Bài giảng Cấu tạo động cơ ô tô
Tài liệu Bài giảng Cấu tạo động cơ ô tô: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT HƢNG YấN TẬP BÀI GIẢNG CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ễ Tễ LƯU HÀNH Nệ̃I Bệ̃ TRèNH ĐỘ ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC LOẠI HèNH ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY NGÀNH: CễNG NGHậ́ KỸ THUẬT ễ Tễ HƢNG YấN – 2015 Khoa Cơ khớ Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yờn 2 Phần i. động lực học động cơ đốt trong ch-ơng I. Động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. 1.1. Động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền giao tâm. Nghiên cứu qui luật chuyển động tịnh tiến của piston là nhiệm vụ chủ yếu của động học. để tiện việc nghiên cứu, ta giả thiết trong quá trình làm việc, trục khuỷu quay với một tốc độ góc không đổi. 1.1.1. Chuyển vị của piston. Từ hình 1.1 ta thấy chuyển vị x tính từ điểm chết trên (ĐCT) của piston tuỳ thuộc vào vị trí của trục khuỷu (trị số của x thay đổi theo góc quay của trục khuỷu). Từ hình vẽ ta có: )'(' DBDOAOABx )coscos()( lRRl Trong đó : l là chiều dài của thanh truyền - khoảng...
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Bài giảng Cấu tạo động cơ ô tô, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT HƢNG YÊN
TẬP BÀI GIẢNG
CẤU TẠO ĐỘNG CƠ Ô TÔ
LƯU HÀNH NỘI BỘ
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
HƢNG YÊN – 2015
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
2
PhÇn i. ®éng lùc häc ®éng c¬ ®èt trong
ch-¬ng I. §éng häc cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn.
1.1. §éng häc cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn giao t©m.
Nghiªn cøu qui luËt chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña piston lµ nhiÖm vô chñ yÕu cña ®éng häc.
®Ó tiÖn viÖc nghiªn cøu, ta gi¶ thiÕt trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, trôc khuûu quay víi mét tèc ®é gãc
kh«ng ®æi.
1.1.1. ChuyÓn vÞ cña piston.
Tõ h×nh 1.1 ta thÊy chuyÓn vÞ x tÝnh tõ ®iÓm chÕt
trªn (§CT) cña piston tuú thuéc vµo vÞ trÝ cña trôc
khuûu (trÞ sè cña x thay ®æi theo gãc quay cña trôc
khuûu). Tõ h×nh vÏ ta cã:
)'(' DBDOAOABx
)coscos()( lRRl
Trong ®ã :
l lµ chiÒu dµi cña thanh truyÒn - kho¶ng c¸ch
tõ t©m ®Çu nhá ®Õn t©m ®Çu to thanh truyÒn.
R lµ b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu.
lµ gãc quay cña trôc khuûu t-¬ng øng víi x
tÝnh tõ ®iÓm gèc trªn (§GT).
lµ gãc lÖch gi÷a ®-êng t©m thanh truyÒn vµ
®-êng t©m xylanh.
Gäi
l
R
lµ th«ng sè kÕt cÊu, ta cã thÓ viÕt:
Rx )]cos
1
(cos)
1
1[(
(1-1)
§©y lµ d¹ng c«ng thøc chÝnh x¸c cña chuyÓn vÞ piston. §Ó tÝnh to¸n trÞ sè gÇn ®óng cña x,
ta cã thÓ dïng c«ng thøc gÇn ®óng. Tõ tam gi¸c OCB’, ta cã:
sin
sin
vµ do
2sin1cos nªn
2/12222 )sin1(sin1cos
Khai triÓn vÕ ph¶i cña ®¼ng thøc trªn theo nhÞ thøc niut¬n ta cã:
...sin
16
1
sin
8
1
sin
2
1
1 664422
Bá c¸c sè h¹ng luü thõa bËc 4 trë lªn råi thay trÞ sè gÇn ®óng cña cos vµo ph-¬ng tr×nh
(1-1), sau khi rót gän ta cã c«ng thøc gÇn ®óng sau ®©y:
H×nh 1.1. S¬ ®å c¬ cÊu trôc khuûu thanh
truyÒn giao t©m.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
3
)]2cos1(
4
)cos1[(
Rx (1-2)
1.1.2. VËn tèc cña piston.
LÊy ®¹o hµm c«ng thøc (1-2) ®èi víi thêi gian, ta cã tèc ®é dÞch chuyÓn (vËn tèc) cña piston:
d
d
d
d
d
d
d
d
v x
t
x
t
x
Trong ®ã
d
d x lµ tèc ®é gãc cña trôc khuûu.
BRRv
)2sin
2
(sin (1-3)
BRv
Trong ®ã :
)2sin
2
(sin
B
Trong thiÕt kÕ ng-êi ta cßn chó ý ®Õn tèc ®é trung b×nh cña piston ®Ó ph©n lo¹i trong ®éng
c¬ ®èt trong.
Tèc ®é trung b×nh cña ®éng c¬ ®-îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
)/(
30
.
sm
nS
vtb
Trong ®ã: S: lµ hµnh tr×nh piston, S = 2R (m)
n : lµ sè vßng quay cña ®éng c¬ (vg/phót).
Lo¹i ®éng c¬ tèc ®é thÊp : )/(5,65,3 smvtb
Lo¹i ®éng c¬ tèc ®é trung b×nh : )/(95,6 smvtb
Lo¹i ®éng c¬ tèc ®é cao: )/(9 smvtb
1.1.3. Gia tèc cña piston.
LÊy ®¹o hµm cña c«ng thøc (1-3) ®èi víi thêi gian ta cã c«ng thøc tÝnh gia tèc cña piston:
.
d
d
d
d
d
d
d
d
j v
t
v
t
v
)2cos(cos2 Rj (1-4)
ChiÒu cña gia tèc qui ®Þnh nh- sau: chiÒu h-íng t©m O lµ chiÒu d-¬ng, ng-îc l¹i lµ ©m.
Gia tèc ®¹t cùc ®¹i khi ®¹o hµm :
0)2sin2(sin2
R
d
d j
Tøc lµ : 0)cos41(sincossin4sin)2sin2(sin
Tõ ph-¬ng tr×nh trªn ta cã :
0sin khi 0 vµ 0180
0cos41 khi )
4
1
arccos(
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
4
Trong tr-êng hîp thø nhÊt, khi 0 vµ 0180 gia tèc ®¹t cùc trÞ:
)1(20 Rj (1-5)
)1(2
1800
Rj
Trong tr-êng hîp thø 2, khi )
4
1
arccos(
cùc trÞ cña gia tèc b»ng:
)
8
1
1(2'
Rj
TrÞ sè cña 'j chØ tån t¹i khi 4/1
)
8
1
(2'
Rj (1-6)
TrÞ sè chªnh lÖch tuyÖt ®èi gi÷a 'j vµ 0180j
lµ:
8
)14(
)1()
8
1
(
2
222
180' 0
RRRjj
Khi
4
1
trÞ sè chªnh lÖch nµy b»ng kh«ng.
Lóc nµy: min
2
180'
)1(0 jRjj
Quan hÖ cña hµm )(fj khi 4/1 vµ 4/1
BiÓu thÞ trªn h×nh (1.2)
0
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
R
ω
²(
1
-λ
)
j
180º90º
λ>¼
a
b
R
ω
²(
1
+
λ
) R
ω
²(
1
-λ
)
α'º
2
R
ω
²
2
R
ω
²
180º90º
R
ω
²(
λ
+
1
/8
λ
)
R
ω
²(
1
+
λ
)
α'º
Rω ²((4λ-1)/8λ)
λ<¼
αº
²
H×nh 1.2. quan hÖ cña hµm sè )(fj khi 4/1 vµ 4/1
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
5
1.2. §éng häc c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m.
Trong mét sè ®éng c¬ ®èt trong, nhÊt lµ c¸c
®éng c¬ cao tèc, hµnh tr×nh ng¾n, ng-êi ta th-êng
dïng c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m ®Ó
nh»m ®¹t 2 môc ®Ých sau:
- Gi¶m lùc ngang N t¸c dông lªn xylanh do ®ã
gi¶m ®-îc ®é va ®Ëp, gi¶m mµi mßn piston, xÐc
m¨ng vµ xylanh.
- T¨ng ®ù¬c dung tÝch c«ng t¸c cña xylanh trong
khi vÉn gi÷ nguyªn ®-êng kÝnh D vµ b¸n kÝnh quay R
cña trôc khuûu.
S¬ ®å c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m
giíi thiÖu trªn h×nh 1.3 . §é lÖch t©m lu«n lu«n lÖch
theo chiÒu quay(n»m vÒ phÝa ph¶i ®-êng t©m xylanh)
do ®ã c¬ cÊu nµy cã nhiÒu ®iÓm kh¸c biÖt vÒ ®éng häc
so víi c¬ cÊu giao t©m.
a. VÞ trÝ ®iÓm chÕt.
Nh- trªn h×nh 1.3 ta thÊy khi piston lªn ®Õn
®iÓm chÕt trªn A’ th× t©m chèt khuûu B trïng víi A1,
lÖch víi ®-êng t©m xylanh mét gãc 1 . Khi chèt piston xuèng ®Õn ®iÓm chÕt díi A’’ th× t©m
chèt khuûu trïng víi A2 vµ lÖch víi ®-êng t©m xylanh mét gãc 2 .
Do ( 2 - 1 )>180
0 nªn ta dÔ dµng rót ra kÕt luËn lµ qu¸ tr×nh n¹p lý thuyÕt cña c¬ cÊu trôc
khuûu thanh truyÒn lÖch t©m ®-îc kÐo dµi.
VÞ trÝ cña §CT vµ §CD x¸c ®Þnh dÔ dµng qua 1 vµ 2 . Tõ tam gi¸c A’OE vµ A’’OE ta rót
ra :
Rl
a
OA
OE
'
sin 1 (1-11)
Rl
a
OA
OE
''
sin 2
§Ó dÊu (-) v× 02 180
Trong ®ã: a lµ ®é lÖch t©m
l lµ chiÒu dµi thanh truyÒn
R lµ b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu.
Gäi k
R
a
lµ hÖ sè lÖch t©m
Vµ
l
R
lµ tham sè kÕt cÊu
b. Hµnh tr×nh cña piston.
H×nh 1.3. C¬ cÊu trôc khuûu
thanh truyÒn lÖch t©m
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
6
Gäi S1 , S2 lµ kho¶ng c¸ch tõ §CT (A’ ) vµ §CD ( A’’ ) ®Õn trôc hoµnh qua gèc 0 th× hµnh
tr×nh S cña piston cã thÓ x¸c ®Þmh dÔ dµng:
222221 )()( aRlaRlSSS
2222 )1
1
()1
1
([ kkR
(1-14)
Râ rµng lµ nÕu k = 0 ; S = 2R
Th«ng th-êng k cã trÞ sè rÊt nhá th-êng chØ biÕn ®éng trong kho¶ng k = 0,04 0,2. Tuy r»ng
vÒ mÆt lý thuyÕt ®é lÖch t©m a cã thÓ ®¹t : a = l - R. §iÒu kiÖn ®Ó c¬ cÊu lÖch t©m cã thÓ ho¹t ®éng
®-îc cã thÓ rót ra tõ ®iÒu kiÖn tån t¹i cña sè h¹ng thø 2 trong ph-¬ng tr×nh(1-14).
Thùc vËy ®Ó vÕ thø 2 tån t¹i, ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn d-íi ®©y:
1
1
k
Mµ k
R
a
R
R
1
1
1
Do ®ã ®é lÖch t©m t-¬ng ®èi ph¶i n»m trong ph¹m vi sau:
1
1
0
k
Do tån t¹i lÖch t©m, S > 2R
c. ChuyÓn vÞ, vËn tèc vµ gia tèc cña piston.
+) ChuyÓn vÞ cña piston
Tõ h×nh 1.3 ta thÊy khi trôc khuûu quay ®i mét gãc , chuyÓn vÞ cña piston tÝnh tõ §CT A’
cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
xSSx 1
Trong ®ã
)cos
1
(coscoscos
RlRS x
22
1 )1
1
([ kRS
]
V× vËy:
)cos
1
(cos)1
1
([ 22
kRx (1-15)
Do: 222 )(sin1sin1cos k
Nªn nÕu khai triÓn cos theo d¹ng cÊp sè, råi lo¹i bá c¸c sè h¹ng cã sè mò cao ta cã:
2/122 ])(sin1[(cos k
22222
2
1
sinsin
2
1
1 kk
Vµ do : )2cos1(
2
1
sin 2
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
7
Nªn : 22222
2
1
sin2cos
4
1
4
1
1cos kk
= sin2cos
4
1
)
2
1
4
1
1( 22222 kk
Thay tÊt c¶ vµo (1-12) sau khi rót gän ta cã :
(1-16)
Tuy nhiªn, do hÖ sè k th-êng rÊt nhá nªn nÕu bá qua c¸c sè h¹ng k2, ph-¬ng tr×nh
(1-14) cã d¹ng kh¸ ®¬n gi¶n:
]sin)2cos1(
4
)cos1[(
kRx (1-17)
+) VËn tèc cña piston.
LÊy ®¹o hµm 2 vÕ ph-¬ng tr×nh (1-14) ®èi víi thêi gian ta cã c«ng thøc tÝnh vËn tèc cña
piston :
)cos2sin
2
(sin
kR
d
d
d
d
d
d
v
t
x
t
x (1-18)
+) Gia tèc cña piston.
LÊy ®¹o hµm 2 vÕ cña ph-¬ng tr×nh (1-18) ®èi víi thêi gian ta cã c«ng thøc tÝnh gia tèc
piston:
)sin2cos(cos2
kR
d
d
d
d
d
d
j
t
v
t
v (1-19)
sin2cos
4
[cos)]
2
1
4
11
()1
1
([ 222 kRkkRx
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
8
Ch-¬ng 2: §éng lùc häc cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn
2.1. Khèi l-îng cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng c¬ cÊu TKTT.
Khèi l-îng cña c¸c chi tiÕt m¸y cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn ®ù¬c chia lµm 2 lo¹i :
+ khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn.
+ khèi l-îng chuyÓn ®éng quay.
D-íi ®©y lÇn l-ît xÐt khèi l-îng cña c¸c mhãm chi tiÕt trong c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn
a. Khèi l-îng cña nhãm piston.
Khèi l-îng cña nhãm piston bao gåm khèi l-îng cña piston, xÐc m¨ng, cÇn guèc
tr-ît, guèc tr-ît
mnp = mp + mx + mc + mg + ..(kg)
Khèi l-îng nhãm piston lµ khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn.
b. Khèi l-îng cña thanh truyÒn.
Do thanh truyÒn chuyÓn ®éng song ph¼ng : ®Çu nhá chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, ®Çu to chuyÓn
®éng quay nªn khi xÐt khèi l-îng cña thanh truyÒn ph¶i qui dÉn vÒ 2 t©m: t©m ®Çu nhá vµ t©m ®Çu
to.
Nãi chung khi thay thÕ thanh truyÒn thùc b»ng c¸c khèi l-îng t-¬ng ®-¬ng, bao giê ta còng
ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn b¶o toµn cña ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng. C¸c ph-¬ng ¸n qui dÉn khèi l-îng
cña thanh truyÒn giíi thiÖu trªn h×nh 1.4
A
Gl
l1
O O O O O
BBBB
B
A A A A
l1 G
Mt
G
G
a b c d e
K
H×nh 1.4. C¸c ph-¬ng ¸n qui dÉn khèi l-îng cña thanh truyÒn
Ph-¬ng ¸n (a) thay thÕ khèi l-îng thanh truyÒn b»ng hÖ t-¬ng ®-¬ng mét khèi l-îng tËp
trung ë träng t©m G. Khi thay thÕ theo ph-¬ng ¸n nµy, khèi l-îng mtt vÉn chuyÓn ®éng song
ph¼ng, v× vËy qua tÝnh to¸n ta thÊy r»ng nÕu thay thÕ thanh truyÒn thùc b»ng hÖ t-¬ng ®-¬ng mét
khèi l-îng th× c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn sÏ chÞu t¸c dông cña mét khèi l-îng chuyÓn ®éng
tÞnh tiÕn:
m1 = mtt(
l
ll 1 ) ®Æt t¹i t©m ®Çu nhá vµ mét khèi l-îng chuyÓn ®éng quay:
m2 = mtt
l
l1
®Æt t¹i t©m ®Çu to.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
9
Ngoµi ra c¬ cÊu cßn chÞu mét m«men:
Mc =mtt . tt .l1( l – l1 ).
M«men Mc ®-îc gäi lµ m«men thanh truyÒn.
Ph-¬ng ¸n (b) thay thÕ thanh truyÒn b»ng hÖ t-¬ng ®-¬ng hai khèi l-îng tËp trung ë t©m ®Çu
nhá vµ t©m ®Çu to. Ph-¬ng ¸n nµy tuy ý nghÜa vËt lý rÊt râ rµng nh-ng kh«ng tho¶ m·n ®-îc ®iÒu
kiÖn ®éng n¨ng kh«ng ®æi. Cô thÓ lµ ph-¬ng ¸n chØ tho¶ m·n 2 ®iÒu kiÖn:
ttBA mmm
0).(. 11 llmlm BA (1-24)
Tõ ®ã rót ra:
)( 1
l
ll
mm ttA
(1-25)
M«men qu¸n tÝnh cña hÖ thay thÕ:
GttttttO Illlmll
l
l
ml
l
ll
mI
11
2
1
1
12
1 )())(()
)(
(
Khèi l-îng ph©n bè cµng xa träng t©m th× IO cµng lín h¬n IG – m«men qu¸n tÝnh thanh
truyÒn thùc.
Ph-¬ng ¸n (c) ph©n bè thanh truyÒn thµnh 2 khèi l-îng: mét ®Æt ë t©m nhá vµ mét ®Æt ë t©m
dao ®éng con l¾c K( coi thanh truyÒn dao ®éng nh- mét con l¾c). ph©n bè khèi l-îng theo ph-¬ng
¸n nµy hoµn toµn ®¶m b¶o ®iÒu kiªn ®éng n¨ng kh«ng ®æi.
NghÜa lµ:
mA + mK = mtt
mAl1 + mKl0 =0 (1-26)
mAl12 +mKl02 = IG
Tuy nhiªn trong ph-¬ng ¸n nµy mK vÉn chuyÓn ®éng song ph¼ng nªn l¹i ph¶i lµm thªm
b-íc qui dÉn mK vÒ 2 t©m ®Çu nhá vµ t©m ®Çu to y nh- trong ph-¬ng ¸n (a).
Ph-¬ng ¸n (d) ph©n khèi l-îng thanh truyÒn thµnh hai khèi l-îng vµ mét m«men thanh
truyÒn. Ph-¬ng ¸n nµy kh¾c phôc ®-îc nh-îc ®iÓm cña ph-¬ng ¸n (b). M«men thanh truyÒn cña hÖ
thay thÕ th-êng cã trÞ sè Mt = IG. tt
Ph-¬ng ¸n (e) ph©n bè thanh truyÒn thµnh 3 khèi l-îng ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®éng n¨ng
vµ thÕ n¨ng kh«ng ®æi , nghÜa lµ :
ttGBA mmmm
0)( 11 llmlm BA (1-27)
GBA Illmlm
2
112 )(
Tuy nhiªn c¸ch ph©n bè nµy ®Ó mG chuyÓn ®éng song ph¼ng nªn còng ch-a ®¹t yªu cÇu .
Tãm l¹i ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc nghiªn cøu thiÕt kÕ, ngµy nay ng-êi ta th-êng qui dÉn khèi
l-îng thanh truyÒn theo ph-¬ng ¸n (b): mét khèi l-îng tËp trung ë ®Çu nhá (m1) vµ mét khèi l-îng
tËp trung ë ®Çu to (m2).
Ngµy nay thanh truyÒn ë c¸c lo¹i ®éng c¬ « t« th-êng cã:
l
l
mm ttB
1
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
10
m1 = (0,275 – 0,350)mtt
m2 = (0,650 – 0,725)mtt (1-28)
c. Khèi l-îng cña khuûu trôc.
§Ó x¸c ®Þnh khèi l-îng cña trôc khuûu, ta chia trôc khuûu thµnh c¸c phÇn nh- trªn h×nh vÏ.
mok
mm
ρ
a d
R
b
mk
R
c
H×nh 1.5. X¸c ®Þnh khèi l-îng cña khuûu trôc
Trong ®ã phÇn khèi l-îng chuyÓn ®éng quay theo b¸n kÝnh R lµ mok (phÇn g¹ch däc trªn
h×nh 1.5). PhÇn khèi l-îng chuyÓn ®éng theo b¸n kÝnh lµ mm (phÇn cã g¹ch chÐo).
NÕu ®em mm qui dÉn vÒ t©m chèt trôc khuûu b»ng khèi l-îng mmr th×:
R
mm mmr
. (1-29)
Do ®ã khèi l-îng chuyÓn ®éng quay cña trôc khuûu lµ:
mrokk mmm (1-30)
2.1.1 Khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn
Nh- thÕ, khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lµ :
1mmM np (1-31)
2.1.2 Khèi l-îng chuyÓn ®éng quay cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn
2mmM kr (1-32)
Trong khi thiÕt kÕ, khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ khèi l-îng chuyÓn ®éng quay
th-êng tÝnh trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston. Do ®ã c¸c c«ng thøc (1-31) vµ (1-32) sÏ cã d¹ng:
FP
l
mm
FP
M
m np )( 1 ;
FP
l
mm
FP
M
m k
r
r )( 2 (1-33)
2.2. Lùc vµ m«men t¸c dông lªn c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn.
2.2.1 C¸c lo¹i lùc t¸c dông
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn chÞu t¸c dông cña c¸c lùc sau:
- Lùc qu¸n tÝnh cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng.
- Lùc cña m«i chÊt khÝ bÞ nÐn vµ khÝ ch¸y gi·n në t¸c dông trªn ®Ønh piston( lùc khÝ thÓ).
- Träng lùc.
- Lùc ma s¸t.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
11
Trõ träng lùc ra, c¸c lùc cßn l¹i ®Òu cã trÞ sè vµ chiÒu thay ®æi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña
®éng c¬. Do lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh cã trÞ sè rÊt lín nªn khi tÝnh to¸n chØ xÐt ®Õn 2 lo¹i lùc
nµy.
a. Lùc qu¸n tÝnh.
+ Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l-îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nÕu chØ xÐt 2 thµnh phÇn ®Çu cã thÓ
tÝnh theo c«ng thøc sau:
)2cos(cos21 mRmP jj (1-34)
Gäi : cos21 mRPj lµ lùc qu¸n tÝnh cÊp 1
Vµ : 2cos22 mRPj lµ lùc qu¸n tÝnh cÊp 2
Th× : 21 jjj PPP
+ Lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng quay cã trÞ sè kh«ng ®æi :
constRmP rk
2 (1-35)
Lùc qu¸n tÝnh nµy t¸c dông trªn ®-êng t©m m¸ khuûu vµ lu«n lu«n lµ lùc ly t©m.
b. Lùc khÝ thÓ.
Lùc khÝ thÓ cña ®éng c¬ 4 kú biÕn thiªn theo gãc quay cña trôc khuûu giíi thiÖu trªn
h×nh vÏ.
H×nh 1.7. BiÕn thiªn cña lùc khÝ thÓ theo gãc cña ®éng c¬ 4 kú.
V× vËy lùc khÝ thÓ t¸c dông trªn ®Ønh piston:
)(
4
2
MN
D
PPkt
Trong ®ã :
4
2D
FP
lµ diÖn tÝch ®Ønh piston(m2)
D lµ ®-êng kÝnh xylanh (m)
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
12
2.2.2. Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu TKTT
a. HÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn giao t©m.
Lùc t¸c dông trªn chèt piston lµ hîp lùc cña lùc qu¸n tÝnh vµ lùc khÝ thÓ:
jkt PPP (MN) (1-36)
Lùc P t¸c dông trªn chèt piston vµ ®Èy thanh truyÒn. S¬ ®å hÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu
trôc khuûu thanh truyÒn cña ®éng c¬ 1 xylanh giíi thiÖu trªn h×nh 1.8
Ph©n lùc P thµnh 2 ph©n lùc : lùc Ptt t¸c dông theo ®-êng t©m thanh truyÒn vµ lùc ngang N
t¸c dông trªn ph-¬ng th¼ng gãc víi ®-êng t©m xylanh:
Ta cã : ttPNP (1-37)
Tõ h×nh 1.8 ta cã :
tgPN (1-38)
cos
1
PPtt
Ph©n Ptt thµnh 2 ph©n lùc : lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc
ph¸p tuyÕn Z t¸c dông trªn t©m chèt khuûu. Tõ quan hÖ
l-îng gi¸c trªn s¬ ®å 1.8 ta cã :
)sin( ttPT
cos
)sin(
P (1-39)
)cos( ttPZ
cos
)cos(
P (1-40)
H×nh 1.8. HÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu
trôc khuûu thanh truyÒn giao t©m
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
13
Lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng quay Pk t¸c dông trªn chèt khuûu
constRMP rk
2
b. HÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m.
Trong c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn
lÖch t©m quan hÖ gi÷a gãc vµ x¸c ®Þnh theo
(1.9) cßn c¸c c«ng thøc tÝnh lùc vµ m«men cña
hÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu lÖch t©m hoµn toµn
gièng nh- c«ng thøc cña hÖ lùc c¬ cÊu giao t©m.
Tõ hÖ lùc trªn h×nh 1.9 ta còng cã :
jkt PPP
Vµ do :
ttPNP
Nªn:
cos
l
PPtt
(1-43)
tgPN
Còng ph©n Ptt thµnh lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc ph¸p
tuyÕn Z ta cã :
cos
)sin(
PT
cos2sin
2
sin kP (1-44)
Vµ :
cos
)cos(
PZ
22 )(sin1
)(sin
)sin(cos
k
k
P
(1-45)
NÕu coi : 1)(sin1 22 k
Th×: )sin
2
2cos
2
(cos
kPZ (1-46)
2.2.3 M« men t¸c dông lªn c¬ cÊu TKTT
a. C¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn giao t©m.
Lùc tiÕp tuyÕn T t¹o ra m«men lµm quay trôc khuûu :
RTM .
Lùc ngang N t¹o thµnh m«men lËt ng-îc chiÒu víi m«men M:
)coscos(. RlNANM N
H×nh 1.9. HÖ lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu
trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
14
)coscos( RltgP
MRP
.
cos
)sin(
(1-41)
Trong ®ã A lµ kho¶ng c¸ch tõ lùc N ®Õn t©m trôc khuûu .
M«men MN ng-îc chiÒu víi M vµ t¸c dông lªn bul«ng bÖ m¸y .
M«men c¶n MC vµ m«men qu¸n tÝnh khi gia tèc c¸c chi tiÕt quay( oJ ) v× vËy
oC JMM (1-42)
b. C¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m.
M«men lËt : ANM N .
)coscos( RlN
)cos
cos
(
NR (1-47)
Do ®é lÖch t©m sinsin lRa
Nªn :
sin
sin
R
a
k
Do ®ã :
sin
)(sin1 k
Thay quan hÖ trªn vµo (1-47) ta cã :
]cos
sin
[.
tg
k
RNM N
)cos(sin tgkRPM N (1-48)
Tuy nhiªn, do c¬ cÊu lµ c¬ cÊu lÖch t©m nªn ngoµi m«men MN ra cßn sinh thªm mét
m«men lËt kh¸c, do lùc P g©y ra .
)
sin
(sin,
RPaPM P (1-49)
V× vËy th©n m¸y cña ®éng c¬ dïng c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m chÞu mét tæng
m«men lËt lµ:
PNl MMM
)
sin
sincos
cos
sin
(sin
kRPM l
Do :
sin
)(sin k
Nªn : )sincos
cos
sin
(
RPM l
MRP
cos
)sin(
(1-50)
Tõ ®ã ta cã thÓ kÕt luËn lµ m«men lËt cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn lÖch t©m còng
b»ng m«men chÝnh cña ®éng c¬.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
15
2.3. Lùc vµ m«men t¸c dông trªn trôc khuûu cña ®éng c¬ mét hµng xylanh.
2.3.1. Thứ tự làm việc và góc lệch công tác.
Trong ®éng c¬ mét hµnh xylanh, trôc khuûu cã nhiÒu khuûu, c¸c khuûu ph¶i x¾p sÕp lÖch
nhau mét gãc nhÊt ®Þnh ®ù¬c gäi lµ gãc c«ng t¸c
Gãc c«ng t¸c lµ gãc quay cña trôc khuûu øng víi kho¶ng thêi gian gi÷a 2 lÇn lµm viÖc kÕ
tiÕp nhau cña 2 xylanh. V× vËy gãc c«ng t¸c quyÕt ®Þnh tÝnh ®ång ®Òu (chu kú) cña qu¸ tr×nh lµm
viÖc cña ®éng c¬.
Tuy vËy, c¸c khuûu bè trÝ nh- thÕ nµo cßn tuú thuéc vµo thø tù lµm viÖc cña c¸c xylanh.
Khi lùa chän thø tù lµm viÖc cña c¸c xylanh cÇn ph¶i chó ý ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau:
- §¶m b¶o c¸c phô t¶i t¸c dông trªn c¸c æ trôc bÐ nhÊt.
- §¶m b¶o qu¸ tr×nh n¹p th¶i cã hiÖu qu¶ cao nhÊt.
- §¶m b¶o kÕt cÊu cña trôc khuûu cã tÝnh c«ng nghÖ tèt nhÊt.
- §¶m b¶o tÝnh c©n b»ng cña hÖ trôc.
Th«ng th-êng khã cã thÓ tho¶ m·n cïng mét lóc tÊt c¶c c¸c yªu cÇu trªn mµ th-êng ®¶m b¶o
tÝnh ®ång ®Òu cña m«men, tÝnh c©n b»ng cña hÖ trôc vµ phô t¶i cña æ trôc ph¶i nhá. V× vËy, gãc
c«ng t¸c cña c¸c khuûu trôc ®-îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
i
ct
.1800
(1-51)
Trong ®ã: lµ sè kú cña ®éng c¬
i lµ sè xylanh cña ®éng c¬
Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy gãc c«ng t¸c chØ phô thuéc vµo sè kú vµ sè xylanh cña ®éng c¬.
Do vËy mçi kÕt cÊu cña trôc khuûu ®Òu øng víi nhiÒu thø tù lµm viÖc kh¸c nhau. Tuy nhiªn chØ cã
mét hoÆc hai thø tù lµm viÖc trong ®ã lµ ®¶m b¶o ®-îc ®iÒu kiÖn c©n b»ng vµ phô t¶i æ trôc nhá
nhÊt. vÝ dô: trôc khuûu trªn h×nh 1.10 cña ®éng c¬ 6 xylanh, 4 kú cã 0120ct vµ øng víi 4 thø tù
lµm viÖc sau ®©y:
1 và 6
3 và 4
2 và 55
Bánh dà
1
2 3 4
6
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6
6-0
H×nh 1.10 .S¬ ®å trôc khuûu cña ®éng c¬ 4 kú, 6 xylanh
1-5-3-6-2-4
1-5-4-6-2-3
1-2-4-6-5-3
Trong c¸c thø tù lµm viÖc trªn chØ cã thø tù lµm viÖc 1-5-3-6-2-4 lµ tèt nhÊt.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
16
2.3.2. Lùc vµ m«men t¸c dông lªn trôc khuûu cña ®éng c¬ mét hµng xylanh.
Nh- trong phÇn nghiªn cøu hÖ lùc t¸c dông trªn trôc khuûu ®· chØ râ: trªn khuûu thø i cã
c¸c lùc sau ®©y t¸c dông:
- Lùc tiÕp tuyÕn T; Lùc ph¸p tuyÕn Z; Lùc qu¸n tÝnh quay Pk.; M«men cña c¸c khuûu ph¸i
tr-íc 1iM , m«men Mi t¸c dông trªn khuûu nµy, vµ m«men iM t¸c dông trªn cæ trôc phÝa
sau cña khuûu.
ii MMM 11
§Ó tÝnh ®-îc tæng m«men iM t¸c dông trªn khuûu i ta ph¶i x¸c ®Þnh gãc quay t-¬ng øng
cña c¸c khuûu b»ng c¸ch lËp b¶ng nh- h×nh 1.11
vÝ dô: Trong ®éng c¬ 4 kú, 6 xylanh cã thø tù lµm viÖc lµ 1-5-3-6-2-4 cã diÔn biÕn c¸c qu¸
tr×nh nh- b¶ng trªn h×nh 1.11. Tõ b¶ng thèng kª ta thÊy: khi khuûu cña xylanh thø 1 n»m ë vÞ trÝ
00 th×:
- Khuûu trôc thø 2 n»m ë vÞ trÝ 2400 nªn 02 240
- Khuûu trôc thø 3 n»m ë vÞ trÝ 4800 nªn 03 480
- Khuûu trôc thø 4 n»m ë vÞ trÝ 1200 nªn 04 120
- Khuûu trôc thø 5 n»m ë vÞ trÝ 6000 nªn 05 600
- Khuûu trôc thø 6 n»m ë vÞ trÝ 3600 nªn 06 360
0º 180º 360º 540º 720º
Xilanh 1
Xilanh 2
Xilanh 3
Xilanh 4
Xilanh 5
Xilanh 6
nạp thảinén nổ
H×nh 1.11. DiÔn biÕn cña c¸c hµnh tr×nh c«ng t¸c trong ®éng c¬ 4kú, 6 xylanh
Vµ thêi gian ng¾n nhÊt, tÝnh theo gãc quay cña trôc khuûu, gi÷a 2 lÇn næ cña 2 xylanh kÒ nhau lµ:
- Gi÷a xylanh thø 1 vµ xylanh thø 2 lµ 2400
- Gi÷a xylanh thø 2 vµ xylanh thø 3 lµ 2400
- Gi÷a xylanh thø 3 vµ xylanh thø 4 lµ 3600
- Gi÷a xylanh thø 4 vµ xylanh thø 5 lµ 2400
- Gi÷a xylanh thø 5 vµ xylanh thø 6 lµ 2400
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
17
V× vËy t×nh tr¹ng chÞu lùc cña c¸c cæ trôc 1-2 ; 2-3; 4-5; 5-6 hoµn toµn gièng nhau. T×nh
tr¹ng chÞu lùc cña cæ trôc 3-4 kh¸c víi c¸c cæ trôc kh¸c. Cæ trôc 0-1 chÞu t¸c dông cña lùc trªn
khuûu thø 1 cßn cã cæ 6-0 ngoµi chÞu t¸c dông cña lùc trªn khuûu thø 6 ra cßn chÞu thªm t¶i träng
b¸nh ®µ.
Tæng m«men iM cña c¸c khuûu tÝnh theo c¸ch lËp b¶ng iT nh- trong b¶ng 1
B¶ng 1. tÝnh
6
1
i
i
iT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
11 12 13 14 15 1
6
17
1 1T
2 2T
2
1
i
i
iT
3 3T
3
1
i
i
iT
4 4T
4
1
i
i
iT
5
5T
5
1
i
i
iT
6 6T
6
1
i
i
iT
00 240
0
4800 1200 6000 3600
100 250
0
4900 1300 6100 3700
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
72
0o
240
0
4800 1200 6000 3600
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
18
2.4. C©n b»ng ®éng c¬
01 jp , 02 jp , 0 kp
01 jM , 02 jM , 0 kM (2-1)
- Träng l-îng cña c¸c nhãm piston l¾p trªn xylanh ph¶i b»ng nhau.
- Träng l-îng c¸c thanh truyÒn ph¶i b»ng nhau, träng t©m nh- nhau.
- Dïng c©n b»ng tÜnh vµ c©n b»ng ®éng ®Ó c©n b»ng trôc khuûu b¸nh ®µ.
- §¶m b¶o tØ sè nÐn ®Òu nhau, dung tÝch xylanh gièng nhau c¬ cÊu ph©n phèi khÝ vµ hÖ thèng
nhiªn liÖu ph¶i ®iÒu chØnh ®óng quy ®Þnh kü thuËt.
- Gãc ®¸nh löa sím, phun sím ph¶i gièng nhau.
D-íi ®©y chóng ta lÇn l-ît xem xÐt tÝnh c©n b»ng cña c¸c lo¹i ®éng c¬.
H×nh 2.1 (a) S¬ ®å ®éng c¬ mét xylanh cã l¾p ®èi träng
(b) S¬ ®å ®éng c¬ c©n b»ng L¨ngxetcher¬
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
19
Phần 2: CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ÔTÔ
Chƣơng 1: CƠ CẤU SINH LỰC
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Chức năng
Là nguồn cung cấp động năng cho các hoạt động của ôtô: cung cấp mô men quay cho bánh
đà, dẫn động các cơ cấu, hệ thống khác (hệ thống nhiên liệu, cơ cấu phân phối khí, hệ thống làm
mát).
1.1.2. Yêu cầu
- Hiệu suất làm việc cao.
- Làm việc ổn định.
- Không rung giật, ít gây tiếng ồn.
- Kích thước và trọng lượng nhỏ, công suất riêng lớn .
- Khởi động, vận hành, chăm sóc dễ dàng.
- Thành phần gây ô nhiễm môi trường nhỏ.
1.2. Thân máy, xy lanh, nắp máy và các te (đáy hứng dầu).
1.2.1. Thân máy
Hình 1.1. Thân máy
a: Động cơ 1 hàng xylanh b: Động cơ chữ V
1.2.1.1. Chức năng
- Là nơi lắp đặt và bố trí hầu hết các cụm chi tiết của động cơ.
- Là nơi lấy nhiệt từ thành vách xylanh.
- Duy trì áp suất nén của piston và tiếp nhận áp suất nổ.
1.2.1.2. Phân loại
a). Phân loại theo kiểu làm mát
- Thân máy làm mát bằng nước: Thường ở động cơ ô tô, máy kéo .
- Thân máy làm mát bằng gió: Thường gặp ở động cơ xe máy.
b). Phân loại theo kết cấu kếu
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
20
- Thân xylanh – hộp trục khuỷu: Thân xylanh đúc liền hộp trục khuỷu.
- Thân máy rời: Thân xylanh làm rời với hộp trục khuỷu và lắp với nhau bằng bulông hay
gugiông.
c). Phân loại theo tình trạng chịu lực khí thể:
- Thân xylanh hay xylanh chịu lực: Lực khí thể tác dụng lên lắp xylanh, qua gu giông nắp
máy rồi chuyền xuống truyền xuống thân xylanh.
- Vỏ thân chịu lực: Lực khí thể chuyền qua gu giông xuống vỏ thân, xylanh hoàn toàn không
chịu lực khí thể.
- Gugiông chịu lực: Lực khí thể hoàn toàn do gu giông chịu.
1.2.1.3. Đặc điểm cấu tạo:
Tùy thuộc vào phương pháp lắp đặt trục khuỷu trong hộp trục khuỷu mà thân máy có cấu tạo
khác nhau.
a) b) c)
Hình 1.2. Các dạng thân máy.
a: Trục khuỷu treo b: Trục khuỷu đặt c: Trục khuỷu luồn
1.2.2. Xy lanh
1.2.2.1. Chức năng
- Kết hợp với piston và nắp máy tạo thành buồng cháy.
- Dẫn hướng cho piston.
- Tản nhiệt cho buồng cháy.
1.2.2.2. Yêu cầu
- Làm bằng vật liệu có độ bền cao: Chống ăn mòn cơ học, ăn mòn hóa học tốt.
- Có hệ số nở dài thấp.
- Tản nhiệt tốt.
1.2.2.3. Phân loại
Gồm hai loại chính là xylanh liền thân và xylanh rời thân. Xylanh rời thân có sử dụng lót xy
lanh trong đó có lót xylanh khô và lót xy lanh ướt.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
21
Hình 1.3. Các dạng xylanh
a: Xylanh liền thân b,c: Lót xylanh khô d: Lót xylanh ướt
1.2.2.4. Đặc điểm cấu tạo
Xylanh có cấu tạo dạng ống trụ. Mặt trong được gia công với độ bóng cao. Được làm cứng
qua nhiều gia đoạn đảm bảo chịu ăn mòn cơ học và hóa học tốt.
1.2.3. Nắp máy
1.2.3.1 Chức năng:
- Là chi tiết dùng để đậy kín buồng cháy.
- Kết hợp với xylanh, piston tạo thành buồng cháy.
- Là nơi lắp đặt nhiều bộ phận của động cơ như: Bugi, vòi phun, cụm xupap
- Kết hợp với đỉnh piston tạo thành dạng vòng xoáy của hỗn hợp khí cháy.
1.2.3.2 Yêu cầu
- Có đủ sức bền cơ học, độ cứng vững khi chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn nhưng trọng
lượng phải nhỏ.
- Tạo được dạng buồng cháy thích hợp.
- Dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa các cơ cấu và chi tiết lắp trên nắp
xylanh.
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và ứng suất nhiệt bé.
- Đảm bảo đậy kín buồng cháy, không bị lọt khí, rò nước.
1.2.3.3. Phân loại
Gồm 3 loại chính: Nắp máy động cơ xăng, nắp máy động cơ diezel, nắp máy động cơ làm
mát bằng gió.
a). Nắp máy động cơ xăng:
Nắp máy có kết cấu tùy thuộc dạng buồng cháy.
- Nắp máy động cơ dùng cơ cấu phân phối khí dạng xupáp treo: Xupáp nạp lớn hơn xupap
thải, bugi đặt ở hông buồng cháy, vách buồng cháy thường có khoang chứa nước làm mát, có
khoang để luồn đũa đẩy dẫn động xupap, lỗ lắp gu giông lắp máy, lỗ dẫn nước làm mát. Động cơ
xăng có tỷ số nén trung bình và thấp thường dùng loại lắp xylanh có buồng cháy hình chêm. Có
tên là động cơ Ricacdo.
- Nắp máy động cơ dùng cơ cấu phân phối khí dạng xupap đặt: Nắp máy cấu tạo đơn giản,
khác so với nắp máy động cơ dùng cơ cấu phân phối khí dạng xúpap treo là bugi gần xupap nạp để
tránh kích nổ.
b). Nắp máy động cơ diezel
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
22
Phức tạp hơn nắp máy động cơ xăng, trên nắp máy phải bố trí rất nhiều chi tiết: đường nạp,
thải, cụm xupap của cơ cấu phân phối khí dạng xupap treo. Ngoài ra còn rất nhiều chi tiết như: Vòi
phun, buồng cháy phụ, van khí nén, bugi sấy
Động cơ nhiều xylanh nắp máy có thể làm rời cho từng xylanh hoặc cụm xylanh (gồm 1 vài
xylanh).
c). Nắp máy động cơ làm mát bằng gió.
Là kết cấu chịu ứng suẩt nhiệt lớn nhất, nắp xylanh được làm rời với lắp với hộp trục khuỷu
bằng các gugiông. Nắp thường được chế tạo bằng hợp kim nhôm.
1.2.4. Các te
1.2.4.1. Chức năng
Chứa dầu bôi trơn, bảo vệ phía dưới thân máy, bảo vệ trục khuỷu và làm mát động cơ.
1.2.4.2. Yêu cầu
Đảm bảo cung cấp đủ dầu trong quá trình tăng tốc hoặc phát hành.
1.2.4.3. Đặc điểm cấu tạo
Đáy lắp với thân máy bằng vít, đệm máy làm bằng giấy nệm. Ngoài ra ở hai đầu cácte được
lắp phớt ngăn chảy dầu. Đáy dầu phải có kết cấu có các tấm chắn sóng trong đáy dầu hoặc hai phái
của bơm dầu để dầu không bị tạo sóng hoặc bị thổi khi bơm trong lúc động cơ tăng tốc hoặc dừng.
Đáy cácte thường có hai bậc. Bậc trên ở ngay phía điểm thấp nhất của hành trình biên, trải dài
khắp đáy dầu. Toàn bộ dầu trở về đáy dầu qua lưới trước khi trở về chỗ chứa ở bậc dưới. Các te
thường chia làm 3 ngăn, ngăn giữa thường sâu hơn 2 ngăn bên.
Hình 1.4. Cácte ô tô
1: Đệm cácte . 3: Đáy chứa dầu bôi trơn
2: Tấm ngăn 4: Lỗ bắt các te với than động cơ
1.3. Cụm piston
1.3.1. Piston
1.3.1.1. Chức năng
- Cùng các chi tiết khác tạo thành buồng cháy.
- Nhận lực khí thể và truyền lực cho thanh truyền trong quá trình giãn nở.
- Nhận lực từ thanh truyền trong quá trình hút, nén hỗn hợp khí cháy và quá trình xả sản vật
cháy.
1.3.1.2. Yêu cầu
Đối với vật liệu làm piston cần có một số yêu cầu sau:
+ Có độ bền lớn khi nhiệt độ cao và tải trọng thay đổi.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
23
+ Có trọng lượng riêng nhỏ.
+ Có hệ số giãn nở nhỏ nhưng hệ số dẫn nhiệt lớn
+ Chịu mài mòn tốt và chống ăn mòn hóa học của khí cháy.
+ Giá thành rẻ.
1.3.1.3. Kết cấu
Để thuận lợi phân tích kết cấu có thể chia piston thành
những phần như đỉnh, đầu, thân và chân piston.
Hình 1.5. Piston
1: Đỉnh piston.
2: Đầu piston
3: Thân piston
a). Đỉnh Piston
Cùng với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng cháy, về mặt
kết cấu có các loại đỉnh sau:
- Đỉnh bằng: Có diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản. Thường được sử dụng trong
động cơ diezel buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc (hình 1.6.a)
- Đỉnh lồi: Có sức bền lớn, đỉnh mỏng nhẹ nhưng diện tích chịu nhiệt lớn. Thường được sử
dụng trong động cơ xăng 2 kỳ và 4 kỳ xupáp treo, buồng cháy chỏm cầu (hình 1.6.b và 1.6.c).
- Đỉnh lõm: Có thể tạo xoáy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho quá trình hình thành hòa khí và cháy.
Tuy nhiên sức bền kém và diện tích chịu nhiệt lớn. Loại đỉnh này thường được sử dụng ở cả động
cơ xăng và động cơ diesel (hình 1.6.d).
- Đỉnh chứa buồng cháy: Thường gặp trên động cơ diesel (hình 1.6.e,f,g,h). Kết cấu buồng
cháy phải thỏa mãn các yêu cầu sau tùy từng trường hợp cụ thể:
+ Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy và hướng của chùm tia phun nhiên liệu để tạo
thành hỗn hợp tốt nhất.
+ Phải tận dụng được soáy lốc của không khí trong quá trình nén.
Hình 1.6. Các dạng buồng cháy đỉnh piston.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
24
b). Đầu piston
Đường kính đầu piston thường nhỏ hơn đường kính thân vì thân là phần dẫn hướng của
piston. Kết cấu đầu piston phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Bao kín tốt cho buồng cháy: Nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu và dầu bôi trơn từ
cácte lọt lên trên buồng cháy.
- Tản nhiệt tốt cho piston: Để tản nhiệt tốt thường dùng các kết cấu đầu piston sau:
+ Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu có bán kính chuyển tiếp R lớn.
+ Dùng gân tản nhiệt dưới đầu piston.
+ Tạo rãnh ngăn nhiệt ở đầu piston để giảm nhiệt lượng chuyền cho séc măng thứ nhất.
+ Làm mát cho đỉnh piston (trong động cơ cỡ lớn đỉnh piston thường được làm mát bằng dầu
lưu thông như hình 1.7.f).
- Sức bền cao: Để tăng sức bền và độ cứng vững cho bệ chốt piston người ta người ta thiết
kế các gân trợ lực.
Hình 1.7. Các dạng đỉnh piston
c). Thân piston:
Có nhiệm vụ hướng cho piston chuyển động trong xylanh.
Chiều cao h của thân được quyết định bằng điều kiện áp suất tiếp xúc do lực ngang N gây ra
phải nhỏ hơn áp suất tiếp xúc cho phép.
P =
Dh
N
.
[ p]
- Vị trí tâm chốt: Phải được bố trí sao cho piston và xylanh mòn đều, đồng thời phải giảm va
đập và gõ khi piston đổi chiều. Một số động cơ có tâm chốt lệch với tâm xylanh 1 giá trị e về phía
nào đó sao cho lực ngang Nmax giảm để hai bên chịu lực N của piston và xylanh mòn đều.
- Chống bó kẹt piston: Có nhiều nguyên nhân gây ra bó kẹt piston trong xylanh cụ thể:
+ Lực ngang N.
+ Lực khí thể .
+ Kim loại giãn nở .
Do những nguyên nhân trên piston thường bị bó kẹt theo phương tâm chốt piston. Đối với
piston bằng hợp kim nhôm hệ số nở dài lớn càng dễ sảy ra bó kẹt.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
25
Pkt
a b
N N
Hình 1.8. Thân piston Hình 1.9. Các nguyên nhân gây bó kẹt piston
- Khắc phục hiện tượng bó kẹt:
+ Chế tạo than piston có dạng ô van, trục ngắn trùng với tâm chốt.
+ Tiện vát 2 mặt ở bệ chốt chỉ để lại một cung α = 90 ÷ 100o để chịu lực mà không ảnh
hưởng nhiều đến phân bố lực.
+ Xẻ rãnh nở trên thân piston. Khi xẻ rãnh người ta không xẻ hết để đảm bảo độ cứng vững
cần thiết và thường xẻ chéo để tránh xylanh bị gờ xước. Khi nắp cần chú ý để bề mặt thân xẻ rãnh
về phía lực ngang N nhỏ. Loại này có ưu điểm là khe hở lúc nguội nhỏ, động cơ không gõ khởi
động dễ dàng. Nhược điểm độ cứng vững của piston giảm nên thường dùng ở động cơ xăng.
+ Đúc bằng hợp kim có độ nở dài nhỏ.
d). Chân piston:
Hình 3.10 là một kết cấu điển hình của chân piston. Theo
kết cấu này thân có vành đai để tăng độ cứng vững mặt trụ a
cùng với mặt đầu của chân piston là chuẩn công nghệ khi gia
công và là nơi điều chỉnh trọng lượng của piston sao cho đồng
đều giữa các xylanh.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
26
1.3.2. Chốt piston
1.3.2.1. Chức năng
Chốt piston là chi tiết nối chốt piston với thanh truyền đảm bảo điều kiện làm việc bình
thường của động cơ.
1.3.2.2. Đặc điểm cấu tạo
Hình 1.11. Lắp cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ chốt
Đa số các chốt piston có kết cấu đơn giản như dạng trụ rỗng. Các kiểu lắp ghép giữa chốt
piston với piston, thanh truyền:
- Cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền (hình 1.11 a).
- Cố định chốt piston trên bệ chốt (hình 1.11. b).
- Lắp tự do ở cả hai mối ghép (hình 1.12. a). Phương pháp này được dùng phổ biến ngày
nay. Tuy nhiên phải giả quyết vấn đề bôi trơn ở cả hai mối ghép và phải có kết cấu hạn chế di
chuyển dọc trục của chốt, thường dùng vòng hãm (hình 1.12.b) hoặc nút kim loại mềm có mặt cầu
như hình 1.12.c.
Hình 1.12. Lắp tự do chốt piston
- Các phương án bôi trơn:
+ Đối với bệ chốt thường được khoan lỗ để dẫn dầu do xéc măng gạt dầu về (hình 3.13a)
hoặc khoan lỗ hứng dầu như (hình 1.13b).
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
27
+ Đối với thanh truyền người ta có thể bôi trơn bằng cách khoan lỗ hứng dầu hoặc bôi trơn
cưỡng bức kết hợp làm mát đỉnh piston bằng dầu áp suất cao dẫn từ trục khuỷu dọc theo thanh
truyền.
Hình 1.13. Bôi trơn các mối ghép chốt piston.
1.3.3. Xéc măng
Hình 1.14. Xéc măng.
1.3.3.1. Chức năng
- Xéc măng khí để bao kín tránh lọt khí, còn xéc măng dầu ngăn dầu từ hộp trục khuỷu sục
lên buồng cháy.
- Truyền phần lớn nhiệt độ từ đầu piston sang thành xylanh.
- Đưa dầu đi bôi trơn cho piston xylanh xécmăng.
1.3.3.2. Đặc điểm kết cấu
a). Xéc măng khí:
Xéc măng có kết cấu rất đơn giản là một vòng hở miệng hình 1.15.a. Kết cấu của xéc măng
khí được đặc trưng bởi kết cấu của tiết diện và miệng của xéc măng.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
28
- Về mặt tiết diện xécmăng khí:
Hình 1.15. Kết cấu xéc măng khí.
+ Loại tiết diện chữ nhật (hình 1.15.b) có kết cấu đơn giản nhất, dễ chế tạo nhưng có áp suất
riêng không lớn, thời gian rà khít với xylanh sau khi lắp rắp lâu.
+ Loại có mặt côn (hình 1.15.c) có áp suất tiếp xúc lớn và có thể rà khít nhanh chóng với
xylanh, tuy nhiên chế tạo phiền phức và đánh dấu khi lắp sao cho xéc măng đi xuống sẽ có tác
dụng như một lưỡi cạo để gạt dầu.
+ Để có đượng ưu điểm trên và tránh được những điều phiền phức đã nêu, người ta đưa ra
kết cấu tiết diện không đối xứng bằng cách tiện vát tiết diện xéc măng (hình 1.15.d và e). Khi lắp
các piston và xylanh, do có sức căng nên xéc măng bi vênh đi nên có tác dụng như một mặt côn.
Khi lắp ráp phải chú ý: Nếu vát phía ngoài (hình 1.15.d) thì phải lắp hướng xuống phía dưới còn
vát phía trong (hình 1.15.e) thì phải lắp hướng lên buồng cháy, nhằm tránh hiện tượng giảm lực
căng của xéc măng do áp suất cao của khí lọt từ buồng cháy.
+ Loại hình thang – vát (hình 1.15.f) có tác dụng giữ muội than khi xéc măng co bóp do
đường kính xylanh không hoàn toàn đồng đều theo phương dọc trục, do đó tránh được hiện tượng
bó kẹt xéc măng trong rãnh của nó.
- Về kết cấu miệng:
+ Loại thẳng (hình 1.15.g) dễ chế tạo nhưng dễ lọt khí và sục dầu qua miệng.
+ Loại hình (hình 1.15.h) có thể khắc phục phần nào những nhược điểm trên.
+ Loại bậc ( hình 1.15.i) bao kín rất tốt nhưng khó chế tạo.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
29
b). Xéc măng dầu:
Hình 1.16. Hiện tượng bơm dầu của xécmăng khí.
- Ở rãnh xécmăng dầu của piton có rãnh thoát dầu (hình 1.17). Một số xec măng dầu có kết
cấu tiết diện dạng lưỡi cạo gạt dầu thường gặp trong thực tế.
Hình 1..17. Xéc măng dầu tổ hợp
- Kết cấu của xécmăng dầu tổ hợp gồm 3 chi tiết riêng rẽ. Do có lò xo hình sóng ép hai vòng
thép mỏng lên mặt đầu của rãnh nên xec măng khi làm việc không có khe hở mặt dầu. Do đó xec
măng dầu tổ hợp có tác dụng ngăn dầu và giảm va đập rất tốt.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
30
1.4. Cụm thanh truyền
1.4.1. Thanh truyền
1.4.1.1. Chức năng
- Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hoặc guốc trượt.
- Truyền lực từ piston xuống làm quay trục khuỷu.
- Biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
1.4.1.2. Kết cấu
Kết cấu thanh truyền gồm 3 phần là đầu nhỏ, đầu to và thân thanh truyền (hình 1.18). Sau
đây ta xét kết cấu từng phần cụ thể.
Hình 1.18. Kết cấu thanh truyền
1: Bạc đầu nhỏ 5: Nửa trên thanh truyền
2: Đầu nhỏ thanh truyền 6: Bạc đầu to thanh truyền
3: Thân thanh truyền 7: Nửa dưới thanh truyền
a). Đầu nhỏ
Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước chốt piston và phương pháp lắp
ghép đầu nhỏ thanh truyền với chốt piston.
Hình 1.19. Kết cấu các dạng đầu nhỏ thanh truyền
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
31
- Đầu nhỏ thanh truyền thường có dạng trụ rỗng.
- Trong động cơ cỡ lớn đầu nhỏ thanh truyền có dạng cung tròn đồng tâm, đôi khi có dạng ô
van để tăng độ cứng vững.
- Trong động cơ xăng đầu nhỏ thanh truyền có dạng trụ mỏng.
- Ở một số động cơ người ta thường làm vấu lồi trên đầu nhỏ để điều chỉnh trọng tâm thanh
truyền cho đồng đều gữa các xylanh (hình 1.19.b).
- Các phương án bôi trơn khi đầu nhỏ thanh truyền nắp tự do với chốt piston:
+ Dùng rãnh hứng dầu (hình 1.19.c).
+ Bôi trơn cưỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu theo thân thanh truyền (hình 1.19a).
+ Làm các rãnh chứa dầu ở bạc đầu nhỏ (hình 1.19d).
+ Dùng bi kim thay cho bạc lót (hình 1.19.e).
Hình 1.20. Một số dạng kết cấu đầu nhỏ thanh truyền
- Khi chốt piston cố định trên đầu nhỏ thanh truyền: Đầu nhỏ phải có kết cấu kẹp chặt
b). Thân thanh truyền
- Tiết diện thân thanh truyền: Thường thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to.
Hình 1.21. Các loại tiết diện thân thanh truyền
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
32
- Tiết diện tròn (hình 1.20a) có dạng đơn giản, thường được dùng cho động cơ tàu thủy.
- Loại tiết diện chữ I (hình 1.20b) có sức bền đều theo 2 phương, được dùng rất phổ biến, từ
động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn.
- Loại tiết diện hình chữ nhật, ô van (hình 1.20c và d) có ưu điểm là dễ chế tạo, thường được
dùng ở động cơ ôtô, xuồng máy cỡ nhỏ.
c). Đầu to thanh truyền:
Hình 1.22. Kết cấu đầu to thanh truyền
a: Kết cấu đầu to thanh truyền b: Kết cấu bạc lót đầu to thanh truyền.
1. Nắp đầu to 1. Vấu lưỡi gà
2. Bulông đầu to thanh truyền 2. Bạc lót
3. Thân thanh truyền
4. Bạc lót
Đầu to thanh truyền thường được cắt làm 2 nửa và lắp ghép với nhau bằng bulông hay vít
cấy. Do đó bạc lót cũng phải chia làm hai nửa và phải được cố định trong lỗ đầu to thanh truyền.
Hình 3.22.b thể hiện một dạng kết cấu này gọi là kiểu vấu lưỡi gà.
- Các dạng đầu to thanh truyền:
Hình 1.23. Các dạng kết cấu đầu to thanh truyền.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
33
Đối với động cơ cỡ lớn (hình 1.23.a). Trong một số trường hợp, do kích thước đầu to quá lớn
nên đầu to thanh truyền được chia làm hai nửa bằng mặt phẳng chéo ( hình 1.23.b).
Để giảm kích thước đầu to thanh truyền, có loại kết cấu bản lề và hãm bằng chốt côn (hình
1.23.c).
Một số động cơ hai kì cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm hai nửa phải dùng ổ bi đũa
(hình 1.23.d) được lắp dần từng viên.
Ở một số động cơ nhiều xilanh kiểu chữ V hoặc hình sao, thanh truyền của hai hàng xilanh
khác nhau, thanh truyền phụ không lắp trực tiếp với trục khuỷu mà lắp với chốt phụ trên thanh
truyền chính (hình 1.23.e) hoặc hai thanh truyền lắp lồng với nhau trên trục khuỷu nên một thanh
truyền có đầu to dạng hình nạng (hình 1.23.f).
Đối với một số động cơ có trục khuỷu trốn cổ, để bố trí khoảng cách giữa các xilanh hợp lý,
chiều dày đầu to không đối xứng qua mặt phẳng dọc của thân thanh truyền (hình 1.23.g).
1.4.2. Bu lông thanh truyền:
Hình 3.24. Một dạng kết cấu của bulông và gugiông thanh truyền
a):Bulông b: Gulông
a). Chức năng
Bulông thanh truyền là chi tiết ghép nối hai nửa đầu to thanh truyền. Nó có thể ở dạng
bulông hay vít cấy (gu giông), tuy có kết cấu đơn giản nhưng rất quan trọng nên phải được quan
tâm khi thiết kế và chế tạo. Nếu bulông thanh truyền do nguyên nhân nào đó bị đứt sẽ dẫn tới phá
hỏng toàn bộ động cơ
b). Điều kiện làm việc
Bulông thanh truyền khi làm việc chịu lực như lực xiết ban đầu, lực quán tính của nhóm
piston thanh truyền không thể lắp đầu to thanh truyền. Những lực này đều là lực có chu kỳ cho nên
Bulông thanh truyền phải có sức bền mỏi cao, do tính chất quan trọng nên khi thiết kế và chế tạo
đều yêu cầu độ chính xác cao.
c). Vật liệu chế tạo
Bulông thanh truyền thường được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần crôm,
mangan, niken...Tốc độ động cơ càng lớn, vật liệu Bulông thanh truyền có hàm lượng kim loại quí
càng nhiều.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
34
d). Kết cấu
Đầu bulông có mặt vát A để chống xoay khi lắp ráp. Còn mặt ráp B có tác dụng lám mềm
phần đối diện với mặt vát A để phản lực hai phía trên bề mặt tỳ được đồng đều sao cho tổng phản
lực tác dụng đúng trên đường tâm bulông để tránh cho bulông bị uốn. Bán kính góc lượn của các
phần tâm chuyển tiếp nằm trong khoảng 0,2 - 1 mm nhằm giảm tập trung ứng suất. Phần nối giữa
thân và ren thường làm thắt lại để tăng độ dẻo của bulông. Đai ốc có kết cấu đặc biệt để ứng suất
trên các ren đồng đều. Ren được tạo thành bằng những phương pháp gia công không phoi như lăn,
cán. Ngoài ra bulông thanh truyền còn được tôi, ram và xử lý bề mặt bằng phun cát, phun bi để đạt
độ cứng HRC 26 - 32.
1.5. Nhóm trục truỷu – bánh đà
1.5.1. Trục khuỷu
Hình 1.25. Trục khuỷu
1,6: Cổ biên 4: Đối trọng
2: Lỗ cân bằng đối trọng 5: Má khuỷu
3: Cổ trục
1.5.1.1. Chức năng
- Trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen quay.
- Nhận năng lượng của bánh đà sau đó truyền cho thanh truyền và piston.
1.5.1.2. Điều kiện làm việc
Trục khuỷu chịu lực T, Z do lực khí thể và lực quán tính của nhóm piston thanh truyền gây
ra, ngoài ra trục khuỷu còn chịu lực quán tính li tâm của các đối tượng quay lệch tâm của bản thân
trục khuỷu và các thanh truyền. Những lực này gây uốn, xoắn, dao động xoắn và dao động ngang
của trục khuỷu trên các ổ đỡ.
1.5.1.3. Kết cấu
Kết cấu trục khuỷu phụ thuộc trước hết vào những loại trục khuỷu. Người ta phân chia trục
khuỷu thanh một số loại sau:
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
35
- Trục khuỷu ghép và trục khuỷu nguyên:
Hình 1.26. Trục khuỷu động cơ 4 kỳ, 4 xylanh.
1: Đầu trục 4: Má khuỷu
2: Chốt khuỷu 5: Đối trọng
3: Cổ khuỷu 6: Đuôi trục khuỷu
Trục khuỷu ghép là trục khuỷu gồm nhiều chi tiết được lắp với. Loại trục khuỷu này được
dùng nhiều trong động cơ cỡ lớn, động cơ đồng gam và đôi khi ở động cơ cỡ nhỏ như động cơ xe
máy.
Trục khuỷu nguyên là trục chỉ gồm một chi tiết (hình 1.25). Trục khuỷu nguyên được dùng
trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình, ví dụ ở động cơ ô tô máy kéo.
- Trục khuỷu đủ cổ và trục khuỷu trốn cổ:
Hình 1.27. Trục khuỷu động cơ 4 kỳ, 4 xylanh, trốn cổ.
Gọi số xylanh của động cơ là z và số ổ đỡ là i.
Trục khuỷu đủ cổ ( hình 3.25): i = z + 1,
Trục khuỷu trốn cổ: i < z + 1. Thông thường i= z/2 +1 (hình 1.27)
*). Người ta chia trục khuỷu ra thanh các phần:
- Đầu trục khuỷu:
Hình 1.28. Một loại kết cấu đầu
trục khuỷu động cơ ô tô
1: Cổ biên 2: Buly
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
36
Hình 1.28 đầu trục lắp vấu để quay trục khi cần thiết hoặc để khởi động bằng tay quay.
Trên đầu trục khuỷu thường có then để lắp puli dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống
làm mát, giảm dao động xoắn (nếu có) và lắp bánh răng trục khuỷu. Bộ truyền bánh răng từ trục
khuỷu đẻ dẫn động trục cam phối khí và bơm cao áp (của động cơ điezen) hoặc bộ chia điện dánh
lửa (của động cơ xăng) và bơm dầu của hệ thống bôi trơn .
Ngoài ra đầu trục khuỷu loại này còn có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục. Các bề mặt đầu
của cổ trục đầu tiên khi di chuyển dọc trục sẽ tỳ vào các tấm chắn có tráng hợp kim chịu mòn.
- Cổ khuỷu:
Được gia công và sử lí bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao. Thường các cổ trục cùng một
đường kính. Đặc biệt có động cơ cỡ lớn đường kính cổ trục lớn dần từ đầu đến đuôi trục khuỷu để
có sức bền đều. Cổ khuỷu thường rỗng để làm rãnh dẫn dầu bôi trơn đến các cổ và chốt khác của
trục khuỷu.
- Chốt khuỷu:
Chốt khuỷu có độ cứng và độ bóng cao. Đường kính chốt thường nhỏ hơn đường kính cổ,
nhưng cũng có những trường hợp động cơ cao tốc do lực quán tính lớn đường kính chốt khuỷu có
thể bằng đường kính cổ khuỷu. Trong trường hợp đầu to thanh truyền làm liền khối lắp ổ bi kim ở
một số động cơ 2 kỳ. Do phải lắp lồng thanh truyền từ đầu trục khuỷu nên đường kính chốt phải
lớn hơn đường kính cổ. Chốt khuỷu có thể làm rỗng để giảm trọng lượng và chứa đầu bôi trơn lên
bề mặt chốt khuỷu. Các phương pháp kết cấu như trên hình 1.29:
Hình 1.29. Kết cấu dẫn dầu bôi trơn chốt khuỷu
- Má khuỷu:
Hình 1.30. Các dạng má khuỷu
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
37
Má khuỷu đơn giản và dễ ra công nhất là có dạng chữ nhật và dạng tròn (hình 3.30a và b).
Đối với động cơ có cổ khuỷu lắp ổ bi, má khuỷu tròn đồng thời đóng vai trò cổ khuỷu. Để giảm
trọng lượng người ta thiết kế má khuỷu chữ nhật được vát góc (hình 3.30.c). Má khuỷu ôvan (hình
1.30.d) có sức bền đều.
Để trục khuỷu có độ cứng vững và sức bền cao trục khuỷu thường được thiết kế có độ trùng điệp.
Độ trùng điệp kí hiệu là (hình 3.31.a) có thể xác định theo công thức sau:
Độ trùng điệp càng lớn, độ cứng vững và độ bền của toàn bộ trục khuỷu càng cao.
Hình 1.31. Các biện pháp kết cấu tăng bền má khuỷu
Để tránh tập trung ứng suất, giữa má và cổ khuỷu chốt khuỷu thường có các bán kính chuyển
tiếp (hình 1.31.b)
- Đối trọng:
Đối trọng là các khối lượng gắn trên trục khuỷu để tạo ra lực quán tính ly tâm. nhằm những
mục đích sau:
- Cân bằng lực quán tính ly tâm Pk của trục khuỷu (hình 1.32.a).
- Cân bằng một phần lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một (hình 1.32.b)
Hình 1.32. Vai trò của đối trọng
- Đối trọng là nơi để khoan bớt các khối lượng khi cân bằng động hệ trục khuỷu.
- Giảm tải trọng tác dụng cho một cổ khuỷu, ví dụ cho cổ giữa trục khuỷu động cơ 4 kỳ, 4
xylanh (hình 1.32.d). Đối với trục khuỷu này, các lực quán tính ly tâm Pk tự cân bằng nhưng tạo ra
R
dd cch
2
22
2mRPjl
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
38
cặp mômen Mpk luôn gây uốn cổ giữa. Khi có đối trọng cặp mômen Mpdt của đối trọng sẽ cân
bằng lực mômen Mpk nên giảm được tải cho cổ giữa.
- Về mặt kết cấu có các loại đối trọng sau:
Hình 3.33. Kết cấu đối trọng
- Đối trọng liền với má khuỷu (hình 1.33.a).
- Đối trọng được làm rời. Được lắp bằng bu lông với trục khuỷu (hình 1.33.b).
- Lắp với trục khuỷu bằng rãnh mang cá và được kẹp chặt bằng bu lông (hình 1.33.c)
- Đuôi trục khuỷu:
Hình 3.34 đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vàng bi đỡ
trục sơ cấp hộp số. Trên bề mặt ngõng trục có mặt phớt chặn dầu tiếp đó là ren hồi dầu có chiều
xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trở lại. Sát với cổ trục cuối cùng là đĩa chắn
dầu.
Ngoài ra, ở một số động cơ đuôi trục khuỷu còn làm là nơi lắp chắn di chuyển dọc trục, lắp
bánh răng dẫn động các cơ cấu phụ như bơm cao áp, bơm dầu.
Hình 1.34. Một loại kết cấu đuôi trục khuỷu ô tô
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
39
1.5.2. Bánh đà
1.5.2.1. Chức năng
- Giữ cho độ không đồng đều của động cơ nằm trong giới hạn cho phép.
- Là nơi lắp các chi tiết của cơ cấu khởi động.
- Là nơi đánh dấu tương ứng với điểm chết và khắc vạch chia độ góc quay của trục khuỷu.
1.5.2.2. Kết cấu
Theo kết cấu người ta chia bánh đà thành các loại sau:
- Bánh đà dạng đĩa (hình 1.35.a). Bề mặt bánh đà được gia công phẳng, nhẵn để lắp đĩa ma
sát và đĩa é ply hợp. Trên bánh đà được lắp ép vành răng khởi động.
- Bánh đà dạng vành (hình 1.35.b) là bánh đà dày có mômen quán tính lớn.
Một số động cơ còn sử dụng bánh đà như một buly để truyền công suất ra kéo các máy công
tác.
Hình13.35. Kết cấu bánh đà
- Bánh đà dạng chậu (hình 1.35.c) là bánh đà có dạng trung gian của hai loại trên. Bánh đà
loại này có mômen quán tính và sức bền lớn thường gặp ở động cơ máy kéo.
- Bánh đà dạng vành có nan hoa (hình 1.35.d) để tăng mômen quán tính của bánh đà, phần
lớn khối lượng của bánh đà ở dạng vành xa tâm quay và nối với mayơ bằng các gân kiểu nan hoa.
- Bánh đà của động cơ cỡ lớn như động cơ tàu thủy cỡ lớn chẳng hạn thường được ghép từ
nhiều phần giống nhau để dễ chế tạo.
Thông thường sau khi chế tạo, bánh đà và trục khuỷu thường được lắp với nhau rồi cân bằng
động. Giữa trục khuỷu và bánh đà đều có kết cấu định vị để đảm bảo vị trí tương quan không thay
đổi.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
40
Chƣơng 2: HỆ THỐNG PHỐI KHÍ
2.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại.
2.1.1. Chức năng
Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khí thải) ra
khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơ diesel) vào xylanh
để động cơ làm việc liên tục.
2.1.2. Yêu cầu
- Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí.
- Độ mở lớn.
- Đóng mở đúng thời điểm quy định.
- Đảm bảo đóng kín buồng cháy.
- Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất.
- Dễ điều chỉnh và sửa chữa.
- Giá thành thấp.
2.1.3. Phân loại:
- Cơ cấu phối khí dùng xuppáp.
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp đặt
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp treo
- Cơ cấu phối khí dùng van trượt.
- Cơ cấu phối khí dùng piston đóng mở cửa nạp và cửa thải.
- Cơ cấu phối khí hiện đại điều khiển điện tử : VVT-I
2.2. Pha phối khí động cơ đốt trong (động cơ xăng và diezel).
a) Pha phối khí
Khi giới thiệu về động cơ, chúng ta cho rằng thời điểm đóng mở các xuppáp khi piston lên
đến ĐCT hoặc xuống ĐCD trên thực tế khi muốn xả sạch khi thải và nạp đầy khí mới vào xylanh
để tăng công suất động cơ cần phải mở sớm, đóng muộn các xuppáp nạp, xuppáp xả. Xuppáp nạp
cần mở sớm vào cuối quá trình xả khi piston còn đi lên để khi piston lên đến ĐCT bắt đầu đi
xuống thì thực hiện quá trình hút thì xuppáp nạp đã được mở, tạo ra tiết diện lưu thông tương đối
lớn giúp khí mới dễ dàng đi vào xylanh. Xuppáp nạp cũng cần đóng muộn sau khi piston tới ĐCD
để tận dụng chênh áp và quán tính của dòng khí hút được nhiều khí mới vào xylanh. Giai đoạn từ
lúc mở đến lúc đóng tính bằng góc quay của trục khuỷu được gọi là pha phối khí. Dưới đây giới
thiệu về sơ đồ pha phối khí động cơ 4 kỳ.
Các góc φ thể hiện giá trị: φ1: Góc mở sớm xuppáp nạp, φ2: Góc đóng muộn xuppáp nạp, φ1-
2: Toàn bộ góc mở của xuppáp nạp, φ3: Góc phun sớm, φ2-3: góc ứng với quá trình nén, φ3-4-5: Góc
ứng với quá trình cháy và quá trình giãn nở, φ5: Góc mở sớm xuppáp thải, φ6: Góc đóng muộn
xuppáp thải, φ5-6: Toàn bộ góc mở của xuppáp thải, φ1+ φ6: Góc trùng điệp của xuppáp thải và
xuppáp nạp.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
41
Hình 2.1. Đồ thị công và sơ đồ pha phối khí của động cơ 4 kỳ.
1: Vị trí mở xuppáp nạp 4: Vị trí cuối quá trình cháy
2: VỊ trí đóng xuppáp nạp 5: Vị trí mở xuppáp thải
3’: Vị trí phun nhiê liệu; 6: Vị trí đóng xuppáp thải
3: Vị trí điểm chết trên
b) ảnh hưởng của trị số thời gian – tiết diện của xupap
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
42
2.3. Kết cấu và hoạt động của hệ thống phối khí.
2.3.1. Cơ cấu phối khí cơ bản.
Kết cấu cơ cấu phân phối khí cơ bản gồm: Trục cam, xuppáp, đế xuppáp, lò xo xuppáp, con
đội, đòn gánh..v.v.
2.3.1.1. Xuppáp.
Theo kết cấu của xuppáp người ta chia xuppáp thành ba phần: Nấm xuppáp, thân xuppáp, và
đuôi xuppáp.
a). Nấm xuppáp
Mặt làm việc quan trọng của nấm xuppáp là mặt côn, có góc độ α = 30÷ 45o. Góc α càng nhỏ
tiết diện lưu thông càng lớn, tuy nhiên α càng nhỏ mặt nấm càng mỏng, độ cứng vững càng kém
do đó dễ bị cong vênh, tiếp xúc không kín khít với đế xup páp.
Góc của mặt côn trên nấm xuppáp thường làm nhỏ hơn góc mặt côn trên đế xuppáp khoảng
0,5- 1
o
để xuppáp có thể tiếp xúc với đế theo vòng tròn ở mép ngoài của mặt côn (nếu mặt đế
xuppáp nhỏ hơn mặt côn của xup páp). Làm như thế có thể bảo đảm tiếp xúc được kín khít dù bề
mặt nấm có thể bị biến dạng nhỏ.
Hình 2.3. Kết cấu nấm xuppáp.
a: Nấm bằng b: Nấm lõm c: Nấm lồi d: Nấm chứa natri
Kết cấu của nấm xuppáp thường có ba loại chính sau đây:
- Nấm bằng: Ưu điểm là chế tạo đơn giản, có thể dùng cho cả xuppáp thải và xuppáp nạp.
Vì vậy đa số động cơ thường dùng loại nấm này.
Hình 2.2. Xuppáp
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
43
- Nấm lõm: Đặc điểm là bán kính góc lượn giữa phần thân xup páp và phần nấm rất lớn
nhằm cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp, tăng được độ cứng vững cho nấm xuppáp.
Mặt dưới của nấm được khoét lõm sâu để giảm trọng lượng. Nhược điểm là chế tạo khó và mặt
chịu nhiệt của xuppáp lớn, xuppáp dễ bị quá nóng.
- Nấm lồi: Cải thiện được tình trạng lưu động của dòng khí thải. Chính vì vậy xuppáp thải
của tất cả các động cơ cường hóa đều làm theo dạng nấm lồi. Để giảm trọng lượng của nấm lồi,
người ta thường khoét lõm phía trên phần nấm. Nhược điểm là khó chế tạo và bề mặt chịu nhiệt
của nấm lớn.
b). Thân xuppáp.
Dùng để dẫn hướng xuppáp. Thân xuppáp có đường kính khoảng dt = ( 0,3 ÷ 0,4)dn. Trong
đó dn là đường kính của nấm xuppáp.
Chiều dài của xuppáp phụ thuộc vào cách bố trí xuppáp:
lt = (2,5 ÷ 3,5)dn .
Để tránh xuppáp bị mắc kẹt trong ống dẫn hướng khi bị đốt nóng, đường kính của thân xup
páp ở phần nối tiếp với nấm xuppáp thường làm nhỏ đi một ít hoặc khoét rộng lỗ của ống dẫn
hướng xuppáp ở phần này.
c). Đuôi xuppáp
Đuôi xuppáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo xuppáp. Thông thường đuôi xuppáp có mặt côn
(như hình 4.5.a) hoặc rãnh vòng (như hình 4.5.b) để lắp móng hãm. Kết cấu đơn giản nhất để lắp
đĩa lò xo là dùng chốt (hình 4.5.c) nhưng có nhược điểm là tạo ứng suất tập trung.
Hình 2.4. Kết cấu thân xuppáp.
a: Thân xup páp. b: Thân xuppáp chứa natri.
Hình 2.5. Kết cấu đuôi xuppáp
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
44
Đuôi xuppáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo xuppáp. Thông thường đuôi xuppáp có mặt côn
(như hình 2.5.a) hoặc rãnh vòng (như hình 2.5.b) để lắp móng hãm. Kết cấu đơn giản nhất để lắp
đĩa lò xo là dùng chốt (hình 2.5.c) nhưng có nhược điểm là tạo ứng suất tập trung.
Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi xuppáp ở một số động cơ được tráng lên một lớp
thép hợp kim cứng (thép stenlit) hoặc chụp vào phần đuôi một nắp bằng thép hợp kim cứng (như
hình 2.5.d).
4.3.1.2. Đế xuppáp.
Kết cấu đế xuppáp chỉ là một vòng hình trụ rỗng trên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn
của nấm xuppáp. Một vài loại đế xuppáp thường dùng giới thiệu trên hình
Mặt ngoài của đế xuppáp có thể là:
- Hình trụ trên có tiện rãnh đàn hồi.
- Có khi mặt ngoài có độ côn nhỏ (khoảng 12o).
- Một số loại đế được lắp ghép bằng ren.
Đế xuppáp thường được làm từ thép hợp kim hay gang hợp kim (gang trắng). Chiều dày của
đế nằm trong khoảng (0,08 ÷ 0,15)do. Chiều cao của đế nằm trong khoảng (0,18 ÷ 0,25)do (do là
đường kính họng đế).
Đế xuppáp bằng thép hợp kim thường được ép vào thân máy hoặc nắp xylanh với độ dôi
0,0015 ÷ 0,0035 đường kính ngoài của đế.
Hình 2.6. Kết cấu đế xuppáp.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
45
2.3.1.4. Lò xo xuppáp.
- Lò xo xuppáp để đóng kín xuppáp trên đế xuppáp.
- Đảm bảo xuppáp chuyển động đúng quy luật của cam phân phối khí.
- Đảm bảo quá trình mở, đóng xuppáp không có hiện tượng va đập trên mặt cam.
- Loại lò xo thường dùng nhất là lò xo xoắn ốc hình trụ, hai vòng ở hai đầu lo xo quấn xít
nhau và mài phẳng để lắp ghép.
- Trong động cơ cường hóa và cao tốc, mỗi xuppáp thường lắp một đến ba lò xo lồng vào
nhau. Các lò xo này có chiều xoắn ngược nhau để khi làm việc khỏi kẹt vào nhau.
2.3.1.5. Trục cam.
Trục cam thường bao gồm các phần cam nạp, cam xả và các cổ trục có thể còn có cam dẫn
động bơm xăng, bơm cao áp và bánh răng dẫn động bơm dầu, bộ chia điện .v.v.
.
Trong động cơ ô tô trục cam thường sử dụng các cam làm liền trục. Trong các động cơ tĩnh
tại và tàu thủy, cam nạp và cam thải thường làm rời từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai
ốc.
Hình dạng và thứ tự của cam phối khí được quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phân phối
khí và số kỳ của động cơ, kích thước xy lanh.
Hình 2.8. Lò xo xu páp
Hình 2.9. Cam xuppáp.
1. Các cổ trục. 3. Bánh răng.
2. Các vấu cam. 4. Bánh lệch tâm
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
46
Kích thước của cam chế tạo liền trục thường nhỏ hơn đường kính cổ trục. Ngược lại các cam
lắp rời thường có kích thước lớn hơn cổ trục.
2.3.1.6. Con đội
Là chi tiết truyền lực trung gian và thay thế xuppáp chịu lực nghiêng do cam phối khí gây ra.
Kết cấu con đội gồm hai phần: Phần dẫn hướng (thân con đội) và phần mặt tiếp xúc với cam
phối khí. Thân con đội có dạng hình trụ, còn phần mặt tiếp xúc thường có nhiều dạng khác nhau.
Con đội có thể chia làm ba loại chính: Con đội hình nấm và hình trụ: con đội lăn; con đội
thủy lực.
a). Con đội hình nấm và hình trụ
Khi dùng loại con đội này, loại cam phối khí phải dùng cam lồi. Đường kính của mặt nấm
tiếp xúc với trục cam phải lớn để tránh hiện tượng kẹt.
Loại con đội hình nấm được sử dụng nhiều trong cơ cấu phân phối khí kiểu xuppáp đặt. thân
con đội thường nhỏ, đặc, vít điều chỉnh khe hở xup páp bắt trên phần đầu của thân.
b). Con đội lăn
Hình 2.10. Trục cam
1. Đầu trục cam. 4. Cam lệch tâm bơm xăng
2. Cổ trục cam. 5. Cam bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn.
3. Cam nạp và cam thải.
Hình 2.12. Con đội hình nấm và con đội hình trụ.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
47
Con đội lăn có thể dùng cho tất cả các dạng cam, nhưng thường dùng với dạng cam tiếp
tuyến và cam lõm. Ưu điểm là ma sát nhỏ và phản ánh chính xác quy luật chuyển động nâng hạ
của cam tiếp tuyến và cam lõm. Nhược điểm là kết cấu phức tạp.
c). Con đội thủy lực
Khi trục cam quay đến vị trí nâng cao con đội, thân con đội 7 và xylanh 8 được cam đẩy lên.
Dầu nhờn được chứa trong khoang dưới của piston bị lén lại, Bi 5 của van một chiều đóng kín trên
đế van của ống 4. Do đó piston 1 được đẩy lên mở xuppáp ra. Do lực của lò xo xuppáp tác dụng
lên đầu piston 1 nên trong quá trình con đội đi lên dầu trong khoang chứa phía dưới piston 1 bị nén
lại, một phần dầu sẽ rỉ ra qua khe hở giữa piston và xylanh 8 ra ngoài. Trong quá trình xuppáp
đóng, con đội đi xuống, khi xuppáp đóng kín trên đế xuppáp con đội đi xuống vị trí thấp nhất. lúc
này lỗ dầu 3 trên thân con đội trùng với lỗ dầu trên thân máy. Đồng thời lò xo 2 đẩy piston 1 đi lên
cho tới khi đầu piston chạm vào đuôi xuppáp. Do đó trong cơ cấu phân phối khí không có khe hở
nhiệt, khi piston 1 bị lò xo 2 đẩy lên, trong khoan chứa dầu phía piston có độ chân không. Dầu
nhờn đi qua lỗ 3 và ống đế van 4 đầy bị 5 mở ra bổ xung vào khoang chứa dầu này.
Loại con đội thủy lực dùng trong cơ cấu phân phối khí loại xuppáp treo giới thiệu trên hình
2.23b có nguyên lý làm việc tương tự.
- Ưu điểm của con đội thủy lực là có thể thay đổi tự động trị số thời gian, tiết diện của cơ
cấu phân phối khí rất có lợi trong quá trình nạp khi động cơ chạy ở tốc độ cao.
- Nhược điểm của con đội thủy lực là: Chất lượng quá trình làm việc của con đội thủy lực
phụ thuộc vào chất lượng dầu nhờn.
Hình 2.14. Con đội thủy lực
1: Piston
2: Lòng dẫn hướng
3: Lồ xo
4: Van bi
5: Thân con đội
6: Đường dầu vào
7: Lò xo van bi
8: Xylanh
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
48
2.3.2. Cơ cấu điều khiển pha phối khí (hệ thống điều khiển thời điểm phối khí VVT-I).
Thông thường thời điểm phối khí được cố định nhưng hệ thống VVT-I dùng áp suất dầu
thủy lực làm soay trục cam dẫn đến thay đổi thời điểm phối khí. Làm tăng công suất và giảm ô
nhiễm.
Hình 2.17. Hệ thống VVT-I.
a). Hoạt động của hệ thống VVT-I
- Khi ở nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp và tải nhẹ, khi tải nhẹ: Thời điểm phối khí của trục
cam nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xuppáp được làm giảm đi để làm giảm lượng khí xả chạy
ngược lại phía nạp.
- Khi tải trung bình hay ở tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng: Thời điểm phối khí được
làm sớm lên và độ trùng lặp xuppáp tăng lên, thời điểm đóng xuppáp nạp cũng được làm sớm lên.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
49
- Khi chạy ở tốc độ cao và tải nặng: Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp
tăng lên, thời điểm đóng xuppáp nạp cũng được đẩy sớm lên.
b). Cấu tạo
Hình 2.18. Cấu tạo hệ thống VVT-I.
- Bộ điều khiển VVT-I: Bao gồm một bộ vỏ được dẫn động bằng xích cam và các cánh gạt
được cố định trên trục cam. Áp suất dầu được gửi từ phía làm sớm hay làm muộn làm quay các
cánh gạt điều khiển trục cam thay đổi liên tục thời điểm phối khí của trục cam nạp. Khi động cơ
ngừng hoạt động trục cam nạp sẽ chuyển động đến thời điểm muộn nhất để duy trì khả năng khởi
động. Chốt hãm có tác dụng hãm các cơ cấu của hệ thống VVT-I làm giảm tiếng gõ khi hệ thống
ngừng hoạt động.
- Van điều khiển phối khí trục cam: Theo sự điều khiển của ECU điều khiển vị trí của van
ống phân phối áp suất dầu cấp cho VVT-I.
c). Hoạt động
Hệ thống VVT-I gồm ba hoạt động chính:làm sớm thời điểm phối khí, làm muộn thời điểm
phối khí, và giữ nguyên vị trí trục cam.
- Làm sớm thời điểm phối khí: Khi van điều khiển dầu phối khí ở vị trí như trên hình vẽ áp
suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
50
Hình 2.19. Làm sớm thời điểm phối khí.
- Làm muộn thời điểm phối khí: Khi van điều khiển dầu phối khí ở vị trí như trên hình vẽ áp
suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí
Hình 2.20. Làm muộn thời điểm phối khí.
- Giữ nguyên thời điểm phối khí:
Hình 2.21. Giữ thời điểm phối khí
Khi ECU tính toán góc phối khí chuẩn theo tình trạng làm việc hiện hành. Van điều khiển
dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóng
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
51
2.3.3. Cơ cấu điều khiển hành trình xuppáp (Hệ thống VVTL-I).
Hệ thống này dựa trên hệ thống VVT-I và áp dụng cơ cấu đổi vấu cam để thay đổi hành trình
xuppáp. Điều này cho phép đạt được công suất cao mà không ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên
liệu cũng như ô nhiễm khí xả.
Hình 2.22. Cơ cấu điều khiển hành trình xuppáp.
2.3.3.1. Cấu tạo
- Van điều khiển dầu cho VVTL-I: Van điều khiển dầu cho VVTL-I điều khiển áp suất dầu
cung cấp đến phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển vấu cam.
- Trục cam và cò mổ: Để thay đổi hành trình Xuppáp trục cam có hai loại vấu cam, vấu cam
tốc độ cao và vấu cam tốc độ thấp cho mỗi xylanh. Cơ cấu chuyển vấu cam được lắp bên trong cò
mổ giữa xup páp và vấu cam. Áp suất dầu từ van điều khiển dầu của VVT-L đến lỗ dầu trong cò
mổ, và áp suất này đẩy chốt hãm bên dưới chốt đệm. Nó cố định chốt đệm và ấn khớp cam tốc độ
cao. Khi áp suất dầu ngừng tác dụng, chốt hãm được trả về bằng lực của lò xo và chốt đệm được tự
do và có thể di chuyển tự do theo phương thẳng đứng, vấu cam tốc độ cao bị vô hiệu hóa.
2.3.3.2. Hoạt động
Trục cam nạp và xả có các vấu cam với hai hành trình khác nhau cho từng xylanh, và ECU
động cơ chuyển những vấu cam hoạt động bằng áp suất dầu.
- Tốc độ thấp và trung bình (Vđc< 6000v/p): Van điều khiển dầu mở phía xả. Do đó áp xuất
dầu không tác dụng lên cơ cấu chuyển vấu cam. Chốt hãm có thể chuyển động tịnh tiến theo
phương thẳng đứng, vấu cam tốc độ cao bị vô hiệu hóa, xu páp được dẫn động bằng vấu cam tốc
độ thấp và trung bình.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
52
Hình 2.23. Hoạt động tại tốc độ thấp
- Tốc độ cao(Vđc> 6000v/p, nhiệt độ nước làm mát cao hơn 60
o
c): Phía xả của van điều
khiển dầu được đóng lại, áp suất dầu tác dụng lên phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển vấu cam.
Áp suất dầu ấn chốt hãm bên dưới chốt đệm và cò mổ giữ chốt đệm và cò mổ. Cam tốc độ cao tác
dụng cò mổ trước khi cam tốc độ thấp và trung bình tác dụng đến con lăn. Lúc này xup páp được
dẫn động bằng cam tốc độ cao.
Hình 2.24. Hoạt động tại tốc độ cao.
2.3.4. Đƣờng nạp và xả khí của động cơ.
2.3.4.1. Sơ đồ các đường nạp.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
53
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
54
2.3.4.2 Sơ đồ nạp cộng hưởng.
Hình 2.26. Sơ đồ đường nạp cộng hưởng
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
55
2.3.4.3. Sơ đồ bố trí các đường thải.
Hình 2.27. Sơ đồ các cách bố trí đường thải
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
56
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
57
Hình 3.1. Các dạng bôi trơn
CHƢƠNG 3: HỆ THỐNG BÔI TRƠN
3.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
3.1.1. Công dụng
Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát để giảm tổn thất công
suất do ma sát gây ra và làm sạch các bề mặt. Ngoài ra hệ thống bôi trơn còn có các nhiệm vụ làm
mát, bao kín buồng cháy và chống ôxy hóa.
- Bôi trơn bề mặt ma sát làm giảm tổn thất ma sát.
- Làm mát bề mặt làm việc của các chi tiết có chuyển động tương đối.
- Tẩy rửa bề mặt ma sát.
- Bao kín khe hở các cặp ma sát.
- Chống ôxy hóa.
- Rút ngắn quá trình chạy rà của động cơ.
3.1.2. Yêu cầu đối với hệ thống bôi trơn
- Áp suất bôi trơn phải đảm bảo đủ lượng dầu đi bôi trơn.
- Áp suất của dầu bôi trơn trong hệ thống phải đảm bảo từ 2- 6kg/cm2.
- Dầu bôi trơn trong hệ thống phải sạch, không bị biến chất, độ nhớt phải phù hợp.
- Dầu bôi trơn phải đảm bảo đi đến tất cả các bề mặt làm việc của các chi tiết để bôi trơn và làm mát
cho các chi tiết.
3.1.3. Phân loại
- Bôi trơn ma sát khô: Bề mặt lắp ghép của hai chi
tiết có chuyển động tương đối với nhau mà không có chất
bôi trơn. Ma sát khô sinh ra nhiệt làm nóng các bề mặt ma
sát khiến chúng nhanh mòn hỏng, có thể gây ra mài mòn
dính.
- Bôi trơn ma sát ướt: Là dạng bôi trơn mà giữa
hai bề mặt của cặp lắp ghép luôn luôn được duy trì
bằng một lớp dầu bôi trơn ngăn cách.
- Bôi trơn ma sát nửa ướt: Là dạng bôi trơn mà giữa
hai bề mặt của cặp lắp ghép được duy trì bằng một lớp dầu
bôi trơn ngăn cách không liên tục, mà chủ yếu là nhờ độ
nhớt của dầu để bôi trơn.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
58
3.2. Các phương án bôi trơn
3.2.1. Hệ thống bôi trơn cácte ướt
a). Sơ đồ nguyên lý
b). Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc bơm dầu được dẫn động lúc này dầu trong cácte 1 qua phao lọc dầu 2
đi vào bơm. Sau khi qua bơm dầu có áp suất cao khoảng 2-6 Kg/cm2.được chia thành hai nhánh:
- Nhánh 1: Dầu bôi trơn đến két 12, tại đây dầu được làm mát rồi trở về cácte nếu nhiệt độ
dầu cao quá quy định.
- Nhánh 2: Đi qua bầu lọc thô 5 đến đường dầu chính 8. Từ đường dầu chính dầu theo nhánh 9
đi bôi trơn ổ trục khuỷu sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền qua lỗ khoan chéo xuyên qua má
khuỷu (khi lỗ đầu to thanh truyền trùng với lỗ khoan trong cổ biên dầu sẽ được phun thành tia vào
ống lót xylanh). Dầu từ đầu to thanh truyền theo đường dọc thân thanh truyền lên bôi trơn chốt
piston. Còn dầu ở mạch chính theo nhánh 10 đi bôi trơn trục camcũng từ đường dầu chính một
đường dầu khoảng 15 - 20% lưu lượng của nhánh dầu chính dẫn đến bầu lọc tinh 11. Tại đây những
phần tử tạp chất rất nhỏ được giữ lại nên dầu được lọc rất sạch. Sau khi ra khỏi bầu lọc tinh với áp
suất còn lại rất nhỏ dầu trở về cácte 1.
Van ổn áp 4 của bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất dầu ở đường ra khỏi bơm không đổi trong
phạm vi tốc độ vòng quay làm việc của động cơ. Khi bầu lọc thô 5 bị tắc van an toàn 6 sẽ mở, phần lớn dầu
sẽ không đi qua bầu lọc mà lên thẳng đường dầu chính bằng đường dầu qua van để đi bôi trơn, tránh hiện
tượng thiếu dầu cung cấp đến các bề mặt ma sát cần bôi trơn.
Hình 3.2. Hệ thống bôi trơn cácte ướt.
1: Các te dầu 9: Đường dầu đến ổ trục khuỷu
2: Phao lọc dầu 10: Đường dầu đến ổ trục cam
3: Bơm dầu 11: Bầu lọc tinh
4: Van điều áp 12: Két làm mát dầu
5: Bầu lọc dầu 13: Van nhiệt
6: Van an toàn 14: Đồng hồ báo mức dầu
7: Đồng hồ đo áp suất 15: Miệng đổ dầu
8: Đường dầu chính 16: Que thăm dầu.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
59
Van nhiệt 13 chỉ hoạt động (đóng) khi nhiệt độ dầu lên quá cao khoảng 800C. Dầu sẽ qua két
làm mát 12 trước khi về cácte.
3.2.2. Hệ thống bôi trơn cácte khô
a). Sơ đồ nguyên lý
b). Nguyên lý làm việc :
HTBT cácte khô khác cơ bản với HTBT cácte ướt ở chỗ có thêm từ một đến hai bơm dầu số
2, làm nhiệm vụ chuyển dầu sau khi bôi trơn rơi xuống cácte. Từ cácte dầu qua két làm mát 13 rồi
về thùng chứa 3 bên ngoài động cơ. Từ đây dầu được bơm lấy đi bôi trơn giống như ở HTBT cácte
ướt.
3.3. Kết cấu và hoạt động của các cụm trong hệ thống bôi trơn
3.3.1. Bơm dầu
Bơm dầu có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa qua phao lọc và đẩy qua các bầu lọc với một áp
suất nhất định để đi bôi trơn các chi tiết trong động cơ.
Trên ô tô hiện nay thường sử dụng các loại bơm dầu sau:
- Bơm bánh răng:
+ Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
+ Bơm bánh răng ăn khớp trong.
- Bơm kiểu piston.
- Bơm cánh gạt.
- Bơm rô to.
Hình 3.3. Hệ thống bôi trơn các te khô.
1: Các te dầu 8: Đường dầu chính
2,5: Bơm dầu 9: Đường dầu đến ổ trục khuỷu
3: Thùng dầu 10: Đường dầu đến ổ trục cam
4: Phao hút dầu 11: Bầu lọc tinh
6: Bầu lọc thô 12: Đồng hồ báo nhiệt độ dầu
7: Đồng hồ báo áp suất 13: Két làm mát dầu
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
60
3.3.1.1. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài
a). Sơ đồ cấu tạo
Cấu tạo gồm có: Thân bơm đúc bằng gang hoặc thép. Trong thân bơm có khoang rỗng chứa
hai bánh răng. Thông với khoang này có đường dầu vào 6 và đường dầu ra 5. Nối giữa hai đường
là van ổn áp gồm có lò xo 10 và viên bi cầu 11. Bánh răng chủ động 4 được lắp cố định với trục
chủ động còn bánh răng bị động 2 lắp quay trơn trên trục.
b). Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc thông qua trục cam bằng cặp bánh răng ăn khớp làm cho bánh răng chủ
động 4 quay, bánh răng bị động 2 sẽ quay theo chiều ngược lại. Ở khoang B khi các bánh răng ra
khớp sẽ làm thể tích khoang B tăng lên áp suất sẽ giảm, dầu được hút từ cácte qua phao đi vào buồng
hút. Dầu từ khoang B điền đầy vào khoảng giữa hai răng rồi được guồng sang phía khoang A.
Tại đây do các bánh răng vào khớp thể tích giảm, áp suất tăng dầu bị ép nên có một áp suất
nhất định đi theo đường dầu ra lên bầu lọc thô.
Khi áp suất ở phía buồng đẩy quá lớn. Áp lực dầu thắng sức căng lò xo 10 mở bi 11 để tạo ra
một dòng dầu chảy ngược về đường dầu vào. Áp suất dầu sẽ giảm đi van bi đóng lại ngăn không
cho dầu từ buồng đẩy về đến buồng hút.
Rãnh giảm áp 3 có tác dụng tránh hiện tượng chèn dầu giữa các răng khi vào khớp. Nhờ vậy giảm
được ứng suất và sức mỏi của bánh răng. Đối với loại bơm này, lưu lượng và hiệu suất bơm phụ thuộc rất
nhiều vào khe hở hướng kính giữa đỉnh răng với thân bơm, khe hở hướng trục giữa mặt đầu bánh răng và
nắp bơm. Thông thường các khe hở này không vượt quá 0,1mm.
Hình 3.6. Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp ngoài
A - Buồng đẩy. B - Buồng hút.
1: Thân bơm 7: Đệm làm kín
2: Bánh răng bị động 8: Nắp điều chỉnh van
3: Rãnh giảm áp 9: Tấm đệm điều chỉnh
4: Bánh răng chủ động 10: Lò xo
5: Đường dầu ra 11: Viên bi.
6: Đường dầu vào
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
61
3.3.1.2. Bơm bánh răng ăn khớp trong
a. Sơ đồ cấu tạo
Bơm này thường được lắp trên đầu trục khuỷu vành ngoài của bơm lắp với ổ trục vành trong
lắp với trục khuỷu. Ưu điểm của loại này là kết cấu gọn nhẹ, lưu lượng bơm lớn.
1: Bánh răng ngoài
2: Khoang hút
3: Van ổn định
4: Buồng đẩy
5: Bánh răng trong
6: Khoang lưỡi liềm
Hình 3.7. Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp trong.
b). Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc, bánh răng trong được dẫn động và quay với tỉ số truyền thích hợp. Do
bánh răng trong luôn luôn ăn khớp với bánh răng ngoài lên làm bánh răng ngoài quay theo cùng chiều.
Dầu được hút ở nơi các bánh răng ra khớp (có thể tích tăng áp suất giảm) và guồng sang phía các răng
vào khớp. Tại đây dầu sẽ có một áp suất cao nhất định được chuyển qua phía đường ra đi bôi trơn.
3.3.1.3. Bơm cánh gạt
a). Sơ đồ cấu tạo
b). Nguyên lý làm việc
Rô to 5 nhận được truyền động từ trục cam hoặc bộ chia điện. Khi rô to quay mang theo các
phiến gạt 3 quay. Nhờ lực văng ly tâm và lò xo 7 phiến gạt 3 luôn luôn tì sát bề mặt vỏ bơm 1 tạo
thành các không gian kín. Và nhờ rô to và stato lắp lệch tâm tạo ra buồng hút và buồng đẩy.
Ở buồng hút thể tích tăng, áp suất giảm dầu được hút từ thùng chứa và được các phiến gạt,
gạt sang phía buồng đẩy.
Loại bơm này có ưu điểm rất đơn giản, nhỏ gọn. Nhưng nhược điểm là mài mòn bề mặt tiếp
xúc giữa phiến gạt và thân bơm rất nhanh.
Hình 3.8. Bơm dầu kiểu cánh gạt
1: Thân bơm 5: Rô to
2: Đường dầu vào 6: Trục dẫn động
3: Cánh gạt 7: Lò xo
4: Đường dầu ra
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
62
3.3.1.4. Bơm dầu kiểu rô to
a). Cấu tạo
Hình 3.9. Bơm dầu kiểu rô to.
1: Rôto ngoài 4: Túi chúa dầu
2: Rôto trong 5: Khoang dầu vào.
3: Khoang dầu ra
Gồm có vỏ chứa hai rô to lồng vào nhau (rô to trong và rô to ngoài). Rô to ngoài khoét lõm hình
sao đỉnh tròn. Rô to trong dạng chữ thập đỉnh tròn và lắp lọt vào trong rô to ngoài. Rô to trong gắn
trên trục bơm và rô to ngoài lắp trong thân bơm. Trục dẫn động bơm đặt lệch tâm trong thân bơm làm
cho đỉnh răng của hai rô to ăn khớp về một phía của thân bơm.
b). Nguyên lý làm việc
Khi trục bơm quay thì rô to trong quay làm rô to ngoài quay. Các rô to quay tạo thành túi
chứa dầu ở phía cửa vào của bơm và truyền tới cửa ra đi cung cấp. Vì các đỉnh của hai rô to lắp
khít lên không cho dầu đi ngược trở lại đường dầu vào.
3.3.2. Bầu lọc dầu
3.3.2.1. Bầu lọc thô
Thường lắp trực tiếp trên đường dầu đi bôi trơn lên lưu lượng dầu phải đi qua bầu lọc là rất
lớn. Vì vậy tổn thất áp suất dầu khi qua bầu lọc thô không được quá lớn cỡ khoảng 0,1MN/m2. Lọc
thô chỉ lọc được các cặn bẩn có kích thước lớn hơn 0,03 mm và tùy thuộc vào phần tử lọc sử dụng.
Các phần tử lọc thô thường gặp trong động cơ hiện đại có các loại sau: Loại tấm, loại dải, loại lư-
ới
*). Bầu lọc thô dùng lưới lọc bằng đồng.
Thường dùng trên động cơ tàu thủy hoặc động cơ tĩnh tại. Kết cấu lưới lọc gồm các khung
lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép sát trên trục của bầu lọc. Lưới đồng dệt rất dày có thể lọc sạch các tạp
chất có kích thước 0,1 - 0,2m
Hình 3.10. Bầu lọc thô có lưới lọc
bằng đồng
1: Thân bầu lọc 4: Đường dầu ra
2: Đường dầu vào 5: Phần tử lọc
3: Nắp bầu lọc 6: Lưới của phần tử lọc.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
63
3.3.2.2. Bầu lọc tinh
Dùng để lọc sạch dầu làm cho dầu trở lên tinh khiết trước khi trở về thùng chứa. Thường đ-
ược lắp trên đường dầu phụ.
Nếu xét về góc độ sử dụng phương pháp lọc, bầu lọc tinh gồm hai nhóm chính :
- Bầu lọc tinh ly tâm.
- Bầu lọc tinh cơ học.
*). Bầu lọc tinh cơ học loại thấm.
Cấu tạo: Phần tử lọc làm bằng giấy xếp thay thế được bao gồm một hộp trụ có đục lỗ bên
ngoài. Hai tấm kim loại tròn có lỗ ở giữa đậy hai đầu lõi lọc. Khi lắp phần tử lọc vào ống trụ 2 nó
bị ép sát vào nắp, dưới tác dụng của lò xo và được bao kín hai đầu bằng đệm 6. Van thoát tải 5 gồm
một lá van hình cốc làm bằng nhựa. Ở trạng thái đóng lò xo sẽ đẩy van lên trên cùng và ngăn
không cho dầu chưa lọc đi vào khoang trong của phần tử lọc. Còn nắp 8 sẽ đậy kín phần trên của
thân bơm nhờ ống trụ 2 và đai ốc 7.
Hình 3.11. Bầu lọc tinh cơ học loại thấm.
1: Nút lỗ xả 6: Đệm khí
2: Ống trụ 7: Đai ốc lắp
3: Thân bầu lọc 8: Nắp
4: Cảm biến áp suất dầu 9: Lõi lọc
5: Van thoát tải 10: Cảm biến áp suất
Nguyên lý làm việc: Khi dầu được bơm đầy vào thân bầu lọc (khoảng 15 - 20% lưu lượng
đường dầu chính), một phần các tạp chất cơ học và nước sẽ lắng xuống đáy bầu lọc. Sau khi đi qua
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
64
lớp các tông xốp phần tạp chất còn lại cũng được lọc sạch. Dầu sạch sẽ chảy dọc trong ống trụ 2
xuống dưới và rơi trở về cácte.
Trong trường hợp độ chênh lệch áp suất dầu phía trong và phía ngoài phần tử lọc vượt quá
0,7 - 0,9 Kg/cm
2, lá van bị đẩy xuống mở cho dầu vào trực tiếp trong ống trụ 2, sau đó đi thẳng về
cácte. Thông thường khi phần tử lọc chưa bị bẩn, độ chênh lệch áp suất này chỉ vào khoảng 0,1-
0,2Kg/cm
2
.
Hiện nay hầu hết trên các xe ô tô hiện đại đều chỉ sử dụng duy nhất một bầu lọc dầu trong
HTBT đó là bầu lọc toàn phần. Nó sẽ kết hợp cả lọc thô và lọc tinh và được bố trí nối tiếp với đư-
ờng dầu chính để lọc toàn bộ dầu trước khi đi bôi trơn. Sau đây giới thiệu một loại điển hình.
*). Bầu lọc toàn phần kiểu thấm.
Cấu tạo: Gồm một lõi lọc bao quanh ống dầu ra, lõi lọc được quấn thành nhiều lớp: Lớp
vải, lớp giấy, lưới lọc mịn bằng kim loại hoặc vải, dạ... có độ thẩm thấu cao. Trên thân ống dầu ra
được khoan nhiều lỗ để dầu sạch đi vào, các đường dầu vào, ra được bố trí trên nắp bầu lọc. Đáy
bầu lọc có van an toàn.
Hình 3.12. Cấu tạo bầu lọc toàn phần kiểu thấm
Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao từ bơm dầu chuyển tới đi vào trong bầu lọc qua các
lỗ vào trên nắp bầu lọc. Dầu sẽ thẩm thấu qua các phần tử lõi lọc để đi vào đường ống dầu ra qua
các lỗ khoan trên thân ống. Trên đường đi đó các tạp chất sẽ bị giữ lại hầu như toàn bộ, kể cả các
phần tử có kích thước nhỏ. Dầu sạch sau khi ra khỏi bầu lọc sẽ được chuyển tới mạch dầu chính đi
bôi trơn động cơ.
Trong trường hợp lõi lọc bị tắc, áp suất dầu trong bầu lọc sẽ tăng cao, thắng được sức căng lò xo van
an toàn đẩy viên bi nối thông đường dầu vào ra bầu lọc. Dầu được đi bôi trơn mà không cần lọc, để HTBT
hoạt động liên tục khi động cơ làm việc (trong trường hợp này động cơ chấp nhân làm việc với dầu bôi
trơn không sạch). .
Đáy bầu lọc có nút xả dầu và một nam châm sẽ giữ lại các mạt kim loại có trong dầu. Sử
dụng loại bầu lọc này phải chú ý thay định kỳ theo quy định.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
65
3.4. Dầu bôi trơn
3.4.1. Yêu cầu
Dầu bôi trơn phải bám chắc trên các bề mặt chi tiết, chống han gỉ, hút nhiệt, không thay đổi
phẩm chất trong quá trình làm việc và đặc biệt là không phân hủy do tác dụng của nhiệt độ. Dầu
bôi trơn phải có những yêu cầu nhất định về hàm lượng lưu huỳnh (S%), nước và tạp chất cơ học.
Ngoài ra dầu phải có độ nhớt phù hợp, nhiệt độ đông đặc giới hạn nhất định.
3.4.2. Các chỉ tiêu đánh giá dầu bôi trơn
Tất cả các dầu nhơn khi mang ra sử dụng ngoài thị trường đều có bảng hướng dẫn sử dụng,
cũng như có các thông số kỹ thuật. Ở đây ta chỉ xét một số thông số cơ bản sau :
Độ nhớt của dầu : Là sức cản di chuyển qua lại của các phân tử dầu (hay còn gọi là nội ma
sát các phân tử dầu)
Chú ý : Khi sử dụng phải chọn độ nhớt theo đúng quy định của nhà thiết kế, đồng thời phù
hợp với vùng sử dụng. Nếu độ nhớt của dầu không đảm bảo thì dầu dễ bị ép ra khỏi khe hở các
chi tiết khi làm việc.
Độ nhớt của dầu được ký hiệu bằng các chữ số và đứng sau chữ cái chỉ ký hiệu dầu trong
mác dầu. Chữ số ký hiệu càng lớn thì đột nhớt càng cao.
Nhiệt độ ổn định của dầu: Độ ổn định về nhiệt của dầu, dầu phải đảm bảo sao cho khi nhiệt
độ thay đổi thì độ nhớt không thây đổi đáng kể. Căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể của động cơ
mà người ta chọn dầu có độ nhớt cho phù hợp.
Nhiệt độ đông đặc của dầu: Nhiệt độ này đặc trưng cho sự mất cơ tính của dầu. Do vậy
người ta biết sử dụng vào mùa đông hay mùa hè hoặc vung thấp hay vùng cao.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
66
Chƣơng 4: HỆ THỐNG LÀM MÁT
4.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
4.1.1. Công dụng
- Giữ cho động cơ ở nhiệt độ thích hợp và ở tất cả các tốc độ, điều kiện vận hành.
- Làm cho động cơ đạt đến nhiệt độ vận hành bình thường một cách nhanh chóng.
4.1.2. Yêu cầu
- Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp.
- Nếu làm mát bằng gió thì cánh tản nhiệt phải đảm bảo cho các xylanh được làm mát như
nhau.
- Nếu làm mát bằng nước phải đảm bảo đưa nước có nhiệt độ thấp đến vị trí có nhiệt độ cao,
nước phải chứa ít iôn.
- Kết cấu của hệ thống làm mát phải có khả năng xả hết nước khi súc rửa để sử dụng bảo
quản dễ dàng.
4.1.3. Phân loại
Hệ thống làm mát động cơ được phân loại theo các đặc điểm sau:
- Theo môi chất làm mát được sử dụng gồm có 2 loại :
+ Hệ thống làm mát bằng nước, dung dịch làm mát.
+ Hệ thống làm mát bằng không khí.
- Theo mức độ tăng cường làm mát gồm có 2 loại.
+ Làm mát tự nhiên.
+ Làm mát cưỡng bức
- Hệ thống làm mát cưỡng bức còn được phân theo đặc điểm của vòng tuần hoàn nước gồm
có.
+ Kiểu vòng tuần hoàn kín.
+ Kiểu vòng tuần hoàn hở.
+ Kiểu 2 vòng tuần hoàn.
- Hệ thống làm mát bằng nước tự nhiên gồm 2 loại:
+ Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
+ Hệ thống làm mát kiểu đối lưu.
4.2. Kết cấu và hoạt động của hệ thống làm mát.
4.2.1. Hệ thống làm mát bằng nƣớc.
Ở hệ thống làm mát bằng nước, nước được dùng làm môi chất trung gian tản nhiệt cho các
chi tiết. Tuỳ thuộc vào tính lưu động của nước trong hệ thống làm mát, phân thành 3 loại:
- Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi.
- Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên.
- Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
67
4.2.1.1. Các chu trình làm mát trên động cơ
a. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
Hình 4.1. Hệ
thống làm mát kiểu bốc hơi
1: Thân máy 5: Thùng nhiên liệu.
2: Piston 6: Bình bốc hơi.
3: Thanh truyền. 7: Nắp xylanh
4 : Hộp cácte trục khuỷu.
b. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
Hình 4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
1: Thân máy. 6: Két nước.
2: Xylanh. 7: Không khí làm mát.
3: Nắp xylanh. 8: Quạt gió.
4: Đường nước ra két nước 9: Đường nước vào động cơ
5: Nắp để rót nước
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
68
c. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức
Để tăng tốc độ lưu động của nước làm mát động cơ, người ta dùng hệ thống tuần hoàn cưỡng
bức. Trong hệ thống này tốc độ lưu động của nước chủ yếu do bơm nước quyết định
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức gồm có các loại sau đây:
- Hệ thống làm mát một vòng hở
- Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng.
- Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng.
- Hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín.
+ Hệ thống làm mát cƣỡng bức tuần hoàn kín một vòng
Hình 4.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng
+ Hệ thống làm mát kiểu cƣỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín
Hình 4.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
69
4.2.1.2. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát
a. Két nước
Két nước được lắp ở phía trước động cơ, két nước gồm 3 phần chính: Bình phía trên, bình
phía dưới, ruột két nước (thân két nước)
Hình 4.5. Két nước
1: Đường nước về 5: Ruột két nước
2: Nắp két nước 6: Bộ lọc
3: Cánh tản nhiệt 7: Ống nước đi làm mát
4: Chiều nước làm mát
*). Bình nước trên: Gồm nước từ thân động cơ, phía trên khoảng rỗng có nắp két nước. Vật liệu là
đồng tấm dày 0,5mm (hoặc nhựa tổng hợp). Ở miệng đổ nước có nắp đầu nối cảm biến của bóng
đèn kiểm tra nhiệt độ giới hạn của nước và ống nối. Ống thoát hơi hàn ở miệng đổ nước vào két.
* Bình nước dưới: Gồm nước từ thân nước sau khi đã làm mát, dập từ đồng lá mỏng (nhựa tổng
hợp) có đường dẫn nước tới bơm nước và ở bình có van xả nước được điều khiển khóa vặn.
* Ruột két nước (thân két nước): Làm mát nước gồm khoảng 200 - 300 ống dẫn nước bằng đồng
hoặc nhôm. Sắp xếp theo các hàng 2 đầu hàn với bình nước trên và bình nước dưới. Hình dạng các
ống có thể là tiết diện tròn ô van hay dẹt ... Được chế tạo bằng đồng hay đồng thau với bề dày
0,15mm.
b. Bơm nước
Bơm nước thường dùng là bơm ly tâm: Thân bơm được đúc bằng gang hoặc hợp kim
nhôm. Trên thân có các đường nước vào, đường nước ra, guồng quạt nước được đúc bằng gang
hoặc kim đồng. Guồng quạt được lắp cố định trên trục bơm, quay trượt trên thân bơm bằng các ổ
bi. Để không cho nước dò rỉ theo trục bơm có nắp vòng chắn nước gồm: Các đệm cao su, lò xo để
chắn không cho nước dò rỉ ra bên ngoài.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
70
Hình 6.6. Cấu tạo và nguyên lý làm việc bơm ly tâm
1: Đường nước vào 4: Trục bơm
2: Vỏ bơm 5: Guồng quạt nước
3: Đường nước ra
*). Nguyên lý hoạt động
Khi động cơ làm việc thông qua bộ truyền đai, trục bơm quay làm guồng quạt nước quay ở
trong vỏ bơm. Do tác dụng của lực li tâm của cánh guồng mà quạt nước vào thành trong vỏ bơm
sinh ra một áp lực đẩy nước vào các đường nước làm mát vì guồng quạt quay trong nước tạo ra
khoảng chân không xung quanh tâm guồng nước ở trong két nước không ngừng được bổ sung vào
bơm nước lưu lượng bơm từ 68 – 320 lít/ kw.h (số vòng quay từ 1800 - 3500 vòng/ phút) số vòng
tuần hoàn từ 7 - 12 lần/ phút. Cột áp suất do bơm tạo nên là 0,5 -1,5kG/cm2 công dẫn động bơm
chiếm khoảng 0.005 đến 0,01Ne.
c. Van hằng nhiệt
*) Van đơn
a b
Hình 4.7. Kết cấu và các chế độ làm việc của van hằng nhiệt loại đơn
a: Van hằng nhiệt đóng b: Van hằng nhiệt mở
1: Nước từ động cơ tới
2: Nước quay về động cơ
3: Nước ra két làm mát
Khi động cơ mới làm việc, nhiệt độ còn thấp. Van của bộ điều chỉnh nhiệt chưa được nâng
lên, lúc này cửa 1 (đường nước từ động cơ tới) và cửa 2 (đường nước quay về động cơ) được
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
71
thông nhau. Nước được bơm chuyển từ két qua bộ điều chỉnh nhiệt rồi qua bơm nước, mà hoàn
toàn không đi qua két làm mát.
Khi động cơ làm việc ổn định, nhiệt độ động cơ đã nóng lên. Nước được bơm đẩy đi làm
mát các chi tiết, cũng như các cơ cấu trong động cơ. Lúc này van của bộ điều chỉnh nhiệt được
nâng lên, làm cho cửa 1(đường nước từ động cơ tới) và cửa 3 (đường nước tới két làm mát) được
nối thông với nhau. Cửa 2 bị đóng kín.
*) Van kép
Hình 4.8. Cấu tạo van hằng nhiệt loại kép
Cấu tạo: Gồm 2 cánh ván gắn trên 2 trụ van. Hộp xếp bên trong có chứa chất bay hơi
(gồm 1/ 3 là thể tích rượu êtilic và 2/ 3 là nước cất lượng chất lỏng này có tổng thể tích khoảng
5 - 8cm
3) hộp xếp có thể bằng kim loại có hệ số giãn nở lớn . Trên hộp xếp có gắn liền với trụ
van, có đường nước về bơm, đường ra két 5 và đường nước đến từ động cơ 6.
Nguyên lý làm việc :
Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý van hằng nhiệt kép
1: Hộp xếp.
2: Đường nước về bơm.
3: Van về bơm.
4: Van ra két nước.
5: Đường ra két nước.
6: Đường nước nóng từ động cơ.
7: Thân van
Khi nhiệt độ động cơ còn thấp các chất trong hộp xếp chưa bị giãn nở cánh van 4 đóng kín
đường nước ra két làm mát. Cánh van 3 mở cho nước từ động cơ vào bơm, nước từ động cơ ra van
hằng nhiệt theo đường dẫn 2 tạo thành một vòng tuần hoàn nhỏ.
Khi nhiệt độ động cơ đạt 60 - 700C do các chất lỏng trong hộp xếp bay hơi nên làm cho hộp
xếp giãn nở khoảng 0,2 - 0,3mm sẽ mở van 4 và đóng dần van. Từ sự phân chia lưu lượng giữa
hai dòng nước, ra két và về bơm phụ thuộc vào nhiệt độ của nước ra khỏi động cơ và do đó có tác
dụng nhiệt độ làm mát động cơ trong một phạm vi nhất định.
Khi nhiệt độ đạt định mức (800C) hộp xếp giãn nở hoàn toàn, chiều cao ống xếp khoảng 8 - 9 mm
cánh van 3 đóng kín, cánh van 4 mở hoàn toàn, toàn bộ lưu lượng nước làm mát ra két nước nên van hằng
nhiệt không còn tác dụng điều chỉnh nhiệt độ nữa.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
72
4.2.1.3. Điều khiển chế độ làm mát
- Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp.
- Nếu làm mát bằng gió thì cánh tản nhiệt phải đảm bảo cho các xylanh được làm mát như
nhau.
- Nếu làm mát bằng nước phải đảm bảo đưa nước có nhiệt độ thấp đến vị trí có nhiệt độ cao,
nước phải chứa ít iôn.
- Kết cấu của hệ thống làm mát phải có khả năng xả hết nước khi súc rửa để sử dụng bảo
quản dễ dàng.
4.2.2. Hệ thống làm mát bằng không khí
1: Các te
2: Thân máy
3: Cánh tản nhiệt
4: Bu lông
5: Xy lanh
Hình 6.15. Hệ thống làm mát bằng
không khí
Hệ thống dùng không khí để đưa nhiệt lượng không cần thiết để ra ngoài môi trường. Lợi
dụng sự tương đối giữa dòng không khí chuyển động ngược chiều với chiều chạy của động cơ để
làm mát động cơ. Để tăng hiệu quả làm mát của động cơ người ta lắp các cánh tản nhiệt để tăng
diện tích tiếp xúc làm mát động cơ.
Ƣu điểm: Ít chi tiết, dễ chăm sóc bảo dưỡng, nhanh đạt hiệu quả nhiệt độ làm việc định
mức. Không bị ảnh hưởng của nước tới dầu bôi trơn. Phù hợp với những nơi khan hiếm nước như:
sa mạc, rừng sâuDùng trên xe mô tô và quân sự
Nhƣợc điểm: Hiệu quả rất kém, động cơ thường bị nóng, nhất là khi cánh tản nhiệt bị bẩn
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
73
CHƢƠNG 5: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU
5.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
5.1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
5.1.1.1. Công dụng
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng dùng để chuẩn bị và cung cấp vào trong xylanh
một hỗn hợp công tác có số lượng và thành phần cháy thích hợp với từng chế độ làm việc của
động cơ.
5.1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng phải thoả mãn yêu cầu sau: Cung cấp hỗn hợp
với thành phần thích hợp với từng chế độ làm việc của động cơ ( là số dư lượng không khí), số
lượng hoà khí đầy đủ đảm bảo cho động cơ có công suất lớn nhất và tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất.
Hỗn hợp nhiên liệu phải được cung cấp đầy đủ cho các xylanh. Cũng như hỗn hợp nhiên liệu
phải được phân bố đều trên thể tích buồng cháy.
Ngoài ra hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo lọc sạch không khí và nhiên liệu trước khi hoà
trộn.
5.1.1.3. Phân loại
*. Theo cung cấp nhiên liệu:
- Cung cấp tự chảy.
- Cung cấp cưỡng bức.
*. Theo kết cấu:
- Chế hoà khí một cấp.
- Chế hoà khí hai cấp.
- Chế hoà khí điều khiển bằng điện tử.
- Dùng phun xăng điện tử.
5.1.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hòa khí.
5.1.2.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống và nguyên lý chung.
1
2
4
167
3
14
13
15
12
11
6 9
8 5
10
17
h×nh 5.1. s¬ ®å hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ x¨ng.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
74
1. Thïng x¨ng, 2. èng dÉn x¨ng, 3. BÇu läc, 4. B¬m x¨ng, 5. GÝcl¬ chÝnh, 6. Van kim ba c¹nh, 7.
Phao, 8. BÇu phao, 9. èng th«ng h¬i, 10. BÇu läc khÝ, 11. B-ím giã, 12. Häng khuyÕch t¸n, 13. Vßi
phun, 14. B-ím ga, 15. èng hót, 16. èng x¶ , 17. èng tiªu ©m
Nguyªn lý chung cña hÖ thèng:
Khi ®éng c¬ lµm viÖc, b¬m x¨ng hót x¨ng tõ thïng chøa theo èng dÉn lªn bÇu läc. BÇu läc,
läc c¸c cÆn bÈn vµ n-íc råi theo èng dÉn lªn buång phao cña bé chÕ hoµ khÝ. C¬ cÊu van kim -
Phao gi÷ cho møc x¨ng trong buång phao ®-îc æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ lµm viÖc. ë hµnh
tr×nh hót, piston ®i xuèng lµm cho ¸p suÊt trong xylanh gi¶m g©y chªnh lÖch víi ¸p suÊt bªn ngoµi,
hót kh«ng khÝ tõ ngoµi bÇu läc, kh«ng khÝ ®-îc hót vµo ®éng c¬ ph¶i l-u ®éng qua häng khuÕch
t¸n cã tiÕt diÖn bÞ thu hÑp. T¹i ®©y do t¸c dông cña ®é ch©n kh«ng x¨ng ®-îc hót ra tõ buång phao
qua gicl¬ chÝnh. Thùc chÊt gicl¬ lµ mét chi tiÕt ®-îc chÕ t¹o chÝnh x¸c, ®Ó cã thÓ tiÕt l-u ®Þnh
l-îng l-u l-îng x¨ng hót ra ®óng nh- thiÕt kÕ. Sau khi ra häng khuÕch t¸n, x¨ng ®-îc dßng kh«ng
khÝ xÐ nhá d-íi d¹ng s-¬ng mï, t¹o thµnh hçn hîp n¹p vµo ®éng c¬. L-îng hçn hîp ®i vµo ®éng
c¬ phô thuéc vµo ®é më cña b-ím ga. ë cuèi kú nÐn bugi bËt tia löa ®iÖn ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng
khÝ trong buång ®èt cña xi lanh ®éng c¬. Sau ®ã qu¸ tr×nh ch¸y gi·n në, sinh c«ng, khÝ ch¸y trong
®éng c¬ ®-îc th¶i ra ngoµi.
5.2.2. Các tuyến xăng chính trong bộ chế hòa khí.
a. Tuyến xăng chính cơ bản
Xăng được hút ra họng khuếch tán theo mạch như
sau : Bầu phao xăng gíclơ chính ống tạo bọt
họng phun chính.
b. HÖ thèng khëi ®éng.
+ S¬ ®å nguyªn lý.
Trong hÖ khëi ®éng dïng b-ím giã x¨ng ®-îc phun
ra tõ lç phun kh«ng t¶i vµ lç phun chÝnh. ë trªn b-ím giã
®-îc l¾p thªm van khÝ phô
+ §Æc ®iÓm:
Tèc ®é vßng quay cña ®éng c¬ rÊt nhá, th-êng chØ
kho¶ng 50-100 vg/ph nªn tèc ®é kh«ng khÝ qua häng rÊt
nhá, nhiªn liÖu phun vµo Ýt, chÊt l-îng phun kÐm. MÆt
kh¸c, ®éng c¬ khi ®ã l¹nh nªn x¨ng khã bay h¬i vµ dÔ t¹o
thµnh mµng trªn thµnh èng n¹p, hçn hîp t¹o thµnh thùc tÕ
rÊt lo·ng, ®éng c¬ khã khëi ®éng.
+ Nguyªn lý lµm viÖc.
Khi khëi ®éng, ng-êi l¸i kÐo b-ím giã (1) ®ãng l¹i,
b-ím ga hÐ më. Do ®ã ®é ch©n kh«ng trong häng khuÕch
t¸n còng nh- ®é ch©n kh«ng sau b-ím ga ®Òu lín, x¨ng ®-îc hót ra ë c¶ vßi phun chÝnh vµ lç phun
kh«ng t¶i t¹o ra hçn hîp ®Ëm ®Æc ®Ó ®éng c¬ dÔ khëi ®éng.
H×nh 5.3 HÖ thèng khëi ®éng.
Hình 5.2 Tuyến xăng chính
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
75
Khi ®éng c¬ ®· næ, ®é ch©n kh«ng sau b-ím ga t¨ng lªn lµm van khÝ phô (2) më ra cung cÊp
thªm kh«ng khÝ tr¸nh cho hçn hîp qu¸ ®Ëm dÉn tíi ®éng c¬ cã thÓ bÞ chÕt m¸y ngay sau khi næ.
Sau khi khëi ®éng, b-ím giã ®-îc më cùc ®¹i ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc binh th-êng.
c. HÖ thèng kh«ng t¶i.
+S¬ ®å nguyªn lý.
+
§Æc ®iÓm:
B-ím ga ®ãng gÇn kÝn, l-u l-îng qua häng khuÕch t¸n nhá khiÕn cho ®é ch©n kh«ng t¹i ®©y
nhá nªn kh¶ n¨ng hót x¨ng còng nh- xÐ t¬i vµ hßa trén x¨ng víi kh«ng khÝ kÐm. Do ®ã hÖ thèng
chÝnh kh«ng cã kh¶ n¨ng cung cÊp hçn hîp cho ®éng c¬ ch¹y kh«ng t¶i.
Trong khÝ ®ã, ®é ch©n kh«ng sau b-ím ga lín nªn ®-îc tËn dông ®Ó hót x¨ng ra häng khuÕch
t¸n vµ t¹o thµnh hçn hîp cho ®éng c¬ ch¹y kh«ng t¶i.
+ Nguyªn lý lµm viÖc.
X¨ng ®-îc hót tõ buång phao qua gicl¬ nhiªn liÖu, kh«ng khÝ ®-îc hót qua gicl¬ kh«ng khÝ 1
vµo èng hçn hîp 2. T¹i ®©y x¨ng hßa trén s¬ bé víi kh«ng khÝ t¹o thµnh d¹ng nhò t-¬ng t¹o ®iÒu
kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh bay h¬i vµ hßa trén cña x¨ng víi kh«ng khÝ t¹o thµnh hçn hîp. Cuèi
cïng hçn hîp ®-îc hót qua lç 3 phun vµo kh«ng gian sau b-ím ga.
Khi ®éng c¬ chuyÓn tõ chÕ ®é kh«ng t¶i vÒ chÕ ®é cã t¶i, b-ím ga më lín dÇn. §é ch©n
kh«ng sau b-ím ga gi¶m ®i dÉn tíi l-îng hçn hîp cung cÊp qua hÖ thèng kh«ng t¶i gi¶m trong khi
hÖ thèng chÝnh ch-a ho¹t ®éng lµm cho ®éng c¬ cã thÓ chÕt m¸y. §Ó kh¾c phôc hiÖn t-îng nµy, hÖ
thèng kh«ng t¶i cã lç phun chuyÓn tiÕp.
§Ó ®iÒu chØnh l-îng kh«ng t¶i ta ®iÒu chØnh vÝt ®iÒu chØnh 4
Hầu hết các bộ chế hoà khí hiện nay đều bố trí một van điện trên đường xăng không tải được
gọi là van tắt máy hoặc van cắt xăng để ngắt xăng khi khoá điện tắt, đảm bảo cho động cơ không
bị nổ rớt (còn gọi là nổ kiểu diesel) sau khi đã tắt khóa điện
H×nh 5.4 : HÖ thèng kh«ng t¶i.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
76
d. HÖ thèng lµm ®Ëm (bé tiÕt kiÖm).
+S¬ ®å nguyªn lý.
+ §Æc ®iÓm: Cung cÊp thªm nhiªn liÖu lµm ®Ëm hçn hîp ®Ó ®éng c¬ ph¸t ra c«ng suÊt cùc
®¹i khi b-ím ga më hoµn toµn
+ Nguyªn lý lµm viÖc.
Khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é t¶i trung b×nh b-ím ga më nöa chõng, lóc nµy van bé tiÕt
kiÖm ®ãng, x¨ng ®-îc cung cÊp vµo chÕ hoµ khÝ qua gicl¬ chÝnh qua ®-êng x¨ng chÝnh ®¶m b¶o
cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é t¶i trung b×nh.
Khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é toµn t¶i, b-ím ga më trªn 80% qua hÖ thèng cÇn liªn ®éng ®¶y
cho van bé lµm ®Ëm bæ xung thªm hçn hîp nhiªn liÖu phun vµo ®éng c¬ ®¶m b¶o cho ®éng c¬ lµm
viÖc ë chÕ ®é toµn t¶i, ph¸t huy ®-îc c«ng suÊt cùc ®¹i.
- HÖ thèng lµm ®Ëm dÉn ®éng b»ng ch©n kh«ng:
+ S¬ ®å nguyªn lý
H×nh 5.6 : HÖ thèng lµm ®Ëm dÉn ®éng ch©n kh«ng.
1. Vßi phun chÝnh, 2. Häng khuyÕch t¸n, 3. B-ím ga, 4. GÝcl¬ lµm ®Ëm, 5. Van an toµn,
6.§-êng èng ch©n kh«ng, 7. Kim van lµm ®Ëm, 8. GÝcl¬ chÝnh, 9. Lß xo cÇn lµm ®Ëm,
10. Xylanh, 11. Piston, 12. Buång phao, 13. èng ch©n kh«ng
+ Nguyªn lý lµm viÖc:
H×nh 5.5 : HÖ thèng lµm ®Ëm dÉn ®éng c¬ khÝ.
Khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên
77
Khi b-ím ga më ch-a hÕt, ®é ch©n kh«ng d-íi b-ím ga lín th«ng qua ®-êng èng ch©n
kh«ng nèi víi xylanh bé lµm ®Ëm lµm cho buång trªn ®é ch©n kh«ng lín. piston ®i lªn th¾ng søc
c¨ng cña lß xo lµm cho lß xo bÞ Ðp l¹i, cÇn ®Èy ®i lªn kh«ng t¸c ®éng vµo van lµm ®Ëm, lß xo van
®Èy cho van ®ãng l¹i. Do vËy kh«ng cã l-îng x¨ng bæ xung vµo ®-êng x¨ng chÝnh. Khi b-ím ga
më hÕt ®é ch©n kh«ng ë d-íi b-ím ga nhá lµm cho ®é ch©n kh«ng ë buång trªn piston nhá kh«ng
th¾ng ®-îc søc c¨ng cña lß xo kh«ng ®Èy cÇn piston. Lóc ®ã lß xo cÇn piston ®Èy cho piston ®i
xuèng t¸c ®éng vµo d-íi van lµm ®Ëm qua gicl¬ lµm ®Ëm ®i vµo vßi phun chÝnh cung cÊp thªm mét
l-îng x¨ng ®Ó ®éng c¬ ph¸t huy c«ng suÊt.
e. HÖ thèng t¨ng tèc.
+ §Æc ®iÓm:
Khi t¨ng tèc, b-ím ga më ®ét ngét. Khi Êy, l-îng kh«ng khÝ vµo ®éng c¬ t¨ng nhanh nh-ng
l-îng nhiªn liÖu kh«ng t¨ng kip do qu¸n tÝnh cña x¨ng lín h¬n nhiÒu so víi qu¸n tÝnh cña kh«ng
khÝ nªn hçn hîp nh¹t ®i ®ét ngét cã thÓ lµm chÕt m¸y. §Ó kh¾c ph
Các file đính kèm theo tài liệu này:
03200003_2772_1984495.pdf
