TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ ***************** ĐỖ THỊ THÚY NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DẪN ĐỘNG XUPAP BẰNG THỦY LỰC TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội, 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ ĐỖ THỊ THÚY NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DẪN ĐỘNG XUPAP BẰNG THỦY LỰC TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Chuyên ngành: Vật lí kĩ thuật KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học: ThS Nguyễn ngọc Tuấn Hà Nội, 2015 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng và sâu sắc tới: Thầy hướng dẫn khoa học: ThS Nguyễn Ngọc Tuấn - người trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa luận này. Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm, Tổ Vật lí kỹ thuật khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Gia đình, bạn bè đã quan tâm, chia sẻ, giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên ĐỖ THỊ THÚY LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi.Các số liệu, kết quả trong khóa luận là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khóa luận khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên ĐỖ THỊ THÚY MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU…………………………………………………..................1 1. Lí do chọn đề tài......................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu...............................................................................1 3. Nhiệm vụ nghiên cứu..............................................................................2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...........................................................2 PHẦN NỘI DUNG Chương 1 - Tổng quan tình hình nghiên cứu dẫn động xupap trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong…………………………....................3 1.1. Tình hình nghiên cứu dẫn động xupap trên thế giới……….…………..3 1.2. Tình hình nghiên cứu dẫn động xupap tại Việt Nam……....…………..8 1.3. Kết luận chương 1………………….…………………………………..9 Chương 2 - Các phương án dẫn động bằng cơ khí……………...………..11 2.1. Phương án gián tiếp……….…………………………………………..12 2.2. Phương án trực tiếp……...……………………………………………15 2.3. Các giải pháp hoàn thiện cơ cấu dẫn động xupap bằng cơ khí……….18 2.4. Kết luận chương 2……….……………………………………………23 Chương 3 – Phương án dẫn động bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong....................................................................................24 3.1. Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực……………………………………………………………………………24 3.2. Kết cấu của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối…………………………….............................................................26 3.3. Kích thước hình học của rãnh cấp và vị trí bố trí chúng trên ống lót của van phân phối…………………………………………………......................29 3.4. Quy luật cấp chất lỏng cho xi lanh thủy lực…………………………..31 3.5. Phương trình toán học mô tả chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực…...……………………………………………………………….…33 3.5.1. Phương trình mô tả chuyển động của con trượt………………………33 3.5.2. Phương trình mô tả chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực……………………………………………………………………………35 3.6. Kết quả khảo sát mô hình toán học dẫn động xupap bằng thủy lực……………………………………………………………………………38 3.6.1. Áp suất nguồn nuôi không đổi, tốc độ trục phân phối thay đổi………38 3.6.2. Tốc độ trục phân phối không đổi, áp suất nguồn nuôi thay đổi………40 3.6.3. Ảnh hưởng của độ cứng lò xo xupap đến quy luật động học của xupap dẫn động bằng thủy lực………………………………………………...……42 3.7. Kết luận chương 3. ……………………………………………………44 PHẦN KẾT LUẬN…………………………………………………...…….46 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………….……………...47 DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG, BIỂU VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Van điện từ dẫn động xupap.........................................................3 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xupap bằng khí nén.......5 Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý dẫn động xupap bằng thủy lực...........................6 Hình 1.4. Hệ thống nạp thông minh..............................................................8 Hình 2.1. Dẫn động xupap..........................................................................11 Hình 2.2. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt........................................12 Hình 2.3. Phương án dẫn động gián tiếp xupap với trục cam bố trí trong hộp trục khuỷu.................................................................................................13 Hình 2.4. Phương án dẫn động gián tiếp xupap với trục cam trên nắp máy..................................................................................................................14 Hình 2.5. Cơ cấu phân phối khí trục cam đặt trên nắp tác động trực tiếp lên xupap trường hợp có sử dụng cốc mỏng dẫn hướng.......................................15 Hình 2.6. Cơ cấu dẫn động bằng xích.........................................................16 Hình 2.7. Dẫn động bằng đai......................................................................17 Hình 2.8. Các phương án dẫn động trục cam..............................................17 Hình 2.9. Con đội thủy lực..........................................................................21 Hình 2.10. Đầu tỳ thủy lực............................................................................20 Hình 2.11. Phương án sử dụng trục cam có nhiều tiết diện..........................21 Hình 2.12. Điều khiển phân phối khí có dạng cam thay đổi.........................22 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực..........25 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối kiểu khóa....................................................................26 Hình 3.3. Sơ đồ kết cấu của van phân phối và sơ đồ kết nối......................27 Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý van phân phối kiểu con trượt...........................28 Hình 3.5. Sơ đồ tính toán góc quay của cửa cấp trên trục phân phối.........29 Hình 3.6. Hình dáng của rãnh cấp trên van phân phối................................30 Hình 3.7. Sơ đồ bố trí của cửa cấp, cửa xả trên ống lót..............................31 Hình 3.8. Sơ đồ tính toán sự biến thiên diện tích cửa cấp chất lỏng công tác....................................................................................................................32 Hình 3.9. Mô hình tính toán quy luật chuyển động của con trượt..............33 Hình 3.10. Mô hình tính toán quy luật chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực...................................................................................................36 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tốc độ trục phân phối đến các giá trị cực đại của chuyển dịch, vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực.......................................39 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của áp suất nguồn nuôi đến các giá trị cực đại của chuyển vị, vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực...........................................41 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của độ cứng lò xo đến chuyển vị của xupap............42 Bảng 3.4. Hành trình của xupap dẫn động bằng thủy lực...........................43 Bảng 3.5. Trị số ‘thời gian – tiết diện’ lý thuyết của xupap dẫn động bằng thủy lực............................................................................................................43 Bảng 3.6. Pha lý thuyết của xupap dẫn.......................................................44 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong động cơ đốt trong, cơ cấu phối khí có nhiệm vụ đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện quá trình thay đổi khí trong xi lanh động cơ: thải sạch khí cháy và nạp đầy hỗn hợp nhiên liệu hoặc không khí vào xi lanh. Và chính cơ cấu này ảnh hưởng rất nhiều đến các đặc tính kĩ thuật của động cơ. Cơ cấu phối khí được sử dụng nhiều nhất trên động cơ thường có 3 loại chính là: cơ cấu phối khí dùng xupap, cơ cấu phối khí dùng van trượt, cơ cấu phối khí hỗn hợp hay cơ cấu phối khí sử dụng kết hợp cả xupap và van trượt. Trong đó cơ cấu phối khí dùng xupap được sử dụng rộng rãi hơn cả vì chúng có kết cấu đơn giản, làm việc với độ tin cậy cao, giá thành chế tạo, sửa chữa tương đối thấp. Trong cơ cấu phối khí thì việc dẫn động xupap luôn hướng tới mục đích la trị số "thời gian – tiết diện" là lớn nhất. Và dẫn động xupap được tiến hành với nhiều phương án khác nhau và mỗi phương án thì có ưu, nhược điểm riêng, phương án dẫn động xupap bằng thủy lực có những ưu điểm hơn cả khắc phục những hạn chế của các phương án khác. Với lý do nêu trên nên tôi chọn đề tài khóa luận là: “Nghiên cứu khả năng dẫn động xupap bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ động cơ đốt trong”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu dẫn động bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong nhằm khắc phục những hạn chế khi dẫn động xupap bằng các phương án khác. 1 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Các phương án dẫn động xupap bằng cơ khí trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong và đánh giá ưu, nhược điểm, biện pháp khắc phục hạn chế. - Tổng quan về tình hình nghiên cứu dẫn động xupap trong cơ cấu phân phối khí. - Phương án dẫn động xupap bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong: sơ đồ nguyên lý chung, sơ đồ nguyên lý sử dụng van phân phối, quy luật cấp chất lỏng công tác cho xyalnh thủy lực, phương trình toán học mô tả chuyển động của xupap trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực, đánh giá kết quả khảo sát mô hình toán học dẫn động xupap bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Dẫn động xupap bằng thủy lực trong cơ cấu phối khí động cơ đốt trong. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Dẫn động xupap trong động cơ đốt trong. 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí luận: Sách. Báo, tạp chí, công trình liên quan đến đề tài. 2 PHẦN NỘI DUNG Chương 1 - TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DẪN ĐỘNG XUPAP TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Có nhiều hãng đi tiên phong trong lĩnh vực hoàn thiện quá trình làm việc của động cơ bằng cách tối ưu các hệ thống. Tuy nhiên cơ cấu phối khí sử dụng trên các động cơ hầu như vẫn giữ nguyên kiểu dẫn động cơ khí truyền thống. Việc nghiên cứu thay đổi hệ thống dẫn động xupap được tác giả Andrew Stubbs (đại học Boston) và hãng FEV của Cộng hòa liên bang Đức nghiên cứu và thí nghiệm theo hướng dẫn động bằng cơ điện từ. Một van điện từ đảm nhiệm chức năng đống mở xupap. Van điện từ gồm: vỏ ngoài, lò xo, hai cuộn dây điện từ, lõi sắt từ (phần cứng) như trên hình 1.1, phần cứng có thẻ dịch chuyển trong khe của hai cuộn dây điện từ. Hình 1.1. Van điện từ dẫn động xupap 1 – xupap; 2 – lò xo dưới; 3 - cuộn mở; 4 – lõi thép từ; 5 - cuộn đóng; 6 – lò xo đẩy 3 Van điện từ hoạt động theo nguyên lý: khi không có dòng điện cấp cho các cuộn dây điện từ, dưới tác dụng của lò xo xupap và lò xo của lõi sắt, lõi sắt nằm ở vị trí giữa khe hở của hai cuộn dây; lúc này động cơ không làm việc. Trong quá trình động cơ làm việc, cuộn đóng dùng để giữ lõi sắt khiến cho xupap ở trạng thái đóng. Để mở xupap, cần ngắt điện cuộn đóng và dưới tác dụng của lò xo lõi sắt, lõi sắt bị đẩy dịch về phía gần với cuộn mở, đồng thời cuộn mở được cấp điện làm cho lõi sắt tiếp tục dịch chuyển, mở xupap và lò xo xupap bị nén lại. Để đóng xupap, lại ngắt điện cuộn mở và cấp điện cho cuộn đóng. Thời điểm đóng, mở xupap được hệ thống điện tử điều khiển phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. Phương pháp dẫn động xupap kiểu cơ điện từ có thể kiểm soát được quá trình làm việc của động cơ như thay đổi pha phối khí phù hợp với các chế độ làm việc, như vậy có thể giảm được mức độ độc hại trong khí xả. Tiết kiệm tới 15 % nhiên liệu. Hệ thống làm việc êm dịu do giảm được số lượng các chi tiết chuyển động. Tuy hệ thống dẫn động kiểu này đơn giản về mặt kết cấu, song lại rất nhiều phức tạp về mặt điều khiển, đòi hỏi công nghệ chế tạo tiên tiến, do đó làm tăng giá thành động cơ. Quá trình bảo dưỡng hệ thống đơn giản, nhưng quá trình sửa chữa lại phức tạp. Các công trình nghiên cứu dẫn động xupap bằng khí nén ít được công bố, tuy nhiên nếu sử dụng khí nén trong việc dẫn động xupap thì có thể theo một sơ đồ nguyên lý chung như trên hình 1.2. Tín hiệu điều khiển có thể lấy từ trục cam hoặc bộ cảm biến vị trí, cũng có thể lấy trực tiếp từ trục khuỷu của động cơ. Van phân phối 3 cấp khí đến các xi lanh chấp hành 6 để mở hoặc đóng các xupap 7. Van phân phối có thể dược điều khiển bằng cơ khí hoặc điện. 4 3 2 1 4 5 8 6 7 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xupap bằng khí nén. 1 - nguồn áp suất; 2, 5 - đường ống; 3 – van phân phối; 4 - tiết lưu; 6 – xi lanh chấp hành; 7 – xupap Các xi lanh chấp hành có thể là loại tác động hai chiều hoặc một chiều. Trong trường hợp tác động một chiều thì lò xo xupap được giữ nguyên, còn khi sử dụng xi lanh tác động hai chiều thì xupap được đóng bằng khí nén. Có thể khái quát nguyên lý làm việc của hệ thống này như sau: khi có tín hiệu mở xupap đưa tới điều khiển van phân phối, thì van sẽ cấp khí nén để mở hoặc đóng xupap theo chu trình làm việc của động cơ. Phương án sử dụng khí nén dẫn động cho xupap có những ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm: để tạo nguồn khí nén, có thể điều chỉnh được áp suất làm việc của hệ thống dễ dàng; thời gian tác động nhanh, có thể tận dụng luôn nguồn khí nén trên xe máy. 5 Nhược điểm: do có sự tác động tức thời của hệ thống nên khó điều khiển, khó khăn trong quá trình bôi trơn cho các chi tiết chuyển động, do khí nén chưa được tách hoàn toàn hơi nước nên gây ra han gỉ các chi tiết dẫn đến tình trạng kẹt, đặc biệt là khi hệ thống ngừng làm việc trong thời gian dài ở điều kiện khí hậu Việt Nam, khó khăn trong vấn đề làm kín; khi tốc độ lớn, van khí nén khó đáp ứng được yêu cầu đóng mở xupap. Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng gốm áp điện điều khiển van phân phối 1 – con trượt; 2 - bản lề; 3 - cụm gốm áp điện; 4 – pittong dẫn động xupap; 5 – xu pap Dòng chất lỏng công tác được được điều khiển bằng các van điện từ. Ví dụ khoa chế tạo máy của trường Đại học Nam Ca – ro – lina đã sử dụng cụm gốm áp điện để điều khiển van phân phối thay thế hoàn toàn trục cam. (hình 1.3). 6 Nguyên lý hoạt động: Khi có một xung điện áp điều khiển từ bộ điều khiển thì cụm gốm áp điện 3 sẽ giãn nở. Sự giãn nở tuyến tính này tác động đến con trượt 1 thông qua bản lề 2 và khi đó dòng chất lỏng bị thay đổi hoặc dược dẫn vào khoang trên hoặc được dẫn vào khoang dưới pittong dẫn động xupap 4 để đóng hoặc mở xupap 5. Khi điện áp giảm dần thì cụm gốm áp điện co lại và van phân phối làm việc hoàn toàn ngược lại so với cụm gốm áp điện được cấp điện hệ thống làm việc với tần số 50Hz tương đương 600 v/phút, tốc độ trục khuỷu thay đổi thời gian đóng mở xupap được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp cấp cho cụm gốm áp điện. Hãng Ford đã thử chế tạo một vài sản phẩm dẫn động xupap bằng thủy lực điều khiển bằng van điện từ song nó bộc lộ một số hạn chế đó là các cuộn van điện từ tiêu tốn khá nhiều năng liệu và có những hạn chế của chính bản thân các van điện từ. Tuy nhiên, thiết kế này ít nhiều cho phép thay đổi được pha phối khí. Ngoài hướng sử dụng các tín hiệu điện để điều khiển xupap như trên với các động cơ mà trên đó hệ thống cung cấp điện không có sẵn thì việc sử dụng hệ thống dẫn động xupap kiểu cơ - thủy lực tỏ ra khả thi. Trong hệ thống này không sử dụng các cuộn dây điện từ hay cụm gốm áp điện nhưng vẫn giữ nguyên phần chấp hành bằng thủy lực. Một trong những kết cấu kiểu này được Vianney Rabhi đề xuất, theo tác giả thì khi sử dụng cơ cấu điều khiển này hoàn toàn có thể thay đổi được thời điểm đóng, mở và cả hành trình xupap. Đây là phương án điều khiển phù hợp cho bất kì động cơ nào mà không đòi hỏi trên động cơ đó phải có một nguồn điện như các phương pháp điều khiển bằng điện. Tuy nhiên việc chế tạo các xơ cấu này đòi hỏi một công nghệ tiên tiến. 7 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam hiện nay trên các động cơ vẫn sử dụng phương án dẫn động xupap bằng cơ khí là chủ yếu. hãng như HonDa có sử dụng hệ thống dẫn động xupap mới gọi là “hệ thống nạp thông minh” có khả năng thay đổi hành trình hoặc thời gian đóng mở các xupap bằng cách sử dụng hai loại vấu cam khác nhau. Ở dải tốc độ thấp, vấu cam nhỏ dẫn động các xupáp, động cơ hoạt động ở trạng thái không tải ổn định, lượng khí thải giảm và mômen xoắn tăng lên ở tốc độ thấp. Khi vấu cam lớn được kích hoạt, tốc độ tăng lên, các xupáp được mở rộng hơn và thời gian mở xupáp tăng lên. Bởi vậy làm tăng lượng khí nạp trong buồng cháy, công suất và mômen xoắn tăng, dải tốc độ động cơ được mở rộng. Hình 1.4: Hệ thống nạp thông minh Hai cam có hai biên dạng khác nhau được sử dụng ở hai chế độ khác nhau của động cơ: một cam có biên dạng nhỏ, dùng ở dải tốc độ thấp mà ta gọi tắt là cam tốc độ thấp và vấu cam còn lại có biên dạng lớn hơn, dùng ở dải tốc độ cao gọi tắt là cam tốc độ cao. Các vấu cam tốc độ thấp và các trục cò 8 mổ, dẫn động các xupap nạp, đặt đối xứng nhau qua cam tốc độ cao ở giữa. Mỗi xupap nạp được dẫn động bởi một cam tốc độ thấp và trục cò mổ. Để chuyển sang cam tốc độ cao, một tay đòn chữ T được ép vào các khe ở đỉnh trục cò mổ của cam tốc độ thấp. Điều này cho phép các cam tốc độ cao dịch chuyển cùng với cam tốc độ thấp. Lúc này các xupap thay đổi hành trình khi được dẫn động bởi cam tốc độ cao. Ở dải tốc độ thấp, tay đòn chữ T trượt ra khỏi khe một cách tự do, cho phép các cam tốc độ thấp dẫn động các xupáp. Ở dải tốc độ cao, áp suất thủy lực đẩy piston thủy lực lên, bởi vậy tay đòn chữ T lại trượt vào các khe cò mổ để chuyển sang vận hành với các cam tốc độ cao. Ở Việt Nam cũng đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng dẫn động của xupap trong cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong. Tuy nhiên trong thực tế thì chưa có động cơ có tốc độ nào sử dụng thủy lực để dẫn động xupap. 1.3. Kết luận chương 1 Qua việc tìm hiểu tình hình nghiên cứu phát triển các phương án dẫn động mới (khí nén, điện tử, thủy lực) cho xupap trên thế giới ta thấy rằng phương án này đang được các nhà chế tạo động cơ nghiên cứu và bước đầu được áp dụng do chúng có những ưu điểm nổi bật như: kiểm soát được quá trình làm việc của động cơ bằng cách thay đổi pha phối khí phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ, hệ thống làm việc êm dịu do giảm được các chi tiết chuyển động đơn giản về mặt kết cấu và đơn giản trong việc chăm sóc, bảo dưỡng, nhưng dòi hỏi công nghệ chế tạo cơ khí và điện tử rất hiện đại. Trong số các phương án mới, phương án dẫn động bằng thủy lực điều khiển bằng cơ khí có nhiều triển vọng hơn đối với điều kiện và khả năng công 9 nghệ ở Việt Nam bởi khi xupap dẫn động bằng thủy lực có thể loại bỏ hoàn toàn các chi tiết trung gian như con đội, đĩa đẩy, cò mỏ thậm chí cả trục cam tùy thuộc vào từng kết cấu cụ thể; giảm tải trọng quán tính do giảm các chi tiết có khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến; có khả năng thay đổi thời điểm đóng mở xupap, điều mà việc sử dụng trục cam dẫn động xupap rất khó thực hiện. 10 Chương 2 - CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG XUPAP BẰNG CƠ KHÍ Hiện nay trên các động cơ, xupap được dẫn động chủ yếu bằng cách cụ thể là dùng trục cam để đóng , mở xupap. Và thông qua các chi tiết trung gian như con đội, đũa đẩy, đòn gánh, cò mổ … thì xupap được dẫn động một cách gián tiếp. Ngoài ra để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung gian xupap được dẫn động trực tiếp từ cam hoặc qua một chi tiết trung gian là đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupap. Và ta có hai phương án dẫn động xupap bằng cơ khí chủ yếu là phương án gián tiếp và phương án trực tiếp và chúng có những hạn chế nhất định. Hình 2.1. Dẫn động xupap 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) 11 2.1. Phương án gián tiếp Những động cơ có sơ đồ bố trí xupap đặt thường sử dụng phương án dẫn động gián tiếp xupap thông qua con đội và sử dụng mộ trục cam bố trí trong hộp trục khuỷu. Hình 2.2. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt 1 – trục cam; 2- thân máy; 3- con đội; 4 – đế lò xo xupap; 5- lò xo xupap; 6 ống dẫn hướng; 7 – xupap; 8 –bánh răng dẫn động bánh răng cam Xupap được lắp ở một bên thân máy ngay trên trục cam và được trục cam dẫn động xupap thông qua con đội. Xupáp nạp và xupáp thải của các xi lanh có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ hoặc bố trí theo từng cặp một. Khi bố trí từng cặp xupáp cùng tên, các xupáp nạp có thể dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản hơn. Tuy vậy có khuyết điểm là buồng cháy không gọn, có dung tích lớn. Một khuyết điểm nữa là đường nạp, thải phải bố trí trên thân máy phức tạp cho việc đúc và gia công thân máy, đường thải, nạp khó thanh thoát, tổn thất nạp thải lớn. 12 Xupap treo được dẫn động bằng trục cam bố trí trong hộp trục khuỷu cũng rất thông dụng cho động cơ hình chữ “V” cũng như trong động cơ một xi lanh (hình 2.3). Hình 2.3. Phương án dẫn động gián tiếp xupap với trục cam bố trí trong hộp trục khuỷu 1 – Trục cam; 2 – Con đội; 3 – Đũa đẩy; 4 – Vít điều chỉnh; 5 – Trục đòn bẫy; 6 – Đòn bẫy; 7 – Đế chặn lò xo; 8 - Lò xo xupáp; 9 - Ống dẫn hướng; 10 – Xupáp; 11 – Dây đai; 12 – Bánh răng trục khuỷu Xupap đặt trên nắp máy và được trục cam dẫn động thông qua con đội, đũa đẩy, đòn bẩy dẫn động gián tiếp xupap. Trên các động cơ cao tốc, trục cam được bố trí trên nắp xi lanh thay cho việc bố trí giữa hai khối thân xi lanh hoặc trong hộp trục khuỷu (hình 2.4). 13 Hình 2.4. Phương án dẫn động gián tiếp xupap với trục cam trên nắp máy Việc đưa trục cam lên bên trên nắp xi lanh làm cho kết cấu dẫn động đơn giản hơn (giảm được con đội, đũa đẩy và cò mổ nếu đẫn động trục tiếp xupap). Như vậy sẽ giảm được tải trọng lực quán tính, khối lượng, kích thước lò xo xupap và cho phép tăng tốc độ động cơ. Một nhược điểm của phương án bố trí này là khoảng cách lớn giữa trục khuỷu và trục cam. Nếu dùng hệ thống bánh răng hoặc kết hợp bánh răng, bánh răng côn và trục truyền thì kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết, khối lượng và lực quán tính lớn nên ảnh hưởng tới khả năng gia tốc và hạn chế mức độ cường độ hóa động cơ theo tốc độ trục khuỷu. Nguyên nhân là tiếng ồn lớn và hiệu suất cơ khí của bộ truyền giảm nhanh ở tốc độ cao. Để khắc phục những nhược điểm này người ta thường sử dụng bộ truyền xích (TOYOTA, LADA, HONDA, MOCKBH4 412). Xích còn được dùng cho cả trường hợp khi mà trục cam bố trí trong hộp trục khuỷu thay cho việc dùng ba, bốn bánh răng. 14 2.2. Phương án dẫn động trực tiếp Trên các động cơ công suất lớn số lượng xupap nhiều hơn (thường là bốn) cho mỗi xi lanh nên thường dùng hai trục cam cho một dãy xi lanh và cam tác động trực tiếp lên xupap. Như vậy trong kết cấu của cơ cấu phân phối khí sẽ không còn đũa đẩy, cò mổ, trục cò mổ, con đội và kết cấu trở nên đơn giản hơn. Hình 2.5. Cơ cấu phân phối khí trục cam đặt trên nắp máy tác động trực tiếp lên xupap, trường hợp có sử dụng cốc mỏng dẫn hướng Ở động cơ tốc độ cao xích và đai răng thường được dùng dẫn động các trục cam. 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 15 chỉnh độ căng của xích. Để chống rung cho xích người ta dùng tấm dẫn hướng cho xích. (hình 2.6) Hình 2.6. Cơ cấu dẫn động bằng xích 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 xupap; 9 – xupap; 10 – bạc của bulông điều chỉnh; 11- bu lông điều chỉnh; 12 – cơ cấu đỡ xích; 13 – bánh răng dẫn động bơm dầu Việc kết hợp xích để dẫn động cả bơm cao áp và các cụm khác càng làm cho kết cấu thêm đơn giản. Tuy nhiên tuổi thọ của xích thấp, giá thành xích cao làm tăng giá thành của động cơ. Nhược điểm nữa của bộ truyền động xích là phải thực hiện bôi trơn (như với truyền động bánh răng), xích bị rão sẽ làm muộn pha phối khí trong khi phải có cơ cấu căng và giảm rung động xích. Một phương án khác thay cho xích là dùng đai răng. Đai răng cho phép tăng tốc độ truyền động mà tiếng ồn lại thấp hơn trong khi không cần bôi trơn vì thế các động cơ hiện đại ngày nay, kể cả động cơ điêsel, có xu hướng dùng dây đai răng thay cho xích (hình 2.7). 16 Hình 2.7. Dẫn động bằng đai Để dẫn động trục cam đối với động cơ có tốc độ trục khuỷu tương đối thấp thường sử dụng các cặp bánh răng hoặc dùng trục trung gian kết hợp với bánh răng và bánh răng côn (hình 2.8). Hình 2.8: Các phương án dẫn động trục cam (a, c) – dẫn động trục cam dùng bánh răng côn; (b) – Dẫn động trục cam dùng bánh răng trung gian; (d, e) – dẫn động trục cam dùng xích. 17 Khi cam dẫn động trực tiếp xupap thì giảm được tải trọng quán tính tác động lên cơ cấu, tiếng ồn va đập nhỏ (cho dù thường phải dùng thêm cốc mỏng dẫn hướng để chịu lực ngang), độ tin cậy làm việc của cơ cấu cao. Do giảm được nhiều chi tiết chuyển động trung gian nên giảm giá thành của cơ cấu nói riêng và của động cơ nói chung. Chính vì những lí do trên mà phương pháp dẫn động trực tiếp xupap đang được sử dụng phổ biến trên các động cơ hiện nay, đặc biệt là động cơ của các nước tư bản. Tuy nhiên trong cơ cấu dẫn động xupap bằng cơ khí, vấn đề điều chỉnh vô cấp rất khó thực hiện và tính êm dịu của chuyển động thấp. 2.3. Các giải pháp hoàn thiện cơ cấu dẫn động xupap bằng cơ khí. Trong quá trình làm việc, xupap và các chi tiết khác của cơ cấu phối khí giãn nở do chịu nhiệt độ cao. Vì vậy để tránh hiện tượng xupap bị kênh thì phải có khe hở nhiệt trong khâu dẫn động xupap. Chính vì có khe hở niệt này nên khi đóng, mở xu pap gây nên tiếng gõ đập đặc biệt là khi thay đổi tốc độ động cơ. Trong quá trình động cơ làm việc khe hở nhiệt thường bị thay đổi, do đó theo một chu kì nhất định cần phải điều tra, điều chỉnh lại. Biện pháp khắc phục nhược điểm này là triệt tiêu khe hở nhệt (khe hở đuôi xupap). Khe hở nhiệt được triệt tiêu bằng con đội thủy lực hoặc đầu tỳ thủy lực (một dạng kết cấu khác của con đội thủy lực). Đầu tỳ thủy lực có thể đặt trực tiếp trên phần đuôi xupap hoặc trên cò mổ. Con đội thủy lực có cấu tạo như hình 2.9, với nguyên lý làm việc như sau: Khi cam tác động vào con đội để mở xupáp thì con đội sẽ đi xuống phía dưới, cho đến khi lỗ dầu 6 được bịt kín bởi piston số 1 thì dầu ở buồng a và b bắt đầu bị nén. Lúc này ta coi hai buồng dầu như là một khối cứng. Con đội tác động vào đuôi xupáp đẩy xupáp làm lò xo nén, lúc này van bi 4 đóng ngăn cách giữa buồng a và buồng b trong quá trình làm việc dầu trong buồng bị 18 nén, do lắp ghép sẽ rò rỉ một phần dầu qua khe hở giữa piston và xi lanh. Khi cam thôi tác động lò xo xupáp đẩy cho xupáp trở lại trạng thái đóng kín, lò xo 3 giãn ra đẩy cho phần thân của con đội đi lên, phần thân luôn tỳ vào xupáp. Khi lỗ dầu 6 thoát ra khỏi piston 1 thì một lượng dầu từ mạch bôi trơn qua lỗ 6 bổ xung vào buồng a và buồng b của con đội. Không có khe hở nhiệt vì vậy quá trình làm việc rất êm không phải điều chỉnh khe hở nhiệt, tự động điều chỉnh trị số thời gian tiết diện. Hình 2.9. Con đội thủy lực 1 – pittong; 2 – lòng dẫn hướng; 3 – lò xo; 4 – van bi (van một chiều) ; 5 – thân con đội; 6 – đường vào dầu; 7 – lò xo van bi (lò xo hồi vị) Đầu tỳ thủy lực có cấu tạo như hình 2.10 và nguyên lý làm việc như sau: 19 Hình 2.10. Đầu tỳ thủy lực 1 – thân con đội; 2 – đế van một chiều; 3 – pittong ; 4 – van một chiều; 5 – lò xo hồi vị Nguyên lý làm việc: pittong 3 lắp trên thân của côn đội (đầu tỳ) thủy lực 1. Pittong (có mặt tỳ 2 mà trên đó đũa đẩy hoặc cò mổ) luôn được tỳ sát nhờ lò xo hồi vị 5. Khoang trong lòng pittong 3 và khoang phía dưới pittong luon được điền đầy dầu nhờ van 4. Khi cam tác động lên thân con đội (cò mổ), áp suất dầu ở khoang dưới pittog đột ngột tăng, van một chiều 4 đóng lại và lực tác động của cam thông qua dầu tác động lên pittong, đũa đẩy, cò mổ và đến xupap. Khi xupap đóng kín, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 5 pittong tỳ sát vào đũa đẩy (cò mổ), còn thân con đội (lưng cò mổ) tỳ sát vào cam, van một chiều 4 mở ra, dầu lại được điền đầy vào khoang dưới pittong, như vậy khe hở giữa đuôi xupap và cò mổ luôn bị triệt tiêu. Con đội thủy lực cũng như đầu tỳ thủy lực có thể không giống nhau về kết cấu, song nguyên lí làm việc của chúng giống nhau. Việc sử dụng con đội thủy lực để triệt tiêu khe hở nhiệt đã đơn giản hóa việc điều chỉnh khe hở nhiệt trong quá trình sử dụng: giảm tiếng ồn và tốc độ mài mòn do mức độ va đập của tải trọng giảm, tự động đóng xupap trong một thời gian nhất định kể từ thời điểm động cơ ngừng làm việc không phụ thuộc vào vị trí của cam. Như vậy cho dù cam đang ở thời kì mở thì xupap vẫn từ rừ đóng lại và xupap 20 sẽ truyền bớt nhiệt cho đế xupap (điều này có ý nghĩa rất lớn đối với xupap thải ), giảm sự cong vênh tán nấm và giảm mức độ oxy hóa bề mặt côn, tự động thay đổi pha phối khí về phía mở sớm, đóng muộn hơn và tăng được hành trình xupap khi tốc độ động cơ tăng. Như vậy sẽ làm tăng trị số “ thời gian – tiết diện” và giảm bớt được sự suy giảm hệ số nạp, cho phép cường hóa thêm công suất theo tốc độ trục khuỷu. Tuy nhiên kết cấu phức tạp, yêu cầu trị số chính xác cao đồng thời giá thành cũng cao, đòi hỏi dầu bôi trơn rất sạch, độ nhớt dầu bôi trơn ổn định. Các biện pháp trên đây phần nào đã khắc phục được những nhược điểm của cơ cấu dẫn động cơ khí. Tuy nhiên trục cam có mối liên kết cứng với trục khuỷu nên khi tăng tốc độ của động cơ, thời gian đóng, mở xupap giảm (tuy rằng pha phối khí không đổi theo góc quay trục khuỷu). Kết quả là thời gian nạp khí mới (hốn hợp không khí – nhiên liệu) và thải sạch sản phẩm cháy sẽ giảm đi và như vậy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của động cơ. Hình 2.11. Phương án sử dụng trục cam có nhiều tiết diện cam Để khắc phục nhược điểm trên, một số hãng sản xuất đông cơ đã sử dụng cam có các tiết diện khác nhau cho các chế độ tốc độ khác nhau của 21 động cơ. Hãng general motor sử dụng 3 tiết diện cam cho 3 chế độ tốc độ thấp, trung bình và cao. Hãng Honda cũng đã sản xuất các động cơ trên đó có sử dụng trục cam có 3 tiết diện và 3 cò mổ cho 3 chế độ làm việc của động cơ và sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển kết nối các cam với các cò mổ tương ứng. Phương án tự động dịch chuyển pha phối khí của xupap bằng cách xoay trục cam đi một góc nhỏ theo chế độ tốc độ dựa trên nguyên lý điều khiển điện từ - thủy lực được hãng FIAT áp dụng cho phép thay đổi góc nghiêng của pha phối khí của động cơ FIAT một góc từ 10° đến 48°. (a) (b) Hình 2.12. Điều khiển phân phối khí có biên dạng cam thay đổi (a) – Cam làm việc ở biên dạng thấp ; (b) – Cam làm việc ở biên dạng cao a : Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam tăng. b: Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam giảm. 22 2.4. Kết luận chương 2 Từ các nội dung trên ta thấy các kết luận sau: Phương án dẫn động xupap bằng cơ khí là phương án được sử dụng phổ biến nhất trên các động cơ hiện nay. Các động cơ cao tốc của tất cả các hãng đều sử dụng phương án dẫn động xupap bằng cơ khí, trục cam đặt trên nắp máy và có sử dụng con đội thủy lực hay đầu tỳ thủy lực, tuy có cải thiện chút ít về pha phối khí, về trị số “thời gian – tiết diện” song mục đích chu yếu là giảm sự va đập gây tiếng ồn ở miền tốc độ cao và cường hóa công suất theo tốc độ trục khuỷu. Nhược điểm chung của phương án dẫn động xupap bằng cam là tiếng ồn lớn, trị số “thời gian – tiết diện” bị hạn chế, khả năng tự động điều chỉnh thấp và khó thực hiện việc đảo chiều quay trục khuỷu cũng như khó thay đổi pha phối khí và hầu như không có khả năng tăng hành trình xupap khi tốc độ trục khuỷu tăng cao. 23 Chương 3 - PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG XUPAP BẰNG THỦY LỰC TRONG CƠ CẪU PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trên cơ sở phân tích các phương án dẫn động cho xupap trong chương 2, ta thấy việc sử dụng trục cam dẫn động cho xupap sẽ gặp nhiều khó khăn để tăng vận tốc chuyển động của xupap khi cường hóa công suất động cơ theo tốc độ trục khuỷu do sử dụng quá nhiều các chi tiết trung gian chuyển động tịnh tiến. Khi sử dụng hệ thống thủy lực dẫn động xupap cho phép thay đổi tốc độ chuyển động của xupap một cách liên tục trong dải rộng, quán tính nhỏ, đảm bảo an toàn cho hệ thống, đơn giản cho quá trình khai thác, bảo dưỡng. Đặc biệt trên nhiều phương tiện, thiết bị hiện nay có trang bị hệ thống thủy lực, do vậy việc chuyển dẫn động xupap bằng trục cam sang dẫn động bằng thủy lực có nhiều thuận lợi. 3.1. Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực Với những ưu điểm sẵn có của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực, việc ứng dụng hệ thống này để dẫn động cho xupap cũng có sơ đồ dẫn động tương tự như các hệ thống dẫn động thủy lực khác bao gồm nguồn thủy lực, cơ cấu chấp hành và van điều khiển. Hình 3.1 thể hiện sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực điển hình. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống có sử dụng thêm van an toàn và bầu lọc. Phần nguồn thủy lực bao gồm: bơm dầu, van an toàn, bầu lọc, các đường ống cấp và ống xả. Xi lanh thủy lực là cơ cấu chấp hành, xi lanh thủy lực có thể là dạng xi lanh tác động hai chiều hoặc tác động một chiều. 24 2 3 1 7 4 8 5 9 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực. 1 – bơm dầu; 2 – van phân phối; 3 – van tiết lưu; 4 – đường ống; 5 – xi lanh thủy lực; 6 – xupap của động cơ; 7 – thùng chứa; 8 – van an toàn; 9 – bầu lọc Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: Dầu thủy lực từ bơm dầu 1 dưới áp suất được cấp tới van phân phối 2. Nhờ tín hiệu mở (đóng) xupap, van phân phối sẽ mở đường dầu tới xi lanh thủy lực 5 qua đường ống 4 hoặc mở đường xả dầu từ xi lanh về thùng chứa 7. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, trong sờ đồ hình 3.1 có sử dụng van an toàn 8 và bầu lọc 9. Van phân phối có nhiệm vụ điều khiển dòng thủy lực cấp cho xi lanh thủy lực phù hợp với quy luật đóng, mở xupap của động cơ, đồng thời bảo đảm hành trình của xupap cũng như vận tốc đóng, mở chúng. Van phân phối được điều khiển theo kiểu cơ khí thuần túy hoặc điện từ, điện tử. Van phân phối kiểu khóa (trục van xoay) có kết cấu đơn giản và cũng dễ dàng điều khiển theo kiểu cơ khí dẫn động từ trục khuỷu thông qua cặp bánh răng luôn ăn khớp hoàn toàn có thể thay thế trục cam, con đội, cò mổ, lò 25 xo xupap, đồng thời cũng không đòi hỏi nguồn cung cấp điện cho điều khiển. Sơ đồ dẫn động xupap sử dụng van phân phối kiểu khóa được giới thiệu trên hình 3.2. 3 4 6 5 1 7 2 11 8 9 10 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối kiểu khóa. 1 – thùng dầu; 2 – bơm bánh răng; 3 – xi lanh điều khiển con trượt van phân phối; 4 – van phân phối 4/2; 5,6 – xi lanh dẫn động xupap; 7 – van xoay; 8 – bộ giảm tốc; 9 – động cơ dẫn động van xoay; 10 – áp kế; 11 – van an toàn 3.2. Kết cấu của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối Hệ thống dẫn động này được thể hiện trên hình 3.2 gồm 2 khối: khối điều khiển con trượt và khối điều khiển xupap của động cơ. Khối điều khiển con trượt gồm 2 van phân phối 7, xi lanh dẫn động con trượt 3. Khối điều khiển xupap gồm hộp con trượt 4, xi lanh dẫn động xupap 5 và 6. Kết cấu của van phân phối điều khiển xi lanh dẫn động con trượt và sơ đồ kết nối được thể hiện trên hình 3.3. 26 5 6 B e 7 f A d a b c 1 2 3 4 Hình 3.3. Sơ đồ kết cấu của van phân phối và sơ đồ kết nối A – khoang cấp; B – khoang xả; a, d – cửa cấp, cửa xả trên trục phân phối; b, e – rãnh cấp, rãnh xả trên ống lót; c, f – cửa cấp, cửa xả trên thân van; 1 – van phân phối; 2 – xi lanh dẫn động con trượt; 3 – hộp con trượt 4/2; 4 – cặp bánh răng dẫn động; 5 – thân van phân phối; 6 - ống lót; 7 – trục phân phối Van phân phối gồm: thân van 5, trục van 7, óng lót 6. Trục của van được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ thông qua cặp bánh răng 4. Trên trục của van có khoan 2 lỗ A và B không thông nhau theo đường tâm, lỗ A có áp suất cao được nối với xi lanh thủy lực, lỗ B nối thông với cửa xả. Các lỗ theo phương hướng kính a, d là các cửa cấp, cửa xả. Trên óng lót có các rãnh dẫn dầu b, e với chiều dài, vị trí phù hợp với quy luật chuyển động của xupap. Dầu thường xuyên được cấp vào khoang A của trục phân phối với một áp suất nhất định. Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay, trục phân phối quay. Tại thời điểm cửa cấp a trùng vào rãnh cấp b, dầu thủy lực được cấp đến xi lanh dẫn động con trượt qua cửa cấp a rãnh b, cửa cấp c. Dưới tác dụng của áp suất pittong và con trượt dịch chuyển mở đường dầu cấp cho xi lanh mở xupap. 27 Ngay khi lỗ d trùng với rãnh e, khoang trên của xi lanh thủy lực thông với đường xả qua cửa xả f, rãnh e, cửa d, khoang B của trục; áp suất giảm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị pittong dịch chuyển theo chiều ngược lại, dầu được xả về thùng và con trượt trở lại vị trí ban đầu, đồng thời dầu trong xi lanh dẫn động xupap xả về thùng qua cửa xả, xupap đóng. Van của khối điều khiển xi lanh dẫn động xupap là loại van phân phối kiểu con trượt 4 đường. Sơ đồ nguyên lý của van phân phối kiểu con trượt 4 đường được thể hiện trên hình 3.4. 3 4 2 1 5 6 7 Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý van phân phối kiểu con trượt 1 – van cấp nguồn; 2, 5 – các cửa xả; 3, 4 – các cửa cấp tới xi lanh thủy lực; 6 – van phân phối; 7 – con trượt Phần tử công tác của van phân phối là con trượt 7, nó dịch chuyển theo phương hướng trục trong thân của van phân phối để đóng và mở các lỗ dẫn thoát chất lỏng. Nguyên lý làm việc của van phân phối: chất lỏng công tác từ bơm được đưa vào cửa 1. Tùy thuộc vào vị trí của con trượt 7 chất lỏng công tác sẽ được đưa vào khoang công tác của xi lanh thủy lực 5 (hình 3.2). Cũng tại thời điểm đó, chất lỏng từ xi lanh 6 (hình 3.2) theo cửa 4 thoát về bể chứa. 28 3.3. Kích thước hình học của rãnh cấp và vị trí bố trí chúng trên ống lót của van phân phối Với mục đích bảo đảm thời điểm đóng mở xupap (pha phối khí) theo yêu cầu thực tế của động cơ, bảo đảm lưu lượng cần thiết để điều khiển xi lanh chấp hành và pha phối khí đã có sẵn động cơ, người ta xác định các kích thước hình học của rãnh cấp trên ống lót và sơ đồ bố trí của các cửa cấp, cửa xả này cho phù hợp. Ký hiệu  1 là góc mở sớm của xupap,  1 góc đóng muộn của xupap,  góc mở của xupap theo góc quay trục khuỷu và ta có: Để mở xupap hoàn toàn thì trục phân phối cần quay một góc là:   1 * =  2 +  1 ; với  1 = 2arcsin ( d D ), [độ]. t - góc quay của cửa cấp trên trục phân phối; Dt - đường kính ngoài của trục phân phối; d – đường kính của lỗ cấp trên trục phân phối. Sơ đồ tính toán góc quay của cửa cấp trên trục phân phối được thể hiện qua hình 3.5. Hình 3.5. Sơ đồ tính toán góc quay của cửa cấp trên trục phân phối 29 Ký hiệu L là chiều dài cung của rãnh cấp trên ống lót, chiều dài của rãnh cấp được tính bằng biểu thức sau: L= d 360 * , [m]. Để giảm cản trở thủy động tại rãnh cấp người ta chọn hình dạng của rãnh cấp hình ô van như trên hình 3.6. Hình 3.6. Hình dáng của rãnh cấp trên van phân phối Trên cơ sở đồ thị pha phối khí của động cơ, người ta xác định được vị trí bố trí cửa cấp và cửa xả trên ống lót như hình 3.7. 30 Hành trình xupap Góc quay trục cam Đ  C 1 Đ  C 2 Đ Đ  T 1  C 2 Đ 1 2 2’  d0 Hình 3.7. Sơ đồ bố trí các cửa xả, cửa cấp trên ống lót 1, 1’ Cửa nạp và cửa xả của xi lanh dẫn động xupap xả; 2, 2’ Cửa nạp và cửa xả của xi lanh dẫn động xupap nạp 3.4. Quy luật cấp chất lỏng cho xi lanh dẫn động xupap Quy luật cấp chất lỏng công tác cho xi lanh thủy lực được đặc trưng bởi quy luật biến thiên của diện tích trùng khớp lỗ cấp trên trục phân phối và rãnh cấp trên ống lót. Sơ đồ tính toán thể hiện trên hình 3.8. 31 (a) (b) (c) Hình 3.8. Sơ đồ tính toán sự biến thiên diện tích cửa cấp chất lỏng công tác điều khiển xupap. (a) – khi bắt đâug mở cửa cấp; (b) – khi cửa cấp mở hoàn toàn; (b) (c) – khi đóng cửa cấp Để giảm thiểu tổn thất lưu lượng qua cửa cấp thì người ta chọn bề rộng của rãnh cấp trên ống lót bằng đường kính của cửa cấp trên trục phân phối, diện tích trùng khớp của cửa cấp và rãnh cấp được xác định bằng:    2  2r 2   v.t   v.t   v.t    1  S (t )  2r . 2  arcsin 2.r  1   2.r  1. 1   2.r   khi0  t  v     2 2r 2r  a 2 F (t )  S (t )   .r khi t v v   vt  2r  a    arcsin   2  2r 2r  a 4r  a 2  3   t 2 khi S (t ) 2.r  vt  2r  a v v  vt  2r  a    . 1     2r 2r      32 3.5. Phương trình toán học mô tả chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực 3.5.1. Phương trình mô tả chuyển động của con trượt 1 2 t p1 y1 (t) 3 y1 Flx Fms 4 5 6 Hình 3.9. Mô hình tính toán quy luật chuyển động của con trượt 1 – xy lanh thủy lực; 2 – pittong; 3 – lò xo hồi vị của pittong; 4- hộp van phân phối; 5 – con trượt; 6 – lò xo hồi vị của con trượt Sơ đồ tính toán quy luật chuyển động của con trượt được thể hiện trên hình 3.9. Lực do áp suất chất lỏng tác dụng lên pittong sẽ cân bằng với lực quán tính, lực lò xo, lực ma sát tác dụng lên con trượt. Phương trình cân bằng lực cho pittong dẫn động con trượt được xác định bằng: 2 d y  . dy k M . dt dt 1 qd 1 2 1 b  f ms .sign 33 dy  k . y  S. p dt 1 1 1 1 (1) Trong đó: M qd1 - khối lượng chuyển động của pittong, con trượt và lò xo quy dẫn về đường tâm pittong dẫn động con trượt, [kg]. y - chuyển dịch của pittong dẫn động con trượt, [m]. 1 2 S - diện tích tiết diện ngang ủa pittong dẫn động con trượt, [ m ]. p - áp suất chất lỏng công tác trong xi lanh, [Pa]. 1 k b f - hệ số cản nhớt, [N/(m/s)]. ms - hệ số ma sát giữa pittong và xi lanh, [N/(m/s)]. k - hệ số độ cứng của lò xo hồi vị, [N/m]. 1 Biến thiên áp suất trong xi lanh dẫn động con trượt:  F (t ) dp dt 1 1  2  ( p do1 p1)  S 1 (  S. y ) 1 E V0 dy1 dt (2) Trong đó:  - hệ số lưu lượng của van phân phối. 1 2 F (t) – diện tích cửa van phân phối, [ m ]. p – áp suất chất lỏng trước van phân phối, [Pa]. kv = 1 3 (V 0  S. y ) - hệ số đàn hồi thể tích của chất lỏng công tác, [ m /Pa]. 1 E 34 V0 – thể tích ban đầu của khoang trong xi lanh tại thời điểm xupap đóng, [ m3 ]. F (t) – biến thiên diện tích cửa cấp theo thời gian, [ m2 ]. Lưu lượng chất lỏng công tác cấp cho van phân phối: Q b1   F (t ) 1 2  (p  p )  kQ. p (3) do1 Trog đó: p Áp suất bơm: b  p  p ; p - tổng tổn thất áp suất trong đường ống, [Pa]. p   van do qt p p p 2  van  do p   u - tổn thất áp suất của van, [Pa];  - hệ số tổn thất của van 2 2 l p   u1 - tổn thất áp suất trên đường ống, [Pa];  - hệ số tổn thất trên d 2 đường ống.  qt p - tổn thất áp suất của chất lỏng do quán tính; [Pa]. 2 p  2 l  u +  u1 + d 2 2  qt p 3.5.2. Phương trình mô tả chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực Sơ đồ tính toán quy luật chuyển động của xupap được thể hiện trên hình 3.10. 35 Vị trí XP đóng xi lanh TL pittong Lò xo Xp Hình 3.10. Mô hình tính toán quy luật chuyển động của xupap dẫn động bằng thủy lực Phương trình cân bằng lực cho pittong dẫn động xupap 2 d y  dy k M . dt dt 2 qd 2 2 b 2  f ms .sign dy k dt 2 lx 2 .( y  0 y ) F 2 kx  S. p (4) 2 Trong đó: M qd 2 - khối lượng chuyển động của pittong, xupap, lò xo, móng hãm, đĩa đệm quy dẫn về pittong, [kg]. F y kx 2 - lực khí xả tác dụng lên xupap, [N]. - dịch chuyển của pittong, chuyển vị của xupap,[m]. S - diện tích tiết diện ngang của pittong, [ m ]. 2 36 p y k - áp suất của chất lỏng công tác trong xi lanh, [Pa]. 2 0 2 - chiều cao nén sơ bộ của lò xo, [m]. - hệ số độ cứng của lò xo, [N/m]. Biến thiên áp suất trong xi lanh dẫn động xupap: dp dt 2  d y 2 2 ct 1   (p do 2 p) S  1 dy dt 2 1 (  Sy ) 2 E V0 (5) Trong đó:  d 2 ct - hệ số lưu lượng của van trượt. - đường kính công tác của con trượt, [m]. p - áp suất chất lỏng trước van phân phối, [Pa]. p do2 -áp suất trong đường ống trươc xi lanh dẫn động xupap, [Pa]. 2 E - mô đun đàn hồi của chất lỏng, [N/ m ]. Lưu lượng chất lỏng công tác cấp cho van trượt: Q b2  2 d y ct 1 2  (p  p do 2 )  kQ p Trong đó: Qb2 - lưu lượng chất lỏng cấp cho van trượt, [ m3 /s]. 37 (6) Hệ phương trình mô tả hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực bao gồm hệ các phương trình (1), (2), (3), (4), (5), (6) với các biến số y1(t), y2(t), p1(t), p2(t), pdo1, pdo2. 3.6. Kết quả khảo sát mô hình toán học dẫn động xupap bằng thủy lực 3.6.1. Áp suất nguồn nuôi không đổi, tốc độ trục phân phối thay đổi Khảo sát chuyển vị của xupap và áp suất trong xi lanh dẫn động xupap thay đổi góc quay trục khuỷu, áp suất nguồn nuôi 2.0 Mpa với các chế độ tốc độ n = 600, 700, 800 vg/phút cho thấy ảnh hưởng của các thông số đễn các giá trị cực đại của chuyển dịch , vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực được thể hiện trong bảng 3.1 38 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của tốc độ trục phân phối đến các giá trị cực đại của chuyển dịch, vận tốc, áp suất trong xy lanh thủy lực 2.5Mpa n (vg/ph) Chuyển vị Vận tốc max (mm) max (mm) 500 11,1789 600 2.0MPa 1.5Mpa Áp suất Chuyển vị Vận tốc Áp suất Chuyển vị Vận tốc Ápsuất max (Mpa) max (mm) max (mm) max (Mpa) max (mm) max (mm) max (Mpa) 435,0292 2,4328 8,7286 364,1478 1,98834 6,1534 278,7715 1,4812 10,7835 456,4702 2,3682 8,6117 381,925 1,96885 6,1527 290,4665 1,4808 700 10,1169 470,4175 2,2536 8,2346 391,9276 1,90735 6,0196 295,8525 1,45936 800 9,3655 478,6156 2,1208 7,689 397,0625 1,81088 5,6991 298,2361 1,40700 39 Kết quả khảo sát trong bảng 3.1 cho ta thấy khi tăng tốc độ trục phân phối với áp suất nguồn nuôi nhất định thì giá trị chuyển vị lớn nhất (hành trình) xupap và áp suất trong xi lanh dẫn động xupap giảm. Ví dụ với áp suất nguồn 2.0Mpa, khi tăng tốc độ phân phối từ 500 lên 800 vg/phút thì hành trình của xupap giảm từ 8,73mm xuống 7,69mm tức là giảm 11,91%. Với áp suất càng nhỏ thì thời gian suy giảm cũng càng thấp bởi khi tăng tốc độ trục phân phối, cản trở thủy động của hệ thống tăng lên, do đó lưu lượng cấp cho xi lanh dẫn động xupap giảm. Tuy nhiên khi tăng áp suất nguồn nuôi của hệ thống thì hạn chế trên lại được cải thiện đáng kể, ví dụ tại 600vg/phút khi tăng áp suất từ 1.5Mpa lên 2.5Mpa hành trình xupap tăng từ 6.15mm lên 10.78 mm tức là tăng 42.95%. Tốc độ càng cao thì sự gia tăng hành trình theo % khi tăng áp suất sẽ càng giảm. Bằng cách khảo sát mô hình của hệ thống dẫn động thì sẽ lựa chọn được giải áp suất nguồn nuôi phù hợp cho hệ thống dẫn động xupap tương ứng với tốc độ động cơ. 3.6.2. Tốc độ trục phân phối không đổi, áp suất nguồn nuôi thay đổi Khảo sát chuyển vị của xupap và áp suất trong xi lanh dẫn động xupap theo góc quay trục khuỷu, áp suất nguồn nuôi 1.0MPa, 1.5Mpa, 2.0Mpa, 2.5MPa và tốc độ trục phân phối 800vg/phút cho ta thấy ảnh hưởng của áp suất nguồn nuôi đến chuyển vị của xupap là một cơ sở quan trọng giúp cho việc lựa chọn dải áp suất phù hợp trong quá trình thiết kế hệ thống dân động bằng thủy lực cho xupap trên động cơ. Bảng 3.2 trình bày ảnh hưởng của áp suất nguồn đến các giá trị cực đại của chuyển vị, vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực. 40 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của áp suất nguồn đến các giá trị cực đại của chuyển vị, vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực 2.5Mpa n (vg/ph) 800 2.0Mpa 1.5MPa Chuyển vị Vận tốc Áp suất Chuyển vị Vận tốc Áp suất Chuyển vị Vận tốc Áp suất max (mm) max (mm) max (Mpa) max (mm) max (mm) max (Mpa) max (mm) max (mm) max (Mpa) 9,3655 478,6156 2,1208 7,689 397,0625 1,81088 5,6991 298,2361 1,40700 41 Để đảm bảo hành trình xupap không nhỏ hơn hành trình khi được dẫn động bằng cơ khí (7mm đối với động cơ R180) thì phải chọn áp suất nguồn thấp nhất là khoảng 2.5MPa, nhưng phải kể đến yếu tố: tốc độ tăng thì hành trình sẽ giảm (theo bảng 3.1). Xuất phát từ nhu cầu thực tế về hành trình lớn nhất của động cơ và thông qua bảng 3.2 cho phép ta lựa chọn dải áp suất của hệ thống. 3.6.3. Ảnh hưởng của độ cứng lò xo xupap đến quy luật động học của xupap dẫn động bằng thủy lực. Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng lò xo đến quy luật động học của xupap dẫn động bằng thủy lực cho ta thấy rằng với một giá trị áp suất nguồn nuôi và tốc độ trục phân phối nhất định, ảnh hưởng của độ cứng lò xo xupap đến chuyển vị của xupap cũng không nhỏ và được thể hiện trong bảng 3.3. Bảng 3.3. Ảnh hưởng của độ cứng lò xo đến chuyển vị của xupap Hệ số độ cứng của lò xo xupap Hành trình của xupap klx (N/mm) y2max (mm) 30 13,5388 40 11,9361 50 10,5631 60 9,3655 70 8,306 42 Thông qua việc khảo sát ảnh hưởng của độ cứng lò xo đến chuyển vị của xupap cho phép ta lựa chọn loại lò xo thích hợp dùng trong hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực. Tuy nhiên để đảm bảo khả năng chống tự mở của xupap khi động cơ làm việc thì hệ số độ cứng của lò xo phải nằm trong dải 5.4 N/mm đến 6.0 N/mm. Kết quả khảo sát mô hình dẫn động xupap bằng thủy lực trên máy tính ở các chế độ khác nhau được thể hiện trên bảng 3.4 đến 3.6. Bảng 3.4. Hành trình lý thuyết của xupap dẫn động bằng thủy lực, [mm] TT n(vg/phút) 1.0MPa 1.5MPa 2.0MPa 2.5MPa 1 500 3,2974 6,1534 8,7286 11,1789 2 600 3,3121 6,1527 8,6117 10,7835 3 700 3,2901 6.0196 8,2346 10,1169 4 800 3,1696 5,6991 7,689 9,3655 Bảng 3.5. Trị số “thời gian – tiết diện” lý thuyết của xupap dẫn động bằng thủy lực, [N/ m2 ].(trong bảng là diện tích nằm giữa đường cong diện tích tiết diện lưu thông và trục hoành) TT n(vg/phút) 1.0MPa 1.5MPa 2.0MPa 2.5MPa 1 500 38231,99 78320,28 117691,30 157753,20 2 600 36790,61 76039,74 113707,30 150112,00 3 700 35040,06 72049,64 106568,20 138665,70 4 800 32438,50 66733,30 98042,130 127273,50 43 Bảng 3.6. Pha lý thuyết của xupap dẫn động bằng thủy lực TT n(vg/phút) 1.0MPa 1.5MPa 2.0MPa 2.5MPa 1 500 223 241 256 271 2 600 226 249 266 279 3 700 231 254 276 287 4 800 224 258 276 291 Ta thấy hành trình xupap tăng nhanh (3.0  3,5 lần) khi tăng áp suất nguồn từ 1.0MPa đến 2.5MPa, nhưng giảm chậm hơn theo mức độ tăng tốc độ trục phân phối (ở áp suất cao hơn thì giảm nhanh hơn), trị số “thời gian – tiết diện” tăng khoảng 4 lần khi tăng áp suất nguồn từ 1.0MPa đến 2.5MPa và giảm không đáng kể khi tăng tốc độ trục phân phối (14% khi áp suất bằng 1.0MPa; 19.3% ở áp suất 2.5MPa khi tốc độ trục phân phối tăng từ 500vg/ph đến 800vg/ph – tương ứng với tốc độ trục khuỷu của động cơ tăng từ 1000vg/ph đến 1600vg/ph). Sự tăng nhanh hơn của trị số “thời gian – tiết diện” so với hành trình xupap là pha phối khí tăng đáng kể (48° ở tốc độ 500vg/ph đến 67° ở tốc độ 800vg/ph khi tăng áp suất nguồn nuôi và tăng tốc độ trục phân phối). Ở miền áp suất nguồn cao thì sự gia tăng được thể hiện ró nét hơn. 44 3.7.Kết luận chương 3 Với những nội dung trên ta đã tìm hiểu được chi tiết về phương án dẫn động xupap bằng thủy lực: mô hình sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối mà cụ thể là van phân phối kểu khóa. Tìm hiểu về các phương trình mô tả chuyển động của con trượt và xupap trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực và quy luật cấp chất lỏng công tác cho việc đóng, mở xupap. Từ các phương trình ấy người ta đã tiến hành khảo sát trên máy tính và thu được các bảng số liệu mà tôi trình bày, từ đó mà ta rút ra được những nhận xét về ảnh hưởng của các tham số như áp suất, tốc độ trục quay, độ cứng lò xo tới quy luật chuyển động của xupap. 45 PHẦN KẾT LUẬN Trong các động cơ hiện nay dẫn động xupap chủ yếu bằng cơ khí, dẫn động gián tiếp thông qua các chi tiết trung gian như con đội, đũa đẩy, cò mổ, …hoặc dẫn động trực tiếp thông qua trục cam. Tuy nhiên các phương án này vẫn còn nhiều hạn chế, và phương án dẫn động xupap bằng thủy lực đã khắc phục được những hạn chế cơ bản của các phương án này. Trong khuôn khổ khóa luận tôi đã trình bày về các phương án dẫn động xupap và cụ thể tìm hiểu về phương án dẫn động bằng thủy lực: sơ đồ nguyên lý chung, sơ đồ nguyên lý sử dụng van phân phối, quy luật cấp chất lỏng công tác cho xyalnh thủy lực, phương trình toán học mô tả chuyển động của xupap trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực, đánh giá kết quả khảo sát mô hình toán học dẫn động xupap bằng thủy lực trong cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong. Phương án này cũng phù hợp với thực tiễn và công nghệ ở nước ta hiện nay. Tuy nhiên trong khuôn khổ khóa luận tôi mới tìm hiểu được về mặt lý thuyết, phương hướng đưa ra là sẽ có động cơ sử dụng dẫn động xupap bằng thủy lực trong thực tế ở Việt Nam. 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lưu Tuấn Hải (2004), cơ cấu phân phối khí, NXB Khoa học và Kĩ thuật. [2] Hoàng Đình Long, kĩ thuật sửa chữa ô tô, NXB Giáo dục. [3] Hoàng Minh Tác (chủ biên) (1992), động cơ đốt trong, tập 1 và 2, NXB ĐHSP Hà Nội 1. [5] Phạm Minh Tuấn (1999), động cơ đốt trong, NXB Khoa học và Kĩ thuật. [4] Nguyễn Tất Tiến (2000), nguyên lý động cơ đốt trong, Hà Nội: NXB Giáo dục [6] Bộ giáo dục và đào tạo, kĩ thuật sửa chữa ô tô – máy nổ, NXB Giáo dục [7] Thiết kế và tính toán động cơ đốt trong (1996), Hà Nôi, NXB Giáo dục 47 [...]... thống thủy lực, do vậy việc chuyển dẫn động xupap bằng trục cam sang dẫn động bằng thủy lực có nhiều thuận lợi 3.1 Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực Với những ưu điểm sẵn có của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực, việc ứng dụng hệ thống này để dẫn động cho xupap cũng có sơ đồ dẫn động tương tự như các hệ thống dẫn động thủy lực khác bao gồm nguồn thủy lực, cơ cấu chấp... thấp dẫn động các xupáp Ở dải tốc độ cao, áp suất thủy lực đẩy piston thủy lực lên, bởi vậy tay đòn chữ T lại trượt vào các khe cò mổ để chuyển sang vận hành với các cam tốc độ cao Ở Việt Nam cũng đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng dẫn động của xupap trong cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong Tuy nhiên trong thực tế thì chưa có động cơ có tốc độ nào sử dụng thủy lực để dẫn động xupap. .. phương án dẫn động xupap bằng cam là tiếng ồn lớn, trị số “thời gian – tiết diện” bị hạn chế, khả năng tự động điều chỉnh thấp và khó thực hiện việc đảo chiều quay trục khuỷu cũng như khó thay đổi pha phối khí và hầu như không có khả năng tăng hành trình xupap khi tốc độ trục khuỷu tăng cao 23 Chương 3 - PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG XUPAP BẰNG THỦY LỰC TRONG CƠ CẪU PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trên cơ sở phân tích... - TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DẪN ĐỘNG XUPAP TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Có nhiều hãng đi tiên phong trong lĩnh vực hoàn thiện quá trình làm việc của động cơ bằng cách tối ưu các hệ thống Tuy nhiên cơ cấu phối khí sử dụng trên các động cơ hầu như vẫn giữ nguyên kiểu dẫn động cơ khí truyền thống Việc nghiên cứu thay đổi hệ thống dẫn động xupap được tác giả Andrew... phân phối; 4 – van phân phối 4/2; 5,6 – xi lanh dẫn động xupap; 7 – van xoay; 8 – bộ giảm tốc; 9 – động cơ dẫn động van xoay; 10 – áp kế; 11 – van an toàn 3.2 Kết cấu của hệ thống dẫn động xupap bằng thủy lực có sử dụng van phân phối Hệ thống dẫn động này được thể hiện trên hình 3.2 gồm 2 khối: khối điều khiển con trượt và khối điều khiển xupap của động cơ Khối điều khiển con trượt gồm 2 van phân phối. .. giải pháp hoàn thiện cơ cấu dẫn động xupap bằng cơ khí Trong quá trình làm việc, xupap và các chi tiết khác của cơ cấu phối khí giãn nở do chịu nhiệt độ cao Vì vậy để tránh hiện tượng xupap bị kênh thì phải có khe hở nhiệt trong khâu dẫn động xupap Chính vì có khe hở niệt này nên khi đóng, mở xu pap gây nên tiếng gõ đập đặc biệt là khi thay đổi tốc độ động cơ Trong quá trình động cơ làm việc khe hở nhiệt... động trung gian nên giảm giá thành của cơ cấu nói riêng và của động cơ nói chung Chính vì những lí do trên mà phương pháp dẫn động trực tiếp xupap đang được sử dụng phổ biến trên các động cơ hiện nay, đặc biệt là động cơ của các nước tư bản Tuy nhiên trong cơ cấu dẫn động xupap bằng cơ khí, vấn đề điều chỉnh vô cấp rất khó thực hiện và tính êm dịu của chuyển động thấp 2.3 Các giải pháp hoàn thiện cơ. .. các nội dung trên ta thấy các kết luận sau: Phương án dẫn động xupap bằng cơ khí là phương án được sử dụng phổ biến nhất trên các động cơ hiện nay Các động cơ cao tốc của tất cả các hãng đều sử dụng phương án dẫn động xupap bằng cơ khí, trục cam đặt trên nắp máy và có sử dụng con đội thủy lực hay đầu tỳ thủy lực, tuy có cải thiện chút ít về pha phối khí, về trị số “thời gian – tiết diện” song mục đích... thì xupap được dẫn động một cách gián tiếp Ngoài ra để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung gian xupap được dẫn động trực tiếp từ cam hoặc qua một chi tiết trung gian là đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupap Và ta có hai phương án dẫn động xupap bằng cơ khí chủ yếu là phương án gián tiếp và phương án trực tiếp và chúng có những hạn chế nhất định Hình 2.1 Dẫn động xupap a Dẫn động trực tiếp b Dẫn động. .. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam hiện nay trên các động cơ vẫn sử dụng phương án dẫn động xupap bằng cơ khí là chủ yếu hãng như HonDa có sử dụng hệ thống dẫn động xupap mới gọi là “hệ thống nạp thông minh” có khả năng thay đổi hành trình hoặc thời gian đóng mở các xupap bằng cách sử dụng hai loại vấu cam khác nhau Ở dải tốc độ thấp, vấu cam nhỏ dẫn động các xupáp, động cơ hoạt động ở trạng ... là: Nghiên cứu khả dẫn động xupap thủy lực cấu phân phối khí động động đốt trong Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu dẫn động thủy lực cấu phân phối khí động đốt nhằm khắc phục hạn chế dẫn động xupap. .. chuyển động xupap hệ thống dẫn động thủy lực, đánh giá kết khảo sát mô hình toán học dẫn động xupap thủy lực cấu phân phối khí động đốt Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Dẫn động. .. thuật động Cơ cấu phối khí sử dụng nhiều động thường có loại là: cấu phối khí dùng xupap, cấu phối khí dùng van trượt, cấu phối khí hỗn hợp hay cấu phối khí sử dụng kết hợp xupap van trượt Trong cấu