tiết tru
n
ò
n bẩy là
t
h
a phân ph
ố

n
h 3-9: K
ế
h
ường đượ
c
b
ằng thép
c
5
0-60 .
ư
ờng là mộ
t
p
rỗng hai đ
n
g gian mộ
t
iếp nhận l
ự
ố
i khí .
ế
t cấu đũa
đ
c
chế tạo b
ằ
c

ác bon thấ
p
t
thanh thé
p
ầu hàn gắn
t đầu tiếp
x
ự
c truyền
đ
đ
ẩy
ằ
ng thép c
á
p
và hàn v
ớ
p
nhỏ,dài
đ
các đầu ti
ế
x
úc đũa đ
ẩ
đ
ên từ đũ
a

á
c bon có t
h
ớ
i đũa đẩy
s
đ
ặc, để giả
m
ế
p xúc có h
ì
ẩ
y và một
đ
a
đẩy và tá
c
h
ành phân
t
s
au đó tôi
m
trọng l
ư
ì
nh cầu .
đ
ầu tiếp xú

c
c
dụng là
m
t
rung
cứng
ư
ợng
c
với
m
mở


Hình 3-10: Kết cấu cò mổ
Vật liệu chế tạo : Đòn bẩy được dập bằng thép có thành phần cac bon thung bình như
thép 35.
Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thướng có vít đìêu chỉnh .Sau khi đìêu chỉnh khe hở nhiệt vít
này được hãm chặt bằng đai ốc. Đầu tiếp xúc với đuôi xupáp thường có mặt tiếp xúc hình
trụ được tôi cứng, mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn b
ẩy được bôi trơn bằng dầu
chưa trong phần rỗng của trục.
Chiều dài của cánh tay đòn của đòn bẩy thường khác nhau.Cánh tay đòn phía bên trục
cam lc thường ngắn hơn bên xupáp lx.
lx/lc = (1,2-1,8)
Sở gĩ làm như vậy là để giảm hành trình của con đội do đó có thể giảm gia tốc và lực
quán tính của cơ cấu phân phối khí, khi làm việc mặt trụ ở phần đầu đon bẩ
y vừa lăn vừa
trượt trên đuôi xupáp khiên cho xupáp bị nghiêng đi và do đó mặt nấm xupáp trễ hơn thời

gian quy định.

3.2.Xác định các thông số chủ yếu của cơ cấu phân phối khí:
3.2.1.Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí:
Tại 1 thời điểm nào đó khi con đội nâng được 1 đoạn S
c
thì xupap nâng được 1
đoạn S
x
, khi đó tỉ số truyền của cơ cấu :
i=S
x
/S
c
=V
x
/V
c

Thường lx>lc và bố trí nằm ngang nên coi nó luôn vuông góc với đường tâm
xilanh.
33 56
c
x
d
x
l
l
V
V

=

Trong đó: V
d
:vận tốc vòng của đòn bẩy phía tiếp xúc với đũa đẩy
V
x
:vận tốc xupap
V
c
:vận tốc con đội











Do ở động cơ IFA con đội, xupap, đũa đẩy bố trí thẳng đứng, cánh tay đòn của đòn bẩy
nằm ngang nên i=l
x
/l
c
.
3.2.2.Xác định kích thước của tiết diện lưu thông:

Hình 3-12: Xác định tiết diện lưu thông đế xupáp
Hình 3-11: Sơ đồ tính tỷ số
truy
ềncủac
ơ
c
ấuphối khí
Sx
Sc
V
x
V
d
ψ
lc
lx
V
c
V'
d
Khi tính toán tiết diện lưu thông ta thường giả thiết dòng khí đi qua họng đế xupap là
ổn định, coi dòng khí có tốc độ bình quân và tốc độ piston không đổi.

Ta có v
k
.i.f
k
.
k
γ
= v
p
. F
p
.
p
γ

Căn cứ vào giả thiết tính ổn định liên tục của dòng khí ta có thể xác định được tốc độ
dòng khí qua họng xupap.

2
2
.
.
.
h
h
k
di
D
Vp
fi

FpVp
V ==

V
k
:tốc độ trung bình của dòng khí qua họng đê ú m/s
f
h
: tiết diện của họng đế xupap (cm
2
)
d
h
:đường kính họng đế xupap
i: số xupap ; i=2
V
p
:tốc độ bình quân của piston,
86,10
30
2250.145,0
30
.
===
nS
V
p
(m/s)
F
p

:diện tích đỉnh piston
04,113
4
120.
4
.
22
===
ππ
D
F
P
(cm
2
)
Qua thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí nạp ở chế độ toàn tải đối với ô tô
máy kéo là: V
kn
= 40 ÷ 115 m/s. Tốc độ càng cao tổn thất càng lớn. Đối với động cơ diesel
do yêu cầu hình thành hỗn hợp nên tốc độ khí nạp phải lớn hơn 40 m/s. Chọn V
kn
=40 m/s.
Đối với dòng khí thải V
kht
= (1,2÷1,5)V
khn
= 48÷60(m/s), chọn V
kht
= 60(m/s)
Đường kính họng đế xupap : d

h
=
i.V
D.Vp
kh
2

d
hn
= )(2,44
2.40
120.86,10
2
mm=
Lấy d
hn
= 47 (mm)
Do diện tích của xupap nạp lớn hơn xupap thải từ (10÷20)%
⇒d
ht
=
2,39
2,1
47
2,1
==
hn
d
(mm); Lấy d
ht

= 39 (mm)
Tiết diện lưu thông qua xupap được tính bằng công thức:
f
kl
=
2
cos
α
π
h
(d
h
+ d
1
); mà d
1
=d
h
+2e , h’ =hsinα
Do α=45° nên cosα = sinα ⇒ h’ =h cosα ; e= h cosα. Sinα
d
1
= d
h
+ 2e
f
kl
=π.h(d
h
cosα

+ hsinαcosα
2
)
α = 45
0
đối với xupap nạp và thải. Trong động cơ ngày nay, hành trình xupap thường nằm
trong phạm vi h = (0,18-0,3)d
h

h
n
= 8,46-14,1(mm); chọn h
nmax
=8,5(mm).
h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d
1n
= 47+6= 53 (mm).
Tương tự : h
t
=7,02-11,7 (mm); chọn h
tmax
= 8,5(mm).
h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d
1t
= 39+6= 45 (mm).
f
kl
=π.h(0,707d
h

+0,353h)
Tiết diện lưu thông qua xupap nạp bằng:
f
kn
=π. h
nmax
(0,707d
hn
+0,353 h
nmax
)= 3,14.8,5.10
-3
(0,707.47. 10
-3
+0,353. 8,5.10
-3
)
f
kn
= 966,96 .10
-6
(m
2
)
Tiết diện lưu thông qua xupap thải bằng:
f
kt
=π. h
tmax
(0,707d

ht
+0,353h h
tmax
)= 3,14.8,5.10
-3
(0,707.39. 10
-3
+0,353. 8,5.10
-3
)
f
kn
=815,99 .10
-6
(m
2
)
Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của Xupap.Tốc độ lưu động của dòng khí chảy
qua tiết diện lưu thông f
kl
:
V
kl
= V
p
.F
p
/i.f
kl

Qua xupap nạp bằng: V
kn
= 63,46(m/s)
Qua xupap thải bằng: V
kt
= 75,22 (m/s)
Cả V
kn
,V
kt
≤ 70÷90 (m/s).
⇒ Thoả mãn điều kiện cho phép.
3.2.3 .Chọn biên dạng cam:
3.2.3.1. Yêu cầu:
Dạng cam phải đảm bảo sao cho trị số tiết diện thời gian là lớn nhất. Cam phải mở
nhanh, giữ ở vị trí mở lớn nhất lâu và đóng nhanh xupap.
Dạng cam phải đảm bảo cho giai đoạn mở và đóng xupap có gia tốc và vận tốc
nhỏ nhất để co cấu phân phối khí làm việc êm ít va đập và hao mòn.
Dạng cam phải đơn giản dễ chế tạo.
3.2.3.2 Phương pháp thiết kế
cam:
Dùng phương pháp định sẵn dạng cam, xác định gia tốc và kiểm tra qui luật gia
tốc có phù hợp hay không. Phương pháp này có ưu điểm là dễ gia công.