Đồ án Khảo sát hệ thống phân phối khí trên động cơ SKODA6L - 350

ng các lá côn và mẻ các bánh răng. Hình 3.3: Bộ li hợp cơ khí. 1- Vỏ hộp; 2- Thanh truyền lực; 3- Bộ phận đặt áp lực; 4- Nắp hộp( cửa khám); 5- Tay truyền lực(tay số); 6- Trục chạy tiến; 7 Cửa đổ dầu nhờn; 8- Bánh răng chủ động tiến; 9- Bánh răng chủ động lùi; 10, 27, 17- Vòng bi đỡ; 11- Trục lùi;12- Trục và bánh răng trung gian lùi;13- Bánh răng bị động lùi;14- Ổ bi đỡ chặn(bệ chõi); 15- Trục ra của bộ li hợp; 16- Bánh răng bị động tiến;18- Bệ tì lá côn; 19- Trống quay; 20- Lá côn chạy tiến; 21- Lá côn chủ động; 22- Lá côn lùi; 23- Vòng bi trục tiến; 24- Vòng bi trục lùi; 25- Bánh đà; 26- Vòng bi tê. II- Bộ li hợp thủy lực: Bộ li hợp thủy lực là việc điều khiển vào số, đảo chiều nhờ áp lực dầu nhờn do 1 bơm dầu nhờn cung cấp (hộp số thủy lực). a- Sơ đồ cấu tạo: Hình 3.4: Bộ li hợp thủy lực. 1- Lưới lọc; 2- Bơm tay; 3- Bơm dầu do máy lai; 4. Bầu lọc; 5- Bầu làm mát; 6- Van giảm áp; 7- Đường dầu bôi trơn; 8- Bơm dầu đảo chiều; 9 Van an toàn; 10- Đường dầu đảo chiều; 11- Vỏ hộp số; 12- Hộp van đảo chiều; 13- Tay số (tay điều khiển ); 14- Trống quay; 15- Nắp trống quay; 16- Bánh răng chủ động lùi; 17- Trục chính nối với trục động cơ; 18- Bánh răng trung gian; 19- Bánh răng bị động lùi; 20- Lá côn chủ động lùi; 21 Lá côn bị động lùi; 22- Piston nén dầu chạy lùi; 23- Khoang dầu lùi; 24- Đai trống; 25- Piston nén dầu chạy tiến; 26- Lá côn chủ động tiến; 27- Lá côn bị động tiến; 28- Bánh răng chủ động tiến; 29- Bánh răng bị đông tiến; 30- Trục ra; 31 Dầu nhờn; A, B,C - Piston hộp van; a,b,c,d.- Lỗ dầu đảo chiều. b- Nguyên lí hoạt động: - Khi dừng tàu: Tay gạt (13) để ở vị trí chính giữa piston A làm nhiệm vụ đóng kín đường dầu đảo chiều (10) dầu không vào hộp số , các lá côn chủ động quay cùng với trống quay không ép lên các lá côn bị động nên trục ra (30) không quay. Tàu dừng tại chỗ. - Khi chạy tiến: Kéo tay số (13) về bên phải, dầu vào hộp van qua đường dầu (b) vào khoang dầu chạy tiến của piston (25) làm piston dịch chuyển sang trái ép lá côn chủ động (26) tiếp xúc với lá côn bị động (27) làm bánh răng (28) quay kéo bánh răng (19) quay theo làm trục (30) quay và chân vịt quay đẩy tàu chạy tiến. Lúc này bánh răng chủ động lùi (16), lá côn bị động lùi (21) quay tự do ngược với chiều trống quay (14). - Khi tàu chạy lùi: kéo tay số (13) về bên trái, dầu qua hộp van, qua đường dầu C vào khoang dầu lùi (23) đẩy piston dịch chuyển sang phải, ép lá côn chủ động (20) tì lên lá côn bị động (21). Bánh răng chủ động lùi (16) sẽ quay theo trục động cơ truyền chuyển động cho bánh răng (18) và (19) làm cho trục (30) quay, kéo trục chân vịt quay cùng chiều trục máy đẩy tàu chạy lùi. Lúc này bánh răng chủ động tiến (28), lá côn bị động (27) quay tự do ngược chiều với trống quay. - Khi tàu dừng, dầu trong các khoang chạy tới hoặc chạy lùi sẽ đi ngược lại hộp van theo các đường (b), (c) rồi rơi về đáy hộp theo lỗ (a), do dầu trong các khoang đó bị giảm áp nên các lá côn bị động và chủ động tách ra, làm cho trục (30) không quay, mặc dù trục chính (17) vẫn quay theo trục máy. 3.2.2.2- Đảo chiều gián tiếp bằng chân vịt biến bước: Đảo chiều bằng chân vịt biến bước có những đặc điểm sau: - Chiều quay của chân vịt không thay đổi nhưng do thay đổi được bước xoắn nên tàu có thể tiến hoặc lùi. - Thuận tiện cho việc điều khiển từ xa. - Thay đổi bước chân vịt có thể đạt được những yêu cần mong muốn trong bất kì tốc độ hành trình nào. Nâng cao được tính kinh tế của động lực, phát huy được đầy đủ công suất của động cơ và động cơ làm việc ổn định khi quay chậm. Chân vịt biến bước đã ra đời cung với chân vịt có bước cố định, nhưng trước đây do cơ cấu truyền động quá nặng nề, các thao tác điều khiển thao sơ, việc kín nước các cánh thấp làm cho độ tin cậy và hiệu suất của chân vịt thấp, do vậy chưa được sữ dụng rộng rãi. Ngày nay do đã giảm nhỏ được đường kính của may ơ chân vịt và áp dụng lí thuyết hiện đại về cánh chụi lực để cải tiến mặt cắt của cánh, đã đạt hiệu suất lớn nhất của chân vịt bước cố định và khí toàn tải hiệu suất có thể cao hơn. Chân vịt biến bước được dùng nhiều nhất trên các tàu ngầm, tàu phá ngư lôi, tàu đánh cá, tàu kéo và tàu phá băng. Cơ cấu truyền động cánh chân vịt nói chung chia làm 4 loại hình 2.10. Loại (a) và (b)là truyền động bằng bánh răng thanh răng, loai (c) và (d) là loại truyền động kiểu biên khuỷu – chốt quay. Để điều khiển sự thay đổi bước có 5 phương pháp: Điều khiển bằng tay, cơ giới, thủy lực, điện và điện thủy lực liên hợp, trong đó thao tác thủy lực được dùng phổ biến nhất vì nó có nhiều ưu điểm: Lực tác dụng lớn, kích thước cơ cấu nhỏ, thiết bị đơn giản, có thể bố trí ngay trên bên trong trục chân vịt rỗng. Hình 3.5: Các kiểu truyền động. a- Kiểu bánh răng; b- Kiểu thanh răng; c- Kiểu chốt quay; d- Kiểu biên. 1- Cặp bánh răng truyền động; 2- Trục quay; 3- Thanh răng chuyển động tịnh tiến ; 4- Cơ cấu chuyển động xoáy ốc; 5- Trục quay; 6- Đĩa quay; 7,11- Cần chuyển động tịnh tiến; 8- Tay biên; 9,10- Chốt quay. Nguyên lí hoạt động: Khi kéo tay điều khiển về bên phải, van phân phối (piston 9) dịch chuyển về bên trái. Đường nạp (10) thông với đường dầu bên phải, dầu từ đường (10) đi vào không gian trái của piston dẫn thanh truyền (3) làm thanh truyền (3) dịch chuyển về bên phải. Dầu trong không gian phải của piston theo đường dầu bên trái xả ra ngoài. Khí thanh truyền (3) dịch chuyển đầu kẹp (4) làm di động chốt (5) của cánh và bước xoắn của cánh thay đổi. Cánh chân vịt sẽ chuyển động quanh tâm trục đến khi nào cơ cấu đồng bộ (8) di động đến một vị trí nhất định đẩy piston (9) dich chuyển ngược lại (sang phải ) đóng lỗ dầu lúc ấy trục (3) ngừng di động, cánh chân vịt ngừng quay và đổi sang chế độ hoạt động mới. Hình 3.6: Nguyên lí điều khiển chân vịt biến bước bằng thủy lực. 1- Moay ơ chân vịt; 2- Trục rỗng ( trục chân vịt ); 3- Thanh truyền; 4- Đầu chuyển động; 5- Chốt cánh; 6- Ổ bi; 7- Tay điều khiển; 8- Thanh đồng bộ; 9- Piston phân phối; 10- Ống nạp dầu. 4. Tính toán các thông số cơ bản của cơ cấu phân phối khí: 4.1. Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí: Trên hình (3.1), tại một thời điểm nào đó con đội được nâng một đoạn Sc thì xupáp được nâng một đoạn Sx khi đó tỷ sổ truyền của cơ cấu: (4 – 1). Thường lx > lc và bố trí nằm ngang nên coi nó luôn vuông góc với đường tâm xilanh (góc lắc con đội bé). Trong đó : Vd: Vận tốc vòng của đòn bẩy Vx: Vận tốc xupáp Vc : Vận tốc con đội Chiếu Vd và Vc lên đường tâm đũa đẩy ta có Vd’ và Vc’ coi Vd’» Vc’ ta có: = = Hình 4.1: Sơ đồ tính tỷ số truyền cơ cấu phân phối khí. Từ công thức trên rút ra: (4 – 2). Đối với động cơ Skoda6l-350 thì có » » 00. Khi đó con đội, xupáp, đũa đẩy bố trí thẳng đứng, cánh tay đòn của đòn bẩy nằm ngang. Do vậy ta có = 115/83 = 1,38 Tỷ số truyền i thường nằm trong phạm vi i =1,2÷1,5 4.2 Xác định kích thước của tiết diện lưu thông. Tiết diện lưu thông của xupáp ảnh hưởng đến chất lượng nạp thải của động cơ .Vì vậy khi thiết kế cần tăng cường đường kính xupáp càng lớn càng tốt nhưng bị hạn chế bởi đường kính xilanh. Diện tích mặt nấm xupáp của các động cơ hiện nay thường chiếm khoảng 25 40% diện tích đỉnh piston. Khi tính toán tiết diện lưu thông của xupáp phải dựa vào giả thiết lưu động ổn định của dòng khí khi đi qua họng đế xupáp.Ta coi dòng khí nạp hoặc thải có tốc độ bình quân và tốc độ của piston không đổi. Căn cứ vào điều kiện lưu động ổn định và liên tục của dòng khí, ta có: (4 - 3). Trong đó: - Tốc độ trung bình của dòng khí qua họng đế xupáp (m/s). - Tiết diện lưu thông của họng đế xupáp (cm2). - Đường kính họng đế xupáp - Số xupáp và - mật độ của dòng khí ở họng xupáp và ở trong xilanh, xem = . - Tốc độ bình quân của pittông. Từ công thức (3 – 3) ta có: (4 – 4) Với (m/s). Và (cm2) S – Hành trình pittông. S = 500 (mm). n – Số vòng quay trục khuỷu. n = 386 (vòng/phút) D – Đường kính xilanh. D = 350 (mm). Từ (3 – 4) ta rút ra tốc độ bình quân của dòng khí qua họng đế xupáp. (4 – 5) Đường kính họng đế xupáp: (4 – 6) Tốc độ bình quân của dòng khí thải thường lớn hơn dòng khí nạp khoảng 20 25%. Do đó xupáp thải làm nhỏ hơn xupáp nạp. Vì vậy mặt nấm của xupáp thải có độ cứng vững lớn, khó biến dạng và diện tích chịu nhiệt nhỏ hơn. Hình 4-2: Tiết diện lưu thông qua xupáp. Tiết diện lưu thông fkx qua xupáp (tiết diện vành khăn) được xác định theo công thức: (4 – 7) Với: d1 = dh + 2.e ; h’ = h.cos ; e = h’.sin Thay vào (3 – 5) ta được: fkx = .h.(dh.cos + h.sin.cos2). (4 – 8) Rõ ràng fkx phụ thuộc vào và h, khi càng nhỏ tiết diện lưu thông càng lớn. Hành trình h càng lớn fkx càng lớn. Tuy vậy hành trình h bị hạn chế bởi tiết diện của họng đế xupáp, tiết diện lưu thông không thể lớn hơn tiết diện họng đế xupáp. Khi = 00 , thì fkx = và hành trình xupáp hmax = dh /4 Khi = 450 thì hành trình xupáp phải lớn hơn mới có thể đạt được điều kiện tiết diện lưu thông bằng tiết diện họng đế xupáp. Cụ thể: hmax = 0,31.dh. Trong động cơ ngày nay, hành trình xupáp nằm trong phạm vi: h = (0,18 0,3)dh * Tiết diện lưu thông qua xupáp nạp: Theo thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí nạp được chọn: vkn = (30 80) (m/s) (đối với động cơ tàu thủy) chọn vkn = 80 (m/s) Số xupáp nạp i = 1. Từ (3 – 4) suy ra đường kính họng nạp: dhn = (m) Chọn h = 0,28.dhn = 0,28.0,099227 = 0,027784 (m) Góc côn của nấm xupáp nạp: = 450 Từ (3 – 6) ta có: fkx = .0,027784.(0,099227.cos450 + 0,027784.sin450.cos2450) = 0,005119(m2). Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp nạp theo (4 – 2). vkn = vp. = 6,43.120,83 (m/s). vkn < (120 150) (m/s). Vậy vkn thỏa mãn điều kiện. * Tiết diện lưu thông qua xupáp thải: Theo thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí thải được chọn: vkt = (1,2 1,5).vkn = 1,3.80 = 104 (m/s) Số xupáp thải i = 1. Từ (3 – 4) suy ra đường kính họng thải: dht = (m) Chọn h = 0,3.dht = 0,3.0,087 = 0,0261 (m) Góc côn của nấm xupáp thải: = 450 Từ (3 – 6) ta có: fkx = .0,0261.(0,087.cos450 + 0,0261.sin450.cos2450) = 0,0058 (m2). Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp thải theo (4 – 2). vkt = vp. = 6,43.145,5 (m/s). vkt < (120 150) (m/s). Vậy vkt thỏa mãn điều kiện. 4.3. Phân tích chọn dạng cam: 4.3.1. Yêu cầu: Khi chọn dạng cam, cần phải xét các điểm sau: * Dạng cam phải đảm bảo cơ cấu phối khí có trị số “thời gian – tiết diện” lớn nhất nghĩa là khả năng lưu thông dòng khí lớn nhất. Vì vậy cam phải mở xupáp thật nhanh, giữ cho xupáp mở ở vị trí lớn nhất thật lâu và khi đóng thì đóng thật nhanh xupáp. * Dạng cam phải thích hợp để giai đoạn mở và đóng xupáp có gia tốc và vận tốc nhỏ nhất. Do đó cơ cấu phân phối khí làm việc êm, ít va đập và hao mòn. * Dạng cam phải đơn giản, dễ chế tạo. Trên cơ sở đảm bảo 3 yêu cầu trên, động cơ ta đang khảo sát dùng loại cam lồi. 4.3.2. Phương pháp thiết kế cam: Cam của động cơ Skoda6l-350 được thiết kế trên cơ sở định sẵn dạng cam. Với phương pháp này, mặt cam là tập hợp của những cung tròn, cung parabol hoặc đường thẳng.v.v. để dễ gia công. Sau đó căn cứ vào quy luật nâng đã định, đạo hàm hai lần với góc quay của trục cam để tìm quy luật gia tốc rồi kiểm tra xem có phù hợp với yêu cầu về gia tốc của cơ cấu phân phối khí hay không. Theo phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính công nghệ gia công trục cam được đơn giản. Ngoài ra khi thiết kế theo phương pháp này sẽ phù hợp cho động cơ có tốc độ thấp và trung bình. Loại cam lồi cung tròn có trị số thời gian – tiết diện lớn nhất. Tuy vậy loại cam lồi này có gia tốc dương lớn nhất do đó cơ cấu phối khí khi làm việc va đập rất mạnh. Trong giai đoạn đóng mở xupáp, lực quán tính tác dụng lên mặt cam có trị số rất lớn. Vì vậy trị số cho phép của gia tốc dương phụ thuộc vào độ cứng của bề mặt tiếp xúc của cam với con đội và độ cứng vững của trục cam cũng như khả năng chịu tải của ổ trục cam. Trị số cho phép của gia tốc âm, phụ thuộc vào khả năng làm việc của lò xo. Để giảm kích thướt của lò xo và giảm phụ tải tác dụng lên lò xo, thường phải khống chế trị số tuyệt đối của gia tốc âm ở phạm vi nhỏ nhất. Từ quan điểm trên ta thấy dạng cam lồi cung tròn có trị số tuyệt đối của gia tốc âm nhỏ nhất. Để khắc phục nhược điểm gia tốc dương quá lớn của cam lồi có thể dùng các biện pháp công nghệ và thiết kế để tăng độ cứng bề mặt và độ cứng vững của trục cam. 4.4. Dựng hình cam lồi: * Cam nạp: Góc công tác của cam nạp . (4 – 9). Trong đó: = 160 góc mở sớm của xupáp nạp. = 260 Góc đóng muộn của xupáp nạp. Chọn dc: Đường kính trục cam: dc= (0,2÷0,26)D => dc= (70÷91). Vậy ta chọn dc=80 (mm). Bán kính lưng cam được xat định theo công thức sau: R1= = = 42(mm) Độ nâng lớn nhất của con đội: =0,25.99,227=24,8 Bán kính cung đỉnh cam nạp: r = R1 - = 42 - = 32,5 Đường kính trục cam: dc = 80 (mm). Độ nâng lớn nhất của con đội: hmax = 24,8 (mm). Bán kính cung đỉnh cam nạp: r = 32,5 (mm). Bán kính lưng cam: R1 = 42 (mm). Cách dựng: Đối với cam nạp . + Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R1 = 42 (mm), xác định góc AOA’ = . + Trên đường phân giác của góc AOA’ ta lấy EC = hnmax (E thuộc vòng tròn bán kính R1). + Vẽ vòng tròn đỉnh cam có tâm O1 bán kính r = 32,5 (mm) nằm trên đường phân giác đó. Vòng tròn này đi qua điểm C. + Vẽ cung tròn có bán kính tiếp tuyến với hai vòng tròn trên có tâm O2 nằm trên đường kéo dài của OA. + Sau khi đã xác định được R1, hmax, , và r1 bán kính cung tiếp tuyến ngoài có thể xác định từ quan hệ tam giác vuông O1MO2 như sau: Hình 4-3: Dựng hình cam lồi của cam nạp. Kẻ O1M vuông góc với OA. Xét tam giác vuông O1MO2 có: (O1O2)2 = (O1M)2 + (O2M)2. Đặt D = R1 + hmax – r = 42 + 24,8 – 32,5 = 34,3 (mm). Mặt khác ta có: . Từ đó ta xác định : = = . Hình 4-4 Xác định bán kính của cam nạp. Bán kính R của nấm con đội. Để con đội không bị kẹt, bán kính R phải lớn hơn OK. OK = ( - R1).sin. Từ tam giác O1MO2 ta có: . . Nếu muốn cho con đội không bị kẹt, phải đảm bảo điều kiện: . Chọn R = 38 (mm). * Cam thải: Góc công tác của cam thải Trong đó = 400 Góc mở sớm của xupáp thải. = 560 Góc đóng muộn của xupáp thải. Đường kính trục cam: dc = 80 (mm). Độ nâng lớn nhất của con đội: hmax = (0,18÷0,3)dt= 0,25.87= 21,75 (mm). Bán kính cung đỉnh cam thải: r = = R1 - = 42 - Bán kính lưng cam: R1 = 42 (mm). Cách dựng: Đối với cam thải . + Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R1 = 42 (mm), xác định góc AOA’ = . + Trên đường phân giác của góc AOA’ ta lấy EC = hnmax (E thuộc vòng tròn bán kính R1). + Vẽ vòng tròn đỉnh cam có tâm O1 bán kính r = 29,85 nằm trên đường phân giác đó. Vòng tròn này đi qua điểm C. + Vẽ cung tròn có bán kính tiếp tuyến với hai vòng tròn trên có tâm O2 nằm trên đường kéo dài của OA. + Sau khi đã xác định được R1, hmax, , và r1 bán kính cung tiếp tuyến ngoài có thể xác định từ quan hệ tam giác vuông O1MO2 như sau: Hình 4-5 Dựng hình cam lồi của cam thải. Kẻ O1M vuông góc với OA. Xét tam giác vuông O1MO2 có: (O1O2)2 = (O1M)2 + (O2M)2. Đặt D = R1 + hmax – r = 42 + 21,75 – 29,85 = 33,9 (mm). Mặt khác ta có: . Từ đó ta xác định : = = . Hình 4-6 Xác định bán kính của cam thải. Bán kính R của nấm con đội. Để con đội không bị kẹt, bán kính R phải lớn hơn OK. OK = ( - R1).sin. Từ tam giác O1MO2 ta có: . . Nếu muốn cho con đội không bị kẹt, phải đảm bảo điều kiện: . Chọn R = 35 (mm). 4.5. Động học con đội đáy bằng: Nguyên cứu quy luật động học con đội, mặt làm việc của cam lồi gồm 2 phần: Phần cung AB với bán kính và phần cung BC bán kính r. Quy luật động học của con đội trên hai phần này khác nhau. 4.5.1. Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn I (cung AB): Hình 4-7 Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn I. a) Chuyển vị của con đội: Khi con đội trượt đến một vị trí bất kì tương ứng với cam quay một góc , con đội tiếp xúc với cam tại M thì chuyển vị của con đội có thể xác định theo quan hệ sau: . . (4 – 10) Trong đó: (mm); R1 = 42 (mm). Vậy: = (425,8 – 42).(1 - cos) = 383,8.(1 - cos). (4 – 11) Khi ta có: 1,35 (mm). b) Vận tốc con đội: Lấy đạo hàm 2 vế của phương trình (4 – 7) theo thời gian ta có công thức tính vận tốc con đội. . Vận tốc trục cam: 20,2 (rad/s). Nên: (4 – 12) Khi thì = 0,648 (m/s). c) Gia tốc của con đội: Lấy đạo hàm 2 vế của phương trình (4 – 9) theo thời gian ta được công thức tính gia tốc của con đội: = == wc. Do đó: = wc2.(r - R1).cos = 20,22.(425,8 – 42).10-3.cos = 156,6.cos (m/s2). (4 – 13) Khi con đội tiếp xúc tại điểm A của cam thì = 00. Khi con đội tiếp xúc tại điểm B của cam thì = Nhận xét: Khi = 00 thì gia tốc đại cực đại: (m/s2). 4.4.2. Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn II (cung BC): a) Chuyển vị của con đội: Khi con đội trượt đến vị trí bất kì nào đó tại điểm M trên cung BC ứng với góc quay nào đó thì chuyển vị của con đội được tính như sau: . (4 – 14). . (4 – 15) b) Vận tốc con đội: Lấy đạo hàm 2 vế phương trình (4 – 9) theo thời gian, ta có công thức tính vận tốc con đội như sau: Tại điểm C có = 0 và tại điểm B có = như vậy góc tính ngược lại với chiều quay của trục cam nên: . Do đó: (4 – 16). . (4 – 17). c) Gia tốc con đội: Lấy đạo hàm hai vế của phương trình (4 – 10) theo thời gian, ta có công thức tính gia tốc của con đội: . (4 – 18). Hinh 4-7 Động học của con đội trong giai đoạn II Vậy ta được động học của con đội trong giai đoạn I và II của xupáp nạp: * Chuyển vị của con đội: Với (4 – 19). * Vận tốc của con đội: Với (4 – 20). * Gia tốc của con đội: Với (4 – 21). Trong đó là góc quay của trục cam. với là góc quay của trục cam trong giai đoạn I. với . 5.Tính kiểm nghiệm các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí động cơ Skoda6l-350: 5.1. Quy dẫn khối lượng các chi tiết máy trong cơ cấu phối khí: Để xác định được lực quán tính của cơ cấu phân phối khí, cần phải quy dẫn toàn bộ khối lượng của các chi tiết máy trong cơ cấu phân phối khí về đường tâm xupáp. Do đó lực quán tính tác dụng lên cơ cấu phân phối khí có thể tính theo công thức sau: Pjk= - mok .jk (5 – 1) Trong đó: - jk - gia tốc của xupáp. - mok - khối lượng của cơ cấu phối khí quy dẫn về đường tâm xupáp. Đối với động cơ Skoda6l-350 cơ cấu phối khí có đũa đẩy và đòn bẩy, các khối lượng con đội, đũa đẩy và đòn bẩy đều phải quy dẫn về đường tâm xupáp. Khi quy dẫn cũng phải đảm bảo điều kiện động năng không đổi, Đối với con đội và đũa đẩy phải đảm bảo điều kiện quy dẫn sau: (5-2) Trong đó: v - vận tốc con đội - tỷ lệ cánh tay đòn của đòn bẩy Đối với đòn bẩy, phải đảm bảo điều kiện sau: Trong đó: Iđb - mômen quán tính của đòn bẩy với trục quay (= 0,82.10-8 kg/m2) Wđb- tốc độ góc của đòn bẩy Do: vxp = Wđb.lxp nên: m0đb = Iđb. Như vậy khối lượng của cơ cấu phối khí có đũa đẩy và đòn bẩy quy dẫn về đường tâm xupap bằng: m0k = mxp + mđl + mmh + .mlx + Iđb + (mđđ + mcđ) Trong đó: mxp - khối lượng xupap (300 g) mđl - khối lượng đĩa lò xo (24 g) mmh - khối lượng móng hãm (9 g) mcđ - khối lượng con đội (240 g) mlx - khối lượng lò xo (180 g) mđđ - khối lượng đũa đẩy (210 g) lxp - chiều dài cánh tay đòn về phía xupap (115 mm) lc - chiều dài cánh tay đòn về phía đũa đẩy (83 mm) thay vào (4-2) trên ta có: mok= 0,3+ 0,024+ 0,009+0,18+ 0,82.10-8+ (0,21+ 0,24) = 0,6274 (kg) Tương tự như trên ta quy dẫn khối lượng của cơ cấu phân phối khí về đường tâm con đội. mot= (mxp + mdl + mmh + ) + mcđ+ mdd+ Iđb mot= (0,3+ 0,024 + 0,009+0,18)+ 0,24+ 0,21+ 0,82.10-8 mot= 0,6547172 (kg) Từ trên ta tính được lực quán tính tác dụng trên cơ cấu phân phối khí quy dẫn về đường tâm xupáp: Khối lượng quy dẫn Lực quán tính Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 m0k = 0,6274 kg Pjk -98,25 -3,074 mot = 0,6547 kg Pjt -102,5 -3,208 Tương tự lực quán tính tác dụng trên cơ cấu phân phối khí quy dẫn vễ đường tâm con đội: Pjt= - mot.jt 5.2. Tính toán lò xo xupáp: Ta tính cho trường hợp con đội và xupáp ở phía cam nạp vì tại đó khối lượng quy dẫn sẽ nhỏ hơn khối lượng quy dẫn về tâm con đội ở cam thải do khối lượng xupap thải lớn hơn xupap nạp mà khối lượng các chi tiết khác của cơ cấu thì như nhau. Lò xo xupáp có nhiệm vụ đóng kín xupáp trên đế và đảm bảo cho xupáp đóng mở theo đúng quy luật của cam, nhất là trong giai đoạn chuyển động của con đội có gia tốc âm Giai đoạn mà con đội có gia tốc âm (giai đoạn 2), xupáp và các chi tiết khác trong cơ cấu phối khí có xu hướng rời khỏi mặt cam. Do đó lực lò xo phải lớn hơn lực quán tính Pik ở mọi chế độ tốc độ. Vì vậy: Plx = k.Pjk Trong đó: k – Hệ số an toàn. ( k=2.3 - 2.35 với động cơ không có điều tốc hạn chế tốc độ, k = 1.25 - 1.6 đối với động cơ có điều tốc). Chọn k = 2,3 Plx = 2,3Pjk Xupáp thải phải đảm bảo luôn đóng kín trong quá trình nạp. Độ chênh áp có thể đạt được = pr – pa có thể đạt đến 0,09 MN/m2. Dưới tác dụng của xupáp thải có thể bị hút mở ra nếu lò xo yếu, vì vậy lực nén ban đầu của lò xo plxo phải đảm bảo lớn hơn lực khí thể tác dụng lên xupáp thải Pklx. plxo > pkxp = ; Plxo > (N). Với dht: Đường kính họng đế xupáp thải. * Xây dựng đồ thị xác định đường đặc tính lò xo: Từ các công thức (4 – 19), (4 – 20) và (4 – 21) bằng cách cho biến thiên từ (0 ) ta lập được bảng các giá trị của h; Pjx và Plx theo : Bảng 5 – 1 (độ) 00 4,80 4,80 10,80 20,80 30,80 40,80 50,80 69,20 h (mm) 0 1,35 1,35 3,13 8,2 12,6 16,3 19,1 21,7 Pjx (N) -98,25 -97,9 3,07 3,9 5,1 6,3 7,2 7,9 8,6 Plx (N) -226 -255 7,07 9 11,8 14,4 16,7 18,2 19,8 Jx (N) 156,6 156 -4,9 -6,2 -8,2 -10 -11,5 -12,6 -13,7 - Trước tiên ta vẽ đường cong biểu diễn hành trình nâng của xupáp hk = f(ak). Vẽ đường biểu diễn lực quán tính Pjk = f’(ak). Sau khi lựa chọn hệ số k, vẽ đường biểu diễn lực tác dụng lên lò xo Plx=kPjk. Bên phải của đồ thị vẽ đường cong biểu diễn đường đặc tính của lò xo (tung độ biểu thị độ biến dạng, hoành độ biểu thị lực lò xo). Ta thực hiện cách dựng như sau: - Từ các điểm C1, B, C2 trên đồ thị hk = f(ak) kẻ các đường song song với tung độ cắt đường biểu diễn Plx tại các điểm C1’, B’, C2’. Vì vậy ta xác định được lực lò xo trên các điểm này. Đem trị số các lực này đặt trên các đường song song với hoành độ qua các điểm C1’’, B’’, C2’’ nối các điểm này với nhau bằng một đường thẳng kéo dài cắt tung độ của hệ trục fOPlx ở O ta có đặt tính biến dạng của lò xo như hình - Lực Plxmax ứng với biến dạng fmax, lực plx0 ứng với biến dạng ban đầu f0 khi lắp ghép (lúc này hành trình xupáp hk = 0). - Biết đựợc đặc tính của lò xo, ta xác định được độ cứng C của lò xo. (5 – 2) Trong đó: Plxmax – Lực lò xo ứng với độ biến dạng lớn nhất (fmax). Plxmax = 198,4(N) Plxmin – Lực lò xo nhỏ nhất khi xupáp đóng kín. Từ đặc tính của lò xo ta xác định được Plxmin = 18,4(N) hmax – Độ mở cực đại của lò xo (hmax = 24,8). . - Mômen xoắn lò xo: Nếu lực lò xo Plx tác dụng trên phương đường tâm của lò xo thì mômen xoắn của lò xo được tính theo công thức: (5 – 3) Trong đó: Dtb – Đường kính trung bình của lò xo. Dtb = 38 (mm). Ta tính trong trường hợp lực lò xo khi xupáp mở lớn nhất, vì vậy Plx = 198,4 (N). Từ công thức (4 – 21 ta có: (N.m). Chiều dài của lò xo khi xupáp mở lớn nhất được xác định theo công thức: Lmin = i.d + ict. (5– 4). Trong đó: i – Số vòng của lò xo; i = 10 (vòng). ict – Số vòng công tác của lò xo; ict = 8 (vòng). - Khe hở giữa các vòng lò xo khi biến dạng lớn nhất; = 0,5 (mm). d – Đường kính dây quấn lò xo; d = 5 (mm). Thay vào công thức (3 – 22) ta có: Lmin = 10.5 + 8.0,5 = 54 (mm). Chiều dài lò xo khi xupáp đóng kín: Lmax = Lmin + hmax = 54 + 24,8 = 78,8 (mm). Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: L0 = Lmin + fmax = 78,8 + 27,3 = 106,1 (mm). Hình 5-1 Đồ thị đặc tính lò xo. 5.3. Tính toán kiểm nghiệm trục cam: Khi tính toán ta giả thuyết rằng như một dầm có tiết diện đồng đều được đặt tự do trên 2 gối tựa. Giữa 2 gối là hai cam thải của 2 máy khác nhau. Để tính toán cho trục cam ta tính cho trường hợp cả 2 cam thải đều chịu lực tác động tức là 2 xupáp xả cùng mở. Lúc này cam thải chịu tác dụng của nhiều lực như: Lực khí thể, lực lò xo, lực quán tính của cơ cấu phối khí…Sơ đồ tính toán được biểu diễn như hình vẽ. Hình 5-2 Sơ đồ tính bền trục cam Nếu bỏ qua ma sát và trọng lực (vì các lực này rất nhỏ so với các lực khác) thì lực tác dụng lên trục cam sẽ là: PTmax = Plxo + Pjt + Pkt (5– 5) Trong đó: Plxo - lực nén ban đầu của lò xo xupáp. (Trạng thái xupáp đóng kín). Plxo = Plmin = 18,4 (N). Pjt - Lực quán tính của cơ cấu phối khí khi bắt đầu mở xupáp quy dẫn về đường tâm con đội. Pjt = - mot.jt Với mot = 0,6547 (kg) – Khối lượng của cơ cấu phối khí qui dẫn về đường tâm con đội. jt = 156,6 (m/s2) - Gia tốc của cơ cấu phối khí khi bắt đầu mở xupáp qui dẫn về đường tâm con đội. = = 102,5 (N). Pkt - Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm xupáp thải qui dẫn về đường tâm con đội. Với: - Diện tích mặt nấm xupáp thải. 6,3617.10-3 (m2). pkt – Áp suất khí thể trong buồng cháy khi bắt đầu mở xupáp. Chọn pkt = 1,1 (MN/m2). 6,998.10-3 (MN). Thay vào công thức (5-5) ta có: PTmax = Plxo + Pjt + Pkt = 18,4 + 102,5 + 6998 = 7118,9 (N). Do vậy mômen uốn lớn nhất trên trục cam được tính theo công thức: Trong đó: l – Koảng cách giữa 2 tâm gối đỡ; l = 95 (mm). l1 và l2 – Khoảng cách từ 2 gối đỡ đến cam chịu lực PTmax. l1 = 60 (mm); l2 = 225 (mm). 337,2 (N.m) = 337,2.10-6 (MN.m). Ứng suất uốn của trục cam được tính theo công thức: 6,7(MN/m2). Với d và d0 là đường kính ngoài và đường kính trong của trục cam. d = 80 (mm); d0 = 0 (mm). * Mômen xoắn: Mômen xoắn đạt cực đại khi lực PT ở xa tâm trục cam nhất, con đội lúc này trượt hết phần cung có bán kính . Mômen xoắn trục cam do lực lò xo và lực quán tính gây ra trên mặt cam được xác định theo công thức: (5– 6) Trong đó: là lực lò xo và lực quán tính khi cam quay đến điểm B. A – Cánh tay đòn lớn nhất của lực PT0: = 30,8 (mm). (N). (N). Vậy Mx = 30,8.10-3.(97,9 + 225) = 9,945 (N.m). * Độ võng cho phép: Nếu trên đoạn trục tính toán có hai cam cùng tên thì độ võng cho phép của trục cam được tính theo công thức: f = 3,4.PT. (5 - 7). Trong đó: E - Môđuyn đàn hồi của vật liệu chế tạo trục cam. E = (2 2,2).105 (MN/m2); Ta chọn E = 2,1.105 (MN/m2). f = 3,4.7118,9.10 -6 ..103 = 0,06(mm). Độ võng cho phép của trục cam nằm trong phạm vi [f] = (0,05 0,1) mm. Vậy trục cam thỏa mãn về độ võng. * Ứng suất tiếp xúc trên mặt cam: Trong quá trình làm việc, trên mặt cam và con đội xuất hiện ứng suất tiếp xúc. Ứng suất tiếp xúc được tính theo công thức: (5 – 8). Trong đó: b – Chiều rộng cam; b = 42 (mm). - Bán kính cung ngoại tiếp của cam; = 500,8 (mm). E – Môđuyn đàn hồi; E = 2,1.105 (MN/m2). PT – Lực tác dụng lên cam; PT = 7118,9.10 -6 (MN). 182,3.102 (MN/m2). Ứng suất tiếp xúc cho phép nằm trong phạm vi (600 1200) MN/m2. Vậy ứng suất tiếp xúc của cam thỏa mãn điều kiện bền. 5.4. Tính toán sức bền con đội: Thông thường kiểm nghiệm áp suất tiếp xúc trên thân con đội. Khi cam tiếp xúc với con đội ở điểm B mômen xoắn trục cam Mx có giá trị lớn nhất. Mômen này làm cho con đội bị nghiêng và tiếp xúc không đều. Áp suất tiếp xúc được xác định theo công thức: (5 – 9). Trong đó: d và l – Đường kính và chiều dài tiếp xúc của thân con đội. d = 50 (mm) và l = 116 (mm). 0,34.106 (N/m2). 5.5. Tính toán sức bền xupáp: Tính sức bền của nấm xupáp có thể dùng công thức Back, giả thuyết nấm xupáp như đĩa tròn đặt trên đế tựa hình trụ: Ứng suất uồn mặt nấm được xác định theo công thức: (5 – 10). Với: pz – Áp suất khí thể lớn nhất. Chọn pz = 7 (MN/m2). D – Đường kính trung bình của nấm xupáp; D = 85 (mm). - Chiều dày mặt nấm; = 8 (mm). 197,56 (MN/m2). Vì cơ cấu phối khí động cơ Skoda6l-350 xupáp được dẫn động gián tiếp vì vậy ta cần xác định áp suất tiếp xúc nén trên thân. Áp suất nén tiếp xúc được tính theo công thức: (5 – 11). Với d và l – đường kính và chiều dài thân xupáp D = 16,5 (mm) và l = 320 (mm). 0,14.106 (MN/m2). 6. Những hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí: 6.1 Những hư hỏng và nguyên nhân gây nên. Cơ cấu phân phối khí được dẫn động từ trục cam đến xupáp làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, chịu lực ma sát lớn khi làm việc và chịu nhiều va đập nên thường bị mòn. Sự mài mòn của bất kỳ chi tiết nào trong cơ cấu đều có thể dẫn đến hiện tượng xupáp đóng mở không đúng yêu cầu, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình làm việc của động cơ. Do điều kiện làm việc của cơ cấu phối khí như vậy nên các chi tiết của cơ cấu thường xảy ra các hư hỏng chính sau: + Xupáp và đế xupáp là các chi tiết làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất vừa chịu lực ma sát lại vừa chịu va đập. Thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao đặt biệt là xupáp thải. Do đó bề mặt làm việc của xupáp và đế xupáp không những bị mòn mà còn bị cháy rỗ dẫn đến đóng không kín gây lọt khí làm giảm công suất, tăng lượng tiêu hao nhiên liệu của động cơ. + Ống dẫn hướng xupáp nếu mòn nhiều sẽ gây va đập xupáp làm tăng mài mòn thân xupáp đồng thời sẽ gây lọt dầu vào trong xilanh động cơ do đó làm tăng tiêu hao dầu bôi trơn và kết muội than trong buồng đốt. + Các chi tiết dẫn động xupáp như đòn bấy, con lăn, lò xo và các chi tiết lắp ghép chúng đều bị mòn hoặc biến dạng cũng ảnh hưởng đến sự làm việc của xupáp. + Đối với trục cam các vấu cam phân phối khí luôn tiếp xúc và tỳ vào đế con đội nên bị mòn nhiều hoặc bị biến dạng do ma sát. Nếu vấu cam bị mòn nhiều sẽ làm giảm hành trình của con đội do đó làm giảm độ mở của xupáp. + Con đội sẽ bị mòn nhiều ở phần thân và đáy. Nếu là bôi trơn cưỡng bức khe hở phần thân và phần dẫn hướng sẽ làm giảm áp lực dầu bôi trơn. Nếu là con đội cơ khí sự mài mòn bề mặt tiếp xúc sẽ làm giảm khe hở miệng xupáp. + Bộ phận dẫn động trục cam: Các gân bánh răng, bánh xích, bi dây đai bị mài mòn cũng làm sai lệch pha phân phối khí của động cơ tức là thời điểm đóng mở xupáp không đúng yêu cầu đồng thời gây nên tiếng ồn và gõ trong quá trình làm việc. Trong quá trình động cơ họat động, hư hỏng thường xảy ra nhất đối với hệ thống là khe hở nhiệt xupáp thay đổi. Việc thay đổi khe hở nhiệt xupáp là do độ mài mòn của cơ cấu truyền động đến xupáp, do biến dạng dư trong quá trình giãn nở vì nhiệt của xupáp. Khi khe hở nhiệt thay đổi sẽ làm cho xupáp thường đóng hoặc thường mở, cán xupáp bị cong. Các xupáp hút và xả là những chi tiết của hệ thống thường có hư hỏng sau: - Cán xupáp bị mài mòn, xướt do ma sát trong quá trình làm việc. - Nấm xupáp bị cong, vênh, cháy rỗ, do tiếp xúc với nhiệt độ cao và làm việc trong điều kiện chịu va đập, chụi mài mòn của khí cháy. - Bề mặt làm việc (côn) đóng không kín do nấm bị cong vênh, do đóng muội than. - Ngoài ra xupáp bị gãy, các vết nứt thường xảy ra trên nấm. - Lò xo xupáp bị gãy, xupáp bị kẹt trong ống dẫn hướng do cán xupáp bị cong, lò xo xupáp bị mỏi, bị mất tính đàn hồi. Trục cam của hệ thống có những hư hỏng sau: - Các cổ trục bị mòn do ma sát với ổ đỡ. - Các vấu cam bị mòn, bị tróc làm mất dạng cam do ma sát với con lăn, do sự bám chắc của lớp kim loại vấu lên cam khi gia công. - Trục cam bị cong, không đồng tâm trên các bệ đỡ. 6.2. Các phương pháp kiểm tra, phân loại chi tiết: Sau khi tháo và rửa sạch, các chi tiết được kiểm tra, phân loại để xác định phương án xử lý. Các chi tiết được phân làm 3 nhóm: Các chi tiết được dùng lại không phải sửa chữa, các chi tiết cần được phục hồi, sửa chữa và các chi tiết hư hỏng bỏ đi. Việc kiểm tra phân loại các chi tiết bao gồm các công việc đo đạc, quan sát, kiểm tra chi tiết và so sánh kết quả đo với các tiêu chuẩn kĩ thuật kiểm tra để quyết định phương án xử lý. Việc kiểm tra các chi tiết cần phải căn cứ vào đặc điểm kết cấu, điều kiện làm việc và tiêu chuẩn kỹ thuật của chi tiết. Việc kiểm tra được thực hiện bằng quan sát và dùng dụng cụ đo và phải tiến hành theo quy trình nhất định. Đối với mỗi chi tiết cần có một phương án kiểm tra nhất định. * Kiểm tra chi tiết dạng trục: bao gồm trục khuỷu, trục cam của động cơ. Hư hỏng thường gặp của các chi tiết này là mòn cổ trục, cổ biên, mòn rãnh then, cong và xoắn trục. Công việc kiểm tra các chi tiết này đòi hỏi phải có dụng cụ chuyên dùng, phù hợp với từng hư hỏng của chi tiết. * Kiểm tra kích thước lỗ: Kiểm tra kích thước xilanh, bạc cam và bạc lót cổ trục. Chủ yếu việc kiểm tra này là xác định đường kính lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình, độ ô van, độ côn. Dụng cụ để kiểm tra các chi tiết này là dụng cụ đo lỗ, phổ biến nhất là các loại panme đo lỗ, đồng hồ đo lỗ hoặc các đồng hồ so. * Kiểm tra các chi tiết tỉnh: Hư hỏng thường gặp ở các chi tiết này là nứt vỡ, biến dạng của các gối đỡ các trục cam, khuỷu hoặc đường tâm của các ổ đỡ không trùng nhau, tâm xilanh không thẳng góc với tâm trục khuỷu. Công việc kiểm tra hư hỏng các chi tiết này phải sử dụng đồng so và bàn máp, bàn rà. * Kiểm tra các vòng bi, bánh răng: - Kiểm tra vòng bi: Đối với những chi tiết này chúng ta không sửa chữa mà chỉ kiểm tra, quan sát để phát hiện các hư hỏng như nứt, vỡ, tróc rỗ, xướt bề mặt đường lăn. Để đánh giá chính xác vòng bi thì phải đo độ rơ dọc trục và độ rơ hướng kính rồi so với tiêu chuẩn đã cho để quyết định việc tái sử dụng hay thay thế. Dụng cụ để kiểm tra vòng bi chủ yếu là đồng hồ so và bàn máp kết hợp với giá đỡ. - Kiểm tra các bánh răng: Đối với các bánh răng cũng không sửa chữa mà thay mới nếu hư hỏng. Các hư hỏng thường gặp của bánh răng là mài mòn, nứt vỡ, tróc rỗ hoặc mòn ránh then. Dụng cụ để kiểm tra các hiện tượng hư hỏng của bánh răng là thướt cặp đo răng, calíp. Ngoài ra cần phải kiểm tra độ rơ ăn khớp giữa các cặp bánh răng. 6.3. Phương pháp kiểm tra sửa chữa các chi tiết của cơ cấu phân phối khí động cơ Skoda6l-350: 6.3.1 Khe hở nhiệt xupáp thay đổi: Khi khe hở nhiệt thay đổi sẽ làm góc xupáp thương đóng hay thường mở, làm cho pha phân phối khí trong động cơ thay đổi, góc nạp khí và góc thải khí trong động cơ thay đổi, góc nạp khí và góc thải khí không đúng yêu cầu. Đối với các động cơ Diezel sau một thời gian hoạt động nhất định, hoặc tại mỗi lần dừng tàu đều phải kiểm tra khe hở nhiệt xupáp có thay đổi gì không(thông thuờng thời gian này được quy định trong lí lịch máy và sổ tay vận hành). Khe hở nhiệt kiểm tra khi cả 2 xupáp đều đóng kín. Cách kiểm tra: Lúc dừng máy để cho máy nguội rồi dùng căn lá đưa vào khe hở giữa đầu đòn gánh với đuôi xupáp. Giá trị căn lá biểu thị khe hở xupáp. Nếu các giá trị đo được mà nằm trong giới hạn thì không cần điều chỉnh. Nếu không nằm trong giới hạn cho phép thì phải điều chỉnh lại. Cách điều chỉnh như sau: Hình 6.1 Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt. - Dùng tuốc lô vít giữ chặt vít (3) - Dùng cờ lê thích hợp nới lỏng đai ốc (2) - Dùng căn lá có chiều dày đúng bằng khe hở nhiệt yêu cầu cho trong lí lịch máy đưa vào khe hở (a) (khe hở giữa cán xupáp và đầu đòn gánh). - Vừa đưa căn lá vào vừa xoay vít (3) khi nào dịch chuyển căn lá trong khe (a) thấy “sít trượt” thì thôi không chỉnh vít (3) nữa. - Giữ nguyên vít (3) dùng cờ lê văn chặt đai ốc (2) lại. 6.3.2.Hư hỏng và kiểm tra sửa chữa xupáp: 6.3.2.1 Hư hỏng xupáp: a- Sự cong vênh, đóng không kín của đế được kiểm tra bằng phương pháp phấn và dầu hỏa. Sau khi kiểm tra nếu thấy độ cong vênh mà lọt khí ít, thì tiến hành rà trực tiếp với bệ xupáp. Nếu lọt khí nhều có thể nắn lại đế, rồi đêm mài lại mặt côn. Sau khi mài đem rà trực tiếp với bệ của nó trên nắp xilanh. Quy trình rà được tiến hành như sau (có thể thực hiện rà bằng tay hoặc bằng máy). - Bước 1 rà thô: Lồng vào cán xupáp 1 lò xo nhẹ, để ngừa nắp xilanh rồi thả xupáp và lò xo vào. Bôi một lớp bột thô (AL2O3; Cr2O) lên bề mặt côn của nấm trước khi lắp xupáp vào xilanh, sau đó dùng tuốc lơ vít hoặc nấm ra để rà. Ấn nhẹ xupáp xuống bệ, vừa ấn đồng thời xoay xupáp quanh tâm góc 40÷600, việc nâng xupáp lên khỏi bệ nhờ lực lò xo. Cứ làm như vậy đến khi quan sát bề mặt côn có sự mài đều trên toàn bộ chu vi với một chiều rộng 2÷5 mm thì kết thúc việc rà thô. (Chú ý: Lúc bôi bột rà không để rơi vào phần cán xupáp, bột rà thô được hòa vào dầu hỏa hoặc dầu thực vật). - Bước 2 rà tinh: Dùng bột rà Crôm, bột này có 3 loại phụ thuộc vào kích thước của hạt ôxit Crôm, mà nó cho phép mài mòn lớp kim loại từ 1÷7 Mm. Cách rà cũng tiến hành như rà thô, cho tới khi dải rộng 2÷5 mm của mặt côn có màu trắng đục, mịn kết thúc rà tinh. - Bước 3, rà bằng dầu nhờn (rà bóng): Vệ sinh sạch sẽ xupáp và bệ rồi dùng dầu nhờn rà bóng bề mặt làm việc. - Bước 4: Khi rà xong tiến hành thử độ kín của xupáp, có những phương pháp đơn giản nhất là dùng phấn dầu hỏa. Rắc 1 lớp bột phấn hoặc thạch cao lên mặt nấm xupáp rồi lắp xupáp vào trạng thái làm việc của nó, lấu dầu hỏa đổ vào ống hút hoặc ống xả trong nắp xilanh mà thấy dầu không ngấm ra phấn là được. b- Bề mặt làm việc bị cháy, rổ ăn mòn thì khắc phục bằng phương pháp tiện hoặc mài cho hết các vết cháy, rổ ăn mòn sau đó đem rà xupáp trực tiếp với bệ. c- Bề mặt tiếp xúc với khí cháy của nấm bị cháy, bị ăn mòn thì tiện bớt cho hết các vết rỗ nhưng phải chú ý tới bề bặt hình trụ của xupáp để đảm bảo độ cứng vững cho mặt nấm. d- Cán xupáp bị mòn, xước rỗ: Có thể kiểm tra độ mòn bằng phương pháp đo. Khi cán bị mòn làm cho khe hở giữa cán và dẫn hướng tăng lên, dẫn đến độ không đồng tâm, xupáp dễ bị kênh, do đó cần khắc phục độ mài mòn đó bằng cách mạ crôm cho cán xupáp (nếu giữ nguyên dẫn hướng) hoặc thay đổi ống dẫn hướng mới tiến hành mài cán để khắc phục độ côn và độ ôvan. e- Cán xupáp bị cong vênh nấm bị đứt cần được thay mới. g- Lò xo xupáp bị hư hỏng cần phải thay mới 6.3.2.1Kiểm tra xupáp: Kiểm tra xupáp thường dùng bằng mắt thường như hiện tượng cháy, rổ, xướt, mòn sâu ở mặt côn của nấm, mặt côn tiếp xúc với móng hãm bị mòn quá nhiều thì xupáp cần được thay thế. Nếu xupáp hư hỏng không thấy rõ bằng mắt thì phải dùng các thiết bị chuyên dùng để kiểm tra trước khi quyết định sửa chữa như thước panme, các đồng hồ so… Hình 6-2 Kiểm tra xupáp Hình 1.a) Kiểm tra chiều dày mép nấm xupáp. Nếu chiều dày mép nấm xupáp nhỏ hơn giá trị cho phép thì phải thay xupáp. Chiều dày mép nấm của xupáp nạp là 3,47 (mm). Chiều dày mép nấm của xupáp thải là 3,9 (mm). Hình 1.b) Kiểm tra chiều dài của xupáp. Nếu kích thước của xupáp khi đo nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất thì cần phải thay xupáp. Chiều dài nhỏ nhất của xupáp nạp là l = 294 (mm). Chiều dài nhỏ nhất của xupáp thải là l = 291 (mm). Hình 6-2 c) Kiểm tra độ mòn của thân xupáp. Dùng thước panme ta tiến hành kiểm tra tại 3 vị trí như hình minh họa. Đường kính nhỏ nhất cho phép của thân xupáp nạp là d = 16,5 (mm). Đường kính nhỏ nhất cho phép của thân xupáp thải là d = 18,6 (mm). * Việc kiểm tra đánh giá khe hở lắp ghép giữa thân xupáp và ống dẫn hướng ,cũng có thể cho phép đánh giá được sự hao mòn của thân xupáp, tuy nhiên theo cách kiểm tra này, độ tin cậy không bằng cách trên, bởi vì ở đây có sự hao mòn của cả ống dẫn hướng, để cho đầu xupáp cao hơn mặt phẳng thân máy hoặc nắp máy khoảng 10 mm. Dùng đầu tiếp xúc của đồng hồ so chạm vào mép của xupáp, lắc tán xupáp và quan sát sự dịch chuyển của kim đồng hồ ta sẽ có kết quả đo. Khe hở lớn nhất cho phép giữa ống dẫn hướng và thân xupáp là 0,1 (mm). Hình 6-3 Kiểm tra khe hở giữa thân xupáp và ống dẫn hướng. + Sửa chữa xupáp: - Nếu bề mặt làm việc của nấm xupáp bị cháy rỗ nhẹ, thì dùng phương pháp xoáy thủ công để đạt được độ bóng theo yêu cầu xupáp. Xupáp sau khi sửa chữa phải đảm bảo độ côn, độ ô van, độ cong của thân xupáp nằm trong giới hạn cho phép. - Nếu xupáp bị bám muội than: Tẩm dầu diezel (để vài phút), dùng mũi cạo nhẹ tránh trầy xướt bề mặt. Sau đó dùng xăng rửa sạch. 6.3.3. Kiểm tra sửa chữa ống dẫn hướng: Ống dẫn hướng phải kiểm tra sửa chữa nếu cần thay mới. Ống dẫn hướng còn là chi tiết chuẩn để gia công sửa chữa hoặc thay mới xupáp và đế xupáp. Thông thường thì ống dẫn hướng mòn hơn thân xupáp. Khe hở cho phép giữa 2 chi tiết này là không lớn hơn 0,1 (mm). Nếu lớn hơn cần thay mới ống. Dụng cụ kiểm tra độ mòn này được thực hiện bằng dưỡng, kiểm tra và sử dụng thước panme để đo dưỡng. Khi kiểm tra tiến hành đo tại 3 vị trí như hình 6 - 4. Hình 6-4 Kiểm tra ống dẫn hướng. Công việc sửa chữa ống dẫn hướng không đáng kể thường thì thay mới sau khi kiểm tra khe hở làm việc với thân xupáp không đạt yêu cầu. Việc thay ống dẫn hướng chủ yếu là ép bằng dụng cụ trung gian tarôren lắp bulông dùng búa hoặc máy ép để tháo lắp. 6.3.4. Kiểm tra sửa chữa đế xupáp: - Phương pháp kiểm tra: + Dùng mắt thường để quan sát các vết rỗ và mòn trên đế xupáp, dùng bột phấn để kiểm tra các vết nứt của đế. + Dùng dầu hỏa để kiểm tra độ kín của đế và của xupáp. Phương pháp kiểm tra độ kín của đế xupáp và xupáp bằng cách đổ dầu hỏa vào cổ hút và cổ xả rồi để trong thời gian từ 5 đến 10 phút nếu không thấy dầu ngấm qua là đế xupáp và xupáp kín. Hình 6-5 Kiểm tra đế xupáp. + Kiểm tra vị trí tiếp xúc của xupáp : bôi một lớp mỏng PRUSSAIAN BLUE (hay chì trắng) vào bề mặt của xupáp tiêu chuẩn, lắp xupáp, ấn nhẹ xupáp để không được xoay xupáp sau đó quan sát trên xupáp nếu màu xanh xuất hiện 3600 xung quanh đế xupáp thì đế xupáp đồng tâm. Nếu không ta phải tiến hành doa lại đế xupáp. - Phương pháp sửa chữa: + Nếu đế xupáp bị cháy rỗ, mòn thành gờ sâu ở bề mặt làm việc bị nứt hoặc ghép lỏng với nắp xilanh cần phải được thay mới. Trường hợp đế không bị cháy rỗ nhưng đã xoáy nhiều lần làm cho đế xupáp bị tụt sâu quá 1,5 (mm) so với ban đầu thì cần phải thay đế mới. + Bề mặt làm việc của đế xupáp phải được mài bằng đá mài định hình (có góc côn bằng góc côn cần mài của đế) để doa hoặc mài được mặt đế có góc côn theo yêu cầu với độ đồng tâm cao cần chọn đá mài có góc nghiêng và đường kính phù hợp. + Rà xupáp với đế xupáp: Xupáp và đế xupáp sau khi mài cần phải rà để đạt độ kín khít. Nguyên lý rà là tạo chuyển động giữa 2 bề mặt với nhau. Rà xupáp có thể thực hiện bằng tay hoặc tiết bị rà lồng dưới nấm xupáp 1 lò xo mềm để nâng xupáp. Khi rà không nên bôi quá nhiều bột rà vì có thể lọt xuống ống dẫn hướng gây nên mòn ống dẫn hướng. * Chú ý khi thay mới đế xupáp: Khi khoét lỗ để thay đế xupáp, trục dao khoét phải được dẫn hướng bằng lỗ dẫn hướng xupáp. Chọn đế phải đảm bảo có độ dôi để lắp ghép theo yêu cầu. Có thể ngâm vòng đế vào nước đá 30 phút cho co lại rồi ép vào cho dễ dàng. Việc sửa chữa xupáp thường được tiến hành định kì theo số giờ làm việc của động cơ. Xupáp nạp thường sau 2000h làm việc thì phải kiểm tra làm sạch muội cáu và rà lại, xupáp xả thì sau 1000h làm việc. Các van khởi động, an toàn thì sau 1500h hoạt động. 6.3.5. Kiểm tra sửa chữa lò xo xupáp: Hình Dùng dụng cụ chuyên dùng có đồng hồ đo để kiểm tra chiều cao của lò xo khi bị nén. Lực nén lớn nhất để kiểm tra là 390 N và chiều cao tương ứng là 26,68 (mm). Nếu lò xo không đạt được yêu cầu này cần phẩi thay thế. Hình 6-6 Kiểm tra chiều dài lò xo khi chịu nén. - Dùng thước cặp để kiểm tra chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do. - Chiều dài tự nhiên của lò xo là l = 40,9 (mm). Hinh 6-7 Kiểm tra chiều dài lò xo. - Dùng êke để kiểm tra độ vuông góc của lò xo. Đặt thước trên một tấm phẳng, dựng đứng lò xo trên tấm phẳng và dịch chuyển lò xo sát vào góc vuông của thước sau đó xoay lò xo và chú ý khoảng cách giữa vòng dây lò xo trên cùng với thước. Nếu độ không vuông góc α vượt quá 20 thì phải thay mới. Khi lắp lò xo xupáp vào nắp xi lanh chú ý đầu lò xo có vòng dây cuộn xít phải được lắp về phía nắp máy. Hình 6-8 Kiểm tra độ vuông góc của lò xo. 6.3.6. Kiểm tra sửa chữa con đội xupáp: - Thông thường con đội không sửa chữa mà thay mới nếu kiểm tra thấy độ mòn vượt quá giới hạn cho phép. - Các hư hỏng thường gặp của con đội mòn, vỡ , gãy. Sự mòn của con đội do các nguyên nhân sau: Lò xo xupáp quá căng., độ rơ dọc trục cam quá lớn,… - Kiểm tra đường kính chỗ lắp ghép con đội trên nắp máy. Kiểm tra tại 2 vị trí như hình. Đường kính nằm trong giới hạn cho phép d = 31 – 31.03 (mm). Hình 6-9 Kiểm tra đường kính lắp ghép con đội. - Kiểm tra đường kính ngoài của con đội. Dùng thước panme đo tại 2 vị trí như hình. Đo đường kính ngoài cho phép nằm trong giới hạn d = 30,97 – 30,98 (mm). Hình 6-10 Kiểm tra đường kính con đội. - Với cách đo trên ta có thể xác định được khe hở cho phép giữa con đội và lỗ lắp con đội trên nắp máy: Khe hở cho phép là 0,02 – 0,06 (mm). Nếu khe hở có giá trị vượt quá giới hạn này, cần được thay thế con đội. 6.3.7. Kiểm tra sửa chữa trục cam: - Việc kiểm tra trục cam trước tiên phải thực hiện bằng quan sát để phát hiện các hư hỏng như: xướt, rổ, mẻ bề mặt cam, rãnh then bị biến dạng. Nếu trục cam không có các hư hỏng nặng thì cần kiểm tra độ cong vênh của trục, độ mòn các cổ trục và vấu cam để sửa chữa. - Công việc kiểm tra trục cam được thực hiện như sau: + Nếu kiểm tra độ cong thì phải đặt trục trên giá V và dùng đồng hồ so để kiểm tra. Gá trục cam lên hai khối V sau đó gá đồng hồ so vào cổ giữa của trục cam và tiến hánh xoay trục cam 3600 rồi quan sát trên đồng hồ so. Lấy giá trị trên đồng hồ so trừ đi độ ô van của cổ trục rồi chia đôi ta sẽ được độ cong của trục cam. Yêu cầu độ cong của trục cam không được lớn hơn 0,02 (mm) nếu lớn hơn thì phải nắn lại trục. Hình 6-11 Kiểm tra độ cong của trục cam. + Kiểm tra độ đảo trục cam: Đặt trục cam lên hai khối V. Sử dụng đồng hồ so, đo độ đảo tại cổ trục giữa. Nếu thấy độ đảo vượt quá giới hạn thì phải thay trục cam. + Kiểm tra chiều cao vấu cam. Dùng thướt panme đặt vào 2 đầu của vấu cam như hình 6-10. Xác định được giá trị cần đo. Chiều cao vấu cho phép nhỏ nhất. Đối với cam nạp h = 42,44 (mm). Đối với cam thải h = 41,18. Nếu xác định nhỏ hơn 2 giá trị này cần thay thế cam hoặc phục hồi lại biên dạng và độ bóng bề mặt cam (hàn đắp rồi gia công cơ khí) việc sửa chữa sao để đảm bảo được góc đóng mở xupáp. Hình 6-12 Kiểm tra chiều cao cam. + Kiểm tra cổ trục cam: Dùng thướt kẹp đo cổ trục theo 2 phương X và Y như hình 22. Đường kính cổ trục nhỏ nhất cho phép là 80 (mm). Nếu nhỏ hơn giá trị này cần được sửa chữa. Khi trục cam bị mòn được sửa chữa bằng gia công cơ khí theo cốt. Việc mài cổ trục được thực hiện trên máy mài chuyên dùng và trục cam được định vị trên 2 mũi tâm, được dẫn động bằng tốc kẹp. Bạc cam cũng được thay mới theo kích thướt cốt sửa chữa tương ứng của cổ trục cam. Hình 6-13 Kiểm tra đường kính cổ trục cam. - Sửa chữa và thay bạc trục cam: Bạc trục cam thường được chế tạo theo kích thước cổ trục. Khi trục sửa chữa người ta ép các bạc cũ ra kiểm tra bề mặt lắp ghép và dùng trục dẫn để ép bạc mới vào. + Trước khi thay bạc cần kiểm tra và thực hiện các bước: Vệ sinh sạch bạc cần ép. Kiểm tra kích thước lỗ cần lắp bạc, kiểm tra mật độ xướt, đảo của bề mặt so với đường tâm chung. Xác định chính xác thứ tự các bạc vì kích thước cổ trục cam khác nhau và nhỏ dần từ ổ đầu tiên đến ổ cuối cùng, chọn trục dẫn có kích thướt phù hợp để lắp bạc. Chú ý ép bạc vào vị trí sao cho các lỗ dầu trùng với các lỗ dầu trên thân máy. Sau khi lắp xong cần kiểm tra độ thẳng tâm của chúng. 6.3.8. Kiểm tra dắt cắm van dầu OCV: + Kiểm tra dắt cắm van điều khiển OCV: Ngắt nguồn điện van OCV. Dùng ôm kế đo điện trở tại 2 điểm A và B của van. Nếu các giá trị điện trở đo được không nằm trong khoảng cho phép là (6,9 – 7,9) ôm, thì phải thay thế. Hình 6-14 Kiểm tra điện trở dắt cắm. 7. Kết luận: Sau thời gian hơn ba tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài "Khảo sát cơ cấu phối khí trên động cơ Skoda6l-350" đến nay em đã cơ bản hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong khoa. Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động và khảo sát cơ cấu phân phối khí trong động cơ Skoda6l-350. Ở mục 1 của đồ án em đã trình bày tổng quan về cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong đồng thời giới thiệu cơ cấu phân phối khí thay đổi được góc phân phối khí. Ở mục 2, mục trọng tâm của đồ án em đi sâu phân tích kết cấu các chi tiết, phương án bố trí và dẫn động xupáp, phương án bố trí trục cam và dẫn động trục cam. Đồng thời cũng ở mục này em đi sâu nghiên cứu kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống thay đổi góc phân phối khí trong cơ cấu phân phối khí động cơ Skoda6l-350. Mục 3 giới thiệu về hệ thống đảo chiều của động cơ Skoda6l-350. Mục 4 và 5 là mục tính toán các thông số cơ bản cũng như kiểm nghiệm sức bền của các chi tiết trong hệ thống phân phối khí động cơ Skoda6l-350. Mục 6 của đồ án em nêu ra một số hư hỏng và phương pháp sửa chữa các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí. Thông qua đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu sâu hơn về tầm quan trọng của cơ cấu phối khí và điều đó cũng đã được các nhà chuyên môn luôn nghiên cứu và tìm cách nâng cao tính năng của động cơ nhằm phục vụ cho nhu cầu của đời sống. Do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo còn hạn chế và chưa cập nhật đủ thông tin nên cần phải hoàn thiện thêm. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành động cơ đốt trong, hiểu sâu về động cơ Skoda6l-350 đặc biệt là hệ thống phân phối khí Skoda6l-350 là động cơ được trang bị bởi nhiều cơ cấu, đặc biệt động cơ này có trang bị hệ thống đảo chiều quay trục chân vịt nên thuận tiện cho việc di chuyển tàu tiến hoặc lùi … Những điều đó làm cho động cơ luôn hoạt động tối ưu ở mọi chế độ làm việc. Sau cùng em rất mong được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy cô giáo để em được hoàn thiện hơn về kiến thức cũng như đề tài này. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến. “Kết Cấu Và Tính Toán Động Cơ Đốt Trong”. Hà Nội: NXB Đại học trung học chuyên nghiệp; 1979. [2] Phạm Minh Tuấn. “Động Cơ Đốt Trong”. Hà Nội: NXB Khoa học và kỹ thuật; 1999. [3] Trần Thanh Hải Tùng. “Giáo Trình Động Cơ Đốt Trong ”. Đà Nẵng: Đại học bách khoa Đà Nẵng. [4] Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong ”. Hà Nội: NXB Giáo dục; 2000. [5] Nguyễn Khắc Tùng. “Giáo Trình Động Cơ Diezel ”. Sài Gòn: Xí nghiệp toa xe Sài Gòn; 2006. [6] Lê Viết Lượng. “Lý Thuyết Động Cơ Diezen”. NXB Giáo Dục; 2000. [7] Trường Kỹ Thuật Và Nghiệp Vụ GTVT – II “Giáo Trình Cấu Tạo Và Công Nghệ Sửa Chữa Động Cơ Diezen – Hệ Trục Tàu Thủy”. Hà Nội: NXB Giao Thông Vận Tải; 1994. [8] Khiếu Hữu Triển, Lưu Thành Công, Nguyễn Đình Hùng. “Máy Tàu Thủy”.Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam. 1999 [9] Tháng 3 – 2009 [10] Tháng 3 - 2009 [11] Thứ 3, 8/1/2008. [12] Tháng 3 – 2008.