Nghiên cứu hệ thống phân phối khí trên động cơ xe ô tô và hoàn thiện hệ thống trên mô hình

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

2


Danh Mục Hình Ảnh

Danh Mục Bảng

3


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, là sự gia tăng của vấn đề khí
thải gây ô nhiễm môi trường và các nguồn năng lượng. Trong số đó khí thải ô tô và
năng lượng dùng cho ô tô cũng góp phần làm gia tăng thêm vấn nạn này một số lượng
không nhỏ. Đó là những lý do thúc đẩy các hãng chế tạo ô tô trong và ngoài nước hiện
nay phải cải tiến và nâng cao tính ưu việt của động cơ, làm sao phải sử dụng nhiên liệu
một cách tiết kiệm nhất mà vẫn cho hiệu suất sử dụng cao nhất.
Để giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “Phân Phối
Khí” chính xác, đúng thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải quyết được
vấn đề nhiên liệu. Và đây cũng là đề tài chúng em được giao làm đồ án tốt nghiệp:
“Nghiên cứu hệ thống phân phối khí trên động cơ xe ô tô và hoàn thiện hệ thống
trên mô hình” Với kinh nghiệm và kiến thức còn ít nhưng với sự chỉ bảo tận tình của
thầy Th.S Nguyễn Mạnh Cường chúng em đã hoàn thành đồ án với thời gian quy định.
Trong quá trình làm đồ án, dù bản thân đã hết sức cố gắng, cộng với sự giúp đỡ nhiệt

tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời gian còn hạn chế nên khó
có thể tránh khỏi sai xót. Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của thầy cô và sự góp ý của bạn
bè để đồ án của em được hoàn thiện.
Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Th.S
Nguyễn Mạnh Cường và các thầy, cô trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thành
đồ án.

Em xin chân thành cảm ơn!

4


Hưng yên, ngày ...tháng...năm ...
Sinh viên thực hiện
Đỗ Bá Tuấn

MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây cùng với sự phát triển chung của xã hội, sự tiến bộ về khoa học kỹ
thuật của nhân loại đã bước lên một tầm cao mới. Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật,
các phát minh, sáng chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc
gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách để thúc đẩy nền
kinh tế. Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới được nhà
nước quan tâm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển của các ngành công nghiệp mới, với mục
đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp kém phát triển thành một nước công nghiệp
phát triển. Trải qua nhiều năm phấn đấu và phát triển. Hiện nay nước ta đã là thành viên
của khối kinh tế quốc tế WTO. Việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng
ta có thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên
tiến để phát triển nhiều hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc
trên con đường quá độ lên XHCN.

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển thì ngành
công nghiệp ô tô là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư phát triển mạnh
mẽ. Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát
triển mạnh mẽ, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao. Để đảm bảo độ an toàn,
độ tin cậy cho con người vận hành và chuyển động của xe, rất nhiều hãng sản xuất như :
FORD, DAEWOO, TOYOTA, MESCEDES, KIA MOTORS, … đã có nhiều cải tiến về
mẫu mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe nhằm đảm bảo an toàn
cho người sử dụng.
Trong ngành công nghệ ô tô, bên cạnh các công việc thiết kế, chế tạo, lắp ráp và sử
dụng, một công việc quan trọng là bảo dưỡng và sửa chữa . Ôtô trong quá trình khai thác,
sử dụng thì các tính năng vận hành, độ tin cậy, tính kinh tế và tuổi thọ của xe đều bị biến
đổi theo chiều hướng xấu, do đó để duy trì tình trạng hoạt động tốt, tăng thời gian sử
dụng, đảm bảo độ tin cậy thì phải thực hiện công tác bảo dưỡng định kì và sửa chữa lớn.
Công tác bảo dưỡng và sửa chữa ô tô không những kéo dài tuổi thọ, tăng độ tin cậy của
phương tiện mà còn làm tăng hiệu quả kinh tế trong sử dụng ô tô.

5


Với lí do đó đề tài: ‘‘ Nghiên cứu hệ thống phân phối khí trên xe ôtô và hoàn thiện
hệ thống trên mô hình” nhằm mục đích sử dụng những kiến thức chuyên ngành đã được
học, góp phần vào việc sử dụng và sửa chữa hiệu quả xe ôtô .

1.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
a. Khái niệm
Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn
bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học cần thiết.
b. Các bước thực hiện
Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu viết về hệ thống phân phối khí nói chung và về
động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế nói riêng.

Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói cơ cấu phân phối khí, phân tích
kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức tạo ra
một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc.

1.3. Nội dung chính của đề tài
Nội dung chính của đề tài này là làm thế nào để chúng ta có thể có một cái nhìn
khái quát về các công việc có thể tiến hành để khai thác có hiệu quả nhất hệ phân phối
khí của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế
Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ phân
phối khí của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế, nắm được cấu tạo chi tiết và sự
hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống trên động cơ. Từ đó ta có thể rút ra được
những nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngoài ra ta cũng
có thể thấy được những ưu, nhược điểm của hệ phân phối khí trên động cơ Daewoo trên
xe tải nhỏ tự chế
Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lời
khuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác hệ phân
phối khí của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế một cách hiệu quả nhất, trong thời
gian lâu nhất giúp động cơ hoạt động được với tính kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối
cùng, khi chúng ta nắm vững và khai thác hiệu quả hệ phân phối khí trên động cơ
Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế, trên cơ sở nền tảng đó chúng ta sẽ có thể khai thác tốt
các hệ phân phối khí trên động cơ kiểu mới hơn, được ra đời sau này và tiên tiến hơn

1.4. Kế hoạch thực hiện đề tài
- Giới thiệu tổng quan về hệ phân phối khí.
- Hệ thống phân phối khí của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế
6

- Kiến thức chung về hư hỏng, thông số sửa chữa của hệ phân phối khí của động cơ
Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế
- Quy trình tháo, lắp hệ thống.
- Sửa chữa hệ phân phối khí của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế
- Hoàn thiện mô hình của động cơ Daewoo trên xe tải nhỏ tự chế

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
1.1. Công dụng -phân loại -yêu cầu
1.1.1. Công dụng
Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khí
thải) ra khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động
cơ diezel) vào xylanh để động cơ làm việc liên tục.

1.1.2. Phân loại
+) Phân loại cơ cấu phân phối khí căn cứ vào cách thức đóng mở cửa nạp và cửa xả.
- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo và xupáp
đặt).
- Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt.
- Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp và cửa xả (động cơ hai kỳ).
+) Căn cứ vào vị trí của xupáp và trục cam ta chia ra
- Loại xupáp đặt: có hai cách bố trí trục cam đó là bố trí trên nắp máy hoặc trong thân
máy.
- Loại xupáp treo: có trục cam bố trí trong thân máy.

1.1.3. Yêu cầu
- Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí (thải sạch sản vật cháy, nạp đầy hỗn
hợp đốt).
- Đóng mở đúng thời gian quy định.
7

- Đảm bảo đóng kín buồng cháy của động cơ trong các kỳ nén nổ và không cho khí
thải quay lại buồng đốt.
- Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất.
- Dễ điều chỉnh và sửa chữa.

1.2. Bố trí xupáp và dẫn động của cơ cấu phân phối khí
1.2.1. Số xupáp.
Thông thường mỗi xylanh có 1 xupáp thải và 1 xupáp nạp. Đường kính nấm xupáp
nạp thường lớn hơn đường kính nấm xupáp thải để ưu tiên nạp đầy cho động cơ.Để
tăng tiết diện lưu thông qua các dòng khí nạp và khí thải, nhất là đối với động cơ có
đường kính xylanh lớn, số xupáp có thể là 3 (2 xupáp nạp và 1 xupáp thải) hoặc 4
xupáp (2 nạp và 2 thải). Hiện nay ngay cả đường kính xylanh nhỏ như ôtô du lịch
người ta cũng thiết kế 4 xupáp cho 1 xylanh. Ngoài việc tăng tiết diện lưu thông cho
dòng khí lưu động, người ta còn tạo ra chuyển động xoáy do đóng mở các xupáp cùng
tên trong xylanh lệch nhau, do đó hoàn thiện quá trình hoàn thành khí hỗn hợp và cháy
để cải thiện tính năng làm việc của động cơ. Hiện nay một số động cơ dùng 5 xupáp
cho 1 xylanh, trong đó có 3 xupáp nạp và 2 xupáp thải.
1.2.2. BỐ TRÍ XUPÁP

Hình 1.1. Bố trí xupáp
a. Xupáp nạp và xupáp nằm cùng một phía
b. Xupáp nạp và xupáp nằm về hai phía
c. Xupáp bố trí song song với xylanh
d. Xupáp bố trí nghiêng so với xylanh
Để tận dụng và khí thải sấy nóng khí nạp mới, để tăng cường quá trình bay hơi và hoà
trộn nhiên liệu với không khí trên đường ống nạp và thải nằm cùng một phía của động
cơ (hình 1.1a).
Nhưng cũng có trường hợp, nhằm hạn chế ảnh hưởng tăng nhiệt độ của khí nạp mới

làm giảm hệ số nạp và đường thải được bố trí về hai phía của động cơ (hình 1.1b ). Hầu
hết động cơ Diezel được bố trí theo phương án này. Xupáp thường được bố trí song
8


song với xylanh (hình 1.1c). Nhưng có một số trường hợp phụ thuộc vào kết cấu buồng
cháy, xupáp được bố trí nghiêng đi để cho buồng cháy được gọn ( hình 1.1d)

1.2.3. Dẫn động xupáp

Hình 1.2. Dẫn động xupáp
a.Dẫn động trực tiếp
b. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua kiểu trung gian (cò mổ)
c. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua kiểu trung gian ( con đội, đũa đẩy, cò mổ,)
d. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua kiểu trung gian (con đội)
e. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua kiểu trung gian (con đội, cò mổ)
Xupáp được dẫn động gián tiếp thông qua các chi tiết trung gian như : con đội, đũa
đẩy, đòn gánh, cò mổ ( hình 1.2 ). Ngoài ra để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung
gian, xupáp được dẫn động trực tiếp từ cam (hình1 .2a) hoặc qua một chi tiết trung
gian là đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupáp (hình 1.2b,c,d,e). Tuy vậy phải giải
quyết vấn đề trục cam với khoảng cách xa.

9


1.2.4. Dẫn động trục cam
Có nhiều phương pháp dẫn động trục cam. Tuỳ thuộc vào từng loại động cơ có thiết
kế vị trí trục cam khác nhau mà người ta chọn cách dẫn động trục cam thích hợp. Để
thực hiện đúng các pha phối khí thì các thời điểm mở và đóng của xupáp phải tương
đương với vị trí nhất định của piston. Để đảm bảo không bị trượt tương đối trong

truyền động từ trục khuỷu đến trục cam phải đảm bảo tỉ số truyền 2:1 (động cơ 4 kỳ),
1:1 (động cơ 2 kỳ). Đáp ứng nhu cầu đó thì có các cách dẫn động như sau :

Dẫn động trực tiếp giữa bánh răng cơ và bánh răng cam.

Dẫn động gián tiếp thông qua các bánh răng trung gian.

Dẫn động bằng xích.

Dẫn động bằng đai ( thường sử dụng bằng đai răng).

Dẫn động bằng trục vít

a) Dẫn động bằng bánh răng
* Kết cấu bộ truyền.

động bằng bánh

Hình
răng

1.3.

Dẫn

1. Bánh răng
2. Bánh răng cơ.

cam

3. Mặt bích.
răng cam và bánh

4. Dấu của bánh
răng cơ.

Dẫn động bằng

bánh răng dùng

cho động cơ có

trục cam bố trí

trong thân máy,

hoặc hộp trục

khuỷu. Thường được dẫn động bằng bánh răng nên khoảng cách giữa trục cam và trục
khuỷu nhỏ.

10


Bánh răng cam được lắp trên đầu trục cam bằng then hoặc vít cố định. Bánh răng cơ
được lắp với trục khuỷu bằng mối ghép then hoa. Trên bánh răng trục cam có số răng
gấp hai lần số răng trên bánh răng cơ (động cơ 4 kỳ) và bằng nhau

(động cơ 2 kỳ). Để
các bánh răng được ăn khớp êm dịu thì trên động cơ thường dùng các bánh răng

nghiêng. Các bánh răng của trục cam được chế tạo bằng vật liệu tổng hợp để tránh mòn
cho bánh răng cơ và bánh răng cam ăn khớp được êm dịu. Để thuận tiện cho việc điều
chỉnh sửa chữa cơ cấu phân phối khí, trên bánh răng trục cam và bánh răng trục cơ
được khắc dấu đặt cam cho máy số 1.
* Nguyên lý dẫn động
Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay làm bánh răng trục khuỷu quay thông qua cặp
bánh răng dẫn động làm trục cam quay ngược chiều và khi trục cam quay được một
vòng thì trục khuỷu quay được hai vòng.

b). Dẫn động bằng bánh răng trung gian
* Kết cấu bộ truyền

Hình 1.4. Dẫn động bằng bánh răng trung gian
1. Bánh răng cơ.
2. Bánh răng trung gian.
3. Bánh răng cam.
11


Kiểu dẫn động bằng bánh răng trung gian có thể áp dụng cho động cơ có trục khuỷu
và trục cam có khoảng cách lớn.
Nhưng kiểu dẫn động này làm cho thân máy có kết cấu phức tạp (vì phải lắp nhiều
trục trung gian để lắp bánh răng trung gian). Do đó cơ cấu dẫn động trở nên cồng kềnh,
khi làm việc có tiếng ồn.
* Nguyên lý dẫn động
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay làm bánh răng trục khuỷu quay sẽ dẫn động
cho bánh răng trung gian quay ngược chiều với bánh răng cơ và dẫn động cho bánh
răng trục cam quay.

c) Dẫn động trục vít

* Kết cấu bộ truyền

Hình 1.5. Dẫn động bằng trục vít
1. Trục vít
2. Bánh răng cơ
3. Bánh răng cam

4. Ổ bi
5. Trục khuỷu
6. Trục cam

Kiểu dẫn động này làm cho kết cấu động cơ gọn hơn kiểu dẫn động bằng bánh răng
trung gian. Nhưng khi dùng hệ thống trục vít còn có ổ chắn để chịu lực dọc trục và
khống chế độ dơ dọc trục. Khi lắp ghép phải đảm bảo khe hở của khớp vào khoảng
0,1- 0,25 mm để bánh răng không bị kẹt khi thân máy giãn nở vì nhiệt.
* Nguyên lý dẫn động
12


Khi động cơ làm việc, trục khuỷu và bánh răng cơ quay dẫn động cho bánh răng cam
và trục cam quay thông qua bánh răng của trục vít.
* Ưu nhược điểm của bộ truyền bánh răng
+ Nhược điểm: Do được truyền động bằng bánh răng nên chỉ thích hợp với động cơ
có trục cam ở trong thân máy. Không thích hợp với động cơ có trục cam nắp máy. Khi
khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu lớn phương án phải dùng thêm nhiều bánh
răng trung gian hoặc trục vít. Điều đó làm cho thân máy trở nên phức tạp và cơ cấu dẫn
động trở nên cồng kềnh, khi làm việc có tiếng ồn.
+ Ưu điểm: Bôi trơn dễ dàng, dễ điều chỉnh và dễ sửa chữa những sai hỏng. Cấu tạo
đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ và dễ thay mới, làm việc có độ tin cậy cao và ít hư
hỏng.

d). Dẫn động bằng xích
Phương án này dùng khá phổ biến trong những động cơ có trục cam nằm trên nắp
máy. Phương án này làm giảm đến mức tối đa giới hạn các chi tiết truyền động từ trục
cam đến xupáp thuận tiện cho việc tăng tốc độ động cơ.
* Kết cấu bộ truyền

Hình 1.6. Cơ cấu dẫn động bằng xích
13


1. Trục khuỷu
2. Bánh răng cơ
3. Xích
4. Guốc căng xích
5. Cơ cấu căng xích
6. Bánh răng cam
7. Trục cam

8. Đòn bẩy xupáp
9. Xupáp
10. Bạc của bulông điều chỉnh
11. Bulông điều chỉnh
12. Cơ cấu đỡ xích
13. Bánh răng dẫn động bơm dầu

Dẫn động bằng xích có ưu điểm gọn nhẹ có thể dẫn động trục cam ở khoảng cách lớn.
Tuy vậy phương án này có nhược điểm là giá thành của xích đắt hơn giá thành chế tạo
bánh răng nhiều. Khi phụ tải lớn và sau một thời gian sử dụng, xích thường bị dão, gây
nên tiếng ồn và làm sai lệch phân phối khí. Để giữ cho xích luôn được căng người ta
dùng cơ cấu căng xích có lò xo hoặc vít điều chỉnh độ căng của xích. Để chống rung

cho xích người ta dùng tấm dẫn hướng cho xích.
* Nguyên lý dẫn động
Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay, bánh xích được gắn trên trục khuỷu quay
thông qua dải xích dẫn động làm bánh răng xích trục cam quay. Chiều quay của trục
cam cùng chiều với chiều quay của trục khuỷu. Khi trục cam quay được một vòng thì
trục khuỷu quay được hai vòng.
e). Dẫn động bằng đai
* Kết cấu bộ truyền

Hình 1.7. Dẫn động bằng đai.
1. Bánh răng trục khuỷu
2. Bánh căng đai
3. Bánh răng trục cam
4. Đai răng

5. Trục cam
6. Xupáp nạp
7. Xupáp xả
8. Trục cam xả
14


Bánh răng cam được lắp với trục cam bằng các đai ốc hãm, số răng trên bánh răng
cam bằng hai lần số răng trên bánh răng cơ (động cơ 4 kì).
Bánh răng trục khuỷu được lắp trên trục khuỷu bằng mối ghép then hoa có đai ốc
hãm. Dây đai dẹt có răng ngang ăn khớp với các răng của bánh răng trục cam và bánh
răng trục khuỷu. ở một số động cơ V6 - V8, có hai hoặc 4 trục cam. Trong hệ thống
truyền động đai răng có bộ căng đai có thể điều chỉnh tự động độ căng của đai sao cho
dây đai không trùng, tránh hiện tượng trượt đai làm sai pha phối khí.
* Nguyên lý dẫn động

Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay thông qua bánh răng trục khuỷu và dải đai
răng, bánh răng trục cam quay làm trục quay. Chiều của các trục cam (động cơ nhiều
trục cam) cùng chiều quay của trục khuỷu. Khi trục cam quay được một vòng thì trục
khuỷu quay được hai vòng (động cơ 4 kỳ) và một vòng (động cơ 2 kỳ).
* Ưu nhược điểm
Sử dụng bộ truyền bằng đai có ưu điểm là chạy êm không gây tiếng ồn. Điều chỉnh độ
căng đai dễ dàng, kết cấu đơn giản hơn bộ truyền xích vi không cần thanh dẫn hướng,
bộ giảm chấn, bộ truyền xích và bộ điều chỉnh căng đai đơn giản hơn bộ điều chỉnh độ
căng của xích. Dây có tính chất mền dẻo, cơ động cao vì vậy có thể dẫn động trực tiếp
cho nhiều trục cam, nhiều bộ phận cần dẫn động khác của động cơ nên giảm được khối
lượng chi tiết. Nhưng giá thành cao phải thay mới thường xuyên và điều chỉnh phức
tạp.

1.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc cơ cấu phân phối khí
1.3.1. Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo

15


Hình 1.8. Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
1. Bánh răng cơ

8. Đũa đẩy

2. Cam xả

9. Trục đòn gánh

3. Cam nạp

10. Cò mổ

4. Gối đỡ

11. Lò xo xupáp

5. Con đội

12. Vít điều chỉnh

6. Xupáp

13. Bạc gối đỡ

7. Ống dẫn hướng

1.3.1.1. Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.9. Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
1. Trục cam

6. Thân máy

2. Con đội

7. Đũa đẩy

3. Lò xo xupáp

8. Đòn gánh

4. Xupáp

9. Cò mổ
16


5. nắp máy

1.3.1.2. Nguyên lý làm việc
Trường hợp trục cam đặt trên thân máy nó nhận truyền động trực tiếp từ trục khuỷu
qua cặp bánh răng cơ (bánh răng trục khuỷu) ở đầu trục khuỷu qua bánh răng trục cam.
Do cặp bánh răng này có tỷ số truyền là i =1/2 nên tốc độ quay của trục cam chỉ bằng
1/2 so với trục khuỷu. Khi cam phối khí chưa tác động vào con đội thì nhờ vào lực đàn
hồi của lò xo giãn ra kéo xupáp đóng kín cửa nạp, cửa thải trong động cơ. Lúc này các
chi tiết : Con đội, đũa đẩy, giàn đòn gánh, cò mổ ở vị trí không làm việc. Khi cam phối
khí bắt đầu tác động con đội làm cho con đội chuyển động đi lên đẩy đũa đẩy đi lên tác
động vào đòn gánh làm nó quay quanh trục đòn gánh. Đầu cò mổ tác động vào đuôi
xupáp thắng được sức căng của lò xo làm cho xupáp mở cửa nạp hoặc cửa thải. Để cho
động cơ thực hiện quá trình nạp hoặc thải khí lò xo xupáp bị nén lại.
Trường hợp trục cam đặt tại nắp máy thì dẫn động cho trục cam thông qua xích, đai
răng, hoặc hệ thống bánh răng ăn khớp. ở trường hợp cam có thể tác động trực tiếp vào
đuôi xupáp hoặc tác động vào cò mổ của giàn đòn gánh để thực hiện mở xupáp.

1.3.2. Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt

Hình 1.10. Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
1. Đế xupap

6. Bulong điều chỉnh

2. Xupap

7. Đai ốc hãm
17


3. Ống dẫn hướng

8. Con đội

4. Lò xo xupáp

9. Cam

5. Móng hãm
Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu động cơ thông qua cặp bánh răng dẫn động làm cho trục

cam và vấu cam quay theo.
Khi cam quay từ vị trí thấp nhất tới vị trí đỉnh cao nhất của vấu cam, cam tiết xúc với con
đội. đẩy con đội đi lên, đẩy xupap đi lên mở cửa nạp (hoặc xả). Lúc đó lò xo (4) của
xupap bị nén lại.
Khi cam quay từ vị trí đỉnh cao nhất về vị trí thấp nhất, nó vẫn tiếp xúc với con đội, lò xo
(4) giãn ra và nhwof sức căng của lò xo đẩy xupap chuyển động đóng kín của nạp(xả).
Kết thúc quá trình nạp(xả) của động cơ.

1.4. Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i

18

Hình 1.11. Hệ thống điều khiển phối khí VVT-i
Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, những hệ thống VVT-i sử dụng áp suất
thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này có thể làm
tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm.Như trong hình
minh họa, hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay
trục cam trong một phạm vi 40 0 so với góc quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm
phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến.
Thời điểm phối khí được điều khiển như sau:
+ Khi nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp ở tải nhẹ, hay khi tải nhẹ :
Thời điểm phối khí của trục cam nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xupáp giảm đi để
giảm khí xả chạy ngược lại phía nạp. Điều này làm ổn định chế độ không tải và cải
thiện tính kinh tế nhiên liệu và tính khởi động.
+ Khi tải trung bình, hay khi tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng :
Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội
bộ và giảm mất mát do bơm. Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tếnhiên
liệu. Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên đểgiảm hiện
tượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện hiệu quả nạp.
+ Khi tốc độ cao và tải nặng :
Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội bộ
và giảm mất mát do bơm. Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tếnhiên liệu.
Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên đểgiảm hiện tượng
quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện hiệu quả nạp. Ngoài ra, điều khiển phản
hồi được sử dụng để giữ thời điểm phối khí xupáp nạp thực tế ở đúng thời điểm tính toán
bằng cảm biến vị trí trục cam.

 Cấu tạo
Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam
nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, và van điều khiển dầu phối

phí trục cam để điều khiển đường đi của dầu.

• Bộ điều khiển VVT-i
Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạt được cố
định trên trục cam nạp. Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp sẽ
xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i theo hướng chu vi để thay đổi liên lục thời
điểm phối khí của trục cam nạp. Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến
trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động. Khi áp suất dầu không đến bộ điều
khiển VVT-i ngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt
động của bộ điều khiển VVT-i để tránh tiếng gõ.

19


Ngoài loại trên, cũng có một loại mà píttông dọc chuyển theo hướng trục giữa các then
xoắn của bánh răng bên ngoài (tương ứng với vỏ) và bánh răng trong (gắn trực tiếp vào
trục cam) để làm xoay trục cam.

• Van điều khiển dầu phối khí trục cam
Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển (Tỷ lệ hiệu dụng) từ
ECU động cơ để điều khiển vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu cấp đến bộ điều
khiển VVT-i đế phía làm sớm hay làm muộn. Khi động cơ ngừng hoạt động, thời điểm
phối khí xupáp nạp được giữ ở góc muộn tối đa

 Hoạt động
Van điều khiển dầu phối khí trục cam chon đường dầu đến bộ điều khiển VVT-i tương
ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ. Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam nạp tương
ứng với vị trí nơi mà đặp áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm
phối khí. ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạt
động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độnước

làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam. Hơn nữa, ECU dùng các tín
hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm phối
khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn.

• Làm sớm thời điểm phối khí
Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được đặt ở vị trí như trên hình vẽ bằng ECU
động cơ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí để
quay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí.

• Làm muộn thời điểm phối khí
Khi ECU đặt van điều khiển thời điểm phối khí trục cam ở vị trí như chỉ ra trong hìnhvẽ,
áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay
trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí. ECU động cơ tính toán góc
phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành. Sau khi đặt thời điểm phối khí chuẩn, van điều
khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóng như được chỉ ra trên hình vẽ, để giữ
thời điểm phối khí hiện tại.

20


CHƯƠNG II: CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO
TRÊN XE TẢI NHỎ TỰ CHẾ
2.1. Kết cấu của các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
2.1.1 Cấu tạo

21


Hình 2.1: Động cơ xe daewoo
2.1.2. Xupáp.

Hình 2.2: Xupap của động cơ xe daewoo
a , Nhiệm vụ:
Xupap có nhiệm vụ đóng mở của nạp, cửa thải để thực hiện quá trình trao đổi khí.
b, Kết cấu:
Xupap được chia làm 3 phần: Nấm xupap, thân xupap, đuôi xupap

22


Hình 2.3: Cấu tạo xupap
+ Nấm xupap

a
b
c
d

Hình 2.4: Kết cấu nấm xupap
a. Nấm bằng

c. Nấm lồi

b. Nấm lõm

d. Nấm chứa nát ri (Na)

Kích thước cơ bản của nấm là đường kính nấm, góc nghiêng .. và chiều rộng
mặt côn b.
+ Thân xupap :Có nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho xupap

a
b

Hình 2.5 : Kết cấu thân xupap
a. Thân xupap

b. Thân xupap có chứa Na

+ Đuôi xupap :

a
b
23


c
d

Hình 2.6: Kết cấu đuôi xupap
a. Đuôi xupap có mặt hình côn

c. Đuôi xupap có lỗ để lắp chốt

b. Đuôi xupap có rãnh vòng

d. Đuôi xupap chế tạo bằng thép ostenit
và được tôi cứng

2.1.3. Ổ đặt.
a, Nhiệm vụ:

Ổ đặt nằm trong khối nắp máy, cùng với xupap thực hiện nhiệm vụ đóng mở cửa nạp
cửa xả.
b, Kết cấu:
Ổ đặt được hãm trong nắp máy nhờ các rãnh vòng và kim loại biến dạng khi ép
(hình2.8a) nhờ tính tự hãm của bề mặt côn (hình 2.8b) và kết cấu khoá do nòng ống (hình
2.8c). Bề mặt tiếp xúc của bề mặt nấm xupáp thường có 3 góc khác nhau (hình 2.8d), để
đế và nấm xupap tiếp xúc tốt, thì góc ỏ của nấm xupap phải chọn bằng 45o.
Hình 2.7: Kết cấu ổ đặt

2.1.4. Ống dẫn hướng.
a, Nhiệm vụ:
Ống dẫn hướng có nhiệm vụ dẫn hướng cho thân xupap thực hiện quá trình dịch chuyển
tịnh tiến và xoay
b, Kết cấu
a. Ống dẫn hướng hình trụ
có mặt vát đầu
b. Bề mặt ngoài của ống dẫn
hướng có độ côn
c. Bề mặt ngoài của ống dẫn
hướng có vai và cữ

a

b

c
24


Hình 2.8: Kết cấu ống dẫn hướng xupap

Về mặt kết cấu của ống dẫn hướng xupap có kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có vát mặt
đầu để lắp (hình 2.9a). Ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp xi lanh có độ dôi.
Để lắp ráp dễ dàng bề mặt ngoài của ống có độ côn nhỏ (hình 2.9b). Bề mặt của ống có
vai và cữ khi lắp ghép với thân hoặc nắp xi lanh (hình 2.9c).
Đường kính trong của ống dẫn hướng được gia công chính xác sau khi lắp ghép vào thân
máy hoặc nắp xi lanh. Khe hở giữa thân xupap và ống dẫn hướng ở xupap thải lớn hơn
xupap nạp do xupap thải tiếp xúc trực tiếp với khí cháy.
2.1.5. Lò xo xupap
a, Nhiệm vụ:
Lò xo xupap có nhiệm vụ giữ cho xupap ép kín với mặt đế xupap, cùng các chi tiết khác
của cơ cấu phân phối khí thực hiện quá trình đóng mở cửa nạp, cửa thải.
b, Kết cấu:
Lò xo xupap thường là lò xo trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa xupap và đế lò xo.
Số vòng lò xo thường là 4 ÷ 10.

Hình 2.9: Lò xo xupap trong động daewoo

25