Ông cũng đưa ra các điều kiện nhằm đạt hiệu suất cực đại của động cơ đốt tronggồm: - Thể tích xy lanh tối đa - Tốc độ làm việc lớn nhất - Tăng tỉ số nén tối đa - Áp suất tối đa kể từ lúc
Theo phương pháp đốt cháy hòa khí
Động cơ nhiên liệu tự bốc cháy (động cơ Diesel): nhiên liệu lỏng được phun tới vào buồng hay và tự bốc cháy nhờ nhiệt độ cao của môi chất quá trình nén. Động cơ đốt cháy cưỡng bức: hòa khí được đốt cháy cưỡng bức nhờ nguồn nhiệt bên ngoài (tia lửa điện từ bu-gi) Loại này gồm toàn bộ động cơ dùng chế hòa khí và máy ga. Động cơ đốt cháy hỗn hợp: hòa khí được đốt cháy nhờ hai nguồn nhiệt: một nguồn do nhiệt độ môi chất cuối quá trình nén (không đủ tự chảy) và nguồn khác do tác dụng của thành nóng trong buồng cháy hoặc do mỗi lửa (cầu nhiệt). Động cơ đốt cháy tổ hợp (động cơ ga – Diesel): hòa khí của nhiện liệu thể khí hoặc nhiên liệu lỏng được đốt cháy cưỡng bức, nhờ ngọn lửa do tự chảy của nhiên liệu mỗi còn nhiên liệu Diesel mỗi được phun vào xy lanh cuối quá trình nén tự bốc cháy nhờ nhiệt độ cao của môi chất nền.
Theo loại chu trình công tác
Động cơ cấp nhiệt đẳng tích (V = const) gồm tất cả động cơ có tỷ số nén thấp (E ≈ 5 –
11) và đốt nhiên liệu cưỡng bức (động cơ dùng chế hòa khí và động cơ ga).
- Động cơ cấp nhiệt đẳng áp (P = const) gồm các động cơ có tỷ số nén cao (E = 12 -
24), phun tới nhiên liệu nhờ không khí nén và nhiên liệu tự bốc cháy (hiện nay không sản xuất loại này), ngoài ra còn động cơ đốt trong tăng áp cao. Động cơ cấp nhiệt hỗn hợp: một phần nhiệt cấp trong điều kiện đẳng tích, phần còn lại cấp nhiệt trong điều kiện đẳng áp – bao gồm tất cả các động cơ Diesel hiện đại với tỷ số nên cao (g = 12 – 16), phun nhiên liệu trực tiếp và nhiên liệu tự bốc cháy Phần lớn động cơ Diesel hiện nay hoạt động theo chu trình này.
Theo đặc điểm cấu tạo động cơ
- Động cơ một xy lanh
- Động cơ nhiều xy lanh a Động cơ 1 xy lanh b Động cơ nhiều xy lanh
Hình 2.7 – Động cơ 1 và nhiều xy lanh Động cơ đốt cháy hỗn hợp: hòa khí được đốt cháy nhờ hai nguồn nhiệt: một nguồn do nhiệt độ môi chất cuối quá trình nén (không đủ tự chảy) và nguồn khác do tác dụng của thành nóng trong buồng cháy hoặc do mỗi lửa (cầu nhiệt). Động cơ đốt cháy tổ hợp (động cơ ga – Diesel): hòa khí của nhiện liệu thể khí hoặc nhiên liệu lỏng được đốt cháy cưỡng bức, nhờ ngọn lửa do tự chảy của nhiên liệu mỗi còn nhiên liệu Diesel mỗi được phun vào xy lanh cuối quá trình nén tự bốc cháy nhờ nhiệt độ cao của môi chất nền.
Theo loại chu trình công tác
Động cơ cấp nhiệt đẳng tích (V = const) gồm tất cả động cơ có tỷ số nén thấp (E ≈ 5 –
11) và đốt nhiên liệu cưỡng bức (động cơ dùng chế hòa khí và động cơ ga).
- Động cơ cấp nhiệt đẳng áp (P = const) gồm các động cơ có tỷ số nén cao (E = 12 -
24), phun tới nhiên liệu nhờ không khí nén và nhiên liệu tự bốc cháy (hiện nay không sản xuất loại này), ngoài ra còn động cơ đốt trong tăng áp cao. Động cơ cấp nhiệt hỗn hợp: một phần nhiệt cấp trong điều kiện đẳng tích, phần còn lại cấp nhiệt trong điều kiện đẳng áp – bao gồm tất cả các động cơ Diesel hiện đại với tỷ số nên cao (g = 12 – 16), phun nhiên liệu trực tiếp và nhiên liệu tự bốc cháy Phần lớn động cơ Diesel hiện nay hoạt động theo chu trình này.
Theo cách bố trí xy lanh
Động cơ đặt đứng: xy lanh đặt thẳng đứng Động cơ nằm ngang: xy lanh nằm ngangĐộng cơ một hàng: xy lanh đặt thành một hàng, đường tâm xy lanh song song với nhau và cùng nằm trên một mặt phẳng. Động cơ hai hàng song song hoặc hai hàng hình chữ V. Động cơ nhiều hàng theo dạng hình sao X và các loại động cơ nhẹ cao tốc khác. Động cơ hình sao, một hàng các đường tâm xy lanh đặt theo hướng nằm trên cùng một mặt phẳng – động cơ Diesel cao tốc. Động cơ hình sao, nhiều hãng song song – động cơ Diesel cao tốc, trục khuỷu đặt trên mặt phẳng ngang hoặc đặt thẳng đứng. Động cơ piston đối đỉnh, có một, hai hoặc nhiều trục khuỷu, liên kết với nhau nhờ hệ bánh răng.
Hình 2.8 - Cấu tạo động cơ theo cách bố trí xy-lanh
Theo khả năng thay đổi chiều quay của trục khuỷu
- Động cơ chỉ quay phải – trục khuỷu động cơ quay theo chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ bánh đã tới mũi tẩu (động cơ tầu thuyền) hoặc nhìn từ đầu tự do (các động cơ khác).
- Động cơ chỉ quay trái – trục khuỷu động cơ quay ngược với chiều kể trên. Động cơ quay được hai chiều – chiều quay của trục khuỷu động cơ có thể thay đổi nhờ cơ cấu đảo chiều (chỉ dùng cho động cơ chính tầu thủy).
Theo công dụng của động cơ
- Động cơ tĩnh tại: hoạt động cố định ở một điểm (trạm bơm, trạm phát điện ).
- Động cơ tầu thủy: gồm máy chính dùng để quay chân vịt hoặc máy phát điện để truyền động điện tới chân vịt tầu thủy và máy phụ dùng cho các nhu cầu khác trên tầu (cụm phát điện Diesel, cụm Diesel máy nén dùng cho các nhu cầu trên lầu).
- Động cơ đầu xe lửa.
- Động cơ ô tô máy kéo.
- Động cơ dùng trong máy nông nghiệp, máy xây dựng, máy làm đường, các máy móc của trang thiết bị quân sự.
Ngoài những đặc trưng kể trên, cũng có thể dựa vào những đặc trưng phụ khác để phân loại động cơ như theo hệ thống làm mát, theo cơ cấu điều chỉnh về mặt nguyên lý làm việc của các loại động cơ đốt trong đều phải thực hiện các quá trình.
Các ứng dụng của động cơ đốt trong
ĐCĐT là nguồn động lực chính dẫn động các phương tiện giao thông vận tải như: ô tô, xe máy, tàu thủy, máy bay và các máy công tác khác (máy phát điện, bơm nước, ) ĐCĐT chiếm vị trí quan trọng trong quá trình cơ giới hóa sản xuất trong mọi lĩnh vực: giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thủy, hành không…), nông nghiệp (máy nông nghiệp, máy tuốt lúa, ), lâm nghiệp, xây dựng, công nghiệp,
Ngoài ra, lĩnh vực ĐCĐT có tác động tương hỗ với nhiều lĩnh vực khác: cơ khí, điện, điện tử, điều khiển tự động, vật liệu kim loại và phi kim loại, vật liệu mới, xăng dầu
Hiện nay, nhiều loại động cơ khác đang được nghiên cứu và chế tạo như: động cơ điện, tuốc bin khí, tuốc bin nước, động cơ chạy bằng nhiên liệu khí, năng lượng mặt trời nhưng vẫn chưa được sản xuất hàng loạt vì còn khuyết điểm như: giá thành chế tạo cao, kích thước không nhỏ gọn, không tiện dụng, Vì vậy, ĐCĐT dùng nhiên liệu lỏng (xăng và Diesel) vẫn chiếm vai trò quan trọng và hiện nay vẫn đang được sử
CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN ĐỘNG CƠ Ô TÔ
Trên động cơ ô tô hiện nay, động cơ đốt trong là hệ thống chính nhưng để có được sự hoạt động tốt nhất và hiệu quả nhất cho động cơ ô tô cũng như cho ô tô thì ngoài cơ cấu sinh lực còn cần có nhiều hệ thống phụ trợ khác như:
Hệ thống phát lực có nhiệm vụ bao kín buồng cháy và tiếp nhận lực khí cháy truyền xuống trục khuỷu tới máy công tác Hệ thống phát lực bao gồm các chi tiết như piston, xéc măng (bạc piston), chốt piston, thanh truyền (tay dên), bạc đầu to (miễn dên) và đầu nhỏ (nếu có) thanh truyền, trục khuỷu (cốt máy), bạc trục khuỷu (miễn cốt máy) và bánh đà.
Hình 3.1- Hệ thống phát lực
Hệ thống cố định bao gồm các chi tiết chiếm phần lớn khối lượng của động cơ như thân máy, nắp quy-lát, nắp cò, cạc te nhớt, đường ống nạp và thải… Đây là những chi tiết có kết cấu rất phức tạp dùng để ghép các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ Hình dạng và kếu cấu của chúng phụ thuộc vào công suất động cơ, kiểu làm mát động cơ hay phương pháp chế tạo…
Hình 3.2 - Hệ thống cố định
Hình 3.3 - Thân máy là bộ xương của động cơ đốt trong
3.3 Hệ thống phân phối khí
Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ nạp đầy không khí hoặc hòa khí (xăng hòa trộn với không khí) vào buồng đốt trong kỳ nạp và thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh trong kỳ thải Hệ thống phân phối khí phải làm việc rất chính xác để đáp ứng được nhiệm vụ trên.
Hình 3.4 - Hệ thống phân phối khí
Hệ thống phân khối bao gồm các chi tiết như trục cam, xích cam (dây cuaroa cam), xupap, lò xo xupap, cò mổ, … Ngoài ra trên các hệ thống phân phối khí hiện đại trên các dòng xe của TOYOTA như Camry, Altis, Fortuner, LandCruiser còn trang bị thêm các cơ cấu điều khiển cam thông minh VVT-i, tương tự trên các dòng xe khác như HONDA, MAZDA, KIA, HYUNDAI, BMW, MERCEDES, AUDI… đều trang bị thêm các cơ cấu để cải thiện hiệu quả làm việc của các hệ thống phân phối khí.
Hình 3.5 – Cơ cấu phân phối khí DOCH trên các mẫu ô tô hiện đại
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ có nhiệm vụ cung cấp đúng lượng nhiên liệu cần thiết cho động cơ trong kỳ nạp, lượng nhiên liệu phụ thuộc vào các điều kiện vận hành của động cơ như: khởi động, cầm chừng (không tải), tăng tốc, nửa tải, toàn tải…
Các loại động cơ xăng hiện đại ngày nay đều đang sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử nhằm tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm phát thải ô nhiễm…
Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng b Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel Hình 3.6- Hệ thống nhiên liệu
Các loại động cơ Diesel ngày nay vẫn còn sử dụng bơm cao áp (bơm phân phối) để cấp nhiên liệu tới động cơ Bên cạnh đó, hệ thống phun nhiên liệu điện tử Common Rail cũng được ứng dụng để giảm phát thải ô nhiễm, tăng công suất động cơ Diesel.
3.5 Hệ thống bôi trơn Động cơ đốt trong hoàn toàn được chế tạo từ kim loại, do đó khi hoạt động sẽ có ma sát giữa các bề mặt chi tiết gây mài mòn Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ làm giảm tối đa sự ma sát mài mòn đó, đồng thời giúp cho động cơ hoạt động mượt mà hơn Hệ thống bôi trơn là một hệ thống quan trọng ảnh hưởng tới tuổi thọ lẫn khả năng sinh công suất của động cơ.
Hình 3.7 - Hệ thống bôi trơn động cơ
Trong quá trình hoạt động, động cơ đốt trong sẽ sinh ra một lượng nhiệt rất lớn Nhiệt độ quá cao sẽ làm các chi tiết giãn nở gây bó kẹt với nhau, đồng thời sự mài mòn sẽ tăng lên và độ bền của chi tiết cũng sẽ giảm xuống Do đó, hệ thống làm mát được thiết kế để làm giữ nhiệt độ của động cơ trong một phạm vi nhiệt độ mà động cơ hoạt động ổn định, nhiệt độ sẽ không quá cao cũng không quá thấp.
Hình 3.8 - Hệ thống làm mát động cơ đốt trong
3.7 Hệ thống điện động cơ Động cơ đốt trong trên ô tô luôn được trang bị các thiết bị và hệ thống điện nhầm giúp cho động cơ có thể hoạt động Có thể dễ dàng nhận biết các trang bị điện cho động cơ xăng như: hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, máy phát, ac-quy…, động cơ Diesel được trang bị các thiết bị điện như bugi xông, máy phát, hệ thống khởi động, ac-quy…
Hình 3.9 - Bộ chia điện trên ô tô đời cũ
CHUẨN ĐOÁN SỬA CHỬA HƯ HỎNG HỆ THỐNG PHÁT LỰC
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là một cơ chế phức tạp, chúng hoạt động liên động với nhau và là thành phần chính cấu tạo nên động cơ, nhờ có hệ thống này động cơ mới có thể hoạt động được
Tuy nhiên để một chiếc xe có thể vận hành được thì phải dựa vào chuyển động quay của bánh xe, lực này được tạo ra bởi trục khuỷu Thanh truyền là bộ phận trung gian giúp chuyển đổi chuyển động tịnh tiến từ Pit-tông thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu. Thanh truyền (tiếng Anh: connecting rod), hay còn gọi là biên, tay biên, tay dên (từ tiếng Pháp: bielle), là một bộ phận của động cơ piston, có nhiệm vụ kết nối piston với trục khuỷu Thanh truyền kết hợp cùng với tay quay (khuỷu) biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu Thanh truyền chịu lực nén và lực kéo từ piston và quay ở hai đầu.
Tiền thân của thanh truyền là cơ cấu liên hợp cơ học dùng trong các cối xay nước Cơ cấu liên hợp này biến đổi chuyển động quay của bánh xe nước thành chuyển động tịnh tiến. Thanh truyền được dùng chủ yếu trong các động cơ đốt trong hoặc động cơ hơi nước.
Trục khuỷu là một phần của động cơ dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay Nó nhận lực từ piston để tạo ra mô men quay sinh công đưa ra bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực hiện các quá trình sinh công Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khíthể, lực quán tính và lực quán tính ly tâm Có hai loại trục khuỷu là trục khuỷu nguyên và trục khuỷu ghép.
Hình 4.1 - Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
4.1.1.Cấu tạo chi tiết của trục khuỷu – thanh truyền a Cấu tạo chi tiết của trục khuỷu
Hình 4.2 - Cấu tạo chi tiết trục khuỷu
Trục khuỷu có cấu tạo chung bao gồm: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng, đuôi trục khuỷu, cụ thể như sau: Đầu trục khuỷu: Thường được lắp vấu để khởi động hoặc để quay, puly dẫn động quạt gió, bơm nước, các bánh răng dẫn động trục cam, …Đầu trục khuỷu thường được lắp thêm bộ giảm chấn xoắn để nâng cao hiệu quả làm việc
Cổ trục khuỷu: Đây là phần khá quan trọng của trục khuỷu Ở hầu hết các loại động cơ đều có cổ trục khuỷu được làm rỗng để chứa dầu bôi trơn Đồng thời, các bánh răng dẫn động trục cam, … Tương tự như phần đầu thì phần cổ trục khuỷu cũng cóc thể lắp thêm bộ giảm chấn xoắn theo ý muốn.
Chốt khuỷu: Đây là bộ phận đóng vai trò lắp nối với đầu to của thanh truyền trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền Chúng được gia công với nhiệt độ cao, giúp nâng cao độ cứng và có độ bóng nhất định Thông thường số chốt khuỷu bao giờ cũng bằng số xi lanh động cơ (động cơ một hàng xi lanh) Chốt khuỷu cũng có đường kính nhỏ hơn đường kính cổ trục Tương tự như cổ trục, bộ phận chốt khuỷu có thể làm rỗng để giảm trọng lượng trục khuỷu và chứa dầu bôi trơn Bên cạnh đó, các khoảng trống còn có tác dụng lọc dầu bôi trơn.
Má khuỷu: Hầu hết có hình elip đóng vai trò phân bố ứng suất được hợp lý nhất Đây cũng là bộ phận nối liền cổ trục và cổ chốt. Đối trọng: Bộ phận này đóng vai trò giúp cân bằng các lực và mô men quán tính không cân bằng của động cơ Bên cạnh đó, nó còn làm giảm tải cho ổ trục và là nơi khoan bớt các khối lượng thừa khi cân bằng trục khuỷu Đối trọng được chế tạo liền với má khuỷu hoặc làm rời sau đó hàn hoặc bắt bulong với má khuỷu. Đuôi trục khuỷu: Phía trên đuôi có lắp bánh đà với nhiệm vụ chính là truyền công suất ra bên ngoài.
Nhóm 1 Trang 28 b Cấu tạo của thanh truyền
Hình 4.3 - Cấu tạo chi tiết thanh truyền
Thanh truyền được cấu tạo nên từ 3 phần gồm: đầu nhỏ, đầu to và thân. Đầu nhỏ là khối trụ tròn, nó được liên kết với Pit-tông qua một thanh chốt Tại nơi tiếp xúc sẽ được bọc một lớp bạc mỏng giúp hạn chế độ ma sát nâng cao tuổi thọ của nó. Đầu to gắn vào trục khuỷu thiết kế của nó thường được chia làm 2 để thuận lợi cho quá trình lắp đặt và sửa chữa 2 nửa được ghép với nhau nhờ chốt ốc bu lông.
Thân là đoạn kim loại gắn kết giữa hai đầu của thanh truyền.
4.1.2 Phân loại a Phân loại trục khuỷu
Hiện nay, có hai loại trục khuỷu phổ biến là: trục khuỷu nguyên và trục khuỷu ghép. Mỗi loại có những đặc điểm chung và tính ứng dụng riêng, cụ thể như sau:
Trục khuỷu liền gồm các bộ phận: cổ trục, cổ biên, má khuỷu liên kết thành một khối thống nhất không thể tháo rời.
Trục khuỷu ghép gồm các bộ phận: cổ biên, cổ trục và má khuỷu riêng biệt được nối lại với nhau bằng thanh trục khuỷu Trục khuỷu ghép được dùng nhiều trong động cơ cỡ lớn hoặc động cơ có công suất nhỏ nhưng ít xi lanh và đầu to thanh truyền không bị cắt đôi. Tuỳ thuộc vào cấu tạo của thiết bị, động cơ tương ứng, … mà có thể lựa chọn một trong hai loại trục khuỷu như phía trên Mỗi loại trục khuỷu cũng có nguyên lý hoạt động khác nhau nên người dùng cần lưu ý. b Phân loại thanh truyền
Kiểu thanh truyền đơn này thường được sử dụng trong các động cơ thẳng hàng hoặc động cơ pít-tông ngược (Opposed-piston engine) Đầu thanh truyền gắn với chốt trục khuỷu có nắp biên và vòng bi kim.
Hình 4.4 – Loại thanh truyền đơn trên ô tô
Nắp vòng bi được cố định trên đầu thanh truyền bằng bu lông hoặc bu lông 2 đầu ren. Để duy trì sự cân bằng và phù hợp, các thanh truyền phải luôn được thay thế trong cùng một xi-lanh và ở cùng một vị trí tương đối.
Thanh truyền chính – phụ Động cơ hình sao (Radial engine) thường sử dụng hệ thống thanh truyền chính–phụ (master-and-slave rod), hay còn gọi là thanh truyền hình sao (articulated connecting rod), trong đó một pít-tông (piston vị trí trên cùng trong hình minh họa) nối với thanh truyền chính và trục khuỷu Những pít-tông còn lại có thanh truyền phụ nối với thanh truyền chính bằng một bộ khớp nối ở giữa.
Những động cơ nhiều xi-lanh, như động cơ V12, không có đủ không gian lắp ổ trục cho nhiều thanh truyền do bị giới hạn về chiều dài trục khuỷu Giải pháp cho vấn đề này là việc thiết kế mỗi cặp xi-lanh sẽ dùng chung một cổ trục; nhưng điều này làm giảm kích thước của ổ trục thanh truyền và những xi-lanh đối đỉnh ở các dãy xi-lanh khác nhau sẽ hơi lệch nhau dọc theo trục khuỷu (điều này cũng đồng thời gây ra hiện tượng khớp nối rung lắc).
Hình 4.5 - Kiểu thanh truyền chính- phụ trên ô tô
Chẩn đoán các hư hỏng, sửa chữa và bảo dưỡng trục khuỷu - thanh truyền
4.2.1 Cổ trục, cổ biên bị mòn
Hình 4.8 - Hư hỏng của trục khuỷu trên ô tô a Chuẩn đoán:
Do ma sát giữa bạc và cổ trục.
Chất lượng dầu bôi trơn kém, trong dầu có chứa nhiều tạp chất Do bạc bị mòn.
Do lực khí cháy thay đổi theo chu kỳ.
Do làm việc lâu ngày.
Nhóm 1 Trang 34 b Sửa chữa, bảo dưỡng:
Trục khuỷu bị mòn, rỗ hay xây xước nhẹ chưa vượt quá giới hạn cho phép thì dùng giấy nhám mịn và dầu nhờn để để đánh bóng bề mặt hết rỗ, hết xước và tiếp tục sử dụng.
Khi cổ trục và cổ biên của trục khuỷu bị mòn quá giới hạn cho phép thì phải tiến hành mài lại trên máy mài chuyên dùng đến kích thước sủa chữa
Trường hợp không có máy mài chuyên dùng, có thể giảm bớt độ côn, độ ô van của cổ trục hoặc cổ biên bằng cách: đặt trục khuỷu lên một giá đỡ quay được, dùng dũa và vải nhám mịn để dũa chỗ côn hoặc méo theo hình vòng cung thật nhịp nhàng, vừa dũa vừa quay trục khuỷu và thường xuyên kiểm tra độ tròn bằng com pa và bán kính góc lượn ở má khuỷu Sau khi dũa tròn xong thì phải đánh bóng bằng cách dùng vảI nhám mịn quấn vào cổ trục hoặc cổ biên rồi lấy dây mềm quán hai vòng để giữ để giữ miếng vải nhám, sau đó cầm hai đầu dây kéo đi kéo lại nhiều lần cho đến khi cổ trục hoặc cổ biên nhẵn bóng Cuối cùng dùng miếng dạ hoặc da có thấm dầu hoả để đánh bóng lại cho đến khi không còn vết chỉ nhỏ là được.
Khi cổ trục khuỷu đã mòn hết kích thước sửa chữa nhỏ nhất thì có thể dùng phương pháp phun đắp thép hoặc mạ thép, sau đó mài lại để phục hồi kích thước tiêu chuẩn Chú ý không làm tắc lỗ dầu, các mép lỗ phải dùng đá dầu để mài lại cho vát.
4.2.2 Trục khuỷu bị cong, xoắn
Hình 4.9 - Trục khuỷu bị cong
Do lọt nước vào trong buồng cháy, do kích nổ hoặc do sự cố piston thanh truyền.
Do làm việc lâu ngày.
Do tháo, lắp không đúng kỹ thuật
Do chịu momen quá lớn khi làm việc b Sửa chữa, bảo dưỡng: Đặt trục khuỷu lên giá đỡ chữ V, tác dụng một lực vào cổ trục chính ở giữa theo chiều ngượclại với chiều cong của trục khuỷu Để tránh làm xây xước cổ trục cần đặt đẹm gỗ hoặc đệm đồng ở chỗ đầu ép và điểm đỡ của khối chữ V ở phía dưới của cổ trục cần đặt đồng hồ đo để khống chế áp lực Nếu trục khuỷu bị cong nhiều quá thì phải nắn nhiều lần, sau đó phải nung trong dầu nóng 2000C từ 5 - 6 giờ để khử ứng suất dư.
Trường hợp không có máy ép hoặc trục khuỷu nhỏ có thể dùng thân động cơ cũ hoặc bộ khuôn chuyên dùng, đặt trục khuỷu vào đó, ở hai đầu có đệm gỗ, tác dụng lực để nắn trục khuỷu hết cong.
4.2.3 Trục khuỷu bị nứt, gãy a Chuẩn đoán:
- Do nỗi của nhà chế tạo hoặc do vật liệu chế tạo không đảm bảo yêu cầu.
- Do tháo lắp không đúng kỹ thuật b Sửa chữa, bảo dưỡng:
Nếu trục khuỷu bị nứt nhẹ ở phần không quan trọng như đầu, đuôi và vai má khuỷu, có thể hàn đắp và dũa phẳng.
Nếu trục khuỷu bị nứt ở phần cổ trục và cổ biên đều phải thay mới.
4.2.4 Thanh truyền bị cong xoắn
Hình 4.10 - Thanh truyền bị cong a Chuẩn đoán:
Do động cơ bị kích nổ, do đánh lửa quá sớm, do piston bị bó kẹt, đặt cam sai b Sửa chữa, bảo dưỡng: Đối với thanh truyền của động cơ công suất nhỏ hoặc trung bình có kích thước không lớn, có thể dùng đồ gá nắn nắn cong và xoắn trực tiếp lên thân thanh truyền Trường hợp thanh truyền có kích thước lớn phải đưa lên bàn ép mới đủ lực ép cần thiết.
Hình 4.11 - Thanh truyền bị gãy a Chuẩn đoán:
Do chịu tác dụng của các lực khí cháy có trị số và hướng luôn luôn thay đổi có tính chất chu kỳ và chịu lực quán tính chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của bản thân thanh truyền b Sửa chữa, bảo dưỡng: thay mới thanh truyền
4.2.6 Thanh truyền bị rạn nứt a Chuẩn đoán:
Do lực tác dụng quá lớn vì những nguyên nhân kể trên, do piston bị bó kẹt trong xy lanh. b Sửa chữa, bảo dưỡng: Khi thanh truyền có vết rạn nứt nhỏ ở gần lỗ lắp bu lông hay phía đầu nhỏ hoặc mòn rộng lỗ bu lông, có thể hàn đắp đồng sau đó dũa và mài phẳng mặt.
Nếu thanh truyền bị rạn nứt lớn đều phải thay thanh truyền đúng chủng loại.
4.2.7 Các thông số kỹ thuật cần chú ý khi kiểm tra của trục khuỷu
Hình 4.12 - Sơ đồ kiểm tra độ cong của trục khuỷu
Trong trường hợp, độ cong của trục = [(giá trị lớn nhất của kim đồng hồ - giá trị nhỏ nhất của kim đồng hồ) - độ ô van ] : 2
Hình 4.13 - Kiểm tra độ mòn của trục khuỷu Độ mòn của các cổ trục và chốt khuỷu được kiểm tra bằng cách, dùng panme đo ngoài để đo đường kính của chúng Cần đo ở nhiều điểm khác nhau để đo độ mòn lớn nhất (đường kính nhỏ nhất), độ ô van và độ côn Độ ô van là hiệu hai đường kính lớn nhất, đo được trên hai phương vuông góc, của một tiết diện nào đó, độ côn là hiệu hai đường kính đo cùng phương ở hai đầu cổ trục.
Cơ cấu pit tong xi lanh, xupap
4.3.1 Cơ cấu pit tong a Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng piston
Trong quá trình làm việc, piston thường có các hiện tượng hư hỏng sau: Đỉnh piston bị cháy rỗ, nứt thủng, do chịu nhiệt độ và áp suất cao của khí cháy, chịu sự ăn mòn của nhiên liệu và khí cháy.
Bề mặt thân piston bị cạo xước, bị mòn, nứt vỡ Do ma sát với thành xi lanh, do tạp chất bám vào bề mặt piston.
Rãnh lắp xéc măng bị mòn, nứt vỡ, do ma sát và va đập với xéc măng hoặc do xéc măng bị gãy.
Lỗ lắp chốt piston bị mòn, do chịu ma sát và va đập với chốt piston Piston bị bám muội than. b Phương pháp kiểm phát hiện hư hỏng piston
- Kiểm tra vết xước, rạn nứt:
Khi piston bị vết xước, rạn nứt có thể kiểm tra bằng mắt thường hoặc dùng kính phóng đại để soi Ngoài ra có thể dùng thanh kim loại gõ nhẹ xung quanh piston, nếu có tiếng rè chứng tỏ piston bị nứt.
Dùng pan me đo ngoài để đo đường kính phần đáy thân piston, sau đó so sánh với kích thước tiêu chuẩn Khi kiểm tra độ mòn mòn cần phải kiểm tra khe hở giữa piston và xilanh, nếu khe hở vượt quá giới hạn cho phép thì công suất của động cơ sẽ giảm, khi làm việc có tiếng gõ không bình thường (gõ xilanh) Khe hở cho phép giữa piston và xilanh không được vượt quá 0,34mm trên một 100mm đường kính xilanh.
Cách đo khe hở giữa piston và xilanh như sau: lắp ngược piston (không có xéc măng) vào xilanh, dùng căn lá có chiều dày thích hợp, chiều dài 200mm, rộng 13mm cắm vào giữa piston và xilanh (cắm ở mặt piston không xẻ rãnh vuông góc với lỗ chốt piston), rồi dùng cân lò xo kéo với một lực 2 - 3,5kg, nếu kéo được căn lá ra là đạt yêu cầu, độ chênh lệch về lực kéo giữa các xilanh không được quá 1kg Nếu cắm căn lá vào lỏng chứng tỏ khe hở quá lớn, piston bị mòn.
Kiểm tra khe hở giữa pit tông và xi lanh
Hình 4.14 – Kiểm tra khe thở pitson – xi lanh
Dùng thước cặp để kiểm tra kích thước các rãnh xéc măng, sau đó so sánh với kích thước của xéc măng chuẩn để xác định độ mòn.
Dùng cữ đo hoặc đồng hồ so để đo độ mòn của lỗ chốt piston. c Phương pháp sửa chữa piston
Tuỳ theo mức độ và các hư hỏng khác nhau mà chọn các phương pháp sửa chữa khác nhau, phần lớn thường dùng piston mới hoặc tăng kích thước của piston, khi cần thiết thì phải tiến hành sửa chữa bằng các phương pháp sau:
Nếu piston chỉ có vết xước nhỏ nằm trong phạm vi cho phép, và các kích thước khác bình thường thì có thể dùng giấy nhám mịn thấm dầu đánh bóng lại để tiếp tục sử dụng.
Trường hợp xilanh chưa mòn quá giới hạn cho phép mà khe hở giữa piston và xilanh quá lớn, có thể dùng phương pháp mạ và tạo màng bằng môlipđenuđisunphua để tăng kích thước của piston Hoặc chỉ có một piston nào đó bị hỏng, thì có thể dùng một piston cũ đã tăng kích thước và tiến hành tiện lại cho vừa để sử dụng.
Khi piston có vết nứt không lớn, chưa ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của nó thì có thể khoan một lỗ nhỏ ở cuối vết nứt để khống chế vết nứt tiếp tục mở rộng và tiếp tục sử dụng, nếu vết lớn thì phải thay piston.
Trường hợp lỗ chốt piston mòn và biến dạng thì dùng dao doa bằng tay, dao chuốt hoặc tiện để mở rộng lỗ chốt theo kích thước sửa chữa và lắp chốt lớn hơn.
Trường hợp xilanh phải mài doa hoặc piston trong xilanh quá lỏng, piston bị nứt vỡ hoặc hư hỏng nặng, rãnh xéc măng bị mòn quá mức, lỗ chốt piston bị mòn quá kích thước sửa chữa lớn nhất thì phải thay piston.
Khi thay pit tông cần căn cứ vào đường kính xi lanh để chọn pit tông Kích thước tăng lớn của pit tông có 6 mức là 0,25; 0,50, 0,75; 1,00; 1,25; và 1,50mm Các kích thước tăng lớn đều có ghi rõ trên đỉnh pit tông
Khi thay từng piston tốt nhất dùng loại piston có nhãn hiệu tương tự Khe hở giữa piston thay mới với thành xilanh phải như các xilanh khác Độ ô van của piston mới thay so với các piston khác chênh lệch nhau không quá 0,075mm.
Nếu dùng piston cũ thì phải kiểm tra chiều sâu và chiều cao của các rãnh xéc măng xem có phù hợp với các xéc măng mới không, lỗ chốt piston phù hợp không Trọng lượng piston mới thay phải bằng trọng lượng piston cũ và không được vượt quá trọng lượng cho phép.
Khi thay cả bộ piston, trọng lượng các piston phải bằng nhau, những piston có đường kính lớn hơn 85mm, trọng lương giữa các piston chênh lệch nhau cho phép không vượt quá
15 gam, những piston có đường kính nhỏ hơn 85mm, thì trọng lượng chênh lệch không quá
9 gam Nếu vượt quá giới hạn cho phép không nhiều, có thể dũa bớt một ít ở mặt đầu trong piston để giảm bớt trọng lượng.
Hình 4.15 - Dùng pan me đo ngoài để đo đường kính piston
4.3.2 Cơ cấu xi lanh a Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng xilanh
Xi lanh hay ống lót xi lanh thường có những hư hỏng như: vết xước, ran nứt có mòn côn, mòn ô van hay mòn méo.
Vết xước và rạn nứt nhỏ
Nguyên nhân xi lanh bị vết xước và rạn nứt nhỏ:
Nhiệt độ động cơ quá cao.
Dầu bôi trơn không đủ hoặc không sạch
Khe hở giữa pit tông và xéc măng quá nhỏ.
Xéc măng bị gãy hoặc vòng hãm chốt pit tông bị hỏng.
Mòn côn và mòn méo
Nguyên nhân lót xi lanh và xi lanh bị mòn côn và mòn méo:
Hiện tượng ăn mòn tự nhiên, do ma sát giữa pit tông, xéc măng với lót xi lanh Dùng nhiên liệu, dầu bôi trơn không đúng quy định.
Nhiệt độ động cơ thấp hơn 3530K.
Lót xi lanh hay xi lanh bị mòn nhiều nhất ở vị trí tương ứng với xéc măng khí thứ nhất, khi pit tông ở điểm chết trên.
Hình 4.16 - Vị trí xi lanh mòn nhiều nhất b Phương pháp kiểm tra phát hiện hư hỏng xy lanh
Kiểm tra vết xước, rạn nứt
Khi lót xi lanh hay xi lanh bị vết xước, rạn nứt có thể kiểm tra bằng mát thường hoặc dùng kính phóng đại để soi.
Kiểm tra độ ô van và độ côn
Kiểm tra mòn ô van và độ côn của xi lanh, dùng đồng hồ so hoặc pan me đo trong để kiểm tra.
Khi kiểm tra độ ô van: phải đo ở vị trí mòn nhất, tức là vị trí ứng với xéc măng khí thứ nhất khi pit tông ở điểm chết trên, thường cách mặt trên hay miệng của xi lanh 25 – 30mm và đo ở hai đường kính Đường kính AA nằm trong mặt phẳng dao động của thanh truyền và đường kín A/A/ vuông góc với đường kính AA
HỆ THỐNG CỐ ĐỊNH
Hệ thống cố định
Hệ thống cố định là “Bệ đỡ” để lắp đặt các chi tiết trên động cơ và cùng với hệ thống phát lực tạo thành “Buồng đốt” để đốt cháy động cơ Các chi tiết chính trong hệ thống này cũng gồm có: Nắp máy, thân máy – 2 chi tiết này góp phần tạo ra buồng đốt của ô tô và nắp cate phía dưới động cơ để chứa dầu và một số chi tiết bạc đỡ
Chuẩn đoán hư hỏng và sửa chửa hệ thống cố định
5.2.1 Nắp các te bị hư hỏng a Chuẩn đoán hư hỏng
Xuất hiện tình trạng rò rỉ dầu động cơ Ron hoặc phốt làm kín hư hỏng. Động cơ xuất hiện khói đen. Độ ẩm, cặn bẩn tích tụ nhiều bên trong động cơ. Động cơ rung giật khi chạy ở chế độ cầm chừng và đèn báo Check Engine báo sáng. b Sửa chữa, bảo dưỡng
Thay thế mới nắp cacte và các ron làm kín các khe hở
5.2.2 Nguyên nhân xe bị chảy dầu dưới gầm a Chuẩn đoán hư hỏng
Gioăng cao su, phớt dầu bị lão hoá, hư hỏng Động cơ ô tô cấu tạo từ nhiều bộ phận và trục Để giữ dầu bên trong hệ thống luôn ổn định và không bị rò rỉ ra ngoài, nhà sản xuất sẽ lắp có các gioăng cao su để làm kín vị trí liên kết giữa nắp máy và thành máy (được gọi là “gioăng dàn cò”), phớt chặn dầu ở mỗi trục.
Khi động cơ hoạt động, các trục sẽ quay liên tục, động cơ đang nguội được làm nóng lên cả trăm độ C Do các gioăng và phớt đa phần đều làm bằng cao su, khi vừa phải chịu lực tác động cao, lại vừa chịu sự thay đổi chênh lệch nhiệt lớn sẽ nhanh bị lão hoá như mòn, nứt, gãy, rách… Điều này làm dầu rò rỉ ra ngoàGioăng cao su, phớt dầu bị lão hoá là một trong các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng xe ô tô bị chảy dầu dưới gầm
Thông thường tầm trên dưới 10.000 km vận hành, hệ thống “gioăng dàn cò” sẽ bắt đầu co cứng Gioăng phớt càng xuống cấp sẽ càng dễ tạo ra các khe hở Kết quả là dầu máy bị rò rỉ, gây hiện tượng xe chảy dầu b Sửa chữa, bảo dưỡng: Thay mới ron làm kín và phủ keo xám lắp các khe hở
Nếu chỗ rò rỉ nhỏ các thợ thường dùng chất trám chuyên dụng để trám kín lại, ngăn tình trạng xe oto rò rỉ dầu Chất trám này hoạt động tương tự như chất bảo dưỡng gioăng cao su và phớt dầu giúp chúng có thể lấy lại được hình dạng ban đầu Chất trám không làm ảnh hưởng đến đường dẫn dầu.
Có thể sử dụng chất trám chuyên dụng để trám kín lại các vết hở gây rò rỉ dầu xe 5.2.3.Bu lông lỏng
Bu lông lỏng cũng là một trong các nguyên nhân phổ biến khiến xe ô tô bị chảy dầu dưới gầm Bởi đai ốc và khớp nối sẽ có xu hướng bị nới lỏng theo thời gian Khi bu lông lỏng, dầu máy dễ theo đó rò rỉ ra ngoài.
Khi phát hiện xe bị chảy dầu dưới gầm cần kiểm tra và xử lý ngay bởi nếu chậm trễ sẽ bị lỗi xe hao dầu, thiếu dầu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của động cơ Tuỳ theo nguyên nhân xe oto chảy dầu mà sẽ có cách xử lý khác nhau.
Sửa chửa, bảo dưỡng : Kiểm tra và xiết chặt bu lông nắp máy, thân máy, cate
Nếu dầu bị rò rỉ do bu lông lỏng thì nên xiết chặt lại Nếu đai ốc có hiện tượng lờn thì tốt nhất nên thay mới Mỗi mẫu xe thường có những thông số về kết cấu và dung sai khác nhau để xiết bu lông Nên lưu ý điều này khi xiết bu lông.
HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG
Trải qua chặng đường cả thể kỷ phát triển, động cơ đốt trong đang được trên bị trên ô tô ngày nay đã được cải tiến rất nhiều để tăng hiệu quả làm việc, hiệu suất, tính tiết kiệm nhiên liệu… Nhưng có một điều mà trong suốt quá trình phát triển đó nó vẫn không đổi, đó là các chu trình hoạt động của động cơ Động cơ đốt trong được trang bị trên ô tô dù hiện đại đến đâu cũng phải thực hiện bốn quá trình hoạt động, đó là: Nạp – Nén – Nổ
Hình 6.1 – Nguyên lí hoạt động của động cơ bốn kỳ
Theo lý thuyết, các quá trình này sẽ được chia đều trong hai vòng quay trục khuỷu, tức là 720 o , mỗi chu trình sẽ thực hiện trong 180 o vòng quay trục khuỷu Nhưng trên thực tế, để động cơ có thể đạt được công suất tối đa, khả năng làm việc tối ưu và cho hiệu suất cao nhất thì động cơ phải được “Nạp đầy” và “Thải sạch” Điều đó đồng nghĩa với thời gian dành cho quá trình Nạp và Xả sẽ được kéo dài hơn, trong khi đó hai quá trình còn lại sẽ được rút ngắn lại.
Hình 6.2 – Cơ cấu phân phối khí
Hệ thống phân phối khí được thiết kế để thực hiện điều đó Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ nạp đầy hỗn hợp hòa khí (xăng + không khí) hay không khí sạch vào xylanh trong kỳ nạp và thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh trong kỳ xả Dựa vào nhiệm vụ trên, hệ thống phân phối pháp đáp ứng được các yêu cầu khắc khe như:
Xupap cần được mở sớm và đóng muộn tùy theo kết cấu của từng loại động cơ và điều kiện vận hành của động cơ.
Phải đóng mở đúng thời gian quy định.
Phải đảm bảo đóng kín buồng cháy trong kỳ nén và nổ. Độ mở xupap phải đủ lớn để dòng khí dễ lưu thông vào buồng cháy
Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa và các yêu cầu khác.
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 van trượt;
Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp và cửa xả (động cơ 2 kỳ);
Cơ cấu phân phối khí dùng upáp (cơ cấu phân phối khí xupáp treo “loại này có hai loại loại trục cam trong thân máy và trục trên nắp máy” và xupáp đặt).
6.1.2 Cấu tạo một số bộ phận chính của hệ thống phân phối khí a Xupap
Nhiệm vụ: đóng mở các đường nạp và xả
Hình 6.3 - Xupap Đầu xupap: có hình đĩa, mặt làm kín ( tỳ lên đế xupap), được chế tạo vát hình côn ( thường có góc nghiêng là 45 độ), đường kính nắp xupap nạp lớn hơn nắp xupap xả, xupap nạp thường làm bằng thép crom, xupap xả làm bằng thép chịu nhiệt.
Thân xupap: có nhiệm vụ dẫn hướng và làm kín nên phần thân xupap phải được gia công với độ chính xác và độ bóng cao. Ống dẫn hướng xupap: dẫn hướng chuyển động cho xupap, tránh hao cho mòn cho thân hoặc nắp máy tại chỗ lắp xupap. Đế xupap: đê giam hao mon cho thân may va năp xy lanh khi chiu lưc va đâp cua xupap, ngươi ta thương dung đê xupap ep vao hong đương thai va đương nap, có kết cấudạng hình trụ, trên co vat măt côn đê tiêp xuc vơi măt côn cua nâm xupap, được làm bằng thép hoặc gang hợp kim.
Lò xo xupap: có nhiệm vụ ép chặt mặt tì của xupap lên đế của nó để đảm bảo cho xupap luôn đóng kín do đo trong qua tring mơ đong xupap không co hiên tương va đâp trên măt cam Có hình dạng lo xo xoăn ôc hinh tru, vât liêu chê tao lo xo xupap thương dung là thép. b Con đội
Công dụng: con đôi la môt chi tiêt may truyên lưc trung gian, đông thơi con đôi chiu đưng lưc nghiêng do cam phôi khi gây ra trong qua trinh dân đông xupap, khiên cho xupap co thê hoan toan không chiu lưc nghiêng (trong cơ câu phân phôi khi xupap đăt).
Bộ phận chính và vật liệu sản xuất: kêt câu con đôi gôm hai phân: phân dân hương(thân con đôi) va phân măt tiêp xuc vơi cam phôi khi Thân con đôi đêu co dang hinh tru con phân măt tiêp xuc thương co nhiêu dang khac nhau Cac loai con đôi thương lam băng thep cacbon, gang.
Phân loại: con đội hình nấm và con đội hình trụ
Con đôi hinh nâm đươc dung rât nhiêu trong cơ câu xupap đăt Thân con đôi thương nho, đăc, vit điêu chinh khe hơ xupap băt trên phân đâu cua thân.
Cac con đôi hinh tru đêu co kêt câu rât đơn gian, nhe va dê chê tao Thân con đôi hinh tru co kich thươc vưa băng đương kinh măt tiêp xuc.
; a.Con đội hình nấmb Con đội hình trụ Hình
Dung loai con đôi nay cơ câu phân phôi khi không tôn tai khe hơ nhiêt nên không gây va đâp giưa cac chi tiêt may trong cơ câu phân phôi khi do đo tranh đươc tiêng go.
Hình 6.6 – Con dội thủy lực
Truc cam dung đê điêu khiên viêc đong mơ cac xupap theo đung thư tư lam viêc cua cac xy lanh Ơ môt sô đông cơ, truc cam con co nhiêm vu dân đông bơm dâu, bơm nhiên liêu (đông cơ diezel) bô chia điên (đông cơ xăng).
Trục được làm bằng thép, cấu tạo bởi các vấu cam và các cổ trục, số lượng cam đúng bằng với số lượng xupap, chúng được bố trí sao cho đảm bảo thứ tự nổ của các xilanh của động cơ Số cổ trục được tính toán, thiết kế tùy theo số lượng xilanh và cách bố trí xilanh sao cho đảm bảo độ cứng vững cho trục.
Có 3 phương pháp phổ biến dẫn động trục cam là: bằng bánh răng, bằng dây đai răng và bằng xích Việc lựa chọn phương pháp dẫn động phụ thuộc vào vị trí bố trí trục cam, loại động cơ, các động cơ diesel công suất lớn thường sử dụng dẫn động bằng bánh rang với các trục cam bố trí dưới trong thân máy, các động cơ cỡ nhỏ đặt trên ô tô con thường sử dụng dẫn động đai rang hoặc xích:
Dẫn động bằng bánh răng: có ưu điểm là độ bền cao mà kết cấu lại đơn giản, nhược điểm là ồn.
Hình 6.8 – Dẫn động bằng bánh răng
Dẫn động bằng xích: nó cũng cần được bôi trơn giống như bánh răng để đảm bảo cho xích có độ căng nhất định
Hình 6.9 – Dẫn động bằng xích
Cấu tạo và nguyên lý
6.2.1 Cơ cấu phân phối khí xupap đặt
Hình 6.13 - Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
3 Lò xo xupáp 6 Thân máy
Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay dẫn động trục cam quay Khi phần cao của cam tác dụng vào đáy con đội, đẩy con đội đi lên, tác dụng vào đuôi xupáp làm cho xupáp đi lên, lò xo bị nén lại cửa nạp hoặc cửa xả được mở ra để nạp hỗn hợp vào xilanh hoặc xả khí thải ra ngoài.
Khi phần cao của cam rời khỏi đáy con đội, dưới tác dụng của lò xo đẩy xupáp đi xuống để đóng kín cửa nạp và cửa xả.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý xupap đặt:
Hình 6.14 - Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phân phối khí xupáp đặt 1. Đế xupáp; 2 Xupáp; 3 ống dẫn hướng;4 Lò xo; 5 Móng hãm; 6 Đĩa chặn; 7 Bulông điều chỉnh; 8 Đai ốc hãm; 9.
Hình 6.15 - Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
1.Trục cam; 2 Con đội; 3 Lò xo xupáp; 4 Xupáp; 5 Nắp máy; 6 Thân máy; 7. Đũa đẩy; 8 Đòn gánh; 9 Cò mổ
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay dẫn động trục cam uay Khi đỉnh cao của cam tác động vào đáy con đội, đ y con đội đi lên Qua thanh đẩy tác động vào vít điều chỉnh đuôi đòn gánh đi lên, đầu đòn gánh đi uống tác dụng và đuôi xupáp làm cho upáp đi uống, lò xo bị nén lại cửa nạp hoặc cửa xả được mở ra để nạp hỗn hợp hoặc không khí vào xilanh hoặc xả khí thải ra ngoài.
Khi phần cao của cam rời khỏi đáy con đội, xupáp được đóng lại nhờ lò xo, đòn gánh, thanh đẩy con đội chở về vị trí ban đầu.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý xupap treo:
Hình 6.16 - Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phân phối khí xupáp treo 1.Bánh răng cam;
2 Cam xả; 3 Cam nạp; 4 Gối đỡ; 5.Con đội; 6 Xupáp; 7 Ống dẫn hướng;
8 Đũa đẩy; 9 Trục đòn gánh; 10 Cò mổ; 11 Lò xo xupáp;
12 Vít điều chỉnh;13 Bạc gối đỡ.
Các dạng cơ cấu phân phối khí xupap treo thường gặp:
Hình 6.17 - Các dạng cơ cấu phân phối khí xu páp treo thường gặp 1- Xupap, 2-Cần bẩy, 3 - Đũa đẩy, 4- Con đội, 5- Trục cam a) Trục cam đặt trên thân máy dẫn động xupáp qua con đội, đũa đẩy và cần bẩy b) Trục cam đặt trên nắp xylanh, dẫn động xupáp qua con dội và cần bẩy c, d) Trục cam đặt trên nắp xylanh và dẫn động xupáp qua cần bẩy e) Trục cam đặt trên nắp xylanh và dẫn động trực tiếp xupáp.
6.2.3 So sánh ưu nhược điểm cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo và xupáp đặt
Khi dùng cơ cấu phân phối khí upáp đặt, chiều cao của động cơ giảm xuống kết cấu nắp xi lanh đơn giản, dẫn động xupáp càng dễ dàng hơn.
Nhưng do buồng cháy không gọn, diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế của động cơ kém: Tiêu hao nhiều nhiên liệu ở tốc độ cao, hệ số nạp giảm làm giảm mức độ cường hoá của động cơ. Đồng thời khó tăng tỷ số nén, nhất là khi tỷ số nén của động cơ cỡ lớn, rất khó bố trí buồng cháy Vì vậy cơ cấu phân phối khí xupáp đặt thường chỉ dùng cho một số động cơ xăng có tỷ số nén thấp, số vòng quay nhỏ.
Khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp treo, buồng cháy rất gọn diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt. Đối với động cơ ăng khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp treo, do buồng cháy nhỏ gọn, nên có thể tăng tỷ số nén so với khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp đặt.
CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA
Nhiệt độ quá cao trong buồng đốt có thể làm hỏng đế hoặc mặt bệ xupap (Vavle Seat Face); hoặc cũng có thể do van EGR bị kẹt đóng, hay đóng cặn cacbon trong buồng đốt. Nếu nhiệt độ cao có thể làm nứt đế/ mặt bệ xupap, điều này có thể gây ra:
Rò rỉ áp suất buồng đốt
Bỏ lửa ở chế độ không tải (idle)
Xuất hiện tiếng ồn lạ ở cơ cấu phân phối khi trục cam
Hình 6.18 – Xupap bị nứt vỡ
Hình 6.19 – Bụi bẩn bám dính
Hình 6.20 – Bụi khói và muội than bám
Chẩn đoán đế/mặt bệ xupap bị cháy, nứt:
Nếu áp suất nén bị rò rỉ thông qua xupap nạp, ta có thể nghe thấy âm thanh lạ từ bộ chế hòa khí (cũ) hoặc bướm ga.
Nếu áp xuất bị rò rỉ thông qua xupap xả, ta có thể nghe thấy tiếng ồn “bộp bộp bộp” (tiếng pô ngắt quãng) từ ống xả, hoặc bô nổ k giòn.
Khi một trong số xupap gặp vấn đề, ta phải tháo nắp máy, kiểm tra mặt bệ xupap và thay thế/ sửa chữa các xupap gặp vấn đề
6.3.2 Động cơ nổ ngược Động cơ bị nổ ngược xuất phát ở nhiều vấn đề: trên đường ống nạp – xả, cảm biến MAF, rò rỉ chân không ở bầu trợ lực phanh và đường ống chân không, bơm nhiên liệu bị nghẹt, hệ thống đánh lửa hoạt động không đúng cách (góc đánh lửa sai, hỏng bộ chia điện, bugi mòn cực,…),… Tuy nhiên trong bài này chỉ đề cập đến việc hư hỏng trên cơ cấu phân phối khí.
Hình 6.21 – Cơ cấu chi tiết
Thông thường trục cam sẽ được thiết kế nhằm để mở và đóng xupap nạp và xả Trục cam có chức năng giúp làm cho khí xả đi ra ngoài và khí nạp đi vào buồng đốt Trường hợp góc mở của xupap xả bị nhỏ lại chứng tỏ vấu cam xả đang bị mòn, lúc này trong xilanh sẽ còn sót lại khí xả, khi xupap nạp mở khí xả này sẽ đi ra ngoài bằng đường ống nạp Nếu vấu cam vẫn ổn tiến đến kiểm tra lò xo xupap và đũa đẩy.
Hình 6.22 – Trục cam động cơ
Tình trạng này xảy ra khi xupap không thể đóng và làm kín buồng đốt đúng cách Gây ra tình trạng “tụt hơi”, giảm tỷ số nén của động cơ, hòa khí khó cháy hơn, công suất động cơ giảm và trong nhiều trường hợp động cơ không khởi động được, xe bị rung, giật,
… Thông thường, điều này xảy ra do lò xo xupap bị yếu (thiếu tính đàn hồi) hoặc bị gãy, nghiêng, khe hở nhiệt quá nhỏ hoặc muội than bám nhiều.
Mặc dù các vấn đề cơ học là nguyên nhân chính gây ra việc xupap đóng không kín, hoặc cũng có thể do tốc độ động cơ vượt quá mức cho phép cũng có thể ngăn xupap đóng đúng cách, dẫn đến các vấn đề về hiệu suất động cơ.
6.3.3 Xuất hiện âm thanh lạ từ cơ cấu phân phối khí
Con đội xu-páp/ con đội thủy lực bị kẹt, mòn hoặc hỏng cũng có thể gây ra âm thanh lạch cạch Tiếng lách cách này còn xuất hiện ở buồng xu pap hoặc nắp che giàn đòn gánh.
Do khe hở của đuôi xupap với con đội (khe hở nhiệt) quá lớn, thân xupap với ống dẫn hướng quá lớn làm các chi tiết mòn nhanh, công suất động cơ giảm, thay đổi góc mở sớm, đóng muộn của xupap hoặc làm cho hành trình mở xupap giảm,… Nếu vấu cam mòn lớn sẽ giảm hành trình nâng con đội => Giảm độ mở xupap.
Hình 6.24 – Vấu cam bị trầy xước
Bạn có thể nghe thấy tiếng gõ nhẹ hoặc tiếng ồn ào phát ra từ một hoặc nhiều trục cò mổ khi xảy ra tình trạng trên (phát hiện bằng ống nghe).
Ngoài ra, tiếng lách cách này còn xuất hiện ở buồng xu pap hoặc nắp che giàn đòn gánh.
Hình 6.25 – Cam Cò Để biết âm thanh xuất phát từ đâu, tiến hành các kiểm tra sơ bộ ở cơ cấu phân phối khí:
Kiểm tra mức dầu động cơ
Kiểm tra tình trạng dầu động cơ Kiểm tra van điều chỉnh.
Kiểm tra tình trạng của đòn bẫy/cò mổ, đũa đẩy, lò xo.
Khe hở nhiệt quá lớn do con đội, vấu cam bị mòn hoặc con đội thủy lực bị chảy dầu. Khi chạy ở tốc độ thấp, tại vị trí nắp đậy nắp máy có tiếng kêu lách tách rõ ràng và liên tục do vấu cam va đập với con đội.
Nếu lò xo xu-páp bị gãy khi làm việc sẽ phát ra tiếng gõ nhẹ và thường kèm theo hiện tượng máy yếu, rung do xuất hiện tình trạng xu-páp đóng không kín.
Trường hợp khe hở giữa thân xu-páp và ống dẫn hướng quá lớn ta có thể nghe thấy tiếng gõ nhẹ với âm điệu trung bình (thường chỉ phát hiện được khi sử dụng thiết bị nghe tiếng gõ chuyên dụng).
6.3.5 Động cơ công suất yếu, khó khởi động
Việc sai lệch pha phối khí có thể làm cho động cơ yếu, tăng tốc kém ở tốc độ cao, làm việc không ổn định ở tốc độ thấp động cơ khó khởi động hoặc không thể khởi động được (kèm theo tiếng va mạnh và đều ở xích cam hoặc dây đai), khí xả có màu đen và nhiều muội than.
Thường chỉ xảy ra khi xích hoặc đai cam đã quá mòn và chùn, trong quá trình sửa chữa do căn chỉnh không chuẩn. Đặt cam sai, sai lệch nhỏ pha phân phối khí Động cơ khó nổ, công suất giảm.