Tài liệu QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ........................5 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại................................................................................5 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động...........................................................................6 3. Bố trí xupáp và dẫn động của cơ cấu phân phối khí........................................8 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH THÁO - LẮP CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ......12 1. Trình tự tháo lắp nhận dạng và yêu cầu kỹ thuật...........................................12 CHƯƠNG III: BÃO DƯỠNG - SỮA CHỮA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ..14 1. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của cơ cấu phân phối khí....................14 2. Chẩn đoán hư hỏng của cơ cấu phân phối khí...............................................16 2.1. Chẩn đoán qua khả năng hoạt động của động cơ........................................16 2.2. Xác định khả năng sai lệch pha phối khí:....................................................16 3. Bảo dưỡng - sữa chữa cụm xupap......................................................................17 4. Bảo dưỡng - sữa chữa con đội và cần bẩy.......................................................27 5. Bảo dưỡng và sữa chữa trục cam và bánh răng cam.....................................31 6. Điều chỉnh khe hở nhiệt và đặt cam có dấu.....................................................36 TÀI LIỆU THAM KHẢO. LỜI NÓI ĐẦU 3 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hóa, khách hàng tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển của đô thị ngày càng tăng nhanh thì vận chuyển bằng ôtô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ôtô là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó ở nước ta ngành công nghiệp ôtô mới dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng. Những năm 1985 trở về trước các ôtô hoạt động ở Việt Nam đều là ôtô nhập ngoại với nhiều chủng loại do nhiều công ty ở các nước sản xuất. Từ những năm thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liên doanh, liên kết với các công ty nước ngoài. Nên Việt Nam đã có nhiều liên doanh đã và đang hoạt động như : TOYOTA, MEDCEDES_BENS, VMC, DEAWOO, MITSUBISHI ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như : Trường Hải, Mê Kông, Vinasuki, Công ty ôtô 1-5..Tại những liên doanh này ôtô được lắp ráp trên dăy truyền công nghệ hiện đại. Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đã chuyển sang một giai đoạn mới. Với báo cáo đề tài : “Xây dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa cơ cấu phân phối khí” là dịp để em kiểm nghiệm lại kiến thức đã được học và nâng cao sự hiểu biết. Để hoàn thành đồ án này ngoài sự nỗ lực của bản thân em không thể không kể đến sự chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn và nhà trường. Đặc biệt sự hướng dẫn của các thầy ở Trung Tâm Công Nghệ Cơ Khí. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót trong quá trình thực hiện đồ án môn học em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy, cô và bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 17 Tháng 9 Năm 2015 Sinh viên : Hồ Đức Linh 4 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 1.1. Nhiệm vụ - Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí. Thải sạch khí thải ra khỏi xylanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh để động cơ làm việc liên tục. 1.2. Yêu cầu: + Đóng mở đúng thời điểm. Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông. + Khi đóng phải kín để tránh lọt khí. Làm việc êm dịu, có khả năng chống mài mòn tốt. Dễ điều chỉnh, sửa chữa. 1.3. Phân loại. + Phân loại cơ cấu phân phối khí căn cứ vào cách thức đóng mở cửa nạp và cửa xả. - Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo và xupáp đặt). - Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt. - Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp và cửa xả (động cơ hai kỳ). + Căn cứ vào vị trí của xupáp và trục cam. - Loại xupáp đặt: có hai cách bố trí trục cam đó là bố trí trên nắp máy hoặc trong thân máy. - Loại xupáp treo: có trục cam bố trí trong thân máy. 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. 2.1. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của cơ cấu phân phối khí kiểu treo có trục cam đặt trên thân máy. a Cấu tạo: Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo CCPPK kiểu treo có trục cam đặt trên thân máy 5 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh b. Nguyên lý: - Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay , qua cơ cấu dẫn động làm bánh răng cam quay, trục cam và vấu cam quay. - Khi vấu cam quay từ vị trí thấp nhất đến cao nhất. Tác dụng lực đẩy con đội, đũa truyền lực và đuôi của cần bẩy đi lên. Làm đầu cần bẩy đi xuống đẩy xupap đi xuống và mở xupap. - Khi vấu cam quay từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất. Khi đó lực đàn hồi của lò xo sẽ kéo xupap đóng lại và đồng thời đẩy cần bẩy quay ngược lại truyền lực ép tới đũa đẩy, con đội làm cho con đội luôn tì vào vấu cam. Đây là trạng thái đóng của xupap. 2.2. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của cơ cấu phân phối khí kiểu treo có trục cam đặt trên nắp máy. a. Cấu tạo: Hình 1.2. Cơ cấu phân phối khí kiểu treo có trục cam đặt trên nắp máy b Nguyên lý: - Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay , qua cơ cấu dẫn động làm bánh răng, xích hoặc puli quay làm trục cam và vấu cam quay. - Khi vấu cam quay từ vị trí thấp nhất đến cao nhất. Vấu cam tác dụng lực đẩy con đội. Làm xon đội đi xuống đẩy xupap đi xuống và mở xupap. - Khi vấu cam quay từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất. Khi đó lực đàn hồi của lò xo sẽ kéo xupap đóng lại và đồng thời đẩy con đội đi lên làm cho con đội luôn tì vào vấu cam. Thực hiện hành trình đóng đóng của xupap. 2.3. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của cơ cấu phân phối khí kiểu đặt. a. Cấu tạo: 6 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phân phối khí kiểu đặt b Nguyên lý: - Bánh răng trục khuỷu được ăn khớp với bánh răng trục cam. Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay thông qua cặp bánh răng ăn khớp làm trục cam quay theo. Lúc cam chưa tác dụng vào con đội thì do lực đàn hồi của lò xo đẩy xupáp đi xuống đóng kín cửa nạp và cửa xả. Lúc này động cơ đang ở quá trình nén hoặc cháy giãn nở. - Khi các cam bắt đầu tác động vào đuôi con đội đẩy con đội đi lên, mở cửa nạp hoặc cửa xả thông với xylanh để thực hiện hút hỗn hợp nhiên liệu hoặc không khí sạch vào xylanh hay xã sạch khí cháy ra khỏi xylanh. Khi cam thôi tác động lên con đội thì dưới sức căng của lò xo đưa xupáp về vị trí ban đầu đóng kín cửa nạp hay cửa xả. 2.4. Ưu nhược điểm của cơ cấu phân phối khí dùng xupap kiểu treo và kiểu đặt. * Với cơ cấu phân phối khí xupáp đặt: - Chiều cao của động cơ giảm xuống kết cấu nắp xi lanh đơn giản, dẫn động xupáp càng dễ dàng hơn. Nhưng do buồng cháy không gọn, diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế của động cơ kém: Tiêu hao nhiều nhiên liệu ở tốc độ cao, hệ số nạp giảm làm giảm mức độ cường hoá của động cơ. Đồng thời khó tăng tỷ số nén nhất là khi tỷ số nén của động cơ lớn hơn 7,5 rất khó bố trí buồng cháy. Vì vậy cơ cấu phân phối khí xupáp đặt thường chỉ dùng cho một số động cơ xăng có tỷ số nén thấp, số vòng quay nhỏ. * Với cơ cấu phân phối khí xupáp treo: - Buồng cháy rất gọn diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt. - Đối với động cơ xăng khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp treo, do buồng cháy nhỏ gọn, khó kích nổ nên có thể tăng tỷ số nén thêm 0,5  2 so với khi dùng cơ cấu phân phối khí đặt. - Cơ cấu phân phối khí xupáp treo còn làm cho dạng đường nạp thải thanh thoát hơn khiến sức cản khí của động cơ giảm nhỏ đồng thời do có thể bố trí xupáp hợp lý hơn nên có thể tăng được tiết diện lưu thông của dòng khí. Những điều đó khiến cho hệ số nạp tăng lên 5  7%. 7 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh - Tuy vậy cơ cấu phân phối khí xupáp treo tồn tại một số khuyết điểm. Khuyết điểm cơ bản là dẫn động phức tạp và làm tăng chiều cao của động cơ. Ngoài ra bố trí treo làm cho kết cấu của nắp máy trở nên hết sức phức tạp và rất khó đúc. 3. Bố trí xupáp và dẫn động của cơ cấu phân phối khí 3.1. Số xupáp. - Thông thường mỗi xylanh có 1 xupáp thải và 1 xupáp nạp. Đường kính nấm xupáp nạp thường lớn hơn đường kính nấm xupáp thải để ưu tiên nạp đầy cho động cơ.Để tăng tiết diện lưu thông qua các dòng khí nạp và khí thải, nhất là đối với động cơ có đường kính xylanh lớn, số xupáp có thể là 3 (2 xupáp nạp và 1 xupáp thải) hoặc 4 xupáp (2 nạp và 2 thải). Hiện nay ngay cả đường kính xylanh nhỏ như ôtô du lịch người ta cũng thiết kế 4 xupáp cho 1 xylanh. Ngoài việc tăng tiết diện lưu thông cho dòng khí lưu động, người ta còn tạo ra chuyển động xoáy do đóng mở các xupáp cùng tên trong xylanh lệch nhau, do đó hoàn thiện quá trình hoàn thành khí hỗn hợp và cháy để cải thiện tính năng làm việc của động cơ. Hiện nay một số động cơ dùng 5 xupáp cho 1 xylanh, trong đó có 3 xupáp nạp và 2 xupáp thải. 3.2. Bố trí xupáp Hình 1.4. Cách bố trí xu pap a. Xupáp nạp và xupáp thải nằm cùng một phía b. Xupáp nạp và xupáp thải nằmvề hai phía c. Xupáp bố trí song song với xilanh d. Xupáp bố trí nghiêng so với xilanh. - Để tận dụng và khí thải sấy nóng khí nạp mới, để tăng cường quá trình bay hơi và hoà trộn nhiên liệu với không khí trên đường ống nạp và thải nằm cùng một phía của động cơ (hình a). - Nhưng cũng có trường hợp, nhằm hạn chế ảnh hưởng tăng nhiệt độ của khí nạp mới làm giảm hệ số nạp và đường thải được bố trí về hai phía của động cơ (hình b). Hầu hết động cơ Diezel được bố trí theo phương án này. Xupáp thường được bố trí song song với xylanh (hình c). Nhưng có một số trường hợp phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy, xupáp được bố trí nghiêng đi để cho buồng cháy được gọn (hình d). 8 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh 3.3. Dẫn động xupáp Hình 1.5. Dẫn động xupáp a. Dẫn động trực tiếp. b. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (cò mổ) c. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội, đũa đẩy, cò mổ). d. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội). e. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội cò mổ) - Xupáp được dẫn động gián tiếp thông qua các chi tiết trung gian như : con đội, đũa đẩy, đòn gánh, cò mổ… Ngoài ra để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung gian, xupáp được dẫn động trực tiếp từ cam (hình a) hoặc qua một chi tiết trung gian là đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupáp (hình b,c,d,e). Tuy vậy phải giải quyết vấn đề trục cam với khoảng cách xa. a. Dẫn động bằng xích - Phương án này dùng khá phổ biến trong những động cơ có trục cam nằm trên nắp máy. Phương án này làm giảm đến mức tối đa giới hạn các chi tiết truyền động từ trục cam đến xupáp thuận tiện cho việc tăng tốc độ động cơ. - Dẫn động bằng xích có ưu điểm gọn nhẹ có thể dẫn động trục cam ở khoảng cách lớn. Tuy vậy phương án này có nhược điểm là giá thành của xích đắt hơn giá thành chế tạo bánh răng nhiều. Khi phụ tải lớn và sau một thời gian sử dụng, xích thường bị rão, gây nên tiếng ồn và làm sai lệch phân phối khí. Để giữ cho xích luôn được căng thường dùng cơ cấu căng xích có lò xo hoặc vít điều chỉnh độ căng của xích. Để chống rung cho xích người ta dùng tấm dẫn hướng cho xích. 9 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh * Kết cấu bộ truyền. 1.Trục khuỷu 2. Bánh răng cơ 3. Xích 4. Guốc căng xích 5. Cơ cấu căng xích 6. Bánh răng cam 7. Trục cam 8. Đòn bẩy xupáp 9. Xupáp 10. Bạc của bulông điều chỉnh 11. Bulông điều chỉnh 12. Cơ cấu đỡ xích 13. Bánh răng dẫn động bơm dầu Hình 1.6: Cơ cấu dẫn động bằng xích * Nguyên lý hoạt động - Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay, bánh xích được gắn trên trục khuỷu quay thông qua dải xích dẫn động làm bánh răng xích trục cam quay. Chiều quay của trục cam cùng chiều với chiều quay của trục khuỷu. Khi trục cam quay được một vòng thì trục khuỷu quay được hai vòng. b. Dẫn động bằng đai * Kết cấu bộ truyền - Bánh răng cam được lắp với trục cam bằng các đai ốc hãm, số răng trên bánh răng cam bằng hai lần số răng trên bánh răng cơ (động cơ 4 kì). Bánh răng trục khuỷu được lắp trên trục khuỷu bằng mối ghép then hoa có đai ốc hãm. - Dây đai dẹt có răng ngang ăn khớp với các răng của bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu. Ở một số động cơ V 6 - V8, có hai hoặc 4 trục cam. Trong hệ thống truyền động đai răng có bộ căng đai có thể điều chỉnh tự động độ căng của đai sao cho dây đai không trùng, tránh hiện tượng trượt đai làm sai pha phối khí. 10 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh Hình 1.7: Dẫn động bằng đai * Nguyên lý hoạt động - Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay thông qua bánh răng trục khuỷu và dải đai răng, bánh răng trục cam quay làm trục quay. Chiều của các trục cam (động cơ nhiều trục cam) cùng chiều quay của trục khuỷu. Khi trục cam quay được một vòng thì trục khuỷu quay được hai vòng (động cơ 4 kỳ) và một vòng (động cơ 2 kỳ). * Ưu nhược điểm: - Sử dụng bộ truyền bằng đai có ưu điểm là chạy êm không gây tiếng ồn. Điều chỉnh độ căng đai dễ dàng, kết cấu đơn giản hơn bộ truyền xích vi không cần thanh dẫn hướng, bộ giảm chấn, bộ truyền xích và bộ điều chỉnh căng đai đơn giản hơn bộ điều chỉnh độ căng của xích. Dây có tính chất mền dẻo, cơ động cao vì vậy có thể dẫn động trực tiếp cho nhiều trục cam, nhiều bộ phận cần dẫn động khác của động cơ nên giảm được khối lượng chi tiết. Nhưng giá thành cao phải thay mới thường xuyên và điều chỉnh phức tạp. 11 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh CHƯƠNG II: QUY TRÌNH THÁO - LẮP CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 1. Trình tự tháo lắp nhận dạng và yêu cầu kỹ thuật. 1.1. Trình tự tháo cơ cấu phân phối khí. a. Chuẩn bị dụng cụ trang thiết bị: - Cle , khẩu 10, 12, 14, 17, 19. - Tuýp 42, Vam tháo Puli, vam tháo xupap. - Tua vít 2 cạnh, 4 cạnh, kìm nhọn. - Và các dụng cụ hỗ trợ khác b. Trình tự tháo: TT 01 Nội dung Tháo các bộ phận liên quan đặt trên nắp máy như các đường dầu của hệ thống nhiên liệu. Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật Cle 12, 14,17 Tua vít 2 cạnh, 4 cạnh. Chú ý sắp xếp đúng thứ tự, tránh rơi hỏng. Nới đều, đối xứng. Khẩu 14Nới đều, đối xứng. Từ ngoài vào trong.02 Tháo nắp đậy giàn cò Khẩu 10. 04Tháo giàn cò mổ 03 Tháo đũa đẩy. Dùng tay. Khẩu 14, 19 05 Tháo nắp máy Nới đều đối xứng từ ngoài vào trong. Vam ép 06 Tháo cụm xu páp 07 Tháo bánh đai, ecu, Vam, Tuyp 42 Đánh dấu và xếp theo thứ tự từng máy. Sử dụng đúng dụng cụ. 12 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh 08 Tháo nắp đậy hộp bánh răng Khẩu 12 09 Tháo con đội Dùng tay. 10 Tháo trục cam Khẩu 12, 14 Nới đều Đánh dấu, sắp xếp theo thứ tự từng máy. - Khi rút trục cam xoay nhẹ nhàng tránh làm hỏng bạc, cam. c. Quy trình lắp ngược với quy trình tháo. Chú ý: Khi lắp trục cam phải đặt lại cam. Khi lắp xong phải điều chỉnh lại khe hở nhiệt. 13 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh CHƯƠNG III: BÃO DƯỠNG - SỮA CHỮA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 1. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của cơ cấu phân phối khí. - Cơ cấu phân phối khí là các cụm chi tiết điều phối lượng khí nạp và xả của động cơ. Cơ cấu phân phối khí gồm các bộ truyền bánh răng hay đai răng, trục cam bộ phận dẫn động xupáp và xupáp, bộ phận dẫn động turbo tăng áp bằng bánh răng. Các hư hỏng trong cơ cấu phân phối khí bao gồm: 1.1 Sai lệch pha phối khí: - Sự sai lệch pha phối khí có thể xảy ra là do: Gẫy răng của bánh răng cam, mòn và quá trùng xích truyền hay rão dây đai răng. Trong bộ truyền xích hay đai còn có thể bị nhảy một vài mắt xích truyền động gây lên sai lệch pha phối khí. Những hư hỏng này thường gây nên chậm pha điều phối hỗn hợp khí. Hậu quả của hiện tượng này làm cho động cơ khó nổ máy(khởi động), thậm chí còn có thể không nổ được máy. Khi nổ được máy động cơ cũng làm việc không ổn định mất khả năng chạy chậm công suất động cơ suy giảm, không tăng tốc được động cơ ở vùng tốc độ cao, tăng lượng khói thoát ra môi trường…. Khi bị đứt xích hay dây đai, có thể dẫn tới chống xu páp vào đỉnh piston gây nên tiếng va mạnh, thủng đỉnh piston, cong thân xupáp. Những trường hợp như thế sẽ không khởi động được động cơ. Nguy hiểm nhất là đối với ôtô đang chuyển động có thể gây hư hỏng phần thân máy và nắp máy. 1.2 . Mòn cơ cấu phân phối khí: Mòn cơ cấu phân phối khí có thể gặp ở dạng sau: - Sự mòn bánh răng, ổ bi của các ổ đỡ gây nên tiếng gõ đều đều, động cơ còn khả năng làm việc nhưng ảnh hưởng phần nào đó đến công suất cũng như tính kinh tế của động cơ. Đối với các động cơ sau sửa chữa, trong quá trình chạy rà trơn, tiếng gõ do bánh răng cam sinh ra sẽ phải giảm dần trong quá trình sử dụng. - Mòn biên dạng cam, ổ trục cam sẽ gây nên tiếng gõ trục cam.giảm công suất động cơ, gia tăng chút ít nhiệt độ và khói….. - Mòn giàn con đội, cò mổ, đuôi xupáp sẽ làm gia tăng khe hở của cò mổ và đuôi xupáp. Khi động cơ bắt đầu làm việc xuất hiện tiếng gõ và sau đó nhiệt độ tăng dần tiếng gõ giảm đi đặc biệt nghe tiếng ồn rất rõ khi động cơ làm việc ở số vòng quay thấp. - Mòn ống dẫn hướng xupáp, mòn thân xupáp, hỏng phớt chắn dầu thân xupáp sẽ làm gia tăng khe hở. Khe hở của ống dẫn hướng xupáp và thân 14 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh xupáp, xupáp đóng kín giảm độ chân không cổ hút, tăng lượng lọt dầu vào buồng đốt ở hành trình hút của động cơ, do vậy tăng khói khí xả, giảm công suất động cơ. - Mòn cháy rỗ xupáp, đế xupáp do lượng muội than trong buồng đốt lớn,và ở nhiệt độ cao gây nên cháy rỗ xupáp và đế xupáp,xupáp đóng không kín. Nếu xupáp hút thì xuất hiện tiếng nổ ngược ở cổ hút, nếu hở xupáp xả thì xuất hiện tiếng nổ ở ống xả. Mặt khác sẽ gây giảm áp suất rõ rệt khi đo áp suất cuối kì nén Pc. - Sai lệch khe hở đuôi xupáp với các điểm dẫn động (vấu cam hay cò mổ….) - Sai lệch khe hở này có thể: quá lớn hay không có khe hở. Khi khe hở quá lớn thường gây nên tiếng gõ nhẹ đanh, thậm chí một xilanh hay toàn bộ không làm việc. Khi không có khe hở, động cơ có thể làm việc ở nhiệt độ còn thấp nhưng khi động cơ đã nóng sẽ gây hở buồng đốt và động cơ có thể bị rung mạnh do một xilanh không làm việc. 1.3 Hở trên các đường dẫn khí Hở trên các đường dẫn khí bao gồm hở trên cổ hút và trên đường ống xả. Khi hở ở khu vực đường hút thường xuất hiện tiếng rít khi khí lọt vào đường nạp, động cơ bị giảm mạnh công suất do hỗn hợp khí nạp quá loãng. Khi bị hở trên đường ống xả thì kèm theo tiếng thoát khí mạnh ra ngoài tại chỗ hở. Phát hiện các trường hợp này chủ yếu bằng cách nghe máy. Các hư hỏng trong cơ cấu phối khí rất đa dạng, đòi hỏi người tiến hành chẩn đoán có kinh nghiệm, nhất là trên động cơ nhiều xilanh và có kết cấu phức tạp. 2. Chẩn đoán hư hỏng của cơ cấu phân phối khí. 2.1. Chẩn đoán qua khả năng hoạt động của động cơ Chuẩn bị động cơ đưa vào khởi động, kiểm tra trạng thái làm việc của hệ thống nhiên liệu, hệ thống điện, hệ thống đánh lửa (đối với động cơ xăng), hệ thống sấy nóng(đối với động diesel), bầu lọc gió ống xả. Sử dụng hệ thống khởi động cơ bằng điện. Các hiện tượng và nguyên nhân như sau: a. Khi không khởi động được động cơ: -Khi khởi động bằng điện từ 1 đến 2 lần, động cơ không nổ được máy có thể: - Pha phối khí sai lệch nhiều quá trùng xích hay dây đai, lắp sai vị trí dấu trên bánh răng cam. - Kèm theo tiếng va mạnh trong máy: Đứt xích, dây đai răng, lệch nhiều pha phối khí. - Tiến hành kiểm tra vị trí đặt cam. b. Động cơ khó nổ máy nhưng vẫn nổ được, mất khả năng chạy chậm - Pha phối khí sai lệch ít do xích hay dây đai trùng (bị lệch 1 hay 2 răng của bộ truyền dẫn động trục cam). 15 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh - Không có khe hở xupáp 1 hay 2 xilanh, động cơ nổ được nhưng bị rung giật. - Xupáp bị rỗ nhiều kèm theo tiếng nổ ở ống xả hay nổ ngược tại chế hoà khí, động cơ bị rung giật. c. Động cơ không có khả năng tăng tốc, mất chế độ làm việc toàn tải: - Pha phối khí sai lệch ít. - Xupáp bị rỗ động cơ làm việc bị rung giật nhẹ. 2.2. Xác định khả năng sai lệch pha phối khí: Xác định khả năng sai lệch pha phối khí có thể tiến hành bằng các phương pháp sau đây: - Bằng chốt đánh dấu, quay động cơ bằng tay, dò tìm DCT, xác định khả năng trùng dấu đặt cam. - Bằng dấu của cơ cấu dẫn động cam: làm việc quan sát bằng ô cửa sổ trên thân máy ở bánh đà, hoặc puli đầu trục khuỷu trên bánh răng cam của phần nắp máy. a. Nghe tiếng gõ. + Nghe tiếng gõ của các bộ truyền: - Nghe tiếng gõ bánh răng cam. - Nghe tiếng gõ xupáp thông qua tai nghe hay nghe trực tiếp, tại các vị trí gần khu vực phát ra tiếng gõ. +Xác định hư hỏng của đệm dầu(trên động cơ có đệm dầu) - Nếu khi máy hoạt động không có tiếng gõ nhẹ thì đệm dầu làm việc tốt. - Nếu có tiếng gõ thì chứng tỏ hỏng đệm dầu - Khi tháo nắp đậy dàn cò mổ, không có khe hở xupáp(cò mổ cứng), nếu lắp cò mổ có độ dơ tức là đệm dầu bị hỏng b. Các kiểm tra khác + Xác định lượng lọt khí qua độ kín khít buồng đốt Đổ ít dầu nhờn vào buồng đốt qua lỗ nến điện hay vòi phun khi piston nằm ở DCT lắp thiết bị do độ lọt khí với áp suất 4Kg/cm 2 qua lỗ vòi phun hay lỗ nến điện, xác định thời gian giảm áp. + Đo áp suất Pc cuối kì nén So sánh giá trị đo của 2 lần: lần thứ nhất ứng với khi không có dầu trong buồng đốt, lần thứ 2 có cho thêm vào buồng đốt một ít dầu bôi trơn động cơ. Nếu 2 lần đo cho kết quả giá trị đo thấp hơn quy định và như nhau cho 2 lần thì đó là xupáp bị hở. +Nghe tiếng nổ Tiếng nổ ngược tại cổ hút là do hở xupáp hút, tiếng nổ khi tăng tốc ở ống xả là hở xupáp xả. Ngoài ra có thể xác định như các phần chẩn đoán chung của động cơ: Sự suy giảm công suất tiêu hao nhiên liệu, màu khí xả …. + Chẩn đoán hư hỏng của phớt bao kín thân xupáp: 16 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh Chẩn đoán hư hỏng của phớt bao kín thân xupáp thông qua lượng khói đen thoát ra từ ống xả và lượng tiêu hao dầu nhờn đột biến gia tăng 3. Bảo dưỡng - sữa chữa cụm xupap 3.1. Nhiệm vụ, phân loại và cấu tạo Xupap. a. Nhiệm vụ. - Xupap có vai trò đóng mở các đường nạp và thải để thực hiện quá trình trao đổi khí. b. Điều kiện làm việc. - Trong quá trình làm việc mặt nấm xupáp chịu phụ tải động và chịu phụ tải nhiệt lớn, bị ăn mòn do các tạp chất hoá học gây nên... Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm xupáp có thể lên đến 1000  20000N, trong động cơ cường hoá và tăng áp lực khí có thể tăng đến 30000N. Mặt nấm luôn luôn va đập mạnh với đế xupáp nên rất dễ bị biến dạng. Do trực tiếp tiếp xúc với khí cháy còn chịu đựng nhiệt độ cao, nhiệt độ của khí thải trong động cơ thường đạt 1073  11230 K (800  Hình 2.1. Cấu tạo xu páp o 850 C). c. Phân loại. - Xupap có 2 loại là xupap nạp và xupap xả. Chúng có điều kiện làm việc khác nhau nên cấu tạo cũng khác nhau. d. Cấu tạo. Nhìn tổng thể xu páp được chia thành ba phần là 17 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh nấm, thân và đuôi + Nấm. - Nấm bằng : Kết cấu của loại nấm bằng là chế tạo đơn giản, có thể dùng cho xupáp nạp. Vì vậy đa số các động cơ dùng loại xupáp này. Hình 2.2. Kết cấu nẫm xu páp - Nấm lõm: Xupáp có dạng nấm lõm có đặc điểm là bán kính góc lượn giữa phần thân xupáp và phần nấm rất lớn. Thường dùng với xupap xả. - Nấm lồi: Xupáp có dạng nấm lồi (hình c): loại này cải thiện được tình trạng lưu động của dòng khí thải (vì mặt nấm lồi, nên hạn chế khu vực tạo thành xoáy lốc khi thải khí). Chính vì vậy xupáp thải của động cơ cường hoá sử loại dạng nấm lồi. + Thân và đuôi xupap. Hình 2.3. Kết cấu thân và đuôi xu páp - Thân xupáp có nhiệm vụ dẫn hướng, tản nhiệt cho nấm xupáp và chịu lực nghiêng khi đóng mở. Một số xupap xả trong thân chứa Natri để làm mát. - Đuôi xupáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo.Thông thường đuôi có mặt côn hoặc rãnh vòng để lắp móng hãm. Đuôi có kết cấu đơn giản là đuôi có lỗ để lắp chốt nhưng tạo tập trung ứng suất. - Để bảo đảm an toàn, chốt phải được chế tạo bằng vật liệu có sức bền cao. - Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi ở một số động cơ được chế tạo bằng thép ostenit và được tôi cứng. 18 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh e. Cơ cấu tự xoay xupap. + Cấu tạo: 1. Lò xo xupáp; 2. Thân xupáp; 3. ống dẫn hướng; 4. Lò xo đĩa; 5. Bi trượt; 6. Vỏ bọc; 7. Nắp xylanh; 8. Đế; 9. Lò xo; 10. Rãnh trượt Hình 2.4. Cơ cấu tự xoay xu páp + Nguyên lý hoạt động: - Hành trình xupap mở: Khi xupap mở thì lò xo xupap bị nén lò xo đĩa 4 bị nén và bị làm phẳng ép vào viên bi trượt 5. Đẩy viên bi vào rãnh trượt 10 tạo thành một mô men làm cho xupap xoay đi một góc. - Hành trình xupap đóng: - Khi xupáp đóng dần lực ép của lò xo 1 giảm, lò xo đĩa dần dần được giải phóng trở về trạng thái ban đầu. - Sau một thời gian làm việc xupáp được xoay quanh tâm. Do đó thân xupáp sẽ lâu mòn và nấm xupáp tiếp xúc khít với đế hơn, nên xupáp ít bị cong, mòn lệch. - Cơ cấu tự xoay xupap thường bố trí cho xupap xả. 3.2. Đế Xupap. a. Nhiệm vụ. - Đế xupáp nằm trong khối xylanh (thân máy) hoặc nắp máy cùng với xupap thực hiện nhiệm vụ đóng mở cửa nạp, cửa xả. b. Điều kiện làm việc. - Đế xupáp chịu va đập của nấm xupáp trong quá trình đóng mở cửa nạp, cửa xả. Ngoài ra đế xupáp xả tiếp xúc với khí đốt nên chịu ở nhiệt độ cao và áp suất lớn. c. Vật liệu chế tạo. - Đế xupáp thường được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc gang trắng và lắp có độ dôi vào thân máy hặc nắp xi lanh. d. Cấu tạo. Kết cấu của đế xupáp rất đơn giản, thường chỉ là một vòng hình trụ trên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn của nấm xupáp. 19 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh Hình 2.5. Cấu tạo đế xu páp - Đế xupáp được hãm trong thân máy hoặc nắp xi lanh (hình a). - Tính tự hãm của bề mặt côn (hình b) - Kết cấu khoá do lòng ống (hình c). - Bề mặt tiếp xúc của bề mặt nấm xupáp thường có 3 góc khác nhau (hình d). Hình 2.6. Các kiểu kết cấu của đế xu páp Mặt ngoài của đế xupáp có thể là mặt trụ trên có tiện rãnh đàn hồi để lắp cho chắc. Có khi mặt ngoài có độ côn nhỏ (khoảng 12°). Loại đế xupáp hình côn này thường không ép sát đáy mà để một khe hở nhỏ hơn 0,04 mm. Trên mặt côn của đế cũng tiện rãnh đàn hồi, sau khi ép vào, kim loại trên thân máy hoặc nắp xylanh sẽ điền kín vào rãnh và giữ chặt lấy đế. 3.3. Lò xo Xupap. a. Nhiệm vụ. - Lò xo xupáp có tác dụng giữ cho xupap ép kín với mặt đế và cùng các cơ cấu của phân phối khí thực hiện quá trình đóng mở cửa nạp, cửa xả. b. Điều kiện làm việc. - Lò xo ngoài sức căng ban đầu còn chịu tải trọng thay đổi đột ngột và tuần hoàn trong quá trình đóng mở. c. Vật liệu chế tạo. - Để nâng cao sức chống mỏi và chống gỉ của lò xo người ta thường dùng biện pháp công nghệ như làm chai cứng bề mặt lò xo, sơn lò xo bằng lớp sơn đặc biệt, mạ kẽm hoặc mạ cát mịn. d. Cấu tạo 20 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh - Lò xo xupáp thường là lò xo trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa và đế lò xo. Số vòng lò xo thường là 4  10. Hình 2.7. Lò xo xupap. Trong một số động cơ mỗi xupap thường lắp 1 ÷ 3 lò xo lồng vào nhau. Các lò xo này có chiều xoắn ngược nhau. - Ưu điểm của cách dùng này là: Ứng suất xoắn trên lò xo sẽ nhỏ hơn khi dùng 1 lò xo. Nên ít gẫy hơn. Tránh hiện tượng cộng hưởng do các lò xo có tần số dao động tự do khác nhau. Khi 1 lò xo bị gẫy động cơ vẫn có thể làm việc an toàn trong khoảng thời gian ngắn. 3.4. Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, cấu tạo đĩa lò xo. a. Đĩa lò xo. + Nhiệm vụ. - Dùng để giữ một đầu của lò xo xupáp không cho lò xo bung ra. + Điều kiện làm việc. - Đĩa lò xo gắn liền với nên chiệu tải trọng động, va đập và mài mòn, chịu nhiệt độ cao. + Cấu tạo. Hình 2.8 : Đĩa lò xo. 21 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT. BD-SC Cơ cấu phân phối khí. Hồ Đức Linh - Đĩa lò xo có dạng hình vành khuyên một mặt phẳng, còn mặt kia tiếp xúc với lò xo có gờ để giữ lò xo . Đế lò xo được giữ với đuôi xupáp bằng chốt hoặc bằng móng hãm. 3.5. Ống dẫn hướng. a. Nhiệm vụ. - Ống dẫn hướng dùng để dẫn hướng cho thân xupáp chuyển động lên xuống và tạo điều kiện bôi trơn cho thân xupáp. b. Điều kiện làm việc. - Ống dẫn hướng chịu mài mòn (do tiếp xúc với thân xupáp) và bị ăn mòn của các tạp chất hóa học. Ngoài ra ống dẫn hướng của xupáp xả còn chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn và các tạp chất ăn mòn hóa học. c. Vật liệu chế tạo. - Người ta thường dùng gang hợp kim, gang dẻo nhiệt luyện để chế tạo kết cấu ống dẫn hướng cho động cơ thông thường. Đối với động cơ cao tốc, vật liệu chế tạo được dùng là đồng thanh hoặc kim loại được tẩm dầu nhằm tăng khả năng chịu nhiệt và khả năng thích ứng với điều kiện bôi trơn khó khăn. d. Cấu tạo. - Về mặt kết cấu của ống dẫn hướng xupáp có kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có vát mặt đầu để lắp. ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp xi lanh có độ dôi. Hình 2.9 : Ống dẫn hướng xupap a. Ống dẫn hướng hình trụ có mặt vát đầu; b. Bề mặt ngoài của ống dẫn hướng có độ côn; c. Bề mặt ngoài của ống dẫn hướng có vai và cữ. d. Bề mặt ngoài của ống dẫn hướng có rãnh. e. Vấn đề bôi trơn ống dẫn hướng. Hình 2.10 Bôi trơn ống dẫn hướng.. 22 Trường Đại Học Công Nghệ GTVT.