Động cơ đốt trong, các loại hình sử dụng động cơ đốt trong
Trên toàn cầu và tại Việt Nam, động cơ đốt trong vẫn là nguồn động lực chính cho ô tô, máy kéo và các thiết bị công nghiệp, bên cạnh động cơ điện Động cơ đốt trong có cấu tạo chung và đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ quan trọng thông qua các bộ phận của nó.
Cơ cấu biên tay quay chuyển đổi chuyển động tịnh tiến khứ hồi của piston thành chuyển động quay của trục cơ Qua hệ thống truyền lực, momen quay từ trục cơ được truyền đến bánh xe của ô tô máy kéo hoặc các bộ phận công tác khác.
Cơ cấu phân phối khí đảm bảo việc đóng mở các cửa nạp và xả đúng thời điểm và thời hạn theo quy luật đã định, phù hợp với trình tự và chu kỳ làm việc của động cơ.
Hệ thống làm mát đóng vai trò quan trọng trong việc nhanh chóng hâm nóng động cơ khi khởi động, đồng thời duy trì nhiệt độ tối ưu cho động cơ hoạt động hiệu quả.
Hệ thống bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dầu bôi trơn cho các chi tiết của động cơ, giúp giảm ma sát và mài mòn, từ đó tăng tuổi thọ cho các bộ phận máy Ngoài ra, hệ thống này còn có chức năng làm sạch và làm mát các chi tiết, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho động cơ.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu: điều chế ra hỗn hợp cháy có thành phần và số lƣợng phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ
Hệ thống điện có chức năng nạp điện cho ắc quy và cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ theo nhu cầu Đối với động cơ xăng, hệ thống này còn cung cấp tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu.
Hệ thống khởi động hoàn thành các chu kỳ làm việc ban đầu cho động cơ đốt trong, nổi bật với tính cơ động cao và điều kiện cơ sở đơn giản mà không cần nguồn điện bên ngoài Mặc dù động cơ đốt trong không yêu cầu hệ thống truyền tải điện, nhưng cần cung cấp nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel để duy trì hoạt động hiệu quả.
Động cơ đốt trong, với những ưu điểm vượt trội, vẫn là nguồn động lực quan trọng trong mỗi quốc gia và toàn cầu Nó được sử dụng chủ yếu cho các máy tĩnh tại, như máy bơm nước, máy phát điện, và máy chế biến nông lâm sản Các loại máy này thường có ba phần cấu tạo chính.
Động cơ đốt trong bao gồm bảy hệ thống cơ bản, có chức năng tiêu thụ nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel thông qua quá trình đốt cháy trong xilanh Quá trình này tạo ra áp lực cao của khí cháy, tác động lên đáy piston và truyền động qua tay biên để quay trục cơ, từ đó tạo ra mô men quay.
Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai và bộ truyền xích, có chức năng truyền momen quay từ động cơ đến các bộ phận công tác.
Phần thứ ba của bộ phận công tác là nơi tiếp nhận momen quay từ động cơ thông qua hệ thống truyền lực, nhằm khắc phục các lực cản và thực hiện các chức năng theo yêu cầu thiết kế Các nhiệm vụ này bao gồm nghiền thức ăn gia súc, xay xát lương thực, quay roto máy phát điện và quay tuốc bin bơm nước.
Động cơ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho các máy tự hành và ô tô máy kéo Các máy tự hành, như máy tuốt lúa và máy san gạt, bao gồm ba bộ phận chính, trong đó hệ thống truyền lực không chỉ truyền momen quay từ động cơ đến bộ phận công tác mà còn đến các bánh xe hoặc giải xích để di chuyển toàn bộ máy Đối với ô tô máy kéo, động cơ đốt trong cũng được sử dụng để tạo ra momen quay, giúp bánh xe quay và di chuyển với tốc độ cao, thường từ vài chục km đến hàng trăm km, mặc dù tải trọng chuyên chở không lớn Ngược lại, máy kéo có tốc độ di chuyển thấp hơn nhưng lại có khả năng bám đường, vượt dốc và tải trọng kéo đẩy cao, từ 300 đến 500 kg/mã lực, cho phép thực hiện các công việc nặng nhọc một cách hiệu quả.
2.Tình trạng kỹ thuật của động cơ trong quá trình sử dụng
Sau khi động cơ được xuất xứ và lắp ráp vào các loại máy công tác hoặc ô tô máy kéo, việc sử dụng lâu dài sẽ dẫn đến hao mòn và hư hỏng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của các chi tiết máy và hệ thống, có thể gây hỏng động cơ và máy công tác Hao mòn có thể chia thành hai loại: hao mòn tự nhiên và hao mòn hư hỏng Hao mòn tự nhiên là quá trình không thể tránh khỏi trong hoạt động của máy, như sự mài mòn giữa các chi tiết máy chuyển động, ví dụ như giữa piston và xilanh, ổ đỡ và trục cơ, cũng như giữa con đội và đuôi van Quá trình này làm giảm hiệu suất động cơ theo thời gian, dẫn đến khó khởi động, giảm công suất, tăng tiêu hao nhiên liệu, cũng như gia tăng tiếng ồn và ô nhiễm môi trường.
Hao mòn hư hỏng là dạng hao mòn bất thường gây ra hư hỏng cho các chi tiết và hệ thống, dẫn đến việc động cơ không thể hoạt động Nguyên nhân của hao mòn hư hỏng có thể xuất phát từ chất lượng vật liệu chế tạo, quy trình sản xuất hoặc lắp ráp chi tiết máy Bên cạnh đó, sự tác động của điều kiện làm việc cũng có thể tạo ra các giao động va đập vượt quá giới hạn bền cho phép của các chi tiết.
Phương pháp duy trì tình trạng kỹ thuật và nâng cao tuổi thọ cho động cơ đốt trong
Để đảm bảo sự hoạt động tin cậy và kéo dài tuổi thọ cho động cơ đốt trong, việc duy trì các chi tiết máy và hệ thống là rất quan trọng Chúng ta cần tuân thủ các phương pháp bảo trì kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng của động cơ.
Chăm sóc kỹ thuật hàng ngày là nhiệm vụ quan trọng của thợ máy, bao gồm việc kiểm tra và siết chặt các đai ốc, nạp áp suất hơi cho bánh xe máy kéo, điều chỉnh lực căng của giải xích, lau chùi bụi bẩn, tra dầu mỡ cho các ổ trượt và ổ lăn, cùng với việc bổ sung nước làm mát.
Việc kiểm tra căn chỉnh dây đai cho quạt gió, bơm nước, máy phát điện và máy lạnh là rất quan trọng Các nhiệm vụ này cần được thực hiện trước ca, trong và sau ca làm việc, tùy thuộc vào tình trạng kỹ thuật của máy và điều kiện làm việc thực tế.
Theo thời gian sử dụng, việc bảo dưỡng kỹ thuật ô tô và máy kéo phụ thuộc vào số km đã chạy hoặc số giờ hoạt động Cụ thể, xe xăng cần bảo dưỡng sau 500 km hoặc 60 giờ làm việc, trong khi xe dầu sau 1000 km hoặc 100 giờ Các công việc bảo dưỡng bao gồm súc rửa bình lọc khí, bình lọc nhiên liệu, bổ sung dung dịch ác quy, kiểm tra đánh g cho các cực của ác quy, và kiểm tra chế độ chạy không tải của động cơ.
Bảo dưỡng định kỳ và thay thế các chi tiết máy:
Để đảm bảo hoạt động hiệu quả của ô tô và máy kéo, cần theo dõi quãng đường và thời gian làm việc theo đúng catalog của máy, cũng như các tín hiệu báo lỗi Khi cần thiết, xe phải được đưa về xưởng hoặc dừng hoạt động tại vị trí làm việc để thực hiện kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ Các công việc bảo trì bao gồm thay ruột lọc của bình lọc nhiên liệu, thay dầu bôi trơn và ruột lọc dầu bôi trơn, thay ruột lọc của bình lọc khí, súc rửa két nước và thay nước làm mát Thời gian bảo trì định kỳ cho xe xăng là sau 3000 km hoặc 400 giờ làm việc, trong khi xe dầu cần bảo trì sau 4000 km hoặc 500 giờ làm việc Những công việc này phải được thực hiện bởi công nhân kỹ thuật có chuyên môn, sử dụng vật tư chuyên dụng đúng thông số kỹ thuật và được cung cấp bởi các nhà máy sản xuất chính hãng.
Sửa chữa động cơ cần dựa trên tình trạng kỹ thuật thực tế, mức độ hư hỏng và thời gian hoạt động theo quy định trong catalog của nhà sản xuất Từ đó, chúng ta xác định cấp độ sửa chữa phù hợp, bao gồm sửa chữa nhỏ, sửa chữa vừa và sửa chữa lớn.
Sửa chữa nhỏ (tiểu tu) được thực hiện bởi công nhân dưới sự hướng dẫn của cán bộ kỹ thuật Công việc này không chỉ bao gồm bảo dưỡng và thay thế các chi tiết định kỳ mà còn kiểm tra và sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu, như bơm cao áp và vòi phun cho động cơ xăng, cũng như bộ chế hòa khí và vòi phun xăng điện tử Ngoài ra, còn có các nhiệm vụ như thay vòng găng, thay nến điện, ác quy và kiểm tra rà xupáp.
Sửa chữa vừa (trung tu) là quá trình bảo trì giữa hai lần sửa chữa lớn (đại tu) nhằm khắc phục hư hỏng và duy trì hiệu suất của động cơ Các công việc trong quá trình này bao gồm doa hoặc thay xilanh, thay piston và vòng găng, mài trục cơ, trục cam, thay ổ đỡ cho các cổ trục, thay lò so, xupáp, và chạy rà động cơ để đảm bảo kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Sửa chữa lớn (đại tu) là quá trình phục hồi triệt để động cơ sau thời gian hoạt động theo quy định của cataloc hoặc khi động cơ gặp sự cố nghiêm trọng Mục tiêu là khôi phục khả năng làm việc của tất cả các bộ phận như mới Quy trình bao gồm tháo rời toàn bộ chi tiết, kiểm tra và phân loại các bộ phận có thể sử dụng, cần sửa chữa hoặc phải thay mới Sau khi hoàn tất sửa chữa, động cơ sẽ được chạy thử nghiệm để đánh giá chất lượng, công suất và tiêu thụ nhiên liệu Đại tu cần được thực hiện trong xưởng sửa chữa lớn được trang bị đầy đủ và do đội ngũ công nhân kỹ thuật chuyên ngành thực hiện.
Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của ô tô, máy kéo và các thiết bị canh tác khác Nó ảnh hưởng lớn đến năng suất, chất lượng công việc và hiệu quả sản xuất kinh doanh trong mọi nhiệm vụ mà phương tiện thực hiện.
Để duy trì động cơ đốt trong ở trạng thái kỹ thuật tốt và kéo dài tuổi thọ, các nhà máy chế tạo động cơ cần đầu tư vào máy móc và thiết bị hiện đại.
Để tối ưu hóa quy trình công nghệ và nâng cao hiệu quả sử dụng động cơ đốt trong, việc đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành là rất cần thiết Họ cần nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ và quy trình vận hành đúng kỹ thuật Hiểu biết về các dạng hao mòn của chi tiết máy cũng như các phương pháp bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ là yếu tố quan trọng để duy trì tình trạng kỹ thuật và kéo dài tuổi thọ động cơ Mỗi chi tiết và hệ thống trong động cơ cần có quy trình chăm sóc bảo dưỡng rõ ràng, giúp người vận hành và kỹ thuật viên thực hiện đúng các yêu cầu kỹ thuật trong quản lý và sử dụng ô tô, máy kéo và máy canh tác.
Để hỗ trợ cán bộ kỹ thuật, công nhân và người dân nông thôn tiếp cận thông tin chính xác về quy trình kỹ thuật, việc xây dựng quy trình chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa cho từng hệ thống, đặc biệt là động cơ đốt trong, là rất quan trọng Khóa luận của tôi với tiêu đề “Xây dựng quy trình kỹ thuật sửa chữa, bảo dưỡng cơ cấu phân phối khí cho động cơ 4 kỳ” nhằm đáp ứng nhu cầu này, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa nông nghiệp và nông thôn hiện nay.
Mục tiêu, đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu
Mục tiêu của khóa luận là nghiên cứu và xây dựng quy trình sửa chữa, bảo dưỡng cơ cấu phân phối khí cho động cơ đất 4 kỳ Điều này nhằm duy trì hoạt động ổn định của động cơ đốt trong, nâng cao công suất, giảm chi phí nhiên liệu và ô nhiễm môi trường, đồng thời kéo dài tuổi thọ của động cơ.
5.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong 4 kỳ nói chung và số liệu đo cụ thể đƣợc áp dụng cho động cơ TOYOTA 4A-FE
- Tổng quan vấn đề nghiên cứu
- Những kiến thức cơ bản về cơ cấu phân phối khí
- Các hƣ hỏng chính và quy trình tháo lắp cơ cấu phân phối khí
- Xây dựng quy trình bảo dƣỡng và kiểm tra sửa chữa các hƣ hỏng của cơ cấu phân phối khí
Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các giáo trình và tài liệu tham khảo liên quan đến động cơ đốt trong nhằm xây dựng quy trình kỹ thuật phù hợp với các mục tiêu đã được xác định.
Sử dụng phương pháp thực nghiệm là cách tiếp cận hiệu quả, cho phép thu thập kinh nghiệm thực tế và áp dụng các dụng cụ chuyên dụng Qua đó, chúng ta có thể thực hiện các phép đo thông dụng để mô tả chi tiết các thông số kỹ thuật trong quy trình nghiên cứu của khóa luận.
Nhiệm vụ và phân loại cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phân phối khí đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển thời điểm đóng mở cửa nạp và xả Nó giúp nạp đầy hỗn hợp khí cho động cơ xăng hoặc không khí sạch cho động cơ Diesel vào xylanh trong kỳ nạp, đồng thời thải sạch khí cháy ra ngoài trong kỳ xả.
Cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong nói chung có nhiều dạng kết cấu khác nhau:
- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp:
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
- Cơ cấu phân phối khí dùng van trƣợt
- Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử
Cơ cấu phối khí hay còn gọi là hệ thống phân phối khí có công dụng điều khiển quá trình trao đổi khí trong xilanh thời kỳ nạp, xả
Trong quá trình hoạt động, mặt nấm phải chịu tải trọng động và nhiệt rất lớn, với lực tác động có thể đạt từ 10.000 N đến 20.000 N, và trong động cơ tăng áp, lực này có thể lên tới 30.000 N Mặt nấm thường xuyên va đập mạnh vào đế xupáp, dẫn đến nguy cơ biến dạng cao Bên cạnh đó, xupáp tiếp xúc trực tiếp với khí cháy, chịu nhiệt độ rất cao, với nhiệt độ xupáp thải trong động cơ xăng đạt từ 800 - 850 °C và trong động cơ diesel là 500 - 600 °C Đặc biệt, trong giai đoạn thải, nấm và thân xupáp tiếp xúc với dòng khí thải có nhiệt độ cao, khoảng 700 – 900 °C đối với động cơ diesel, còn động cơ xăng thì cao hơn.
Nhiệt độ của khí thải trong động cơ đạt từ 1100 - 1200 độ C, với tốc độ dòng khí thải có thể lên tới 400 – 600 m/s, gây ra hiện tượng quá nóng và ăn mòn cho xupáp, đặc biệt là xupáp xả Hơn nữa, sự có mặt của lưu huỳnh trong nhiên liệu khi cháy tạo ra axit, làm ăn mòn bề mặt xupáp Do đó, vật liệu chế tạo xupáp cần có sức bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt tốt, và khả năng chống lại ăn mòn hóa học cũng như xâm thực từ dòng khí thải có nhiệt độ cao.
Cấu tạo và hoạt động của một số cơ cấu phân phối khí
2.2.1 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
2.2.1.1 Sơ đồ hệ thống phân phối khí có xupáp treo
Hình 2.1: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
Cơ cấu động cơ bao gồm các xupáp xả và nạp, lò xo xupáp, đĩa lò xo, cần bẩy, trục cần bẩy, và các bộ phận điều chỉnh như vít điều chỉnh và êcu hãm Ngoài ra, còn có giá đỡ trục cần bẩy, đũa đẩy, con đội, và trục cam cùng với hệ thống bánh răng truyền động gồm bánh răng trên trục cam, bánh răng trên trục cơ và bánh răng trung gian.
Khi máy hoạt động, bánh răng 15 của trục khuỷu dẫn động bánh răng 16 quay, làm cho bánh răng trục cam 14 cũng quay theo Vấu cam sẽ đẩy con đội 12 và đũa đẩy 11 đi lên, ép cần bẩy 6 quay quanh trục 7, từ đó ép đuôi xupáp và thông qua đĩa lò xo 5, ép lò xo 4 để xupáp 2 đi xuống, mở cửa thông Khi vấu cam trượt qua đáy con đội, lò xo xupáp 4 sẽ đẩy xupáp đi lên để đóng cửa thông, đồng thời cần bẩy 6 sẽ ép đũa đẩy 11 và con đội 12 đi xuống, giúp con đội tiếp xúc với mặt cam.
Nhƣ vậy lực đẩy xupáp là lực đẩy của vấu cam, còn lực đóng kín xupáp là lực dãn của lò xo tác dụng lên đĩa 5
Hiện nay, hầu hết động cơ diesel và các động cơ xăng 4 kỳ đều sử dụng cơ cấu xupáp treo nhờ vào nhiều ưu điểm vượt trội Cấu trúc buồng cháy gọn gàng giúp giảm cản trở đối với đường nạp, từ đó tối ưu hóa khả năng nạp nhiều môi chất mới Ngoài ra, việc kiểm tra và điều chỉnh khe hở nhiệt của các xupáp cũng trở nên dễ dàng hơn.
2.2.2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
Cơ cấu gồm có: Các bánh răng phân phối 1, trục và vấu cam 2, con đội
3, đĩa lò xo 4, lò xo xupáp 5, ống dẫn hướng 6, các xupáp 7, ốc điều ch nh 8
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu thông qua các bánh răng phân phối
Khi trục cam quay, vấu cam sẽ tì vào con đội, đẩy nó lên và làm xupáp 7 mở cửa thông Đồng thời, đĩa lò xo 4 cũng ép lò xo 5, khiến nó ngắn lại.
Khi vấu cam trượt qua đáy con đội, lực đàn hồi của lò xo 5 thông qua đĩa 4 sẽ đẩy xupáp đi xuống để đóng cửa thông Đồng thời, lực này cũng làm cho con đội tiếp xúc với mặt cam Bulông con đội được sử dụng để điều chỉnh khe hở nhiệt giữa con đội và đuôi xupáp, nhằm tránh tình trạng kênh khi xupáp đóng kín, tương tự như cách điều khiển xupáp treo, với sự điều khiển của vấu cam 2.
Hình 2.2: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
15 thực hiện, điều khiển đóng xupáp là lực đàn hồi của lò xo xupáp thông qua đĩa lò xo 4 thực hiện
Hiện nay, xupáp được sử dụng phổ biến trên các động cơ xăng 4 kỳ kiểu cũ với tỷ số nén thấp, cũng như trên các động cơ 4 kỳ chạy bằng dầu hỏa.
Cấu tạo, điều kiện làm việc của một số chi tiết chính trong cơ cấu
Các xupáp đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển cửa nạp và cửa xả, góp phần vào quá trình trao đổi khí Việc đảm bảo thải sạch và nạp đầy môi chất không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ.
Xupáp trong động cơ phải chịu áp lực lớn và nhiệt độ cao do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy, đặc biệt là xupáp thải Cụ thể, nhiệt độ của xupáp thải trong động cơ xăng có thể lên tới 800-850°C, trong khi ở động cơ diesel, nhiệt độ này có thể đạt khoảng 500°C.
Xupáp hoạt động ở nhiệt độ 600 °C và thường bị ăn mòn hóa học do hơi axit trong khí cháy, đặc biệt là xupáp thải Khi xupáp đóng, nấm xupáp va chạm với đế xupáp, dẫn đến việc nấm xupáp dễ bị biến dạng và mòn rỗ bề mặt Vận tốc lưu động của môi chất qua xupáp rất cao, với xupáp thải có thể đạt từ 400 đến 600 m/s, gây ra mòn cơ học cho cả bề mặt nấm và đế xupáp.
Đối với xupáp thải, thép hợp kim chịu nhiệt với các thành phần silic, crôm, và măng gan thường được sử dụng Để tiết kiệm vật liệu, có thể chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt và hàn với thân xupáp bằng thép thông thường Để tăng cường khả năng chống mòn và chống gỉ, bề mặt làm việc của xupáp được mạ một lớp mỏng hợp kim côban.
Xupáp nạp thường được chế tạo từ thép hợp kim crôm, mangan hoặc hợp kim chịu nhiệt có thêm silic Tuy nhiên, yêu cầu về khả năng chịu nhiệt của xupáp nạp không cần cao như xupáp thải.
Theo kết cấu, người ta chia xupáp ra làm 3 phần : Nấm, Thân, Đuôi
1 – Đuôi xupáp, 2 – Thân xupáp, 3 – Nấm a Nấm xupáp
Bề mặt làm việc của nấm là yếu tố quan trọng nhất, với góc vát ảnh hưởng đến tiết diện thông qua của xupáp Góc nhỏ giúp tăng diện tích, nhưng cũng làm tăng sức cản lưu động của dòng khí do dòng khí bị ngoặt Ngoài ra, chiều dây của nấm nhỏ có thể ảnh hưởng đến sức bền của nấm, vì vậy hầu hết xupáp thải cần được thiết kế hợp lý để cân bằng giữa hiệu suất và độ bền.
= 45 0 còn đối với xupáp nạp thông thường 30 0 ≤ ≤ 45 0
Chiều rộng của nấm phụ thuộc vào độ cứng của đế xupáp và nấm xupáp Để ngăn ngừa hiện tượng mòn rãnh trên bề mặt và tạo thuận lợi cho việc sửa chữa, đế xupáp được thiết kế mềm hơn so với nấm Do đó, bề rộng của nấm sẽ lớn hơn bề rộng của đế xupáp.
Theo kết cấu, nấm bằng đơn giản, dễ chế tạo và có diện tích chịu nhiệt nhỏ
Nấm lõm có bán kính chuyển tiếp lớn giữa nấm và thân, giúp tối ưu hóa dòng khí nạp và giảm trọng lượng của xupáp Ngược lại, nấm lồi được sử dụng cho xupáp thải, cải thiện hiệu suất thải bằng cách giảm các vùng chết, đảm bảo quá trình thải diễn ra sạch sẽ hơn.
Một số động cơ sử dụng xupáp thải rỗng với 50-60% thể tích chứa natri (Na) Khi động cơ hoạt động, natri sẽ nóng chảy ở nhiệt độ 97°C Xupáp di chuyển lên xuống liên tục, khiến natri lỏng tạo ra sóng sánh trong lỗ rỗng, từ đó giúp tải nhiệt từ đầu xupáp lên phần thân và truyền qua ống dẫn hướng xupáp ra nước làm mát.
Thân xupáp đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn hướng và tản nhiệt cho nấm xupáp Để dễ gia công và ngăn ngừa hiện tượng kẹp xupáp trong ống dẫn hướng, phần nối giữa nấm và thân thường được thu nhỏ, do nhiệt độ ở phần dưới của thân cao hơn phần trên.
Thân xupáp được mài chính xác và chuyển động tịnh tiến trong ống dẫn hướng, ống này có thể được làm liền với nắp xilanh hoặc là chi tiết rời bằng gang hoặc thép Chi tiết này được ép chặt vào nắp xilanh, và mặt trong của ống thường được phủ một lớp phốt phát đồng để tăng độ bền.
Đuôi xupáp cần có kết cấu phù hợp để lắp đĩa lò xo xupáp, thường là mặt côn hoặc rãnh vòng để gắn mõng hãm Kết cấu đơn giản nhất là sử dụng chốt, tuy nhiên cần lưu ý rằng chốt này có thể tạo ra ứng suất tập trung Để đảm bảo an toàn, chốt phải được làm từ vật liệu có độ bền cao Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi xupáp trên một số động cơ được chế tạo từ thép ôstenit, được tôi cứng và hàn với thân Đối với các xupáp được cam dẫn động trực tiếp, đuôi xupáp thường có ren để lắp đĩa lò xo xupáp.
Đế xupáp có vai trò quan trọng trong việc tiếp xúc với nấm xupáp khi đóng, giúp tăng tuổi thọ và thuận tiện cho việc sửa chữa Để đạt được điều này, đế xupáp thường được chế tạo rời bằng vật liệu chịu mòn và được lắp vào thân máy trong cơ cấu phối khí xupáp treo.
Thân máy và nắp xilanh có thể được làm bằng nhôm, với đế xupáp nạp và xupáp thải tách rời Trong trường hợp thân máy và nắp xilanh bằng gang, đế xupáp thải không được làm rời Đế xupáp thường được chế tạo từ thép hợp kim hoặc gang trắng và được lắp đặt với độ dôi vào thân máy hoặc nắp xilanh.
Đế xupáp được giữ cố định trong thân máy hoặc nắp xilanh thông qua các rãnh vòng và kim loại khi ép, nhờ vào tính tự hãm của bề mặt côn hoặc cấu trúc khóa từ việc nong ống sau khi lắp Bề mặt tiếp xúc với nấm xupáp thường có ba góc khác nhau, giúp đế và nấm xupáp có sự tiếp xúc tốt nhất, trong đó góc của nấm xupáp là 45 độ.
Hình 2.6: Một số dạng đế xupáp
CÁC HƯ HỎNG CHÍNH VÀ QUY TRÌNH THÁO LẮP CƠ CẤU
Một số dạng hƣ hỏng chính của cơ cấu phân phối khí
Khi động cơ gặp phải tình trạng giảm công suất, nguyên nhân thường là do khe hở nhiệt của xupáp quá nhỏ, nấm và ổ đặt bị cháy rỗ dẫn đến hiện tượng lọt khí và tỷ số nén thấp Ngoài ra, khi động cơ hoạt động, nếu xuất hiện tiếng kêu lách cách từ buồng xupáp hoặc nắp che giàn đòn gánh, điều này có thể do khe hở giữa đuôi xupáp và con đội, cũng như giữa thân xupáp và ống dẫn hướng quá lớn, gây ra sự mòn nhanh chóng của các chi tiết Hệ quả là góc mở và đóng của xupáp bị thay đổi sớm và muộn, làm giảm hành trình của xupáp.
Động cơ làm việc có tiếng kêu từ thân động cơ, đặc biệt là ở phía đuôi trục khuỷu, phát ra âm thanh trầm nhỏ Nguyên nhân là do khe hở giữa bạc và trục cam quá lớn, dẫn đến mòn nhanh chóng của bạc và trục cam, đồng thời làm giảm áp suất dầu bôi trơn.
Động cơ có tiếng kêu rào rào phía trước thường do khe hở giữa các bánh răng trục khuỷu và bánh răng cam quá lớn hoặc không đều, có thể do răng bị sứt mẻ hoặc gãy Hiện tượng này gây mòn nhanh cặp bánh răng, khiến động cơ hoạt động không đều và có nguy cơ không hoạt động được.
Quy trình tháo, lắp cơ cấu phân phối khí
Đề tài nghiên cứu tập trung vào cơ cấu phân phối khí, do đó chúng tôi sẽ trình bày quy trình kỹ thuật tháo lắp cơ cấu này Quy trình sẽ bao gồm các bước tháo lắp các bộ phận liên quan để hoàn tất việc tháo cơ cấu phân phối khí, trong khi các hệ thống khác của động cơ sẽ được coi là đã hoàn thành và không nằm trong nội dung cần trình bày của khóa luận.
* Quy trình tháo tổng thể cơ cấu phân phối khí được tiến hành theo các bước sau:
TT Nguyên công Dụng cụ Hình vẽ minh hoạ Ghi chú
Chuẩn bị dụng cụ, giẻ lau, giá chuyên dùng để thực hiện tháo lắp cơ cấu phân phối khí
Clê từ 10 đến 23, Clê choòng, tay vặn tuýp khẩu tuốcnơvít, vam
Dụng cụ phải đầy đủ, động cơ với cơ cấu phân phối khí
Tháo động cơ ra khỏi xe
Tháo cơ cấu ra khỏi động cơ
Làm sạch các chi tiết
Tháo phía trên động cơ
Nâng động cơ ra khỏi xe
Tháo các chi tiết ngoài cơ cấu
Tháo cụm xả và cụm hút
- Tháo nắp che dẫn động cam
- Tháo các dây cao áp và bugi (động cơ xăng) hay vòi phun
- Tháo nắp che nắp máy
- Tháo thanh giằng, cụm hút
- Tháo chụp nắp máy, bugi hay vòi phun…
- Đặt riêng lên giá chuyên dùng để thuận tiện cho việc lắp
- Xả hết nước làm mát ra
- Tháo bánh răng đai, dây đai ra khỏi trục cam
+ Tháo bulông giữ bánh răng đai khỏi trục cam
+ Tháo bánh răng dẫn động chia điện và cam dẫn động bơm xăng
+ Tháo bánh răng đai và dây đai ra khỏi trục cam
Dùng tay vặn, tuýp khẩu 21
- Đánh dấu trên bánh răng đai và dây đai trước khi thực hiện tháo
- Các chi tiết tháo lắp phải đặt gọn gàng lên giá chuyên dùng, không xếp chồng lên nhau
- Tháo cụm xả (tháo các đai ốc, bulông và tấm cách nhiệt, cụm xả và đệm lót của cụm xả)
- Tháo cụm hút tháo bulông và đường ống xăng, đường ống của van thông gió cácte số 2, tháo cụm hút và đệm lót
- Tháo các chi tiết này phải để riêng tránh để lẫn với các chi tiết khác
- Các đệm lót phải treo lên tránh bị rách hoặc trầy xước
- Tháo các nắp ổ đỡ trục cam và trục cam
- Tháo rời các chi tiết
- Nhấc trục cam ra phải để gọn gàng tránh bị xước
- Vặn ốc phải theo đúng trình tự
+ Dùng tuýp tháo các bulông nắp máy lần lƣợt làm 3 vòng, theo thứ tự ghi trên hình vẽ
+ Nhấc nắp máy ra khỏi các chốt định vị trên mặt thân máy và đặt lên giá chuyên dùng
Tay vặn, tuýp , khẩu 17, tuốcnơvít, Clê choòng
- Đặt nắp máy cẩn thận tránh bị trầy xước bề mặt làm việc của nắp máy
- Treo đệm nắp máy cẩn thận tránh bị rách
+ Dùng dụng cụ chuyên dùng (vam) nén các đĩa xupáp tới mức có thể tháo đƣợc các móng hãm
+ Lấy các móng hãm và dụng cụ( vam)
+ Lấy đĩa lò xo, lò xo và xupáp
+ Tháo phớt chắn dầu trên xupáp
+ Dùng tuốcnơvít hoặc nam châm lấy đế lò xo ra
Dụng cụ chuyên dùng (vam)
Xupáp, móng hãm, con đội, lò xo khi tháo ra cần đánh dấu để riêng từng cặp
* Quy trình kỹ thuật lắp cơ cấu phân phối khí
Khi lắp đặt cơ cấu phân phối khí, cần tuân theo nguyên tắc lắp ngược lại với quy trình tháo, tức là các chi tiết được tháo ra trước sẽ được lắp lại sau, và những chi tiết tháo sau sẽ được lắp trước.
+ lắp phớt chắn dầu trên xupáp
+ Đặt đĩa lò xo, lò xo, xupáp và móng hãm vào vị trí trước khi tháo Bước 2: Lắp nắp máy
+ Đặt nắp máy ra vị trí ban đầu và lắp các chốt định vị trên mặt thân máy
+ Dùng tuýp lắp các bulông nắp máy lần lƣợt làm 3 vòng
+ Lắp các nắp ổ đỡ trục cam và trục cam
Bước 3: +Lắp cụm hút, lắp bulông và đường ống xăng, đường ống của van thông gió cácte số 2, lắp cụm hút và đệm lót
+ Lắp cụm xả (tháo các đai ốc, bulông và tấm cách nhiệt, cụm xả và đệm lót của cụm xả)
Bước 4: Lắp bánh răng đai, dây đai ra khỏi trục cam
+ Lắp bánh răng đai và dây đai vào trục cam
+ Lắp bánh răng dẫn động chia điện và cam dẫn động bơm xăng
+ Lắp bulông giữ bánh răng đai khỏi trục cam
+ Lắp nắp che dẫn động cam
+ Lắp thanh giằng, cụm hút
+ Lắp nắp che nắp máy
+ Lắp các dây cao áp và bugi (động cơ xăng) hay vòi phun (động cơ điezel)
+ Lắp nắp che dẫn động cam
Trước khi lắp ráp, cần lau sạch tất cả các chi tiết và bôi một lớp dầu máy lên bề mặt làm việc Trục cam phải được lắp với khe h theo hướng nhất định, cùng lúc với bánh răng phân khối Việc lắp đặt phải chú ý đến các ký hiệu đã được đánh dấu để đảm bảo chính xác góc phân phối khí và thời gian phun dầu, đánh lửa Khi lắp xupáp, cần thận trọng để tránh lò xo bắn vào người, và các chi tiết của xupáp phải được giữ nguyên bộ để tránh lẫn lộn Một số máy diesel sử dụng lò xo bước xoắn khác nhau để ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng, với đầu bước xoắn ngắn được lắp vào phía tán xupáp để đảm bảo hiệu suất khi máy chạy ở tốc độ cao.
XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ KIỂM TRA SỬA CHỮA CÁC HƢ HỎNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Kiểm tra sữa chữa khắc phục hƣ hỏng các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
4.1.1.1 Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả
TT Hƣ hỏng Nguyên nhân Hậu quả
1 Bề mặt làm việc của xupáp bị tróc rỗ, ăn mòn hoá học
Do va đập với ổ đặt, làm việc nhiệt độ cao, tiếp xúc với dòng khí thải có tốc độ lớn và chứa nhiều chất ôxy hoá
Làm cho xupáp đóng không kín, công suất của đông cơ bị giảm, tiêu hao nhiên liệu
Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nhịệt độ, áp suất cao
Làm thay đổi cơ lý tính dẫn đến hỏng nhanh xupáp
3 Nấm xupáp bị vênh, nứt, vỡ
Do va đập với đ nh piston, nhiệt độ động cơ cao quá và chịu tác động của lực khí thể quá lớn (từ 10 đến 20 KN)
Có thể làm cho động cơ không làm việc đƣợc
4 Thân xupáp bị mòn không đều, mòn côn, mòn ôvan, có thể bị cong vênh, nứt, gãy phần chuyển tiếp
Do ma sát với ống dẫn hướng, bôi trơn và làm mát khó khăn Va đập với đ nh piston, làm việc lâu ngày
- Xupáp chuyển động không vững vàng có thể bị kẹt, treo
- Nếu gãy làm nấm rơi vào buồng đốt ảnh hƣ ng nghiêm trọng tới động cơ
5 Đuôi xupáp bị mòn, tòe
Do va đập với đầu cò mổ, con đội, làm việc lâu ngày
Làm thay đổi góc pha phối khí, ảnh hƣ ng trực tiếp đến góc m sớm đóng muộn, quá trình nạp đầy thải sạch của động cơ
Hình 4.2 :Kiểm tra xupáp, đồng hồ đo độ côn
Để làm sạch nấm xupáp, sử dụng dao để cạo muội than và bàn chải sắt để vệ sinh (Hình 4.1) Đo bề dày tối thiểu của nấm xupáp, kiểm tra độ cong của thân và độ mòn bề mặt tiếp xúc bằng đồng hồ so Khe hở của nấm xupáp cần đạt 1 mm để có thể mài lại bề mặt làm việc Nếu bề dày nhỏ hơn 1 mm, cần thay nấm xupáp mới (Hình 4.2).
2 Đồng hồ đo độ côn
Kiểm tra độ cong của thân và độ đảo của tán xupáp là rất quan trọng Nếu độ đảo của tán xupáp vượt quá 0,025 mm, cần phải mài lại mặt làm việc của nó Đối với độ cong, mức cho phép là 0,03 mm; nếu vượt quá mức này, cần phải nắn thẳng lại.
- Kiểm tra độ dày của nấm xupáp (Hình 4.4)
Chiểu dày gờ tán nấm :
Tối thiểu : Nấm hút 0,5 mm
Nấm xả 0,8 mm Đường kính thân nấm:
Tiêu chuẩn : Nấm hút 7,970 7,985 mm
Hình 4.3 : Kiểm tra độ dày của mép nấm nÊm
Chiều dày mép nấm Chiều dày
Hình 4.4 Kiểm tra chiều dài toàn bộ chiều cao
Chiều dài toàn bộ của nấm:
Tiêu chuẩn: Nấm hút: 102,00 mm
Tối thiểu: Nấm hút: 101,50 mm
- Kiểm tra độ mòn của thân xupáp bằng panme nhƣ kiểm tra chi tiết bình thường Nếu độ mòn lớn hơn 0,05 mm thì bỏ xupáp đó (Hình 4.5)
- Thân xupáp bị mòn rà lại, mài lại
- Dùng mắt quan sát bề mặt tiếp xúc của xupáp với ổ đặt mà bị rỗ ít thì dùng bột rà để rà lại
- Thấy rỗ nhiều ta đƣa lên máy mài chuyên dùng để mài Sau đó rà lại bằng bột rà, ch mài vừa đủ để xoá các vết rỗ
Các thiết bị mài chuyên dụng cho xupáp có cấu trúc khác nhau nhưng nguyên lý hoạt động tương tự Xupáp được kẹp chặt trên đầu kẹp và được dẫn động bởi động cơ điện độc lập, trong khi đá mài được lắp cố định trên bàn máy.
Hình 4.5: Kiểm tra bằng panme a b a Các vị trí cần đo b Thao tác đo: 1 Panme ; 2 Xupáp
- Kiểm tra sao cho mài đúng góc nghiêng bề mặt làm việc của xupáp (Hình 4.6)
- Đuôi bị mòn ta mạ crôm: Đƣa lên máy mài phẳng để mài (Hình 4.7)
Thân xupáp có thể được nắn lại bằng máy ép nhỏ nếu bị cong Khi bị mòn, cần mài theo kích thước sửa chữa và thay ống dẫn hướng Nếu mức độ mòn quá lớn, nên mạ crôm và gia công lại theo ống dẫn hướng hoặc thay mới.
Hình 4.7: Thiết bị chuyên dùng mài xupap
Hình 4.8: Kiểm tra góc nghiêng sau khi dùng mài xupáp
- Nếu đế xupáp bị cháy rỗ, mòn thành gờ sâu bề mặt làm việc, bị nứt hoặc ghép với nắp xilanh lỏng cần phải thay mới
Nếu bề mặt đế xupáp không bị cháy rỗ nhưng đã mài sửa nhiều lần, dẫn đến xupáp bị tụt sâu quá 1,5 mm so với trạng thái ban đầu, cần thay đế xupáp mới Đế xupáp mới được ép vào nắp xilanh với độ dôi từ 0,05 đến 0,1 mm, tùy thuộc vào đường kính ngoài của đế và vật liệu chế tạo nắp xilanh.
4.1.1.4 Kiểm nghiệm sau sửa chữa
- Chiều dài toàn bộ của nấm:
+ Tiêu chuẩn: Nấm hút: 102,00 mm
+ Tối thiểu: Nấm hút: 101,50 mm
- Đường kính thân nấm tiêu chuẩn:
- Chiều dài gờ tán nấm:
+ Tối thiểu: Nấm hút: 0,5 mm
TT Các bước Hình vẽ Dụng cụ Chú ý
1 - Dùng giẻ lau sạch thân và nấm xupáp
Giẻ sạch Tránh bụi làm xước thân và bề mặt nấm
2 Bôi một ít bột rà thô vào bề mặt làm việc của xupáp và bôi một ít dầu bôi trơn vào thân của xupáp
Dùng tay - Chú ý bôi bột đều khắp bề mặt làm việc của xupáp
- Không để bột rà bắn vào thân xupáp
3 Lắp xupáp cần rà vào ổ đặt của nó
Dùng tay Đặt nhẹ nhàng
4 Ấn và xoay khi xupáp tiếp xúc với ổ đặt
- Lực ấn và xoay đều tay
- Tránh va chạm manh với ổ đặt
5 Nhấc xupáp ra kiểm tra xem bề mặt làm việc của xupáp sau khi rà còn vết xước không
Dùng tay Nhấc xupáp nhẹ nhàng đều tay
6 Rửa xupáp sau khi rà thô bằng xăng sạch, sau đó lau bằng giẻ sạch
Bôi một ít bột rà tinh lên bề mặt làm việc của xupáp và sau đó thoa một ít dầu bôi trơn vào thân xupáp sau khi đã xử lý bằng bột rà thô.
Dùng tay Bôi bột rà đều khắp bề mặt làm việc của xupáp, tránh bị bắn lên thân xupáp
8 Đƣa xupáp cần rà vào ổ đặt
Tay Đƣa xupáp vào từ từ
9 - Tiến hành ấn và xoay xupáp nhƣ rà thô
- Trong khi rà th nh thoảng xoay xupáp đi một góc 90 o
- Lực ấn và xoay nhẹ hơn rà bằng bột thô
- Xoay và ấn phải đều tay
- Dùng tuốcnơvít phải có lò xo
4.1.2.1 Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả
STT Hƣ hỏng Nguyên nhân Hậu quả
1 Bề mặt làm việc của ổ đặt bị mòn thành gờ, rạn nứt tróc rỗ
Do va đập với xupáp, tiếp xúc với khí cháy nhiệt độ cao
Tất cả các dạng hư hỏng trên có thể khiến xupáp không đóng kín với ổ đặt, dẫn đến hiện tượng lọt khí Điều này biểu hiện qua việc giảm công suất động cơ, làm việc yếu, xuất hiện nhiều khói đen và tiêu tốn nhiên liệu Trong trường hợp hỏng nặng, động cơ có thể không hoạt động được.
2 Bề mặt làm việc bị ăn mòn hoá học
Do tiếp xúc vói dòng khí có tốc độ lớn, trong khí cháy có chứa nhiều chất ôxy hoá
3 Ổ đặt có thể bị mất độ găng lắp ghép, biến dạng thậm chí là nứt, vỡ
Do vật liệu chế tạo không đảm bảo, công nghệ chế tạo ổ đặt, động cơ bị quá nhiệt
- Sau khi tháo động cơ ta tiến hành kiểm tra sơ bộ để kịp thời phát hiện những hƣ hỏng của ổ đặt
Hình 4.9: Kiểm tra và sửa chữa ổ đặt a b c d
Để kiểm tra ổ đặt, trước tiên cần lau sạch bề mặt làm việc và quan sát xem có dấu hiệu mòn, tróc rỗ hay ăn mòn hay không Tiếp theo, kiểm tra vết tiếp xúc giữa ổ đặt và xupáp bằng cách bôi một lớp bột màu mỏng lên bề mặt ổ đặt, sau đó đưa xupáp vào và ấn nhẹ mà không xoay Khi lấy xupáp ra, cần quan sát vết bột màu bị mờ; vết tiếp xúc nên nằm ở giữa bề mặt ổ đặt và có bề rộng khoảng 1,4 đến 2 mm.
- Nếu ổ đặt bị mòn ít ta sử dụng phương pháp rà lại ổ đặt cùng với xupáp của nó
Khi ổ đặt bị mòn nhiều, phương pháp mài sẽ được sử dụng để gia công lại ổ đặt Quá trình này bao gồm việc sử dụng đá mài và ti dẫn hướng, thực hiện mài trong ổ đặt, có thể thực hiện bằng máy mài tay hoặc máy khoan đứng.
- Gá lắp nắp máy chắc chắn vào bệ máy khoan đứng hoặc là vào nơi dễ sử dụng máy mài tay
- Lắp đá mài vào máy mài hoặc máy khoan và định tâm cho tâm đá mài trùng với tâm của ổ đặt
- Đƣa đá mài vào ổ đặt một cách từ từ, với một lƣợng gia công nhỏ vừa đủ đến khi nào đƣợc thì thôi
Khi mài ổ đặt, cần thường xuyên kiểm tra để đảm bảo đã mài hết các vết mòn và chú ý đến việc định tâm đá mài trong quá trình mài.
- Nếu ổ đặt bị mòn nhiều ta sử dụng phương pháp doa để gia công lại ổ đặt (Hình 4.10)
- Gá lắp nắp máy chắc chắn vào bệ má khoan đứng hoặc vào dụng cụ chuyên dùng
- Đầu tiên ta sử dụng dao doa thô góc 45 o để cắt những vết mòn, cháy rỗ lớn
- Tiếp theo ta sử dụng dao doa góc 75 o để cắt những vết cháy rỗ phía dưới của ổ đặt
- Sau đó ta sử dụng dao doa góc 15 o để cắt những vết mòn, cháy rỗ phía trên của ổ đặt
- Cuối cùng ta sử dụng dao doa tinh góc 45 o để doa lại lần cuối ổ đặt
Sau khi hoàn tất quá trình doa ổ đặt, cần rà soát lại để đảm bảo đạt yêu cầu kỹ thuật Trong quá trình doa, cần thường xuyên kiểm tra bề mặt ổ đặt để xác định xem các vết lồi lõm đã được xử lý hoàn toàn hay chưa, nhằm tránh làm hỏng ổ đặt Nếu phát hiện ổ đặt bị nứt vỡ, cần thay mới ngay lập tức.
- Quy trình thay mới ổ đặt: Ổ đặt được thay theo 2 phương pháp: Ép nguội và ép nóng
+ Ép nguội: Đƣợc áp dụng cho loại ổ đặt yêu cầu độ găng lắp ghép không quá 0,07 mm, có thể dùng búa thép hoặc dùng máy ép để ép
+ Ép nóng: Đƣợc áp dụng cho loại ổ đặt yêu cầu độ găng lắp ghép lớn hơn 0,07 mm Có thể dùng đèn xì để nung nóng nắp máy tới 400 đến 500 0 C
Hình 4.10: Trình tự và góc doa ổ đặt b) Góc doa ổ đăt a) Trình tự doa ổ đặt
Hoặc là luộc nắp máy trong dầu, ủ trong cát hoặc vôi bột nóng tới 160 đến
170 0 C Sau đó đƣa lên máy ép thuỷ lực để ép
+ Chú ý khi thay ổ đặt: Sau khi ép ta phải để nắp máy (thân máy) nguội từ từ tránh hiện tƣợng cong, vênh nắp máy
- Ổ đặt sau khi thay thế cũng phải đƣợc doa, mài, rà theo đúng quy trình và yêu cầu kỹ thuật đã nêu trên
Sau khi hoàn tất sửa chữa, cần kiểm tra các thông số kích thước và độ kín khít của xupáp Để thực hiện, lắp xupáp vào ổ, sau đó đổ một ít xăng hoặc dầu hỏa xung quanh nấm xupáp Quan sát trong khoảng 2-5 phút; nếu không thấy xăng hoặc dầu hỏa thấm qua, quá trình kiểm tra đã đạt yêu cầu.
4.1.3.1 Hư hỏng nguyên nhân tác hại - Bề mặt làm việc bị mòn ô van do ma sát với xupáp làm tăng khe hở lắp ghép xupáp chuyển động không vững gây ra va đập khi làm việc Mặt khác dầu
Ống dẫn hướng bị mòn nhiều có thể gây ra va đập cho xupáp, dẫn đến tăng mài mòn cho tán và thân xupáp Sự mòn này cũng có thể tạo ra khe hở lớn giữa ống dẫn hướng và thân xupáp, làm cho dầu lọt vào trong xylanh động cơ, gây tiêu hao dầu và hình thành muội than trong buồng đốt.
- Ống dẫn hướng có thể bị long ra, nứt vỡ do quá trình tháo lắp không đúng kĩ thuật
Trước khi tiến hành sửa chữa xupáp và đế xupáp, ống dẫn hướng xupáp cần được kiểm tra và sửa chữa hoặc thay mới Điều này là cần thiết vì lỗ dẫn hướng xupáp đóng vai trò quan trọng trong việc định vị chính xác khi gia công sửa chữa các chi tiết liên quan.
Kiểm nghiệm các thông số sửa chữa
4.2.1 Các dụng cụ kiểm tra, kiểm nghiệm các thông số sau khi sửa chữa
* Các dụng cụ dùng để kiểm nghiệm nhƣ:
Hình 4.24: Đặt cam trong thân động cơ
- Dụng cụ đo lực lò xo
* Thông số kiểm tra điều ch nh
Nắp máy - Độ vênh mặt nắp máy
- Độ vênh mặt bích cụm hút
Tối đa Tối đa Nấm hút Nấm xả
45 0 1.2 1.6 mm Ống dẫn hướng nấm
- Nhiệt độ của nắp máy khi thay ống dẫn hướng
Nấm - Chiều dài toàn bộ của nấm
- Đường kính thân nấm tiêu chuẩn
- Khe h thân nấm, ống dẫn hướng
- Chiều dài gờ tán nấm
Nấm hút Nấm xả Nấm hút Nấm xả Nấm hút Nấm xả
Nấm hút Nấm xả Nấm hút Nấm xả
102,00 mm 102,25 mm 101,50 mm 101,75 mm 7,970 7,985 mm 7,965 7,980 mm
Lò xo nấm - Chiều dài tự do
- Lực nén lò xo khi lắp đặt
Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Tối thiểu Tối đa
47,31 mm 40,30 mm 27,0 kg 24,2 kg 2,0 mm Trục cam - Khe h dọc trục
- Khe h cổ trục cam – bạc
- Đường kính cổ trục cam
- Độ mòn méo cổ trục
Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn
0,25 mm 0,025 0,066 mm 0,10 mm 33,959 33,975 mm 0,06 mm 47,84 47,94 mm Con đội - Đường kính ngoài
Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Tối đa
37,922 –37,932 mm 0,028 – 0,053 mm 0,1 mm Cụm hút, cụm xả
- Độ vênh mặt bích tối đa Cụm hút
0,,2 mm 0,7 mm Xích cam và các bánh xích
- Độ mòn bánh xích trục khuỷu
- Độ mòn bánh xích trục cam
Tối đa Tối đa Tối đa
Máng giảm chấn và máng trƣợt
- Độ mòn máng giảm chấn
4.2.2 Mô men xiết quy định
Mối ghép giữa các chi tiết Kg.m
Nắp máy và nắp ổ đỡ trục cam 1,6
Nắp máy và chốt tăng xích 2,1
Nắp máy và nến điện 1,8
Nắp máy và cụm ống hút 5
Nắp máy và bơm xăng 2
Thân máy và nắp máy
Kỹ thuật bảo dƣỡng cơ cấu phân phối khí
4.3.1 Kiểm tra, vặn chặt các bulông, gu dông trên nắp máy và ống xả, ống nạp
Trong quá trình sử dụng, bulông và gudông nắp máy, ống nạp, ống xả có thể bị nới lỏng do tải trọng nhiệt, áp suất lớn và rung giật, dẫn đến giảm độ kín của buồng cháy và nguy cơ cháy gioăng đệm Nếu bulông của ống nạp hoặc ống xả bị lỏng, có thể gây cháy các chi tiết bên cạnh, đặc biệt ở khu vực ống xả Do đó, việc kiểm tra và vặn chặt các bulông là rất cần thiết Khi thực hiện vặn chặt, cần tuân theo các nguyên tắc cụ thể để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
- Vặn làm nhiều lần, vặn theo thứ tự từ trong ra ngoài, đối nhau hoặc từ giữa ra theo hình xoắn ốc
- Vặn lần cuối phải dùng cờ lê lực đảm bảo đúng mô men vặn của nhà chế tạo quy định
Hình 4.25: Thứ tự vặn chặt nắp máy của một số loại động cơ
Tùy thuộc vào vật liệu chế tạo nắp máy, nhà sản xuất quy định việc vặn chặt nắp khi máy nguội hoặc nóng Đối với nắp máy làm từ gang hợp kim, việc vặn chặt có thể thực hiện cả khi máy nguội và nóng.
Việc vặn chặt nắp máy cần tuân thủ tiêu chuẩn chính xác; nếu quá nhỏ, buồng cháy có thể bị hỏng, trong khi nếu quá lớn, bulông hoặc gudông có nguy cơ bị đứt Hơn nữa, nếu không vặn đều, nắp máy sẽ dễ bị vênh.
4.3.2 Làm sạch muội than Động cơ sau một thời gian làm việc sẽ phát sinh muội than cháy trong buồng cháy, mặt làm việc của xupáp và đế xupáp… xupáp bị kênh, dễ gây cháy kích nổ, làm giảm công suất, tăng tiêu hao nhiên liệu, tăng lƣợng hao mòn
Trong bảo dưỡng kỹ thuật người ta có thể đốt cháy hoặc cạo sạch muội than
Khi đến chu kỳ thay dầu bôi trơn cho động cơ, cần thực hiện quy trình đốt cháy muội than Để làm điều này, tháo bugi hoặc vòi phun và đổ vào mỗi xilanh khoảng 150-250 cm³ hỗn hợp gồm 80% dầu hỏa và 20% dầu bôi trơn động cơ, sau đó lắp lại bugi hoặc vòi phun.
72 phun lại, quay trục khuỷu động cơ ít vòng để dung dịch ngấm lên các nơi của buồng cháy, rãnh xéc măng, xupáp…
Tháo nắp máy, piston, xéc măng và xupáp, sau đó ngâm tất cả vào dung dịch làm mềm muội than Đối với vật liệu gang hợp kim, ngâm trong dầu hỏa; còn với hợp kim nhôm, sử dụng dung dịch gồm 200g Ca(OH)2, 100g dầu loãng, 100g nước thủy tinh (Na2SiO2) và 10 lít nước Sau khi muội than đã được làm mềm, sử dụng dụng cụ bằng gỗ, đồng hoặc bàn chải để làm sạch.
Sau khi làm sạch muội xong ta phải kiểm tra lại độ kín khít của xupáp và đế xupáp nếu không đảm bảo thì ta phải trả lại
4.3.3 Kiểm tra, điều ch nh khe h nhiệt xupáp
Trong quá trình bảo dưỡng định kỳ, việc kiểm tra và điều chỉnh khe hở nhiệt của cơ cấu phân phối khí là rất quan trọng, vì sau một thời gian sử dụng, các chi tiết trong cơ cấu sẽ bị mòn, dẫn đến thay đổi khe hở Sự mài mòn của các bộ phận như vấu cam, con đội, đũa đẩy, cò mổ và đuôi xupáp thường làm tăng khe hở, trong khi sự mài mòn của tán xupáp và đế xupáp có xu hướng làm giảm khe hở Mặc dù vậy, sự mài mòn tổng hợp của tất cả các chi tiết thường dẫn đến việc tăng khe hở nhiệt Để đảm bảo các xupáp đóng kín hoàn toàn, nhà chế tạo thường quy định một khe hở giữa đuôi xupáp và đầu con đội hoặc đầu cò mổ Khi khe hở này bị thay đổi, có thể gây ra tình trạng xupáp không đóng kín, bị kênh, cháy rổ, bám muội than, hoặc không đạt hành trình cần thiết, dẫn đến hiệu suất nạp và xả không đạt yêu cầu.
Vì vậy, ta phải kiểm tra, điều ch nh khe h nhiệt của xupáp trong quá trình sử dụng
Khe h nhiệt hợp lý là khe h vừa đủ để bù trừ cho sự giãn nở nhiệt của các chi tiết trong cơ cấu, đồng thời đảm bảo xupáp không bị kênh trong mọi chế độ làm việc của động cơ Các cơ cấu phân phối khí được thiết kế với kết cấu phù hợp để đạt được hiệu suất tối ưu.
Khe h nhiệt của cơ cấu phân phối khí có trục cam trên nắp xilanh thường nhỏ hơn so với trục cam trên thân máy Khe h nhiệt của xupáp thải thường lớn hơn xupáp nạp, và thông số cụ thể thường được các nhà chế tạo cung cấp trong tài liệu hướng dẫn sử dụng Nếu không có số liệu riêng, có thể điều chỉnh khe h nhiệt trong khoảng 0,15-0,4 mm tùy thuộc vào loại xupáp và vị trí trục cam Khe h nhiệt quá lớn có thể gây ồn và giảm độ mở của xupáp, dẫn đến động cơ yếu và không đạt công suất thiết kế Ngược lại, khe h nhiệt quá nhỏ có thể khiến xupáp bị kênh, dẫn đến rò rỉ khí và hư hỏng bề mặt làm việc của xupáp.
* Nguyên tắc điều chỉnh khe hở nhiệt
Khi động cơ ở trạng thái nguội và xupáp đóng, mặt lưng của cam sẽ tiếp xúc với con đội hoặc trực tiếp với cần bẩy hoặc xupáp.
* Phương pháp xác định thời điểm điều chỉnh khe hơ nhiệt trên động cơ như sau:
Cơ cấu phân phối khí với trục cam trên nắp xilanh cho phép người dùng quay trục khuỷu và quan sát trực tiếp vào cam, từ đó dễ dàng xác định thời điểm điều chỉnh Sau mỗi lần quay trục khuỷu, có thể điều chỉnh khe h nhiệt, giúp dễ dàng xác định khe h nhiệt của tất cả các xupáp trong khi chi tiết dẫn động vẫn tiếp xúc với mặt lưng của cam.
Trong cơ cấu phân phối khí có trục cam gắn trên thân máy, việc xác định thời điểm điều chỉnh khe hở nhiệt chỉ bằng cách nhìn vào cam là khá khó khăn Để dễ dàng xác định thời điểm điều chỉnh tương ứng với vị trí góc quay của trục khuỷu, người ta tiến hành điều chỉnh cả xupáp nạp và xupáp thải của cùng một xi lanh tại cuối kỳ nén và đầu kỳ nổ, lúc này cả hai xupáp đều ở trạng thái đóng.
Để điều chỉnh khe h nhiệt trong động cơ một xilanh, quay trục khuỷu từ từ cho dấu xác định điểm chết trên puli hoặc bánh đà tiến gần đến đầu cố định trên thân máy, đồng thời quan sát đầu cần bẩy Khi dấu điểm chết trùng với đầu cố định mà các cần bẩy không chuyển động, đây là thời điểm cuối kỳ nén và đầu kỳ nổ, từ đó có thể điều chỉnh khe h nhiệt Đối với động cơ nhiều xilanh, điều chỉnh khe h nhiệt của các xupáp theo thứ tự nổ Bắt đầu từ xupáp của xilanh thứ nhất như với động cơ một xilanh, chú ý rằng dấu điểm chết của động cơ nhiều xilanh là của xilanh thứ nhất Sau đó, quay trục khuỷu một góc bằng góc lệch công tác để điều chỉnh khe h nhiệt của xilanh tiếp theo, lặp lại cho đến khi hoàn tất điều chỉnh tất cả các xupáp Tổng cộng, cần quay trục khuỷu số lần bằng số xilanh và ít nhất hai vòng để hoàn tất điều chỉnh khe h nhiệt cho toàn bộ động cơ.
Cần điều chỉnh khe hở nhiệt của xupáp trong quá trình sử dụng để đảm bảo hiệu suất hoạt động Việc kiểm tra và điều chỉnh khe hở nhiệt của xupáp là rất quan trọng và cần được thực hiện định kỳ.
* Kiểm tra: để xupáp đóng hoàn toàn
- Dùng một căn lá có chiều dày bằng khe h nhiệt tiêu chuẩn phải lọt qua
Để đảm bảo chất lượng, cần sử dụng căn lá có chiều dày lớn hơn khe h nhiệt tiêu chuẩn 0,02mm Nếu phát hiện khe h nhiệt không đạt yêu cầu, cần tiến hành điều chỉnh lại khe h nhiệt cho đúng.
* Điều chỉnh khi xupáp đóng hoàn toàn
- Đối với xupáp đặt ta tiến hành theo các bước sau:
+ Dùng cờ lê 14 số (3) giữ chặt mặt vát con đội
+ Dùng cờ lê 12 số (8) giũ chặt đầu bulông điều ch nh
+ Dùng cờ lê 12 số (7) nới êcu hãm
+ Dùng cờ lê 14 giữ mặt vát con đội
+ Dùng cờ lê 12 số (7) giữ êcu hãm