Đang tải... (xem toàn văn)
Khảo sát hệ thống phân phối khí động cơ Mitsubishi 4DQ50
Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 1. Giáo viên hướng dẫn. 2. Giáo viên duyệt. 3. Hội đồng bảo vệ. MỤC LỤC SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, các ngành kinh tế - kỹ thuật trong cả nước đang phát triển nhanh góp phần tạo ra năng suất lao động ngày càng cao hơn nhu cầu cuộc sống… Ngành công nghiệp ôtô của chúng ta cũng không nằm ngoài guồng quay đó. Hiện tại ngành công nghiệp ôtô không chỉ giữ vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, góp phần phát triển sản xuất và kinh doanh thương mại mà còn là một ngành kinh tế mang lại lợi nhuận rất cao nhờ sản xuất ra những sản phẩm có giá trị vượt trội. Ngành công nghiệp ôtô ngày càng phát triển theo hướng đa dạng về chủng loại, tiện dụng, tiết kiệm nhiên liệu và đặc biệt là thân thiện với môi trường. Đ ó là những lý do thúc đẩy các hãng chế tạo ôtô trong và ngoài nước hiện nay phải cải tiến và nâng cao tính ưu việt của động cơ, làm sao phải sử dụng nhiên liệu một cách tiết kiệm nhất mà vẫn cho hiệu suất sử dụng cao nhất. Để giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “ Phân Phối Khí ” chính xác, đúng thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải quyết được vấn đề nhiên liệu. Đối với các ôtô hiện đại ngày nay cơ cấu phân phối khí đã được cải thiện một cách tốt nhất, có thể tự điều chỉnh được quá trình phân phối khí, dựa vào tình trạng hoạt động của động cơ ở từng thời điểm. Trong quá trình thực hiện làm đề tài, do trình độ hiểu biết của chúng em còn hạn chế. Nhưng dưới sự chỉ bảo, và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn “ NGUYỄN QUỐC HOÀNG ”, và các bạn cùng lớp nên đề tài của chúng em đã được hoàn thành. Tuy đề tài hoàn thành nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Mong các thầy trong khoa hướng dẫn và chỉ bảo thêm cho em, để đề tài của em được hoàn thiện hơn. em xin chân thành cảm ơn!. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 2 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. MỞ ĐẦU 1. Mục đích đề tài. Hệ thống phân phối khí trên xe là một hệ thống rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm việc của xe. Để cho xe có thể hoạt động ổn định và tiết kiệm nhiên liệu thì thời điểm phân phối khí phải là lý tưởng. Tuy nhiên góc pha phối khí là không cố định, nó thay đổi theo từng chế độ hoạt động của động cơ như: tải trọng, tốc độ. Cùng với sự phát triển của xã hội yêu cầu đối với xe ngày càng cao: nhiên liệu, khí thải Đó là những lý do thúc đẩy các hãng chế tạo ôtô trong và ngoài nước hiện nay phải cải tiến và nâng cao tính ưu việt của động cơ, làm sao phải sử dụng nhiên liệu một cách tiết kiệm nhất mà vẫn cho hiệu suất sử dụng cao nhất. Để giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “ Phân Phối Khí ” chính xác, đúng thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải quyết được vấn đề nhiên liệu. Tìm hiểu hệ thống phân phối khí của động cơ sẽ giúp chúng ta thấy rõ sự quan trọng của hệ thống này. Đồng thời củng cố và bổ sung kiến thức về chuyên nghành. Tìm hiểu, nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc, kết cấu của chi tiết, cụm chi tiết để từ đó rút ra ưu, nhược điểm và có kiến thức cơ bản để chuẩn đoán, phát hiện những hư hỏng thường gặp, tìm cách khắc phục, cải tiến, phát triển chúng ngày càng tốt hơn. 2. Ý nghĩa đề tài. Hệ thống phân phối khí là một trong những hệ thống quan trọng nhất của động cơ và cũng là một trong những hệ thống được quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu và chế tạo động cơ, trước các yêu cầu hết sức khắc khe về tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải. Nghiên cứu và khảo sát hệ thống phân phối khí sẽ giúp chúng ta nắm vững những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, sửa chữa, cải tiến Ngoài ra việc tìm hiểu hệ thống phân phối khí còn bổ sung thêm nguồn tài liệu để phục vụ cho việc học tập cũng như công việc sau này. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 3 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. NỘI DUNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Công suất động cơ phụ thuộc rất lớn vào thành phần và khối lượng khí nạp. Rõ ràng rằng lượng không khí đi vào xilanh trong quá trình nạp sẽ phụ thuộc vào việc xilanh động cơ được thải sạch ở mức độ nào đó trong chu kỳ trước của động cơ. Trong chu trình làm việc của động cơ cần thải sạch sản phẩm cháy của chu kỳ trước ra khỏi xilanh để nạp đầy môi chất mới vào xilanh động cơ. Hai quá trình nạp thải này liên quan mật thiết với nhau vì vậy kết cấu của hệ thống phân phối khí sao cho động cơ làm việc với hiệu quả cao nhất. 1.1. Công dụng. Hệ thống phân phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện quá trình thay đổi khí trong động cơ. Thải sạch khí thải ra khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp khí nạp hoặc không khí mới vào xilanh động cơ để động cơ làm việc được liên tục, ổn định, phát huy hết công suất thiết kế. Trong quá trình làm việc không khí sạch và nhiên liệu được cấp vào xilanh động cơ ứng với các thời điểm xác định. Việc nạp không khí và làm sạch xilanh động cơ 4 kỳ thực hiện thông qua xupap nạp và thải 1.2. Yêu cầu. - Đóng mở xupap đúng thời gian quy định và đúng pha phối khí - Độ mở đủ lớn để dòng khí lưu thông, ít trở lực - Quá trình trao đổi khí phải hoàn hảo, nạp đầy thải sạch - Đóng xupap phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, không bị cháy do lọt khí - Làm việc êm dịu, tuổi thọ, độ tin cậy cao - Thuận tiện trong việc bảo dưỡng, sửa chữa và giá thành chế tạo hợp lý 1.3. Phân loại. Trên động cơ bốn kỳ việc thải sạch khí thải và nạp đầy môi chất mới được thực hiện bởi cơ cấu cam - xupáp, cơ cấu cam - xupáp được sử dụng rất đa dạng. Tùy theo cách bố trí xupáp và trục cam, người ta chia cơ cấu phân phối khí của SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 4 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. động cơ bốn kỳ thành nhiều loại khác nhau như cơ cấu phối khí dùng xupáp treo, cơ cấu phối khí dùng xupáp đặt… 1.3 .1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo. a. Cơ cấu phân phối khí loại trục cam bố trí trên nắp máy. - Sơ đồ cấu tạo (hình 2.1). 8 7 1 2 3 6 4 5 Hình 1.1. cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo 1. Xupap 5. Con đội 2. ống dẫn hướng 6. cam 3. lò xo xupap 7. Móng hãm 4. đĩa lò xo 8. Đế xupap - Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu truyền động đến trục cam 6 làm cho trục cam 6 quay. Khi bề mặt làm việc của cam 6 tác động vào con đội 5 làm cho nó chuyển động đi xuống, tác động vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp 1 chuyển động đi xuống dẫn đến mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh nếu như ở xupáp nạp và bên trong xi lanh với bên ngoài cửa xả nếu như ở xupáp xả, lúc này lò xo 3 bị nén lại. Khi bề mặt làm việc của cam 6 không tác động vào con đội 5 lúc này nhờ lực đẩy lò xo 3 làm cho xupáp 1 chuyển động đi lên và đóng kín không cho thông giữa bên trong xilanh với bên ngoài cửa nạp hoặc cửa xả. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 5 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. - Ưu điểm: + Kết cấu gọn + Làm việc ít tiếng ồn, có độ chính xác cao. - Nhược điểm: + Cơ cấu dẫn động trục cam phức tạp, yêu cầu độ chính xác chế tạo và lắp ghép b. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo loại trục cam bố trí trên thân máy. - Sơ đồ cấu tạo Hình 1.2. cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo 1. ống dẫn hướng 5. xupap 9. Đũa đẩy 2. lò xo xupap 6. Đòn bẩy 10. Con đội 3. đĩa lò xo 7. Vít chỉnh xupap 11. cam 4. móng hãm 8. Đế xupap - Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc nhờ sự dẫn động từ trục cơ làm cho trục cam quay. Khi bề mặt làm việc của vấu cam 11 tác động vào con đội 10 làm cho con đội chuyển động đi lên, dẫn đến đũa đẩy 9 cũng chuyển động đi lên, khi đũa đẩy 9 chuyển động đi lên thì sẽ tác động vào đuôi đòn bẩy 6 làm cho đuôi đòn bẩy 6 chuyển động đi lên và xoay xung quanh trục của nó dẫn đến đầu đòn bẩy 6 chuyển động đi xuống tác động vào đuôi xupáp 5 làm cho xupáp chuyển động đi xuống lúc này lò xo 2 bị nén lại. Khi xupáp chuyển động đi xuống sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 6 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. xi lanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 11 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 dãn ra và làm cho xupáp 5 đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. Quá trình này diễn ra liên tục trong suốt quá trình làm việc của động cơ. - Ưu điểm. + Buồng cháy nhỏ gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, giảm được tổn thất nhiệt + Dễ tăng tỷ số nén, đường nạp đường thải thông thoáng, tăng hệ số nạp, giảm hệ số khí sót. Đảm bảo góc phối khí chính xác hơn. Đối với động cơ xăng có thể tăng tỉ số nén mà không kích nổ - Nhược điểm. + Dẫn động xupáp phức tạp + Tăng chiều cao động cơ + Kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó chế tạo + Độ tin cậy thấp hơn phương án bố trí xupáp đặt 1.3.2. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt. a. Sơ đồ cấu tạo.(hình 1.3.) b. Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc thông qua dẫn động từ bánh răng trục khuỷu 10 làm cho trục cam 8 quay, khi trục cam quay vấu cam sẽ tác động lên con đội 7 làm cho con đội chuyển động đi lên và tác dụng vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp chuyển động đi lên lúc này lò xo 3 bị nén lại. Khi xupáp chuyển động đi lên sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xilanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xilanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 8 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 3 dãn ra và làm cho xupáp đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. - Ưu điểm: Chiều cao động cơ giảm, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp dễ dàng thuận tiện. Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bi mòn - Nhược điểm: SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 7 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. + Buồng cháy không gọn (V c tăng) làm cho tỉ số nén giảm dẫn đến động cơ có tỉ số nén thấp. + Diện tích làm mát lớn dẫn tới tổn thất nhiệt nhiều, dẫn đến η t giảm. + Tăng tổn thất khí động. Do có nhiều hạn chế nên người ta chỉ sử dụng phương án này cho các loại động cơ xăng có tỉ số nén thấp (<7,5) và số vòng quay không cao lắm. Hình 1.3. hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt 1. xupap 5. bulong điều chỉnh 9.bánh răng trục cam 2. ống dẫn hướng 6. Đai ốc điều chỉnh 10. Bánh răng trục cơ 3. lò xo 7. Con đội 4. đĩa lò xo 8. Cam. 1.3.3. Một số cơ cấu phân phối khí hiện đại. a. Cơ cấu phân phối khí VTEC của Honda. Hệ thống VTEC của Honda là một trong những công nghệ tiên tiến nằm tối ưu hóa hiệu quả của động cơ. Được kỹ sư thiết kế động cơ của Honda, Kenichis Nagahiro sáng tạo. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 8 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. - Sơ đồ cấu tạo: Hình 1.4. Cấu tạo của hệ thống VTEC. 1. Trục cam 4. Cò mổ thứ hai 7. Xupap hút 2. Tấm định vị 5. Piston đồng bộ 3. Cò mổ thứ cấp 6. Piston tác động. Động cơ bố trí 4 xupáp cho mỗi xylanh, bao gồm 2 xupáp nạp và 2 xupáp xả. Hai vấu cam nạp có biên độ mở khác nhau, một cam có biên độ mở lớn và một cam có biên độ mở nhỏ. Các piston lắp đặt bên trong cò mổ sẽ đẩy piston đồng bộ di chuyển cùng hướng để ép piston chặn và lò xo bị nén lại tạo sự liên kết hai cò mổ lại với nhau. Khi mất áp lực dầu, dưới sự hoàn lực của lò xo thông qua piston chặn sẽ đưa piston đồng bộ trở về làm tách 2 cò mổ mở riêng rẽ. Ở tốc độ thấp, hai cò mổ được tách rời, vì thế xupáp hút thứ nhất điều khiển sự phân phối chính trong khi đó xupáp hút thứ hai chỉ hé mở để ngăn chặn nhiên liệu tích luỹ ở cửa nạp. Ở tốc độ cao, hai cò mổ được liên kết thành một khối nhờ vào piston đồng bộ. Vì vậy tốc độ này cả hai xupáp đều chịu sự tác động của vấu cam có biên độ mở lớn nhất. - Nguyên lý hoạt động. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 9 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. Kỹ thuật thay đổi thời gian phân phối khí và mức độ nâng xupáp được sử dụng cho động cơ nhằm mục đích tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất nhưng công suất phát ra vẫn cao. Với hệ thống này, đặc điểm nổi bật là với một tỷ lệ hoà khí tiết kiệm nhưng vẫn tạo ra một momen lớn ở tốc độ thấp, đồng thời ở tốc độ cao công suất phát ra lớn tương đương như động cơ bốn xupáp tiêu chuẩn đạt được. Hình 1.5. Hoạt động của hệ thống VTEC. • Ở tốc độ thấp: Cò mổ thứ nhất và cò mổ thứ hai được tách rời, do vấu cam A và B điều khiển riêng biệt hai xupáp, khả năng nâng của cò mổ thứ hai rất nhỏ để hé mở xupáp (một xupáp điều khiển sự phân phối khí chính). Hinh 1.6. Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí ở tốc độ thấp. SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 10 [...]... gúc quay trc cam cho phộp xupỏp úng m ti cỏc thi im khỏc nhau trong mi chu trỡnh chỏy (4 k) phõn b cụng sut ca ng c phự hp theo tc v ti (chõn ga) mt cỏch nhanh chúng 2 KHO ST C CU PHN PHI KH NG C MITSUBISHI 4DQ50 2.1 C cu phõn phi khớ dựng xupap treo cú trc cam t trong thõn mỏy( HOV ) 2.3.1 S cu to Hỡnh 2.1 c cu phõn phi khớ dựng xupap treo(HOV) 1.ng dn hng 5 xupap 9 a y 2.lũ xo xupap 6 ũn by 10 Con... phn nm xupap, thõn xupap v uụi xupap a Phn nm Kt cu ca nm xupap chng nhng nh hng n giỏ thnh sn phm m cũn nh hng n bn, trng lng v tỡnh trng ca dũng khớ lu ng qua hng xupap Nm xupap np v x ca ng c mitsubishi 4DQ50 l loi nm bng u im ca loi ny l d ch to Mt lm vic quan trng ca nm l mt cụn, cú gúc a = 45 0 iu ny va m bo c bn ca nm, va m bo tit din lu thụng khi m xupap v va m bo dũng khớ lu ng d dng Gúc... dựng múng hóm cú u im ln l khụng gõy nờn ng sut tp trung trờn uụi xupap Tuy vy viờc gia cụng múng hóm rt khú khn 2.3 xupap a) b) Hỡnh 2.4 kt cu xupap a xupap np b xupap x C cu phõn phi khớ ng c mitsubishi 4DQ50 dựng xupap treo, ng thi v np c b trớ trờn np xilanh gim hao mũn cho thõn mỏy v np xilanh khi chu lc va p ca xupap, ngi ta dựng xupap ộp vo hng ng thi v ng np Vỡ thõn mỏy v np xilanh c ch... cú nhiu u im trờn, nhng mt iu cn t bit lu ý l con i thy lc lm vic tt hay xu ph thuc rt nhiu vo cht lng du bụi trn Vỡ vy, du dựng trong ng c cú con i thy lc phi rt sch v nht n nh, ớt thay i ng c mitsubishi 4DQ50 dựng con i hỡnh tr Khi dựng loi con i ny thỡ dng cam phõn phi khớ l cam li ng kớnh tip xỳc vi mt cam phi cú ng kớnh ln nht trỏnh hin tng b kt Loi con i ny cú kt cu n gin, d ch t o, gn nh ng... tin s phõn phi tt hn tc thp, lng ho khớ np vo trong xilanh c tit kim do ch m mt trong hai xupỏp nhng tc trung bỡnh v cao, cụng sut phỏt ra ln do m ng thi c hai xupỏp hỳt b C cu phõn phi khớ MIVEC ca Mitsubishi: H thng ny cú kh nng thay i hnh trỡnh hoc thi gian úng m cỏc xupỏp bng cỏch s dng hai loi vu cam khỏc nhau di tc thp, vu cam nh dn ng cỏc xupỏp, ng c hot ng trng thỏi khụng ti n nh, lng khớ . chia cơ cấu phân phối khí của SVTH: TRẦN MINH NGỮ - 11CDOT01 4 Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ diesel. động cơ bốn kỳ thành nhiều loại khác nhau như cơ cấu phối khí dùng xupáp treo, cơ. (4 kỳ) để phân bố công suất của động cơ phù hợp theo tốc độ và tải (chân ga) một cách nhanh chóng. 2. KHẢO SÁT CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 4DQ50. 2.1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap. hệ thống: Tính ưu việt ở loại động cơ này là công suất động cơ cao đồng thời với việc tiết kiệm nhiên liệu. Cơ cấu phân phối khí của động cơ này gần giống như kiểu phân phối khí của động cơ