Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel

ng phân phối khí và đã cho ra đời nhiều thế hệ ôtô với tính năng hiện đại. Trong đó có hệ thống điều khiển xoay trục cam nạp hay gọi là hệ thống điều khiển VCT. Với hệ thống này nhằm thay đổi góc phân phối khí của các xupáp phù hợp với từng dãi tốc độ làm việc của động cơ được ra đời trong nhưng năm gần đây và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam trên các loại xe như: Focus, Mondeo, Escape, Transit… VCT là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. VCT là cụm từ viết tắt từ tiếng Anh: Variable Cam Timing Hình 1.10 Hệ thống cơ cấu phân phối khí VTC. Đối với các động cơ cổ điển thì thời điểm phối khí là cố định và thường đựơc tính theo điều kiện sử dụng của động cơ. Vì nó được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu đến cam thông qua cặp bánh răng hoặc xích. Ngược lại, với các động cơ có hệ thống VCT thì góc phân phối có thể thay đổi theo điều kiện làm việc của động cơ. Hệ thống VCT sử dụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trục cam nạp, thay đổi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu . Hệ thống này có thể xoay trục cam một góc 400 tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu từ cảm biến và điều khiển bằng ECU động cơ. Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. Ưu điểm của cơ cấu phân phối khí hiện đại so với cổ điển: Việc sử dụng các bộ phận thay đổi thời điểm và quy luật nâng của xupáp, làm cho cơ cấu phối khí hiện đại luôn hoạt động ở điều kiện tối ưu. Điều đó đã làm cho động cơ sử dụng cơ cấu phối khí hiện đại có suất tiêu hao nhiên liệu thấp, việc gia tốc thay đổi từ tốc độ thấp sang tốc độ cao xảy ra nhanh chóng, ít gây ô nhiễm và đạt công suất cao. Xe có sử dụng cơ cấu phân phối khí hiện đại sẽ chạy êm dịu trong thành phố cũng như trên quốc lộ, dễ dàng chuyển từ tốc độ thấp sang tốc độ cao. Ưu điểm của VCT so với VTEC và MIVEC: Đối với động cơ sử dụng VTEC và MIVEC thì mặc dù cho công suất tối đa lớn nhưng không cải thiện được mô men xoắn cực đại và có cơ chế hoạt động phức tạp, chỉ hoạt động được 2 hoặc 3 pha và không liên tục. Trong khi đó VCT công nghệ của Ford giúp tối ưu hoạt động của xupáp nạp và xả trên toàn bộ dãi tốc độ của động cơ, biến thiên góc quay trục cam cho phép xupáp đóng mở tại các thời điểm khác nhau trong mỗi chu trình cháy (4 kỳ) để phân bố công suất của động cơ phù hợp theo tốc độ và tải (chân ga) một cách nhanh chóng. KHẢO SÁT CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 4DQ50. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo có trục cam đặt trong thân máy( HOV ). Sơ đồ cấu tạo. Hình 2.1. cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo(HOV) 1.ống dẫn hướng 5. xupap 9. Đũa đẩy 2.lò xo xupap 6. Đòn bẩy 10. Con đội 3.đĩa lò xo 7. Vít chỉnh xupap 11. cam 4.móng hãm 8. Đế xupap Nguyên lý hoạt động. Khi động cơ làm việc nhờ sự dẫn động từ trục cơ làm cho trục cam quay. Khi bề mặt làm việc của vấu cam 11 tác động vào con đội 10 làm cho con đội chuyển động đi lên, dẫn đến đũa đẩy 9 cũng chuyển động đi lên, khi đũa đẩy 9 chuyển động đi lên thì sẽ tác động vào đuôi đòn bẩy 6 làm cho đuôi đòn bẩy 6 chuyển động đi lên và xoay xung quanh trục của nó dẫn đến đầu đòn bẩy 6 chuyển động đi xuống tác động vào đuôi xupáp 5 làm cho xupáp chuyển động đi xuống lúc này lò xo 2 bị nén lại. Khi xupáp chuyển động đi xuống sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xi lanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 11 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 dãn ra và làm cho xupáp 5 đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. Quá trình này diễn ra liên tục trong suốt quá trình làm việc của động cơ. Ống dẫn hướng 1 có nhiệm vụ định hướng cho xupap 5 chuyển động tịnh tiến. móng hãm 4, đĩa tựa lò xo 3 có tác dụng cố định cán xupap với đĩa ép lò xo, không cho xupap rơi xuống buồng đốt. Lò xo 2 có tác dụng luôn luôn đẩy xupap đóng kín bệ xupap. Vít điều chỉnh 7 có tác dụng điều chỉnh khe hở nhiệt của xupap. Tùy loại xupap nạp hay xả mà ta điều chỉnh khe hở nhiệt của các xupap này. Sở dĩ cần có khe hở nhiệt là vì khi động cơ hoạt động, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất của môi chất công tác trong buồng đốt rất cao, xupap tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao nên giãn nở, làm tăng chiều dài xupap, buồng đốt bị hở, động cơ hoạt động vói công suất không đạt yêu cầu, hiệu suất không cao. Ngoài ra hệ thống còn có trục giảm áp dùng để đóng hoặc mở hé xupap để thực hiện việc giảm áp cho xilanh khi cần. Thông thường khe hở nhiệt của xupap xả nằm trong khoảng 0,3 ÷ 1,5 mm, còn xupap nạp nằm trong khoảng 0,1÷ 0,2 mm. Xupap đặt trong thân máy và được trục cam dẫn động thông qua con đội, đũa đẩy, đòn bẩy hoặc trục cam dẫn động trực tiếp xupap. Khi dùng xupap treo có ưu điểm: Diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ, mặt khác, dòng khí lưu thông ít bị ngoặt vì vậy giảm được tổn thất nhiệt, tạo điều kiện thải sạch và nạp đầy hơn. Do xupap bố trí trong phần không gian của xilanh theo dạng treo nên buồng cháy rất gọn, đây là điều kiện tiên quyết có tỷ số nén cao Đường nạp, đều bố trí trên nắp xilanh nên dòng khí lưu thông thanh thoát hơn, đồng thời tăng tiết diện lưu thông của dòng khí. Tuy vậy, cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo cũng tồn tại một số khuyết điểm như dẫn động xupap phức tạp, có nhiều chi tiết hơn và được bố trí ở thân máy và nắp xilanh nên làm tăng chiều cao động cơ. Lực quán tính của các chi tiết tác dụng lên trục cam và con đội lớn hơn. Nắp máy của động cơ phức tạp hơn nên khó khăn khi chế tạo, diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế của động cơ kém. Xupap. Công dụng. Cho khí nạp vào buồng đốt và cho khí cháy ra ngoài với thời gian ngắn trong một chu kỳ làm việc của piston. Xupap hoạt động được theo chiều thẳng đứng nhờ vào ống dẫn hướng xupap. Miệng xupap được vát 300 hoặc 450 để được đóng kín với đế xupap và dẫn nhiệt truyền qua xupap khi xupap đóng kín. Xupap được làm bằng thép chịu nhiệt vì khi xupap nạp phải chịu nhiệt độ khoảng 4000C và xupap xả phải chịu nhiệt độ 500 – 8000C. Xupap là chi tiết trực tiếp cho dòng khí nạp vào buồng đốt và thảo khí cháy ra ngoài cới một thời gian ngắn trong một chu kỳ làm việc của piston. Trong quá trình làm việc xupap chịu tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt. Về tải trọng cơ học: nấm xupap chiu áp suất khí thể từ 0,6 – 1,5 MN/m2 và chịu tác động của lực quán tính nên khi làm việc luôn bị va đập mạnh nên rất dễ gây biến dạng. Về tải trọng nhiệt: xupap thải làm việc trực tiếp với khí thải có nhiệt độ khoảng 1000 – 1200 0C và với tốc độ dòng khí vào cỡ 400 – 600 (m/s), xupap thải thường quá nóng và bị mòn. Xupap nạp nhờ dòng khí nạp làm mát nên chịu nhiệt nhỏ hơn xupap xả. Hình 2.2. kết cấu xupap nạp và xả Do xupap làm việc trực tiếp với khí cháy nên vật liệu chế tạo xupap là các lá thép hợp kim chịu nhiệt tốt. Với lớp hợp kim này làm cho xupap ít mòn và chống được gỉ của mặt nấm xupap thải. Kết cấu: gồm 3phần chính phần nấm xupap, thân xupap và đuôi xupap. Phần nấm. Kết cấu của nấm xupap chẳng những ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến độ bền, trọng lượng và tình trạng của dòng khí lưu động qua họng xupap. Nấm xupap nạp và xả của động cơ mitsubishi 4DQ50 là loại nấm bằng. Ưu điểm của loại này là dễ chế tạo. Mặt làm việc quan trọng của nấm là mặt côn, có góc độ a = 450. Điều này vừa đảm bảo được độ bền của nấm, vừa đảm bảo tiết diện lưu thông khi mở xupap và vừa đảm bảo dòng khí lưu động dễ dàng. Góc a này càng nhỏ thì tiết diện lưu thông càng lớn. Tuy nhiên nếu a càng nhỏ thì mặt nấm càng nhỏ, độ cứng vững của mặt nấm càng kém do đó dễ bị cong vênh, tiếp xúc không kín khít với đế xupap. Đôi khi góc mặt côn trên nấm xupap còn làm nhỏ hơn góc mặt côn trên đế xupap từ (0,5 – 1) để xupap có thể tiếp xúc với đế theo vòng tròn ở mép ngoài của mặt côn. Làm như vậy có thể đảm bảo tiếp xúc được kín khít dù mặt nấm có bị biến dạng nhỏ. + Chiều rộng của mặt côn trên nấm xupap nạp và thải b = 2(mm) + Đường kính của nấm xupap nạp Xn = 35(mm) + Đường kính của nấm xupap thải Xt = 30(mm) + Chiều dày của nấm xupap nạp (0.08 – 0.114). Xn = 0,114.35 = 4 + Chiều dày của nấm xupap thải (0.08 – 0.12). Xt = 0.12.30 = 4. Phần thân xupap. Thân xupap có đường kính thích hợp để dẫn hướng tốt, tản nhiệt tốt và chịu được lực nghiêng khi xupap đóng mở. Để giảm nhiêt độ cho xupap người ta có xu hướng tăng đường kính cho thân xupap và kéo dài ống dãn hướng đến gần nấm xupap. Nhưng do đảm bảo tiết diện lưu thông và gọn nhẹ nên thân xupap cũng không thể làm quá lớn. Vì hệ thống phân phối khí động cơ mitsubushi xupap được dẫn động từ trục cam nên xupap chịu lực ngang lớn nên đường kính thân xupap lớn. Thân xupap nạp và thải có dạng hình trụ dài. Chỗ chuyển tiếp giữa thân và nấm có góc lượn. Chiều dài của thân xupap tùy thuộc vào cách bố trí xupap. Nó thường thay đổi trong phạm vi khá lớn lt = (2,5 – 3,5).X. chiều dài của thân xupap cần lựa chọn đủ để lắp ống dẫn hướng và lò xo xupap. Đuôi xupap. Hình 2.3. kết cấu phần đuôi xupap Phần đuôi xupap trực tiếp va đập với con đội do đó mặt trên của phần đuôi phải được tôi cứng. Ở phần đuôi xupap có đoạn khoét rãnh để lắp móng hãm. Đế chặn lò xo phía trên được lắp với xupap bằng 2 móng hãm hình côn lắp vào đoạn có đường kính nhỏ trên đuôi. Mặt phía ngoài của móng hãm ăn khớp với mặt côn của lỗ đĩa lò xo. Móng hãm được chế tạo dạng hình côn Kiểu lắp dùng móng hãm có ưu điểm lớn là không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi xupap. Tuy vậy viêc gia công móng hãm rất khó khăn. Đế xupap. Hình 2.4. kết cấu đế xupap. a. đế xupap nạp b. Đế xupap xả Cơ cấu phân phối khí động cơ mitsubishi 4DQ50 dùng xupap treo, đường thải và nạp được bố trí trên nắp xilanh. Để giảm hao mòn cho thân máy và nắp xilanh khi chịu lực va đập của xupap, người ta dùng đế xupap ép vào họng đường thải và đường nạp. Vì thân máy và nắp xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm nên đế xupap được ép cho cả đường nạp và đường thải. Kết cấu của đế xupap rất đơn giản. Mặt ngoài của đế là hình trụ nên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn của nấm xupap. Đế được chế tạo bằng thép hợp kim chịu mài mòn. Ống dẫn hướng xupap. Công dụng Ống dẫn hướng xupap làm nhiệm vụ dẫn hướng thân xupap. Để đảm bảo độ chính xác thẳng hàng giữa mặt xupap và bệ đỡ, lỗ dẫn hướng phải trùng tâm với đế xupap. Để dẫn hướng được xupap và để dễ gia công sửa chữa, thay thế cũng như có thể dùng vật liệu tốt nhằm tăng tuổi thọ, ống dẫn hướng được chế tạo rời rồi lắp vào nắp xilanh. Hình 2.5. kết cấu ống dẫn hướng a. ống dẫn hướng nạp b. ống dẫn hướng xả Ngoài ra để dễ sửa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xilanh ở chỗ lắp xupap người ta lắp ống dẫn hướng trên các chi tiết này. Xupap được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng. Khe hở giữa thên xupap và ống dẫn hướng phụ thuộc vào đường kính thân xupap. Một đầu của ống dẫn hướng được vát côn để việc lắp ghép được dễ dàng. Vật liệu chế tạo. Ống dẫn hướng chế tạo bằng các loại gang hợp kim có tổ chức peclit. Trong một số động cơ cao tốc còn dùng ống dẫn hướng bằng hợp kim đồng thanh nhôm. Loại ống dẫn hướng này dẫn nhiệt rất tốt, khi thiếu dầu bôi trơn cũng không xảy ra hiện tượng kẹt xupap. Lò xo xupap. Công dụng. Lò xo xupap có nhiệm vụ giữ cho xupap đóng kín sát vào đế xupap không cho khí nén trong buồng đốt bị lọt ra ngoài. Lò xo xupap giữ cho các chi tiết làm việc của xupap nạp và xả theo sự điều khiển của các vấu cam nhờ lực lò xo trong khi xupap chuyển động do đó đóng mở xupap chính xác theo biên dạng cam. Lò xo chịu tải trọng thay đổi theo chu kỳ và chịu dao động Hình 2.6. lò xo xupap Kết cấu. Kết cấu lò xo dạng hình trụ. Bước xoắn trên cùng của lò xo có đường kính nhỏ hơn so với các vòng còn lại của lò xo. Sự chênh lệch này có kích thước A = 1,95 mm. Kết cấu lò xo của xupap nạp và thải trong động cơ là giống nhau. Có chiều dài lớn nhất là llx = 47.31. Lò xo có tổng công 8 vòng. Số vòng công tác là 6 (không kể 2 vòng đầu của lò xo). Nếu số vòng công tác của lò xo càng ít thì mỗi vòng của lò xo sẽ biến dạng càng nhiều vì vậy lò xo chịu ứng suất xoắn càng lớn. Ngược lại nếu số vòng công tác quá nhiều, lò xo quá dài, độ cứng của lò xo giảm, tầng số dao động tự do thấp dễ bị cộng hưởng, sinh va đập với mặt cam. Đa số một cây xupap dùng một lò xo, một số động cơ người ta dùng hai lò xo cho một cây xupap. Để tránh lò xo bị gãy do cộng hưởng ở số vòng quay cao, người ta chế tạo lò xo xupap có bước thay đổi. Lực đàn hồi của lò xo phải đủ lớn để giữ cho xupap làm việc chính xác. Nếu lực đàn hồi quá lớn sẽ làm cho các chi tiết mau mòn. Ở một số động cơ, cơ cấu xoay xupap thay thế cho đế chặn lò xo. Cơ cấu này làm cho xupap xoay để đảm bảo cho xupap đóng kín trên bệ do muội than hoặc chì bám trên bề mặt tiếp xúc. Điều kiện làm việc. Lò xo xupap làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột. Vì vậy vật liệu chế tạo lò xo thường là dây thép có đường kính 3mm. Con đội. Hình 2.7. kết cấu con đội. a. con đội xupap nạp b. Con đội xupap xả Công dụng. Con đội là chi tiết máy truyền lực trung gian dùng để truyền chuyển động từ trục cam đến xupap thông qua đũa đẩy và đòn bẩy. Điều kiện làm việc. Con đội bị tác động bởi nhiều lực, áp lực khí nén, lực nén lò xo xupap và lực quán tính của các chi tiết chuyển động. Vật liệu chế tạo. Con đội được làm bằng gang, bề mặt tiếp xúc với cam phải tôi cứng bằng cách xử lý nhiệt bề mặt. Kết cấu. Gồm 2 phần: phần dẫn hướng (thân con đội) và phần mặt tiếp xúc. Phân loại Con đội có thể chia làm 3 loại chính: + Con đội hình nấm và hình trụ: Là loại con đội đáy bằng dùng phổ biến trên các loại động cơ, con đội hình nấm dùng cho hệ thống phối khí xupap đặt, đôi khi dùng cho xupap kiểu treo, con đội được khoét rỗng để lắp với đũa đẩy. Sở dĩ làm như vậy là để tránh hiện tượng mòn vẹt mặt con đội (hoặc mặt cam) khi đường tâm con đội không thẳng góc với đường tâm trục cam. Khi mặt tiếp xúc là mặt cầu, con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn nên tránh được hiện tượng cào xước. Loại con đội hình nấm được dùng rất nhiều trong cơ cấu phân phối khí xupap đặt. Thân con đội thường nhỏ, đặt, vít điều chỉnh khe hở xupap bắt trên phần đầu của thân. + Con đội lăn: gồm có thân, lò xo chặn, chốt và con lăn. Lò xo chặn có tác dụng không cho con đội xoay. Ngoài ra còn có bulong bắt trong thân máy để con đội hoạt động đúng hướng. Con lăn được nhiệt luyện để chịu mài mòn. Cơ cấu con đội con lăn có tác dụng làm giả ma sát vì vậy làm giảm được mức tiêu hao nhiên liệu. + Con đôi thủy lực: để tránh hiên tượng có khe hở nhiệt gây ra tiếng ồn và va đập, trong các xe du lịch cao cấp người ta thường dùng con đội thủy lực. Dùng loại con đội này sẽ không còn tồn tại khe hở nhiệt. Ngoài ra, dùng con đội thủy lực còn có một ưu điểm đặt biệt đó là có thể tự động thay đổi trị số thời gian tiết diện của cơ cấu phân phối khí. Vì khi tốc độ động cơ tăng lên, do khả năng rò rỉ dầu giảm đi, nên xupap mở sớm hơn khi chạy với tốc độ này điều đó rất có lợi đối với quá trình nạp của động cơ Dùng con đội thủy lực tuy có nhiều ưu điểm trên, nhưng một điều cần đặt biệt lưu ý là con đội thủy lực làm việc tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng dầu bôi trơn. Vì vậy, dầu dùng trong động cơ có con đội thủy lực phải rất sạch và độ nhớt ổn định, ít thay đổi. Động cơ mitsubishi 4DQ50 dùng con đội hình trụ. Khi dùng loại con đội này thì dạng cam phân phối khí là cam lồi. Đường kính tiếp xúc với mặt cam phải có đường kính lớn nhất để tránh hiện tượng bị kẹt Loại con đội này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, gọn nhẹ. Đường kính thân con đội thường có kích thước bằng đường kính mặt tiếp xúc. Mặt tiếp xúc giữa con đội không phải là mặt phẳng mà là mặt cong có đường kính khá lớn nên khó nhận ra. Làm như vậy để tránh hiện tượng mòn vẹt con đội khi mà đường tâm con đội không thẳng góc với đường tâm trục cam. Ngoài ra để thân con đội và nấm mòn đều ta thường lắp con đội lệch với cam một khoảng e = 1 – 3 (mm). Như thế trong quá trình làm việc con đội vừa tịnh tiến vừa có thể xoay quanh trục của nó. Đường kính đáy và chiều dài thân của con đội của xupap nạp và thải như nhau. Đường kính thân con đội d = 22.2mm Chiều dài thân con đội l = 27.5mm Đòn bẩy. Công dụng. Tiếp nhận lực truyền động từ đũa đẩy hoặc trục cam để đóng mở xupap theo đúng pha phân phối khí. Đòn bẩy được gắn trên trục của nó. Hoạt động của đòn bẩy nhờ vào đũa đẩy hoặc trục cam. Nhờ có đòn bẩy xupap đóng mở theo đúng pha phân phối khí. Kết cấu. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh. Sau khi điều chỉnh khe hở nhiệt vít này được hãm chặt bằng đai ốc. Đầu tiếp xúc với đuôi xupap thường có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng. Nhưng cũng có khi dùng vít để khi mòn thay thế được dễ dàng. Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa trong phần rỗng của trục. Ngoài ra trên đòn bẫy người ta còn khoan lổ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếp xúc với đuôi xupap và mặt tiếp xúc của vít điều chỉnh. Vật liệu chế tạo. Đòn bẩy được dập bằng thép cacbon thành phần cacbon trung bình.. Đũa đẩy. Công dụng. Đũa đẩy là chi tiết trung gian trong cơ cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp. Truyền chuyển động và lực từ con đội đến đòn bẩy. Kết cấu. Đũa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí xupap treo thường là một thanh thép nhỏ, dài, đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẫy. Để giảm trọng lượng đũa đẩy thường được làm bằng ống thép rỗng hai đầu hàn gắn với các đầu tiếp xúc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) hoặc mặt cầu lõm (đầu tiếp xúc với vít điều chỉnh). Đôi khi cả hai đầu tiếp xúc của đũa đẩy đều là hình cầu. Vật liệu chế tạo. Đũa đẩy thường làm bằng thép cacbon thành phần trung bình, đầu tiếp xúc làm bằng thép cacbon thanh phần cacbon thấp, hàn gắn với đũa đẩy rồi tôi đạt độ cứng HRC 50 – 60. Trục cam. Công dụng. Dẫn động và điều khiển việc đóng mở xupap hút và thải đúng theo chu kỳ hoạt động của động cơ. Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho mỗi xilanh. Thời điểm đóng mở xupap phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm cam nạp, cam thải và các cổ trục. Hình dạng và vị trí của cam phối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phối khí và số kỳ của động cơ. Cam có thể được làm liền trục hoặc có thể làm rời từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc. Vật liệu chế tạo. Thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép 15X, 15MH, 12XH...hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép 45. Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của trục cam, của ổ trục, của mặt đầu trục cam...) đều thâm than và tôi cứng. + Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ và thiếu cổ. Nếu số cổ trục là Z và số xilanh là i thì: số cổ loại đủ cổ là Z = (i+1) thường dùng ở động cơ diesel. Số cổ loại thiếu cổ Z = (i/2 + 1) thường dùng ở động cơ xăng. Các ổ trục cam được ép trên thân máy đều là ống thép có tráng hợp kim chịu mài mòn như babit, hợp kim chì, hợp kim nhôm. Nếu trục cam lắp theo kiểu đặt, phải dùng ổ hai nửa, một nửa đúc trên than hay nắp xilanh, nửa kia làm thành nắp ổ rồi lắp lại bằng bulong hay gugiong, kết cấu này dùng ở động cơ công suất lớn và một số động cơ có trục cam đặt trên nắp xilanh. hình 2.8. trục cam + ổ dọc trục. Để giữ cho trục cam không dịch chuyển theo chiều trục (khi trục cam, thân máy hoặc nắp xilanh giản nở) khiến cho khe hở ăn khớp của bánh răng côn và bánh răng nghiêng dẫn động truc cam thay đổi làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ chắn dọc trục. Trong trường hợp bánh răng dẫn động trục cam là bánh răng nghiêng hoặc bánh răng côn, ổ chắn phải bố trí ngay sau bánh răng dẫn động. Còn khi dùng bánh răng thẳng, ổ chắn có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào trên trục cam vì trong trường hợp này trục cam không chịu lực dọc trục và dù trục cam hay thân máy có giản nở khác nhau cũng không làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí như trường hợp dùng bánh răng nghiêng và bánh răng côn. CÁC HƯ HỎNG CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ. Một số dạng hư hỏng chính. Khi động cơ làm việc có tiêng kêu lách cách đều ở buồng xupap hoặc nắp che giàn cò mổ. Do khe hở của đuôi xupap với con đội (khe hở nhiệt), thân xupap với ống dẫn hướng quá lớn làm cho các chi tiết mòn nhanh, công suất động cơ giảm, làm thay đổi góc phun sớm, đóng muộn của xupap, khe hở nhiệt quá lớn làm cho hành trình mở xupap bị giảm. Khi nổ máy công suất động cơ giảm là do khe hở nhiệt của xupap quá nhỏ, nấm và ổ đặt bị cháy rổ dẫn đến lọt khí, tỷ số nén thấp, công suất động cơ giảm. Động cơ làm việc có tiếng kêu ở thân động cơ: tiếng kêu trầm nhỏ ở thân động cơ, phía đuôi trục khuỷu nghe rõ hơn. Do khe hở giữa bạc và trục cam quá lớn, làm cho bạc và trục cam mòn nhanh, áp suất dầu bôi trơn giảm. Động cơ làm việc có tiếng kêu ở rào rào ở phía trước, do khe hở ăn khớp giữa bánh răng trục khuỷu và bánh răng cam quá lớn, hoặc không đều, răng bị sứt mẻ, gảy. Tác hại làm cho cặp bánh răng mòn nhanh , động cơ làm việc không đều và có thể không làm việc được. STT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Xupap và đế xupap có bề mặt làm việc mòn và cháy rỗ Chịu ma sát, va đập, bị đốt nóng ở nhiệt độ cao, đặt biệt là xupap thải Đóng không kín gây lọt khí, làm giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu của động cơ 2 ống dẫn hướng bị mòn Do ma sát với thân xupap, bôi trơn kém Mòn nhiều gây ra va đập cho xupap, làm tăng mài mòn thân xupap, đồng thời có thể gây lọt dầu vào xilanh, do đó làm tăng tiêu hao dầu và kết muội than trong buồng cháy 3 Trục cam thường bị mòn ở các cổ trục, bạc, các vấu cam Do ma sát, va đập với đáy con đội Sự mài mòn cổ trục và bạc làm tăng khe hở lắp ghép giữa chúng và làm giảm áp suất dầu bôi trơn của động cơ. Vấu cam bị mòn lớn làm giảm hành trình nâng con đội do đó làm giảm độ mở của xupap 4 Co đội mòn ở thân, đũa đẩy bị mòn Do ma sát và va đập Sự mài mòn của đáy và đầu con đội làm tăng khe hở giữa đầu cần bẩy và đuôi xupap, do đó gây va đập và làm giảm độ mở của xupap 5 Các chi tiết: cần bẩy, trục càn bẩy, lò xo và các chi tiết lắp ghép bị mòn hoặc biến dạng Do làm việc lâu ngày, ma sát, va đập trong quá trình hoạt động Làm cho cơ cấu hoạt động rơ rão, sai lệch pha phối khí Xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa, khắc phục hư hỏng cơ cấu phân phối khí. Xupap. Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. TT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Bề mặt làm việc của xupap bị tróc rỗ, ăn mòn hóa học. Do va đập với ổ đặt, làm việc ở nhiệt độ cao, tiếp xúc với dòng khí thải có tốc độ lớn và chứa nhiều chất ôxy hóa Làm cho xupap đóng không kín, công suất của động cơ bị giảm, suất tiêu hao nhiên liệu cao 2 Xupap bị cháy xám. Do tiếp xúc với khí cháy ở nhiệt độ cao, áp suất cao Làm hư hỏng nhanh xupap 3 Nấm xupap bị vênh, gãy, vật liệu mòn nứt, vỡ. Do va đập với đỉnh piston, nhiệt độ động cơ cao quá và chịu tác động của lực khí thể quá lớn(từ 10 đến 20 KN) ảnh hưởng lớn đến động cơ có thể làm cho động cơ không làm việc được 4 Thân xupap bị mòn không đều, mòn côn, mòn ôvan, có thể bị cong vênh, nứt gãy ở phần chuyển tiếp Do ma sát với ống dẫn hướng, bôi trơn và làm mát khó khăn. Va đập với đỉnh piston, làm việc lâu ngày, vật liệu bị mỏi Xupap chuyển động không vững vàng có thể bị kẹt, treo. Nếu gãy làm nấm rơi vào buồng đốt ảnh hưởng nghiêm trọng tới động cơ. 5 Đuôi xupap bị mòn, toe. Do va đập với đầu cò mổ, con đội làm việc lâu ngày Thay đổi góc pha phối khí, ảnh hưởng trực tiếp đến góc mở sớm đóng muộn, tới quá trình nạp đầy thải sạch của động cơ. Kiểm tra. Hình 3.1. làm sạch xupap. Hình 3.2. Kiểm tra xupáp Làm sạch nấm xupap dùng dao cạo hết muội than và dùng bàn chải sắt làm sạch. Đo bề dày của nấm xupap: bề dày tối thiểu yêu cầu, đo độ cong của thân xupap, độ mòn bề mặt tiếp xúc của nấm xupap bằng đồng hồ so, đo khe hở của nấm xupap là 1mm để có thể mài lại bề mặt làm việc của nó. Nếu như bề dày nhỏ hơn 1 mm cần phải thay xupap mới. Kiểm tra độ cong của thân và độ đảo của tán xupap, độ đảo của tán xupap nếu vượt quá 0,025 mm thì phải mài lại mặt làm việc của nó, độ cong cho phép là 0.03mm, nếu vượt quá thì phải nén thẳng lại. Kiểm tra độ mòn của thân xupap bằng panme. Nếu độ mòn lớn hơn 0,05mm thì loại bỏ xupap đó. Hình 3.3. Kiểm tra xupap Hình 3.3.a) Kiểm tra chiều dày mép nấm xupáp Hình 3.3.b) Kiểm tra chiều dài của xupáp. Hình 3.3.c) Kiểm tra độ mòn của thân xupáp. Bảng 1: kết quả đo xupap. Vị trí đo Máy 1 Máy 2 Máy 3 Máy 4 Xupap Nạp Xả Xả Nạp Nạp Xả Xả Nạp Đường kính thân xupap Tiêu chuẩn 7.6 7.6÷7.75 7.76 7.6÷7.85 7.7 7.65 7.6 7.7 7.76 7.65 Chiều dài thân xupap Tiêu chuẩn Tối thiểu 111.7 111.8 111.65 111.6 111.7 111.55 111.7 111.8 111.7 111.7 111.6 111.8 Đường kính nấm xupap 35.6 39.5 39.5 35.5 35.6 39.6 39.8 35.6 Chiều dài gờ tán nấm Tối thiểu 0.52 0.5 0.84 0.8 0.85 0.52 0.52 0.84 0.83 0.53 Kết luận: xupap còn dùng được. Sửa chữa. Thân xupap bị mòn thì rà lại, mài lại. Dùng mắt quan sát bề mặt tiếp xúc của xupap với ổ đặt mà bị rổ ít thì dùng bột rà để rà lại Thấy rổ nhiều ta đưa lên máy mài chuyên dùng để mài. Sau đó rà lại bằng bột rà, chỉ mài vừa đủ để xóa các vết rỗ, muội than trên bề mặt làm việc của xupap. Các thiết bị mài chuyên dùng cho mài xupap có thể có những kết cấu khác nhau nhưng về mặt nguyên lý thì tương tự nhau. Xupap cần mài được kẹp trên đầu kẹp và dẫn động từ một động cơ điện độc lập, đá mài được lắp cố định trên bàn máy. Kiểm tra sao cho mài đúng góc nghiêng bề mặt làm việc của xupap Đuôi bị mài mòn ta mạ crom: đưa lên máy mài phẳng để mài Thân xupap: nếu bị cong nén lại bằng máy ép loại nhỏ Bị mòn theo kích thước sửa chữa và thay ống dẫn hướng. Nếu mòn quá mạ crom rồi gia công theo ống dẫn hướng hoặc thay mới Nếu đế xupap bị cháy rỗ, mòn thành gờ sâu ở bề mặt làm việc, bị nứt hoặc ghép lỏng với nắp xilanh cần phải thay mới. Trong trường hợp bề mặt đế xupap không bị cháy rỗ nhưng đã được mài sửa nhiều lần làm cho xupap bị tụt sâu quá 1,5 mm so với trạng thái ban đầu cũng phải thay thế đế xupap mới. Đế xupap mới được ép vào nắp xilanh với độ dôi 0,05 – 0,1 mm tùy thuộc vào đường kính ngoài của đế và vật liệu chế tạo nắp xilanh. Kiểm nghiệm. Chiều dài toàn bộ của nấm: Tiêu chuẩn: Nấm hút 111.8mm Nấm xả: 111.7mm Tối thiểu: Nấm hút: 111,65mm Nấm xả: 111,55 Đường kính thân nấm tiêu chuẩn: Nấm hút: 7,60 – 7,75mm Nấm xả: 7,60 – 7,85mm Chiều dài gờ tán nấm: Tối thiểu: Nấm hút: 0,5mm Nấm xả: 0,8mm Ổ đặt. Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. Stt Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Bề mặt làm của ổ bi đặt mà thành gờ, rạn nứt tróc rỗ. Do va đập với xupap, tiếp xúc với khí cháy ở nhiệt độ cao. Tấc cả những dạng hư hỏng trên đều có thể làm cho xupap đóng không kín với ổ đặt, dẫn đến lọt khí. Biểu hiện là động cơ yếu, làm việc không đạt công suất tối đa, nhiều khói đen, tốn nhiên liệu... hỏng nặng có thể động cơ không làm việc được. 2 Bề mặt làm việc bị sói mòn và ăn mòn hóa học Do tiếp xúc với dòng khí có tốc độ lớn. trong khí cháy có chứa nhiều chất oxy hóa 3 Ổ đặt có thể bị mất độ găng lắp ghép, biến dạng thậm chí là nứt vỡ. Do vật iệu chế tạo không đảm bảo, công ngh ệ chế tạo ổ đặt, động cơ bị quá nhiệt. Kiểm tra. Hình 3.4. Kiểm tra và sửa chữa ổ đặt Sau khi tháo động cơ ta tiến hành kiểm tra sơ bộ để kịp thời phát hiện hư hỏng của ổ đặt. Trước tiên ta lau sạch bề mặt làm việc của ổ đặt và quan sát xem bề mặt làm việc có bị mòn thành gờ, tróc rỗ bề mặt, sói mòn, ăn mòn... hay không. Kiểm tra vết tiếp xúc của ổ đặt và xupap bằng cách: bôi một lớp bột màu mỏng lên bề mặt làm việc của ổ đặt sau đó đưa xupap vào, ấn nhẹ( không xoay) sau đó lấy xupap ra và quan sát vết bột màu bị mờ trên ổ đặt. Vết tiếp xúc phải nằm ở khoảng giữa bề mặt làm việc của ổ đặt và có bề rộng vào khoảng 1,4 đến 2mm. Sửa chữa. Hình 3.5. Doa ổ đặt Nếu ổ đặt bị mòn ít ta sử dụng phương pháp rà lại ổ đặt cùng với xupap của nó. Nếu ổ đặt mòn tương đối nhiều ta sử dụng phương pháp mài để gia công lại ổ đặt. Nếu ổ đặt bị nứt vỡ thì phải thay mới. Kiểm nghiệm. Sau khi sửa chữa phải đảm bảo các thông số về mặt kích thước, đảm bảo độ kín khít của xupap: ta lắp xupap vào ổ đặt sau đố đổ một ít xăng hay dầu hỏa vào xung quanh nấm xupap rồi sau đó quan sát sau 2-5 phút mà không thấy xăng hoặc dầu hỏa thấm qua là được. Rà nấm xupap. Các bước tiến hành. Tt Các bước Dụng cụ Chú ý 1 Dùng dẻ lau sạch thân và nấm xupap Dẻ sạch Tránh buội làm xước thân và bề mặt nấm Bôi một ít bột rà thô vào bề mặt làm việc của xupap và bôi một ít dầu bôi trơn vào thân của xupap Tay Bôi bột đều khắp bề mặt làm việc của xupap. Không để bột rà bắn vao thân xupap 3 Lắp xupap cần rà vào ổ đặt của nó Tay Đặt nhẹ nhàng 4 ấn và xoay khi xupap tiếp xúc với ổ đặt. Chụp cao su Tuốc nơvit Lực ấn và xoay đều tay Tránh va chạm mạnh với ổ đặt Dùng tuốcnơvit phải có là xo. 5 Lấy xupap ra xem bề mặt làm việc của xupap sau khi rà còn vết xước không Tay Lấy xupap ra nhẹ nhàng 6 Rửa xupap sau khi rà thô bằng xăng sạch, lau khô bằng dẻ sạch Dẻ sạch Xăng sạch 7 Bôi một ít bột rà tinh lên bề mặt làm việc của xupap và một ít dầu bôi trơn vào thân xupap sau khi đã rà bằng bột thô. Tay Bôi bột đều khắp bề mặt làm việc của xupap. Không để bột rà bắn vao thân xupap 8 Đưa xupap cần rà vào ổ đặt Tay Đưa xupap vào từ từ 9 Tiến hành ấn và xoay xupap như rà thô Trong khi rà thỉnh thoảng xoay xupap đi một góc 900. Chụp cao su, tuôcnơvit Lực ấn và xoay nhẹ nhàng hơn rà thô Xoay và ấn phải đều tay Dùng tuốc nơvit phải có lò xo. Ống dẫn hướng. Hư hỏng, nguyên nhân, tác hại. hình 3.6. Kiểm tra ống dẫn hướng Ống dẫn hướng bị mòn nhiều gây va đập cho xupap, làm tăng mài mòn tán và thân xupap, đồng thời có thể gây lọt dầu vào xilanh động cơ do khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupap quá lớn do vậy làm tiêu hao nhiên liệu và kết muội than trong buồng đốt. ống dẫn hướng có thể bị long ra, nứt vỡ do quá trình tháo lắp không đúng kỹ thuật. Kiểm tra. Ống dẫn hướng xupap phải được kiểm tra và sửa chữa hoặc thay mới trước khi sửa chữa xupap và đế xupap. Vì ỗ dẫn hướng xupap được sử dụng làm chuẩn định vị khi gia công sửa chữa các chi tiết này. ống dẫn hướng xupap thường mòn nhanh hơn thân xupap. Nếu độ mòn của ống dẫn hướng làm cho khe hở giữa ỗ dẫn hướng và thân xupap vượt quá 0,1(mm) cần phải thay ống mới. Bảo dưỡng kiểm tra được diều chỉnh theo lỗ đo, sau đó dùng panme đo kích thước bảo dưỡng để xác định đường kính lỗ. Bảo dưỡng có thể được điều chỉnh đến kích thước kiểm tra lớn hơn đường kính thân xupap một lượng 0,1(mm) và nếu cho lọt được vào lỗ dẫn hướng xupap thì cần phải thay ống dẫn hướng mới Hình 3.7 . kiểm tra ống dẫn hướng . Người ta cũng có thể kiểm tra bằng cách lắp hết thân xupap vào ống dẫn hướng và lắc ngang nếu cảm thấy có đô rơ ta kiểm tra bằng đồng hồ so thấy vượt quá 0,1(mm) thì phải thay ống dẫn hướng. Một số động cơ khi chế tạo có thể ỗ dẫn hướng được khoan trực tiếp trên nắp xilanh hoặc thân máy. Trong trường hợp này nếu ống dẫn hướng bị mòn nhiều thì cho phép người ta khoan lỗ rộng ra và lắp ống lót hoặc ống dẫn hướng mới Bảng 2. Thông số kiểm tra ống dẫn hướng.(đơn vị mm) Vị trí đo Máy 1 Máy 2 Máy 3 Máy 4 Xupap Nạp Xả Xả Nạp Nạp Xả Xả Nạp Đường kính ống lót xupap Tiêu chuẩn 7.76 6.7÷7.8 7.82 7.0÷8.6 7.84 7.80 7.70 7.82 7.84 7.74 Đường kính thân xupap 7.66 7.70 7.76 7.74 7.64 7.70 7.72 7.66 Khe hở giữa xupap và ống dẫn hướng: 0.08÷0.12 (7.76-7.68)=0.08 0.12 0.08 0.06 0.06 0.12 0.12 0.08 Kết luận Đạt yêu cầu Sửa chữa. Dùng chổi làm sạch ống dẫn hướng và các chất dung môi có trong tấc cả các ông dẫn hướng. Nếu ống dẫn hướng bị mòn, nứt vỡ thay ống mới. Nếu bề mặt bị mòn ít, vết rỗ nông, độ thụt sâu của xupap còn trong giới hạn cho phép thì rà ổ đặt cùng với xupap bằng bột trà thheo 3 bước sau: + rà bằng bột rà thô. + rà bằng bột rà tinh + rà bóng bằng dầu bôi trơn. Nếu bề mặt bị mòn nhiều, vết rỗ sâu thì tiến hành doa hoặc mài trên máy mài chuyên dùng rồi rà lại. Nếu mòn quá kích thước cho phép thì phải thay ổ đặt mới, khi ép ổ đặt dùng dụng cụ chuyên dùng, có thể ép nóng hoặc ép nguội. Hình 3.8. Kiểm tra và sửa chữa ống dẫn hướng Hình 3.9. Ép ống dẫn hướng mới Doa hoặc mài để sửa lại lổ dẫn hướng xupap theo kích thước yêu cầu. Có thể thực hiện sửa trên máy hoặc dùng doa tay. Kiểm nghiệm. Ống dẫn hướng bị mòn, nứt vỡ thì phải thay ống mới Kiểm tra khe hở của ống dẫn thì dùng xupap mới đưa vào và kiểm tra như kiểm tra xupap, nếu khe hở lớn quá thì thay. Khe hở lớn nhất: 0,08(mm) với xupap nạp và 0,12(mm) với xupap xả. Khe hở tiêu chuẩn: 0,03 – 0,06(mm) Lò xo xupap Hư hỏng, nguyên nhân, tác hại. STT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Lò xo bị giảm tính đàn hồi Do làm việc lâu ngày trong điều kiện nhiệt độ cao, chịu biến đổi lớn trong chu kỳ Làm cho quá trình nạp thải không được hiệu quả. Lò xo bị gãy Do tác dụng của lực cộng hưởng Vật liệu chế tạo không đảm bảo Gây ra hư hỏng lớn cho piston và xilanh 3 Lò xo bị nghiêng Do các chi tiết bị mòn Gây ra sai lệch cho pha phân phối khí. Quá trình nạp đầy thải sạch không được hiệu quả. Kiểm tra. Rửa sạch và xì khô Dùng lực kế để kiểm tra sức căng của lò xo Dùng thước cặp kiểm tra chiều dài tự nhiên của lò xo, yêu cầu lò xo phải có chiều dài nằm trong giới hạn của động cơ. Kết quả đo kiểm lò xo. Chiều dài tự do của lò xo 47.31(mm) Chiều dài lắp ghép 40.3(mm) Độ không vuông góc 1.89(mm) Hình 3.10. Kiểm tra lò xo Hình 3.11. Kiểm tra lò xo bằng êke bằng thước cặp Sửa chữa. Lò xo bị gãy thay lò xo mới. Chiều dài lò xo phải bằng nhau, nếu lò xo nào thấp hơn ta lắp thêm vòng đệm, quá thấp thay lò xo mới. Kiểm nghiệm. Lò xo sau khi được sửa chữa xong phải đúng chiều dài độ vuông góc và lực nén theo tiêu chuẩn. + Chiều dài tự do tiêu chuẩn: 47,85(mm) + Chiều dài lắp đặt tiêu chuẩn: 40,30(mm) + Lực nén lò xo khi lắp đặt: + tiêu chuẩn: 27,0(kg). + tối thiểu: 24,2(kg) + Độ không vuông góc tối đa: 2,0(mm). Con đội. Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. STT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Bề mặt đáy của con đội bị mòn Do quá trình làm việc của con đội tiếp xúc với vấu cam sinh ra nhiệt và ma sát. Đáy con đội bị mòn. Độ mòn quá lớn làm sai lệch pha phối khí 2 Thân con đội bị mòn Do tiếp xúc với ống dẫn hướng gây ra ma sát Làm cho con đội hoạt động lỏng lẻo 3 Đỉnh con đội bị mòn Do tiếp xuc với đầu đũa đẩy trong quá trình hoạt động gây ra va đập Làm tăng khe hở giữa đầu đũa đẩy và đuôi xupap Hình 3.12. Kiểm tra độ côn của con đội Kiểm tra. Hình 3.13. Kiểm tra độ ô van của con đội Thao tác kiểm tra: + Rửa sạch các chi tiết trong dầu diesel hoặc xăng và lau khô. + Quan sát bằng mắt để kiểm tra vết cào xước ở phần thân con đội. + Quan sát bằng mắt để kiểm tra độ mòn (xước) đầu con đội chỗ tiếp xúc với vấu cam. + Quan sát kiểm tra độ mòn côn và ô van của thân con đội nếu lớn, nếu độ mòn côn và ôvan của thân con đội nhỏ ta dùng panme để đo. Bảng 3: Kết quả đo con đội.(đơn vị mm) Vị trí đo Kết quả đo Đường kính ngoài Tiêu chuẩn 22.2 22.15 ÷ 22.25 Đường kính trong 21.9 Chiều dài 27.5 Khe hở con đội – nắp máy Tiêu chuẩn Tối đa 22.2 – 21.9 = 0.03 0.028 ÷ 0.053 0.1 Kết luận Đạt yêu cầu Sửa chữa: Nếu con đội mòn quá tiêu chuẩn cho phép thì thay mới. Nếu con đội mòn chỗ tiếp xúc với vấu cam thì phải hàn đắp rồi mài lại và điều chỉnh khe hở nhiệt đúng quy định. Nếu con đội có vết cào sước nhẹ lấy giấy nhám mịn đánh bóng bề mặt. Nếu con đội có vết cào xước nặng thì thay mới. Chú ý: trong sửa chữa và bảo dưỡng các con đội thường được thay mới khi vấu cam được mài lại và ngược lại nếu con đội được thay mới thì cũng phải mài lại vấu cam hoặc thay trục cam mới. Nói cách khác không được lắp một chi tiết mới với một chi tiết cũ mà không được sửa chữa trong cặp chi tiết trục cam và con đội. Kiểm nghiệm. Con đội sau khi được sửa chữa xong phải đảm bảo thông số kỹ thuật, lắp vào cơ cấu phải hoạt động tốt. Đường kính ngoài tiêu chuẩn: 22,15 – 22,25(mm) Khe hở con đội – nắp máy: + tiêu chuẩn: 0,028 – 0,053(mm) + tối đa: 0,1(mm) Móng hãm và đĩa chặn lò xo. Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. STT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Đĩa chặn bị sứt mẻ mòn thành gờ Trong quá trình hoạt động chịu tải trọng động, chịu lực ma sát. Làm tăng chiều dài lò xo xupap làm cho khả năng đóng mở của cửa nạp và xả kém Nếu hư hỏng nặng làm cho lò xo xupap bị bật ra. 2 Móng hãm bị mòn gãy Trong quá trình làm việc chịu lực tác động lớn, chịu nhiệt độ cao, tháo lắp không đúng kỹ thuật. Vật liệu chế tạo không đảm bảo Không giữ được đĩa chặn và lò xo Hư hỏng nặng làm cho lò xo xupap bị bật ra Kiểm tra. Trước khi tiến hành kiểm tra ta tiến hành làm sạch các chi tiết. Dùng mắt quan sát các vết sứt mẻ mòn thành gờ ổ đĩa chặn và mòn gãy của móng hãm. Dùng dụng cụ chuyên dùng kiểm tra độ mòn. Sửa chữa. Đĩa chặn và móng hãm không bị biến dạng, sứt mẻ mòn thành gờ thì có thể dùng lại. Đĩa chặn và móng hãm bị gãy biến dạng thì thay mới. Độ mòn của đĩa chặn nhỏ thì có thể cho thêm đĩa đệm dưới lò xo. Nếu mòn nhiều thì thay mới. Chú ý: khi thay mới phải chọn đĩa chặn và móng hãm tương ưng với móng hãm và đĩa chặn đã dùng. Kiểm nghiệm. Sau khi sửa chữa phải đảm bảo các thông số kỹ thuật và phải hoạt động tốt. Trục cam và bạc lót. Các dạng hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. STT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả 1 Trục cam bị cong Do tháo lắp không đúng kỹ thuật hoặc các gối đỡ không đồng tâm. Làm cho các ổ trục bạc lót bị mòn nhanh. 2 Trục bị xoắn, nứt, gãy. Do bạc bị bó kẹt Làm sai góc phối khí, có thể làm cho động cơ không làm việc được 3 Các cổ trục, vấu cam, vấu lệch tâm bị mòn Do ma sát khi làm việc, chât lượng dầu bôi trơn kém. Làm thay đổi pha phối khí dẫn đến năng suất của bơm xăng, công suất động cơ giảm. 4 Bạc bị mòn Do ma sát khi làm việc Làm tăng khe hở giữa bạc và cổ trục gây va đập khi động cơ làm việc. 5 Bánh răng cam bị mòn, sứt mẻ. Do va đập trong quá trình làm việc, bôi trơn kém Tháo lắp không đúng kỹ thuật. Gây tiếng kêu khi làm việc và ảnh hưởng đến các bánh răng khác. 6 Bu lông đầu trục cam bị chờn ren Do vật liệu chế tạo không đảm bảo Tháo lắp không đúng quy trình Bánh răng và trục lắp không chặt với nhau khi hoạt động bánh răng quay không đều. 7 Rãnh then bị mòn, sứt mẻ. Do vật liệu chế tạo không đảm bảo. Thao lắp không đúng kỹ thuật. Do làm việc lâu ngày, ma sát với rãnh then của bánh răng. Gây tiếng kêu khi hoạt động. Lắp không chặt. Hình 3.14.Kiểm tra độ mòn của cam biên dạng cam 2. thước đo panme 2. thước đo panme Hình 3.15. Kiểm tra độ cong trục cam Kiểm tra. Quan sát để phát hiện những hư hỏng thấy rõ như hỏng rãnh then, tróc xước, rỗ hoặc sứt mẻ các bề mặt cổ trục và bề mặt cam. Nếu trục cam có những hư hỏng này thì phải thay mới. Hình 3.16. kiểm ttra vấu cam. Nếu trục cam không có những hư hỏng lớn thì: Kiểm tra độ cong của trục, độ mòn các ổ trục, vấu cam để sửa chữa. Bằng cách đặt lên hai gối chữ V bằng cách dùng hai cổ trục ở hai đầu và dùng đồng hồ so để kiểm tra. Quay trục cam đi một vòng và quan sát dao động của kim đồng hồ để xác định độ cong của trục. Độ cong bằng nửa khoảng dao động của kim đồng hồ. Độ cong cho phép thường là 0,05(mm)/100(mm) chiều dài. Độ mòn và độ ô van của cổ trục cam được kiểm tra như kiểm tra chi tiết bình thường và không vượt quá 0,025(mm). Hình 3.17. kiểm tra độ đảo của trục cam. Kiểm tra độ mòn cam ở cả bề mặt cơ sở và bề mặt vấu cam bằng thước panme. Độ mòn cơ sở thông qua kích thước không vượt quá 0,025(mm). Độ mòn của vấu cam được xác định thông qua đo chiều cao của vấu cam nguyên thủy. Kiểm tra độ rơ dọc trục của trục cam bằng cách đẩy trục cam dịch chuyển hết về phía trước rồi đẩy ngược lại hết về phía sau, đo khoảng dịch chuyển bằng đồng hồ so hoặc cảm giác kinh nghiệm. Đối với trục cam được chặn di chuyển dọc bằng bích chặn, có thể tháo nắp mặt đầu của động cơ( nắp hộp truyền động bánh răng cam) và tì kim đồng hồ so vào đầu trục, lắc bánh răng cam dọc trục để kiểm tra. Ngược lại hết về phía sau, đo khoảng dịch chuyển bằng đồng hồ so hoặc cảm giác. Đối với cơ cấu chặn kiểu dùng bu lông tì đầu trục, có thể căn cứ vào bước ren của bulong để kiểm tra. Trước tiên vặn buong điều chỉnh vào tương đối nặng tay để đẩy trục cam hết về phía sau, sau đó nới bulong ra 1/4 – 1/3 vòng, cuối cùng hãm chặt bulong vào là được. Hình 3.18. kiểm tra cổ trục cam Hình3.19. Kiểm tra bạc Bảng 4: kết quả đo trục cam và bạc lót.(đơn vị mm). Vị trí đo Thông số Khe hở dọc trục Khe hở tiêu chuẩn Khe hở tối đa 0.16 0.08 ÷ 0.18 0.25 Khe hở cổ trục cam và bạc Tiêu chuẩn Tối đa 0.08 0.025 ÷ 0.066 0.10 Đường kính cổ trục cam Tiêu chuẩn 33.9 33.959 ÷ 33.975 Chiều cao vấu cam Tiêu chuẩn 47.9 47.84 ÷ 47.94 Kết luận Trục cam và bạc đạt yêu cầu Sửa chữa. Nắn lại trục cam nếu độ cong lớn hơn 0,05 mm. Quá trình nắn thẳng và kiểm tra trục cam được thực hiện đồng thời trên gối chữ V Cổ trục cam bị mòn được sửa chữa bằng cách gia công cơ khí theo cốt. Mài cổ trục cam được thực hiện trên máy mài tròn ngoài tương tự như mài cổ trục khuỷu. Trục được định vị trên hai mũi tâm. Bạc cam thay mới theo kích thước cốt sửa chữa tương ứng của cổ trục cam. Các vấu cam bị mòn lệch hoặc mòn làm giảm chiều cao quá 0,025mm thì sửa chữa bằng phương pháp mài chép để phục hồi biên dạng cam ban đầu và có cùng chiều cao vấu cam nhưng kích thước cam nhỏ hơn. Việc sửa chữa này vẫn này đảm bảo được pha phối khí và độ mở của xupap như cam mới. Tuy nhiên vấu cam chỉ được mài một lần vì nếu mài nhiều sẽ làm cho đỉnh cam bị nhọn, ảnh hưởng xấu đến sự làm việc bình thường của cơ cấu phân phối khí. Một số cam thiết kế có bề mặt côn (khoảng 0,10 – 0,20) để làm việc với đáy con đội hơi lồi(đáy cầu), để tạo ra chuyển động xoay con đội trong quá trình làm việc, giúp con đội mòn đều và tăng tuổi thọ. Khi sửa chữa chỉ cần sửa đá mài hơi côn theo góc côn của trục cam là được. Sửa chữa và thay bạc trục cam. Bạc trục cam thường được chế tạo theo các kích thước cốt sửa chữa của trục, được đánh số theo thứ tự các cổ trục của trục cam và đóng gói theo bộ. Khi trục cam cần sửa chữa người ta ép bạc cũ ra, kiểm tra bề mặt lắp ghép và dùng trục dẫn để ép bạc mới vào. Việc ép bạc mới được thực hiện lần lượt từ ổ cuối cùng đến ổ đầu tiên tính từ phía đầu động cơ. Quy trình thay bạc như sau: + Lau sạch bề mặt lắp bạc + Kiểm tra kích thước ổ nắp bạc, kiểm tra hiện tượng xước và đảo bề mặt so với đường tâm trong + Kiểm tra lại kích thước của bạc + Xác định chính xác thứ tự của các bạc vì các ổ trục cam thường có hình 3.20. lắp bạc vào ổ đỡ. kích thước khác nhau, nhỏ dần từ ổ đầu tiên đến ổ cuối cùng. + Chọn trục dẫn có kích thước phù hợp để ép bạc + Thực hiện lắp bạc ổ cuối trước và lần lượt đến ổ cuối đầu máy, chú ý hướng phía bạc có vát mép ngoài và ổ để định vị cho dễ Chú ý: đẩy thẳng bạc vào đúng vị trí trên ổ sao cho lỗ trùng dầu trùng với lỗ dầu trên thân máy. Sau khi lắp xong tất cả các bạc lên ổ đỡ, ta kiểm tra độ thẳng tâm của chúng bằng cách lắp trục bạc và trục quay, nếu thấy nhẹ nhàng và trơn chu là được. Bạc cam đôi khi cũng được chế tạo và cung cấp ở dạng bán thành phẩm, chỉ có đường kính ngoài được làm chính xác để đảm bảo lắp trên ổ đúng tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu. Trong khi sữa chữa, sau khi lắp bạc trên ổ cần phải thực hiện gia công doa lại bề mặt trong của các bạc này đến khi kích thước sữa chữa của ổ trục, đảm bảo khe hở lắp ghép theo yêu cầu. Việc gia công các bạc được thực hiện trên máy doa ngang. Trục dao dày chạy suốt qua các ổ và được định vị trùng tâm với tâm tất cả các ổ, trên đó lắp nhiều dao và được điều chỉnh để gia công bạc của các ổ cùng một lúc. Yêu cầu kỹ thuật. + Độ đảo của các ngõng trục so với đường kính tâm không quá 0,05mm. + Độ bóng bề mặt gia công cấp 8 trở lên. + Độ côn, độ ô van của các ổ trục không quá 0,01mm + Độ cứng bề mặt làm việc phải đảm bảo 54÷62HRC. + Vấu cam đúng biên dạng. + Khe hở giữa bạc và trục là 0,04÷0,06. + Diện tích tiếp xúc phải đạt được từ 70÷80%. Kiểm nghiệm các thông số sửa chữa. Khe hở dọc trục Tiêu chuẩn Tối đa 0.08÷0.18(mm) 0.25(mm) Khe hở cổ trục cam - bạc Tối thiểu Tối đa 0.025÷0.066(mm) 0.10(mm) Đường kính cổ trục cam Tiêu chuẩn 33.95÷33.975(mm) Độ mòn méo cổ trục Tối đa 0.06(mm) Chiều cao vấu cam Tiêu chuẩn 47.84÷47.94(mm) Đặt cam và điều chỉnh khe hở nhiệt. Đặt cam. Đặt cam trong thân động cơ. Dùng tay quay trục khuỷu động cơ theo chiều làm việc cho piston của máy số 1 lên đến điểm chết trên. Hình 3.21. Đặt cam trong thân động cơ Nhìn dấu của puli và bánh đà trùng nhau và đưa trục cam vào trong thân động cơ. Chú ý: khi đưa trục cam vào phải cân tâm sao cho dấu trên bánh răng cam trùng với dấu trên bánh răng trục cơ và kiểm tra lại bằng cách quay piston của máy số 1 lên điểm chết trên ở thời kỳ cuối nén đầu nổ và quan sát dấu trên bánh răng cam trùng với dấu trên trục cơ thì quá trình đặt cam là đúng. Nếu dấu của bánh răng cam không trùng dấu với dấu bánh rưng trục cơ thì quá trình đặt cam là sai. Ta tháo cả cụm bánh răng cam và trục cam xoay đi một góc nhỏ và lại đưa vào vị trí lắp đặt sau đó kiểm tra lại đến khi nào được thì thôi. Điều chỉnh khe hở nhiệt. Các yêu cầu trước khi điều chỉnh khe hở nhiệt: Trước khi điều chỉnh khe hở nhiệt ta phải xác định các điều kiện cơ sở sau: + Xác định được điểm chết trên + Thứ tự nổ của động cơ + Chiều quay của động cơ + Nhiệt độ cua động cơ Ta có thể điều chỉnh từng máy một hoặc điều chỉnh hàng loạt khi điều chỉnh ta cần chú ý: + tiến hành kiểm tra trong các kỳ bảo dưỡng của xe. + khi đó công việc kiểm tra và sửa chữa diễn ra ngay cả khi khe hở nhiệt chưa đạt tiêu chuẩn tối đa. Nghĩa là ở xupap xả đạt (0,32 ÷ 0,34) làm ví dụ khi đó ta phải chỉnh cho khe hở nhiệt nhỏ bớt lại và cũng tương tự như vậy đối với xupap nạp. + điều chỉnh khe hở nhiệt khi đoán đúng bệnh (hoặc gây ra bệnh khác do khe hở nhiệt không đảm bảo). Thi tùy thuộc vào mức độ sửa chữa mà ta nới rộng hay giảm khoảng khe hở nhiệt của xupap. Trong điều kiện sửa chữa tạm thời thì ngay cả đối với xupap xả khe hở là (0,24 ÷ 0,36mm) chưa cần phải điều chỉnh vì đây là sửa chữa tạm thời. Hình 3.22. Điều chỉnh khe hở nhiệt + một điều cần chú ý trước khi điều chỉnh: chỉ tiến hành điều chỉnh khe hở nhiệt trên động cơ nguội và điều chỉnh khe hở nhiệt của máy nào thì máy đó phải ở thời kỳ cuối nén đầu nổ với mục đích là đảm bảo độ chính xác. Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt. Cách điều chỉnh như sau. Dùng tuốc nơ vít đưa vào lỗ 1 để vặn đai ốc vít côn 2 tùy thuộc vào khe hở nhiệt tiêu chuẩn mà ta vặn ra hay vào đai ốc vít côn 2 cho phù hợp. Do đai ốc vít côn 2 có trị số đường kính có thể thay đổi được bằng cách thay đổi vị trí của nó mà có thể điều chỉnh được khe hở nhiệt phù hợp. Kiểm nghiệm các thông số kỹ thuật. Các dụng cụ kiểm tra, kiểm nghiệm các thông số sau khi sửa chữa: + Thước lá + Thước kẹp + Thước cặp panme + Dụng cụ đo lực lò xo + Đồng hồ so + Clê lực + Máy rà xupap + Máy mài xupap Thông số kiểm tra điều chỉnh. ống dẫn hướng Đường kính Nhiệt độ của nấm khi thay đổi ống dẫn hướng. Tiêu chuẩn: Nạp Thải 6.7 ÷ 7.8(mm) 7.0 ÷ 8.6(mm) Khoảng 900C(1940F ) Nấm - chiều dài toàn bộ của nấm: + tiêu chuẩn + tối thiểu - góc vát tán nấm Đường kính thân nấm tiêu chuẩn Khe hở thân nấm, ống dẫn hướng +tiêu chuẩn +tối đa Chiều dài gờ tán nấm +tối thiểu Nấm hút Nấm xả 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) 450 7.970÷7.985(mm) 7.965÷7.980(mm) 0.025÷0.060(mm) 0.03÷0.065(mm) 0.08(mm) 0.12(mm) 0.5(mm) 0.8(mm) Lò xo nấm Chiều dài tự do Chiều dài lắp ghép Lực nén lò xo khi lắp đặt Độ không vuông góc 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 hở dọc trục Khe hở cổ trục cam - bạc Đường kính cổ trục cam Độ mòn méo cổ trục Chiều cao vấu cam Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn Tối đa Tiêu chuẩn 0.08÷0.18(mm) 0.25(mm) 0.025÷0.066(mm) 0.10(mm) 33.959÷33.975 0.06(mm) 47.84÷47.94 Con đội Đường kính ngoài Khe hở con đội – nắp máy Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Tối đa 22.15 ÷ 22.25(mm) 0.028 ÷ 0.053(mm) 0.1(mm) Cụm hút, cụm xả Độ vênh mặt bích tối đa Cụm hút Cụm xả 0.2(mm) 0.7(mm) ĐỘNG CƠ SAU ĐẠI TU. Hình 4.1. Động cơ sau đại tu. Sau quá trinh tháo lắp, đo kiểm, sửa chữa, thay mới… đến nay động cơ mitsubishi 4DQ50 về cơ bản đã hoàn thành. Động cơ nổ tốt, tương đối êm dịu. Các hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, cơ cấu phân phối khí, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền… đều hoạt động tương đối tốt. KẾT LUẬN Sau khi nhận được đồ án môn học chúng em tự nhận thấy rõ trách nhiệm của bản thân là phải khẩn trương hoàn thành trong phạm vi cho phép. Từ đó chúng em đã nhanh chóng tìm kiếm tài liệu có liên quan cộng với vốn kiến thức có sẵn của bản thân và đặc biệt sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy: Nguyễn Quốc Hoàng đến nay đề tài của chúng em đã cơ bản hoàn thành, nhờ quá trình tìm hiểu, nghiên cứu chúng em đã nắm vững hơn được những kiến thức chuyên môn. Tên đề tài của chúng em là: “ Khảo sát cơ cấu phân phối khí trên động cơ MITSHUBISHI 4DQ50 ”. Chúng em hy vọng đề tài sẽ góp một phần nhỏ vào sự nghiệp giáo dục và đào tạo của nhà trường.Tuy đề tài của này đã được hoàn thành, xong không thể tránh được những thiếu xót do trình độ và tài liệu nghiên cứu có giới hạn. Rất mong được sự góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Trần Minh Ngữ. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tất Tiến. “ Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong ” [2] “Kỹ thuật sửa chữa ôtô” – T.s Hoàng Đình Long – NXB Giáo Dục. [3] “Thực hành động cơ đốt trong” – Hoàng Minh Tác – NXB Giáo Dục – 2005. [4] “Động cơ đốt trong ”– Phạm Minh Tuấn – NXB khoa học kỹ thuật. [5] “Lý Thuyết Động Cơ và Sửa Chữa Động Cơ ÔTÔ” – NXB Lao Động Xã Hội. [6] “Bài giảng phun xăng điện tử” - Trần Thanh Hải Tùng – Đại học bách khoa Đà Nẵng. [7] [8] [9] [10]