CO CAU PHOI KHI

b các phương án dẫn động trục cam+ Dùng bộ truyền trung gian khoảng cách TK và T.Cam ngắn - Dùng nhiều cặp bánh răng trụ răng ngiêng... Dẫn động trục cam, bơm cao áp, bơm dầu nhờn bằng b

3.2 C¬ cÊu phèi khÝ

3.2.1 Nhiệm vụ, phân loại và khái niệm pha

phối khí

a) Nhiệm vụ: nạp đầy - thải sạch

• Chất lượng nạp đầy và thải sạch phụ thuộc vào tiết diện lưu

thông của dòng khí đi qua họng xupap nạp và thải và thời gian duy trì tiết diện lưu thông của dòng khí: trị số “thời gian – tiết diện” của cơ cấu phối khí

• Tiết diện lưu thông bị hạn chế bởi kích thước của xy lanh, thờigian duy trì trạng thái mở của tiết diện lưu thông phụ thuộc vàotốc độ vòng quay của trục khuỷu

b) Phân loại

• Cơ cấu phối khí dùng xu páp;

• Cơ cấu phối khí dùng van trượt;

• Cơ cấu phối khí hỗn hợp

+ CCPK dùng XP phổ biến do cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy;

có thể dùng cho cửa nạp và cửa thải (ĐC 4 kỳ) hoặc cho cửa thải(ĐC 2 kỳ quét thẳng)

Khi bố trí XP treo, buồng cháy rất nhỏ gọn (hình chêm, hình ôvan, hình bán cầu) ặ giảm đ−ợc l−ợng nhiệt truyền cho thành váchbuồng cháy ặ tăng hiệu suất chỉ thị ặ ĐC diesel, ĐC xăng tỷ số

của CCPK và giảm chiều cao ĐC Tuy nhiên, XP đặt làm giảm hệ

số nạp (do tăng tổn thất khí động), kết cấu của thân máy phức tạp

cấu truyền động)

Hinh 3.76 Sơ đồ cơ cấu phối khí dùng van tr−ợt

+ CCPK dùng van trượt

- Có tiết diện lưu thông lớn và làm việc ít ồn hơn Do thường xuyên duy trì được mối liên hệ động học vớikhuỷu trục ặ giảm được tải trọng động lên các chi tiếtcủa CCPK, đảm bảo sự làm việc tin cậy ở tốc độ lớn

XL đóng vai trò của CCPK

- Cấu tạo phức tạp, khó chế tạo, khó tổ chức việc bôitrơn và làm mát nên van trượt bị mòn rất nhanh

- ĐC 2 kỳ quét thẳng qua XP thải: việc trao đổi khí

Trong môn học chủ yếu đề cập đến CCPK dùng xu páp

c) Khái niệm pha phối khí

Sơ đồ pha phối khí (sơ đồ định thời xu páp)

Hình 3.77 Các phương án bố trí xu páp.

a Sơ đồ CCPK kiểu XP đặt b Sơ đồ CCPK kiểu XP treo

Cơ cấu phối khí dùng xu páp 3.2.2 Cỏc phương phỏp dẫn động xu pỏp, dẫn động trục cam

Số lượng và bố trí xu páp

* Số lượng XP cho 1 XL :

+ ĐC trung bình và nhỏ (D<120mm): 2 XP (1 nạp, 1 thải)+ ĐC cỡ lớn : 4 XP (2 nạp, 2 thải); cá biệt dùng 3 XP (2

nạp, 1 thải) nhưng rất khó bố trí buji và vòi phun.

a) Các phương án dẫn động xu páp

* Dẫn động trực tiếp: cam trực tiếp tiếp xúc với XP hoặc đòn bẩy

*Dẫn động gián tiếp: qua các chi tiết trung gian (con đội, đũa

đẩy, cò mổ)

* Bố trí XP: phụ thuộc vào loại ĐC và số XP cho 1 XL

+ ĐC xăng: đường nạp và đường thải thường bố trí cùngphía để tận dụng nhiệt năng của dòng khí thải

+ ĐC diesel đường nạp và thải thường bố trí về hai phía

b) các phương án dẫn động trục cam

+ Dùng bộ truyền trung gian (khoảng cách TK và T.Cam ngắn)

- Dùng nhiều cặp bánh răng trụ răng ngiêng

động CCPK thường lắp ở phía đầu trục khuỷu ặ dễ

bị ảnh hưởng của hiện tượng dao động xoắn.

• Nếu bố trí ở phía đuôi TK sẽ làm kết cấu phức tạp.

Hình 3.79 Phương án dẫn động trục cam bằng bánh răng (tiếp theo).

a Dẫn động trực tiếp bằng 1 cặp bánh răng ( Hãng FORD )

b Dẫn động trực tiếp trục cam, bơm dầu (gián tiếp) và thiết bị phụ (gián tiếp) (ĐC 1 hàng, CUMMINS )

c Dẫn động trục cam, bơm cao áp, bơm dầu nhờn bằng bánh răng trung gian ( Rolls Royce Diesel )

b)

BR dẫn động bơm dầu nhờn

c)

BR chủ động trên trục khuỷu

BR dẫn động trục cam BR trung gian

BR dẫn động bơm cao áp

Hình 3.80 Phương án dẫn động trục cam bằng bánh răng (tiếp theo).

a Dẫn động trục cam, bơm cao áp và các thiết bị phụ bằng bộ truyền bánh răng (động cơ V8, Hãng CUMMINS )

b Dẫn động 2 trục cam, quạt gió (động cơ 2 kỳ, Hãng Detroit Diesel )

Hình 3.81 Phương án dẫn động trục cam bằng bánh răng (tiếp theo).

Dẫn động gián tiếp trục cam (trên nắp máy) và các thiết bị phụ bằng bộ truyền bánh răng

(động cơ diesel của Hãng Leyland )

BR dẫn động trục cam

BR trung gian trên

BR trung gian dưới

BR dẫn động bơm nước, bơm thuỷ lực trợ lực lái

BR trung gian

BR dẫn động bơm dầu nhờn

BR chủ động trên trục khuỷu

BR dẫn động máy nén khí và bơm cao áp

ống lót

Con lăn

Bản xích ngoài Bản xích trong 1phần tử xích

Mắt xích Con lăn Chốt chịu lực

Bánh/Đĩa xích dẫn động

Độ nâng dây xích

Răng của bánh xích

Răng xích có prophin phức tạp

Bánh xích Răng xích thẳng

Mắt xích lõm

Chốt và vòng lượn liên kết

Độ nâng dây xích`

Hình 3.84 Kết cáu bộ truyền xích (dạng xích lõm) và bánh dẫn động

Mắt xích lõm

Bản dẫn hướng ngoài

Chốt và con lăn

Bước xích

Hình 3.85 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích (tiếp theo).

a Dẫn động trực tiếp trục cam (trên nắp máy) bằng 1 bộ truyền xích, Hãng Renalt.

b Dẫn động trục cam, bơm cao áp và máy phát điện bằng bộ truyền xích củaHãng Gardner Diesel

Bánh xích chủ động trên trục khuỷu

Bánh xích trung gian (cố định)

Bánh xích dẫn động trục cam Bánh xích dẫn độngbơm cao áp

Phiến dẫn hướng

Bánh xích dẫn động máy phát điện

b)

Hình 3.86 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích (tiếp theo).

a Dẫn động trục cam bằng 1 bộ truyền xích củaHãng Vauxhall.

b Dẫn động trục cam, bơm cao áp và bơm dầu bôi trơn củaHãng Mercedes

c Dẫn động trục cam và thiết bị phụ (dùng 2 bộ truyền xích) củaHãng Rover

Thiết bị căng xích

Bánh xích chủ động

trên trục khuỷu

b)

Bánh xích dẫn động bơm dầu

Bánh xích chủ động trên trục khuỷu

Thiết bị căng xích

Bánh xích dẫn động trục cam

Bánh xích dẫn động bơm cao áp

c)

Bánh xích chủ động trên trục khuỷu

Thiết bị căng xích

Bánh xích trung gian (2 đĩa)

Trục dẫn động thiết bị phụ

Thiết bị căng xích

Bánh xích dẫn động trục cam

Dải dẫn hướng và dập dao động

Hình 3.87 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích (tiếp theo).

a Dẫn động trục cam và thiết bị phụ dùng 2 bộ truyền xích củaHãng Jaguar

b Dẫn động trục cam (OHC) dùng 1 bộ truyền xích cho động cơ V8, V12 củaHãng Jaguar và Mercedes

căng xích

Bánh xích trung gian

Bánh xích chủ động trên trục khuỷu

b)

Hình 3.88 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích (tiếp theo).

Dẫn động trục cam (2 trục), bơm dầu dùng 2 bộ truyền xích trên động cơ V8, V12 củaHãng Jaguar

Bánh xích dẫn động bơm dầu bôi trơn

Bánh xích chủ động trên trục khuỷu

Bánh xích trung gian

(2 đĩa)

Bánh xích dẫn động

2 trục cam Bánh xích

Hình 3.89 Dẫn động trục cam bằng bộ truyền đai răng.

mòn bề mặt

Răng đúc bằng cao su

Hình 3.91 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền đai răng.

a Dẫn động trục cam (OHC) bằng 1 bộ truyền đai răng củaHãng Rover

b Dẫn động trục cam (OHC) và bơm nước làm mát bằng 1 bộ truyền đai răng củaHãng Ford và Peugeot

c Dẫn động trục cam (OHC) và bơm nước làm mát bằng 1 bộ truyền đai răng củaHãng Audi Diesel

d Dẫn động trục cam (OHC) và thiết bị phụ bằng 1 bộ truyền đai răng củaHãng Ford

Bánh đai dẫn động bơmnước

Bánh căng

đai

Bánh đai chủ động trên trục khuỷu

Bánh đai chủ động trên trục khuỷu

Bánh căng

đai

Bánh đai dẫn động trục cam

Bánh đai dẫn động trục cam

Bánh đai dẫn động thiết bị phụ

Bánh đai dẫn động bơmnước

d)

Bánh đai

dẫn động

trục cam

Hình 3.92 Phương án dẫn động trục cam bằng bộ truyền đai răng (tiếp theo).

a Dẫn động trục cam (OHC), bơm cao áp, bơm dầu bằng 1 bộ truyền đai răng của Hãng VW Diesel

b Dẫn động trục cam (OHC, 2 trục), bơm nước bằng 1 bộ truyền đai răng củaHãng Peugeot (Mi16)

c Dẫn động trục cam (2 trục) bằng 1 bộ truyền đai răng trên động cơ đối đỉnh củaHãng Alfa Romeo

c)

Bánh đai chủ động trên trục khuỷu (2 bánh)

Bánh căng

đai

Bánh đai dẫn động trục cam

Bánh đai dẫn động bơm nước

Bánh đai dẫn động bơm cao áp

Bánh căng

đai (có thể

điều chỉnh)

Bánh đai dẫn động 2 trục cam

Bánh đai dẫn động bơm dầu nhờn

Bánh đai dẫn động trục cam

Hình 3.93 Kết cấu thiết bị căng đai.

a Thiết bị căng đai dùng lò xo nén ban đầu và đĩa xoay (Hãng Volvo)

b Thiết bị căng đai dùng ống lót lệch tâm (Hãng VW)

c Thiết bị căng đai dùng lò xo kéo ban đầu và đĩa xoay ( Hãng Toyota)

d Thiết bị căng đai dùng lò xo xoắn và đĩa xoay (Hãng Ford)

c)

b) a)

Lỗ điều chỉnh

và đai ốc khoá

Đĩa xoay Pully dỡ đâi răng

Đai răng

Đĩa xoay

ống lót lệch tâm

Vòng bi ngoài và trong

Đai ốc khoá

d)

H×nh 3.94 N¾p m¸y vµ mét sè chi tiÕt cña c¬ cÊu phèi khÝ

Chó thÝch:

1-Mãng h·m xu p¸p 2-§Üa chÆn lß xo xu p¸p 3-Lß xo xu p¸p

4-Phít ch¾n dÇu 5-Cß mæ

6- èng d·n h−íng xu p¸p 7-Xu p¸p

8- N¾p xi lanh

Hình 3.95 Bố trí và dẫn động xu páp khi dùng 4 xu páp cho 1 xi lanh.

H×nh 3.96 Bè trÝ 4 XP

cho 1 xi lanh.

H×nh 3.97 §éng c¬ dïng 2 trôc cam

bè trÝ trªn n¾p m¸y (DOHC-Double OverHead Camshaft)

Hình 3.98 Dẫn động XP và các chi tiết trong CCPK động cơ UAZ- 469.

Chú thích:

1- Trục cam 2- Con đội 3- Đũa đẩy 4- Đế xu páp 5- Xu páp 6- ống dãn hướng xu páp 7- Khoá hãm ống dẫn hướng 8- Đĩa chặn lò xo dưới

9- Lò xo xu páp 10- Phớt chặn dầu 11- Đĩa chặn lò xo trên 12- Móng hãm

13- Đuôi xu páp 14-Cò mổ

15- Vít điều chỉnh khe hở nhiệt 16- Đai ốc

a) Xu páp

Nhiệm vụ: Đóng, mở các cửa nạp, thải.

3.2.3 Cấu tạo các chi tiết chính của cCPK dùng xu páp

Cấu tạo: Chia 3 phần: đầu (nấm), thân, đuôi

Phần nấm xupáp:

- Đảm bảo sự tiếp xúc toàn bộ của tán nấm với đế

- Mặt nghiêng của tán nấm được rà và làm vát để đảm bảo độ kínkhít và truyền nhiệt tốt

Phần thân: có hình trụ, dùng để dẫn hướng Giữa phần đầu và phần thân được làm với bán kính góc lượn lớn để đảm bảo sứcbền, dẫn nhiệt và giảm tổn thất khí động khi lưu thông của dòngkhí

Phần đuôi: được tiện rãnh để lắp móng hãm hình côn, giữ cố

định đĩa lò xo với xu páp

H×nh 3.100 KÕt cÊu xu p¸p

H×nh 3.100 KÕt cÊu xu p¸p (tiÕp theo).

- Vật liệu chế tạo XP phải có sức bền cơ học cao và ít bị giảm sút khi

theo PP rèn dập Những ĐC có phụ thải nhiệt lớn, thân XP làm rỗng

để chứa các loại muối dễ bay hơi (hoặc natri kim loại)ặ cải thiện

điều kiện truyền nhiệt từ phần đầu đến thân XP

b) Đế xu pỏp

- Được lắp ép vào nắp xy lanh.

- Giữ kín khí cho buồng đốt và truyền nhiệt

từ xupáp sang nắp xy lanh, làm mát xupáp.

- Được chế tạo bằng kim loại có độ chịu nhiệt và chịu mài mòn đặc biệt.

- Khi đế xupáp bị mòn, nó có thể được mài lại hoặc thay thế.

- Gần đây, tia laze được sử dụng để đắp một lớp hợp kim chịu mài mòn trực tiếp lên nắp xy lanh để làm

đế xupáp, tạo ra kiểu nắp quy lát khối đơn ở một số

động cơ Với kiểu đế thì không thể thay đế xupáp.

- Nhìn chung,đế xupáp thường có dạng côn phù hợp với mặt xupáp.

- Chiều rộng tiếp xúc của đế xupáp khoảng 1 đến 1,4 mm.

- Diện tích tiếp xúc càng rộng thì hiệu quả làm mát càng cao Tuy nhiên, độ kín khí có thể bị ảnh hởng vì sự xâm nhập của muội than.

- Diện tiếp xúc càng bé thì hiệu quả làm mát và khả năng xâm nhập của muội than càng ít.

c) Lũ xo xu pỏp: Công dụng: đảm bảo cho tán nấm tiếp xúc hoàn toànvới đế xu páp và giữ cho xu páp ở trạng thái đóng kín sau khi đã ngừngtác dụng của lực để mở xu páp, giữ cho xu páp không bị mở dưới tácdụng của độ chân không bên trong xy lanh trong thời kỳ nạp

hai chiều khác nhau

Vật liệu: Các lò xo được chế tạo bằng dây thép lò xo chuyên dùng

bằng phương pháp quấn nguội

d) Bạc dẫn hướng

Nhiệm vụ: dẫn hướng xupáp làm cho mặt

nấm và đế tỳ khít vào nhau, truyền nhiệt

Vật liệu: thường được làm bằng gang và

- Hiện tượng “kẹt xupáp”: khi thân xupáp không chuyển động trong bạc hướng một cách trơn tru, hoặc không thể chuyển

động được.

Nguyên nhân: khe hở giữa thân xupáp và bạc dẫn hướng xupáp quá nhỏ hoặc khi chúng được bôi trơn không tốt.

- Phớt dầu trên thân xupáp bị hỏng hoặc lão hoá, dầu động cơ sẽ lọt vào buồng đốt

và cháy Điều này làm tăng tiêu hao dầu.

e) Trục cam

• Nhiệm vụ: điều khiển sự đóng mở của các xu páp theo một

quy luật đã định

• Cấu tạo:

- Các cam trên trục cam được bố trí phù hợp với thứ tự làm

việc của các xy lanh

và trị số của tiết diện lưu thông dòng khí

- Cam thường được chế tạo liền với trục cam

- ở động cơ tốc độ thấp có kích thước lớn, các vấu cam thường

được làm rời sau đó lắp lên các trục

- Các bề mặt làm việc của cam được gia công cẩn thận và

nhiệt luyện để giảm ma sát và mài mòn

mòn (babít hoặc HK đồng thanh chì); ổ lăn ít được sử dụng

Vật liệu: khi chế tạo các vấu cam rời, trục cam thường được

dập bằng thép, khi chế tạo cam và trục liền khối, trục cam có thể dập bằng thép hoặc đúc bằng gang chuyên dùng

-a C¸c cam chÕ t¹o liÒn víi trôc; b C¸c cam chÕ t¹o rêi;

Trục cam và các chi tiết

H×nh 3.106 C¸c kiÓu biªn d¹ng cam th−êng gÆp.

H×nh 3.107 KÕt cÊu cam rêi.

f) Con đội, đũa đẩy và cò mổ

ở CCPK xu páp treo dẫn động gián tiếp, xu páp đ−ợc dẫn động nhờ cơ cấu dẫn động bao gồm con đội, đũa đẩy và cò mổ, ngoài ra còn có cầu xupáp mở 1 lúc 2 xupáp (đc diesel Nhật)

+ Con đội: truyền lực chiều trục từ trục cam cho đũa đẩy và tiếpnhận lực ngang xuất hiện khi làm việc; thường dùng con đội hìnhnấm và con đội hình trụ (Hình 3.103); bề mặt tiếp xúc của con đội(với cam) phải có bán kính đủ lớn để tránh kẹt

+ Đũa đẩy: được làm bằng thép; có thể làm rỗng (hai đầu được épnút bằng thép) hoặc làm đặc

đẩy Cò mổ được dập bằng thép và quay trên trục trong các bạc lót bằng đồng thanh

+ Khe hở nhiệt:

- CCPK XP đặt, bulông điều chỉnh khe hở nhiệt (giữa

đuôi XP và đầu con đội) bố trí ở phía đầu của con đội

- CCPK XP treo, bulông điều chỉnh khe hở nhiệt (giữa

đầu cò mổ và đuôi XP) thường lắp ở phía có đũa đẩy

Hình 3.103 Kết cấu con đội hình

nấm (a) và hình trụ (b). Hình 3.104 Kết cấu con đội kiểu con lăn.

H×nh 3.109 KÕt cÊu ®iÒu chØnh

khe hë nhiÖt.