THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 12 BÀI 4 : KHẢO SÁT VÀ ĐO ĐẠT CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 1 . Yêu cầu của bài thí nghiệm: a) Cơ sở lý thuyết: i. Phân loại và điều kiện làm việc của hệ thống phân phối khí: Phân loại cơ cấu phân phối khí của đông cơ đốt trong : . Cơ cấu phân phối khí dùng xúpap. . Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt. Phân loại phương án bố trí xúpap: . Cơ cấu phân phối khí dùng xúpap treo . Cơ cấu phân phối khí dùng xúpap đặt Điều kiện làm việc: _ Trong quá trình làm việc, mặt nấm xúpap chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn. _ Lực khí thể tác dụng trên diện tích mặt nấm xúpap có thể lên đến 10000 20000N;hơn nữa mặt nấm xúpap luôn chịu va đập mạnh với đế xúpap nên rất dễ bị biến dạng. Trong thời kì thải khí, nấm và thân xúpap phải tiếp xúc với dòng khí thải có nhiệt độ rất cao (khoảng 1100…1200), hơn nữa tốc độ dòng khí thải rất lớn (400…600m/s)nên khiến cho xúpap, nhất là xúpap thải thường dễ bị quá nóng và bị dòng khí ăn mòn. ii. Yêu cầu của cơ cấu phân phối khí: _ Đóng mở đúng thời gian quy định _ Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông _ Đóng kín, xúpap thải không tự mở trong quá trình nạp _ Ít mòn, tiếng kêu nhỏ. _ Dễ điều chỉnh vả sữa chữa, giá thành chế tạo rẻ. iii. Nguyên lí hoạt động: _ Khi cốt máy quay nó làm quay cốt cam (nhờ các bánh răng, hoặc sên, hoặc đai), khi cốt cam quay truyền động qua các con đội, đũa đẩy, cò mỗ để điều khiển các xúpap đóng mở đúng thới điểm b) Đặc điểm của động cơ làm thí nghiệm : . Động cơ xăng sống 4 xylanh thẳng hàng làm mát bằng nước . 1 hệ thống xúpap treo, xúpap đặt * Dụng cụ thí nghiệm: . Cảo xúpap . Panme đo ngoài . Thước lá c) Hoạt động và nhiệm vụ của từng hệ thống : i.Trục cam : _ Trục cam là bộ phận tiếp nhận lực từ cốt máy để điều khiển xúpap đóng mở đúng lúc, đúng thì. _ Cấu tạo trục cam thường là thép hợp kim. Trên trục có các vấu cam, các vấu cam này sẽ mở và đóng các xúpap theo thời điểm ấn định trước. Ngoài ra còn có bánh cam sai tâm để điều khiển bơm xăng, bánh răng dẫn động bơm dầu, và bộ chia điện (delco). Trên cốt còn có các ổ đỡ để tựa lên xylanh, có đường kính lớn hơn mỏ cam để tháo ráp dễ dàng. Một đầu cốt có bánh răng. ii. Xúpap: _ Xúpap được làm bằng thép đặc biệt vì chúng phải chịu áp suất lón và nhiệt độ cao, xúpap luôn bị đẩy theo hướng đóng đường nạp xả do lực của lò xo, nhưng khi có lực tác động từ trục cam, nó di THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 13 chuyển xuống phía dưới trong ống dẫn hướng ở nắp qui lát để mở cửa hút hay cửa thải. Thường xúpáp hút lớn hơn xúpáp thải. iii. Đế xúpap: _ Đế xúpap được ép vào nắp xúpap khi xúpap đóng, đầu xúpap tiếp xúc với đế xúpap để đảm bảo độ kín khí trong buồn đốt. Đế xúpap cũng truyền nhiệt từ xúpap ra nắp qui lát để làm mát xúpap.Vì đế xúpap tiếp xúc với khí cháy nóng và liên tục tiếp xúc với xúpap nên được làm bằng thép đặc biệt (thép hợp kim) có khả năng chịu được nhiệt độ cao và chống mài mòn. _ Đế xúpap thường được cấu tạo giống như mặt côn 45 0 để phù hợp với hình dạng bề mặt tiếp xúc của xúpap. Bệ rông tiếp xúc của đế xúpap thường là 1.2 - 1.8mm. Bề rộng mặt tiếp xúc quá lớn sẽ gây ra muội than xâm nhập giữa bề mặt tiếp xúc của đế và xúpap mặc dù hiệu quả làm mát cao hơn.Nếu bề rộng tiếp xúc quá nhỏ, độ kín khít sẽ được cải thiện nhưng hiệu quả làm mát lại thấp. iv. Ống dẫn hướng: _ Ống dẫn hướng xúpap thường làm bằng gang hợp kim và được ép vào nắp qui lát. Ống dẫn hướng xúpap làm cho bề mặt xúpap tiếp xúc chính xác với đế xúpap.Bề mặt trươt giữa thân xúpap và đuôi được bôi trơn bằng dầu động cơ. Để tránh một lượng lớn dầu bôi trơn động cơ tràn vào buồng cháy qua khe hở giữa thân xúpap và bạc, một phốt dầu được lắp ở đầu ống dẫn hướng. v. Lò xo xúpap: _ Lò xo xúpap dùng để đóng xúpap, phần lớn động cơ dùng một lò xo cho một xúpap, nhưng có vài động cơ dùng hai động cơ cho một xúpap _ Để tránh xúpap nhô cao trong khi làm việc ở tốc độ cao người ta dùng lò xo có bước không đều hay dùng nhiều lò xo cho một xúpap THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 14 vi. Đệm đẩy (Con đội): _ Đệm đẩy là một cho tiết trung gian đổi chuyển động xoay tròn của vấu cam thành chuyển động lên xuống để mở và đóng nắp xúpap. Đệm đẩy được chế tạo bằng thép, được chuyển động trong ống kềm ở phía trên cốt cam.Tâm của cam và đệm đẩy sai lệch nhau để đệm đẩy vừa có thể lên xuống, vừa có thể xoay tròn với mục đích cho đệm đẩy khỏi mòn trong ống kềm. _ Đối với động cơ có xúpap đặt, phần trên đệm đẩy có vít hiệu chỉnh khe xúpap. _ Đối với động cơ có xúpap treo, đệm đẩy trong không có vít hiệu chỉnh. vii. Đũa đẩy: _ Đũa đẩy dùng trong cơ cấu xúpap treo thường là một thanh thép nhỏ, dài đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy. _ Đũa đẩy thường làm bằng thép cacbon có thành phần trung bình. viii. Đòn bẩy (cò mổ): _ Đòn bẩy là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với đũa đẩy, một đầu tiếp xúc với đuôi xúpap. Khi trục cam nâng con đội lên, đũa đẩy một đầu của đòn bẩy lên, đầu kia của đòn bẩy nén lò xo xúpap xuống và mở xúpap. Do đó đòn bẩy xúpap mở đúng pha phân phối khí. d) Trình tự thí nghiệm : i. Chuẩn bị thí nghiệm: _ Kiểm tra đồ dùng thí nghiệm _ Thực hiện các bước tháo rắp động cơ theo đúng sự hướng dẫn của giáo viên. _ Kiểm tra các thiết bị đo. ii. Tiến hành thí nghiệm: * Đo độ nâng của cam: . Dùng thước cặp đo chiều cao của các vấu cam (d1) . Dùng thước cặp đo đường kính của các vấu cam (d2) . Độ nâng h = d1-d2 * Đo xúpap: _ Đo chiều dày nấm xúpap . Dùng thước cặp đo chiều dày nấm xúpap: . Chiều dày xúpap hút không được nhỏ hơn 0.5mm, và xúpap thoát không bé hơn 0.8mm _ Đo đường kính, đường kính họng,góc tiếp xúpap: THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 15 . Dùng thước cặp đo đường kính xúpap (dn) . Dùng thước cặp đo đường kính họng xúpap(dh) . Góc tiếp xúc với cosα = e/b Với : e = (d n - d h )/2 ; b = chiều dày nấm * Đo chiều dài tự do của lò xo: . Dùng thước cặp đo chiều dài tự do của lò xo . Đo đường kính trong, đường kính ngoài của lò xo 2 . Số liệu thí nghiệm và xử lý: * Độ nâng của cam : d2 (mm) d1 (mm) h (mm) Cam thải 30.300 36.200 5.900 30.300 36.200 5.900 30.400 36.200 5.800 Tb (mm) 5.867 * Các kích thước xúpap : Tiến hành đo 4 xupap hút, 4 xupap thải. Các xupap cùng loại có cùng d1, d2, d3, d4, l, δ, chỉ tiến hành đo b. Các số liệu đều có đơn vị là mm. XUPAP HUÙT d1 = 8 d2 = 6.6 d3 = 33.9 d4 = 29.9 l = 100.8 δ = 2.7 b1 b2 b3 b4 L1 3.000 2.700 2.800 2.820 L2 2.880 2.700 2.780 2.860 L3 2.940 2.680 2.800 8.840 Tb 2.940 2.693 2.793 4.840 b tb 3.317 d2 (mm) d1 (mm) h (mm) Cam nạp 30.300 36.400 6.100 30.600 36.300 5.700 30.600 36.300 5.700 Tb (mm) 5.833 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 16 XUPAP THAÛI d1 = 7.9 d2 = 6.6 d3 = 28.2 d4 = 23.8 l = 105.8 δ = 2.7 b1 b2 b3 b4 L1 3.100 3.200 3.140 3.180 L2 3.120 3.180 3.160 3.200 L3 3.100 3.200 3.160 3.200 Tb 3.107 3.193 3.153 3.193 b tb 3.162 Số liệu b tb cho cả hai loai xúpap : b tb = 3.2395 (mm) * Số liệu đo đạt lò xo : Tiến hành đo đạt 4 lò xo hút, 4 lò xo thải. Chiều dài tự do của mỗi lò xo không đổi. Các số liệu có đơn vị là mm. i> Lò xo hút : LOØ XO 1 LOØ XO 2 D1 D2 D3 L D1 D2 D3 L L1 30.500 22.000 4.100 30.200 21.800 4.160 L2 30.400 22.100 4.200 43.300 30.180 21.700 4.120 42.600 L3 30.300 22.000 4.200 30.200 21.800 4.140 TB 30.400 22.033 4.167 30.193 21.767 4.140 LOØ XO 3 LOØ XO 4 D1 D2 D3 L D1 D2 D3 L L1 30.200 21.900 4.100 30.500 21.800 4.200 L2 30.300 21.800 4.100 43.500 30.200 21.860 4.140 43.200 L3 30.200 21.800 4.060 30.400 21.880 4.160 TB 30.233 21.833 4.087 30.367 21.847 4.167 Số liệu trung bình lò xo hút: D1 30.298 D2 21.870 D3 4.140 L 43.150 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT GIAO THÔNG www.ebook.edu.vn 17 ii> Lò xo thải : LOØ XO 1 LOØ XO 2 D1 D2 D3 L D1 D2 D3 L L1 30.500 21.750 4.250 30.300 22.000 4.250 L2 30.250 21.700 4.200 43.350 30.250 22.250 4.250 44.000 L3 30.200 21.850 4.300 30.250 22.300 4.300 TB 30.317 21.767 4.250 30.267 22.183 4.267 LOØ XO 3 LOØ XO 4 D1 D2 D3 L D1 D2 D3 L L1 30.250 22.050 4.250 30.250 22.050 4.250 L2 30.250 22.000 4.200 44.100 30.250 22.100 4.250 44.700 L3 30.200 21.900 4.250 30.250 22.050 4.250 TB 30.233 21.983 4.233 30.250 22.067 4.250 Số liệu trung bình lò xo thải : D1 30.267 D2 22.000 D3 4.250 L 44.038 3 . Nhận xét và đánh giá : * Độ nâng của cam : Ta thấy độ nâng của cam nạp và cam thải và như nhau. Điều này chứng tỏ trong quá trình hoạt động, các cam mòn đều và độ lên, xuống của xúpap hút và thải trong một chu trình là giống nhau. * Xúpap: 2 loại xupap nạp và thải có các giá trị kích thước tương tự nhau; chỉ khác nhau về chiều dày b. Xupap hút có b tb lớn hơn b tb chung, còn xupap thải có b tb nhỏ hơn b tb chung. Điều đó chứng tỏ xupap thải mòn nhiều hơn xúpap nạp. * Lò xo : Ta nhận thấy rằng các giá trị kích thước trung bình của cả 2 loại xúpap là xấp xỉ nhau, chứng tỏ không có sự khác biệt nhiều trong quá trình hoạt động của cả 2 loại lò xo. Các lò xo có thể dùng chung cho nhau. . 30.200 21.800 4. 160 L2 30 .40 0 22.100 4. 200 43 .300 30.180 21.700 4. 120 42 .600 L3 30.300 22.000 4. 200 30.200 21.800 4. 140 TB 30 .40 0 22.033 4. 167 30.193 21.767 4. 140 LOØ XO 3 LOØ XO 4 D1 D2. 30.200 21.900 4. 100 30.500 21.800 4. 200 L2 30.300 21.800 4. 100 43 .500 30.200 21.860 4. 140 43 .200 L3 30.200 21.800 4. 060 30 .40 0 21.880 4. 160 TB 30.233 21.833 4. 087 30.367 21. 847 4. 167 Số liệu. 30.250 22.050 4. 250 30.250 22.050 4. 250 L2 30.250 22.000 4. 200 44 .100 30.250 22.100 4. 250 44 .700 L3 30.200 21.900 4. 250 30.250 22.050 4. 250 TB 30.233 21.983 4. 233 30.250 22.067 4. 250 Số