TỔNG CỤC KỸ THUẬT TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QN SỰ KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ƠTƠ TẬP TP HỒ CHÍ MINH - 2011 TỔNG CỤC KỸ THUẬT TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QN SỰ KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ƠTƠ TẬP (Dùng cho đào tạo SQKT, ĐHKT, CĐKT chun ngành Ơtơ) TP HỒ CHÍ MINH - 2011 Trường Sĩ quan Kỹ thuật Qn mong bạn đọc góp ý kiến phê bình (Quyết định ban hành số: /QĐ-KTQS ngày tháng năm 2011) TÁC GIẢ Chủ biên: Đại tá, Thạc sỹ Trần Quốc Toản MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục Lời nói đầu Phần I: Các phận cấu động Chương 1: Tổng quan động đốt 1.1 Nhiệm vụ động đốt 1.2 Phân loại động đốt 1.3 Các phận cấu động ôtô 1.4 Động học - Động lực học - Cân động 5 Chương 2: Các chi tiết thuộc phận cố đònh 2.1 Khái niệm chung 2.2 Thân động (Thân máy) 2.3 Xylanh - lót xylanh 2.4 Nắp xylanh (Nắp máy) 2.5 Cụm nạp - xả 2.6 Đáy dầu 2.7 Kết cấu phận gá lắp động vào khung ôtô 2.8 Thân nắp xylanh số động điển hình 2.9 Những hư hỏng thường gặp chi tiết máy cố đònh 28 28 30 40 43 58 55 56 56 61 Chương 3: Các chi tiết chuyển động 3.1 Nhóm píttông 3.2 Nhóm truyền 3.3 Nhóm trục khuỷu - bánh đà 3.4 Ổ đỡ bạc lót 3.5 Píttông, truyền, trục khuỷu số động điển hình 3.6 Một số hư hỏng thường gặp chi tiết máy chuyển động 63 63 86 98 117 121 Chương 4: Cơ cấu phân phối khí 4.1 Nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu kỹ thuật 4.2 Cơ cấu phân phối dùng xupáp 4.3 Số xupáp dẫn động cấu phối khí 4.4 Kết cấu chi tiết cấu phân phối khí 4.5 Những hư hỏng chính, nguyên nhân 128 128 129 131 141 172 125 Tài liệu tham khảo 174 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “kết cấu động đốt trong” biên soạn theo đề cương, chương trình môn học “Hội đồng khoa học” Trường Só quan Kỹ thuật Quân thông qua Giáo trình biên soạn xong nghiệm thu đưa vào sử dụng Đây tài liệu thức dùng cho học tập giảng dạy hệ ĐHKT, CĐKT chuyên ngành Ôtô Trường Só quan KTQS Trong trình biên soạn, giáo trình bám sát kiến thức bản, trọng tâm, đặc biệt kiến thức mới, tự động điều khiển động Tài liệu bao gồm phần, chương Tập I trình bày chi tiết, phân cấu động Chương 1: Tổng quan Động đốt Chương 2: Các chi tiết thuộc phận cố đònh Chương 3: Các chi tiết thuộc phận chuyển động Chương 4: Cơ cấu phối khí Giáo trình cố gắng trình bày hệ thống từ nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật, vật liệu chế tạo kết cấu chi tiết phận hệ thống từ đến kết cấu đặc trưng, chủ yếu động số ôtô điển hình, như: UAZ-1342, GAZ-66, ZIL130, URAL-375, URAL-4320, KRAZ-255, TOYOTA, NISSAN, HUYNDAI, DEAWOO, Trong trình biên soạn tham khảo nhiều giáo trình, tài liệu nhiều trường Đại học, Cao đẳng Dạy nghề, sách ôtô máy kéo động đốt nhiều nhà xuất nước ấn hành Tuy vậy, chắn giáo trình nhiều chỗ chưa trọn vẹn, đầy dủ, mong bạn đọc phê bình, góp ý Mọi ý kiến xin trao đổi trực tiếp với tác giả giáo viên khoa Ôtô/ Trường Só quan KTQS/TCKT Xin chân thành cảm ơn TÁC GIẢ Phần I CÁC BỘ PHẠÂN VÀ CƠ CẤU TRÊN ĐỘNG CƠ Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Nhiệm vụ động đốt Động đốt loại động nhiệt, thực việc chuyển đổi nhiệt năng, nhiên liệu đốt cháy xilanh tạo ra, thành công (cơ năng) để dẫn động máy công tác (hệ thống truyền động ôtô, đầu máy xe lửa, máy bơm nước, máy phát điện, ) Động đặt ôtô (gọi tắt động ôtô) cung cấp lượng cho ôtô hoạt động 1.2 Phân loại động đốt Động ôtô phân loại theo đặc trưng sau 1.2.1 Dựa vào số hành trình chu kỳ công tác - Động kỳ: động có chu trình công tác hoàn thành hành trình píttông vòng quay trục khuỷu -Động kỳ: động có chu trình công tác hoàn thành hành trình píttông vòng quay trục khuỷu 1.2.2 Dựa vào loại nhiên liệu sử dụng- Động dùng nhiên liệu lỏng (chủ yếu xăng điêzel); - Động dùng nhiên liệu khí; - Động sử dụng nhiều loại nhiên liệu (đa nhiên liệu) 1.2.3 Dựa phương pháp nạp - Động không tăng áp: động lợi dụng chênh lệch áp suất xylanh (áp suất khí trời po) để thực trình nạp - Động tăng áp: Là động có tăng áp suất khí nạp trước nạp vào động 1.2.4 Dựa vào cách bố trí xylanh động - Động hàng xylanh: Là động mà xylanh bố trí thành hàng (có thể thẳng đứng, nghiêng nằm ngang) - Động hai hàng xylanh: Là động mà xylanh bố trí thành hai hàng hình chữ V (góc hai hàng 60 ÷ 90 …) 1.2.5 Dựa vào phương pháp làm mát - Động làm mát không khí - Động làm mát chất lỏng 1.2.6 Dựa vào cách bố trí - Động nằm ngang: Là động bố trí đường tâm trục khuỷu vuông góc với chiều dọc ôtô Thường lắp xe du lòch nhỏ, loại động lắp kèm theo khối: Ly hợp, hộp số, truyền lực cho hai bánh trước - Động nằm dọc: Là động bố trí theo chiều dọc ôtô, loại dùng phổ biến, nhiều ôtô vận tải Ngoài phân loại động theo số đặc trưng khác như: - Động xăng * Động chế hòa khí: Là động sử dụng chế hòa khí để tạo hỗn hợp * Động phun xăng: Là động có trang bò hệ thống phun xăng để tạo hỗn hợp - Động điêzel 1.3 Các phận cấu động ôtô Về mặt kết cấu động đốt ôtô tổ hợp máy móc phức tạp thể mặt cắt dọc, cắt ngang hình vẽ 1.1, 1.2a, 1.2b Bao gồm cấu hệ thống sau 1.3.1.Cơ cấu khuỷu trục – truyền Các chi tiết máy cố đònh, gồm: Thân động cơ, xylanh, nắp máy, hộp trục khuỷu Các chi tiết máy chuyển động, gồm: Nhóm píttông, nhóm truyền, trục khuỷu- bánh đà 1.3.2 Cơ cấu phân phối khí Trong cấu phối khí dùng xupáp, Gồm: xupáp nạp, xả, lò xo xupáp, ống dẫn hướng, cò mổ, đẩy, đội, trục cam… 1.3.3 Hệ thống bôi trơn (HTBT) Trong hệ thống bôi trơn áp lực cacte ướt, gồm có phận: chứa dầu, bơm dầu, bầu lọc dầu thô, tinh, đường dẫn dầu, két làm mát dầu… 1.3.4 Hệ thống làm mát (HTLM) Trong hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng kín, gồm có phận: Két nước, bơm nước, quạt gió, van nhiệt, khoang nước làm mát, đường dẫn nước… 1.3.5 Hệ thống nhiên liệu (HTNL) Hệ thống nhiên liệu, dựa theo nhiên liệu sử dụng chia làm loại 1.3.5.1 Hệ thống nhiên liệu động xăng: Theo phương pháp tạo hỗn hợp, chia làm loại - HTNL động xăng (HTNL - X) kiểu hút, tạo hỗn hợp chế hòa khí, gồm: Thùng xăng, bầu lọc, bơm xăng, chế hòa khí, hạn chế tốc độ, bầu lọc không khí, ống dẫn xăng… - HTNL động xăng (HTNL - X) tạo hỗn hợp phương pháp phun xăng điều khiển điện tử, gồm mạch điều khiển điện tử, mạch cung cấp xăng, mạch không khí… 1.3.5.2 Hệ thống nhiên liệu động Điêzel (HTNL – D) Tùy theo sử dụng loại bơm cao áp Nếu HTNL-D dùng bơm cao áp PE, có phận sau: Thùng nhiên liệu, bầu lọc nhiên liệu, bơm chuyển, bơm cao áp, vòi phun, đường dẫn thấp áp, đường dẫn cao áp, điều tốc, đường nhiên liệu hồi, máy nén tăng áp (nếu có)… a b Hình -1 Cấu tạo động đơn giản a- Động xăng: 1- Nắp xylanh, 2- Nến điện, 3-Píttông, 4- Bơm nước, 5Con đội, 6- Trục cam, 7- Bánh đà, 8- Bơm dầu, 9- Đáy dầu, 10- Bánh truyền động, 11- Trục khuỷu, 12-Thanh truyền, 13- Chốt píttông, 14- Xupáp nạp, 15- Chế hoà khí, 16- Xupáp xả, 17- Đòn bầy, 18- Thanh đẩy b- Động điêzel: 1- Nắp máy, 2- Đòn bẩy, 3-Vòi phun, 4- Xupáp xả, 5Xupáp nạp, 6- Buồng cháy, 7- Píttông, 8- Chốt píttông, 9- Thanh Truyền, 10Bánh đà, 11- Thân động cơ, 12-Trục khuỷu, 13- Bánh dẫn động, 14-Trục cam, 15- Bơm cao áp, 16- Thanh đẩy 17- Bầu lọc không khí Hình 1-2a Mặt cắt ngang động ZIL -131 Bơm dầu, Thân động cơ, Píttông, Ống lót xylanh, Đường ống xả, Nắp đậy, Đòn bẫy, Nắp xylanh, Thanh đẩy, 10 Bầu lọc dầu kiểu li tâm, 11 Bộ chế hoà khí, 12, 13 Cụm nạp, 14 Bộ chia điện, 15 Thước thăm dầu, 16 nến điện, 17 Trục chia điện, 18 Con đội, 19 Tấm chắn máy khởi động, 20 Máy khởi động, 21 Đáy dầu, 22 Phao hút dầu Hình 1-2b Mặt cắt dọc động ZIL – 131 Buly truyền động đầu trục khuỷu, Phớt chắn dầu, Đai ốc khởi động, Dấu đánh lửa, Cảm biến hạn chế tốc độ tối đa, Trục cảm biến hạn chế tốc độ tối đa, lò xo hãm chốt gài, 8.Vòng hãm, Tấm cách, cữ trục cam, 10 Nắp đậy bánh cam, 11 Bơm nước, 12 p li bơm nước, 13 Dây đại chính, 14 Dây đai bơm trợ lực dầu,15 Dây đai máy nén khí, 16,17 Vú bơm mỡ, 18 Móc cẩu động cơ, 19 Lọc khí ống hút thông gió động cơ, 20 Bơm xăng, 21 Trục trung gian dẫn động bơm xăng, 22 Bầu lọc tinh xăng, 23 Ôáng thông buồng trục khuỷu, 24 Bầu lọc dầu li tâm hoàn toàn, 25 Cảm biến báo nhiệt độ nước, 26 Trục cam , 27 Bạc cổ trục cam, 28 Đệm làm kín, 29 Vỏ li hợp, 30 Trục khuỷu, 31 Đệm chắn dòch dọc trục khuỷu, 32 Bánh trục khuỷu 10 4.4.6.4 Phân loại Con đôi có loại sau: Con đội hình nấm, hình trụ, đội treo, đội lăn, đội thuỷ lực 4.4.6.5 Kết cấu Phần dẫn hướng dẫn (thân đội) phần mặt tiếp xúc với cam phối khí + Con đội hình nấm, hình trụ (hình 4-36) Hình 4-36 Con đội hình nấm a, c; Con đôi hình trụ b, d, g, h, i, k Loại dùng phổ biến động ô tô máy kéo Khi dùng loại đội này, dạng cam phân phối khí phải dùng cam lồi Đường kính mặt nấm tiếp xúc với cam phải lớn để tránh tượng kẹt 162 c) d) Hình 4-37 Quan hệ lắp ghép đội cam Loại đôi hình nấm dùng cấu phối khí xupáp đặt Thân đội thường nhỏ đặc, thân có vít điều chỉnh khe hở nhiệt Ở động xpáp treo (ZIL-130, ZMZ-66) thân đội có đường kính thân lớn, phía rỗng, mặt tiếp xúc với lỗ dẫn hướng lớn nên mòn Phần lõm phía tiếp xúc với đầu đũa đẩy thường có bán kính lớn bán kính đầu đũa đẫy khoảng 0,2 ÷ 0,3mm Thân đội hình trụ có kích thước vừa đường kính mặt tiếp xúc Mặt tiếp xúc với cam đội hình nấm hình trụ thường mặt phẳng mà mặt cầu có bán kính lớn R = (500-1000)mm Để đội mòn người ta sử dụng biện pháp sau: Mặt đáy đội làm lồi với bán kình tương đối lớn R = (700 ÷ 1000)mm Mặt cam làm nghiêng theo chiều trục góc từ (4-15’) 163 Đường tâm đội làm lệch với đường tâm đoạn e = (1,5-3,0)mm (hình -37) + Con đội lăn (hình 4-38) Con đội lăn dùng cho tất dạng cam, thường dùng với dạng cam tiếp tuyến cam lõm đội tiếp xúc với mặt cam lăn nên ma sát đội cam ma sát lăn, ưu điểm loại đội thường ma sát nhỏ phản ánh xác quy luật chuyển động nâng hạ cam tiếp tuyến cam lõm Con lăn lắp trục phần đội, dùng ổ bi đũa để giảm mòn cho chốt lăn Hình 4-38 Con đội lăn Trái với đội hình nấm hình trụ, trình làm việc đội lăn không quay quanh trục tâm để tránh tượng kẹt lăn đội thường đinh vò rãnh phay ổ lắp đội, trục lăn có chiều dài lớn đường kính thân đội để khớp vào rãnh phay chống xoay + Con đội treo Trên động (IAMZ-236), (IAMZ-238) sử dụng đội treo có cấu tạo hình vẽ (hình 4-39) Hình 4-39 Con đội treo Con lăn; Bi kim; Trục lăn; Thân đội; Bạc; Đế 164 Khi làm việc, đội quay quanh trục gắn thân động cơ, trục đội có bạc (5) đồng để chống mòn Loại có ma sát nhỏ, xảy kẹt + Con đôi thuỷ lực Hình 4-40 Cấu tạo đội thuỷ lực Vòng khoá; Nắp trên; Đóa đònh cữ; Con đội; Đế van chiều; Van chiều; Lò xo van chiều; Đế tựa (nắp chặn) van chiều; Lò xo hồi vò đội; 10.Thân buồng chứa dầu; 11 Lỗ dầu vào Trên động ôtô đại thường dùng đội thuỷ lực, với loại đội không cần điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp dầu bôi trơn đường dầu vào đội tự động điền đầy khe hở giúp đọâng làm việc êm tiếng gõ xupáp Con đôi thuỷ lực có cấu tạo hình 4-40 nguyên lý hoạt động sau (xem hình 4-41) Ống trượt lắp trượt khít vào thân đội, đáy thân tỳ lên vấu cam, đáy ống trượt tỳ lên vấu cam, ống trượt chuyển dòch tònh tiến thân Trên thân ống trượt có lỗ khoan thông với đường dầu hệ thống bôi trơn động 165 Hình 4-41 Nguyên lý hoạt động đội thuỷ lực a Hành trình đóng; b hành trình mở 1- Thân đội; 2- Ống trượt Ở thời điểm xupáp đóng (hành trình đóng) đội đẩy xuống, dầu từ đường bôi trơn qua lỗ (11) thân buồng chứa dầu vào lòng đội (4), lúc van chiều mở Áp suất dầu đội áp suất dầu hệ thống bôi trơn , có tác dụng đẩy cần đẩy (đũa đẩy) triệt tiêu khe hở nhiệt Khi cam quay đẩy đội lên để mở xupáp (hành trình mở) vấu cam đẩy thân buồng chứa dầu lên, lỗ dầu bò che (bòt) kín, lượng dầu buồng chứa dầu bò ép Con đội trở nên cứng tạo lực đẩy, đẩy đũa đẩy lên thực hiẹân mở xu páp Dùng đội thuỷ lực cấu phân phối khí không tồn khe hở nhiệt, nên không gây va đập chi tiết cấu, tránh tiếng ồn, biến dạng mòn Nhưng có nhược điểm: Cấu tạo phức tạp yêu cầu dầu bôi trơn phải thật sạch, độ nhớt phải ổn đònh không đội bò liệt, xuất khe hở nhiệt gây gõ, động làm việc ồn 4.4.7 Đũa đẩy (thanh đẩy) (Hình 4-5) Đũa đẩy sử dụng cấu xu páp treo dùng để truyền lực từ đội đến đòn bẩy Đũa đẩy thường thép nhỏ dài đặc, 166 rỗng để giảm trọng lượng, đũa đẩy làm thép hợp kim nhẹ (Đuyara) Hai đầu hàn, gắn đầu tiếp xúc có mặt tiếp xúc hình thép cứng để chòu mòn 4.4.8 Đòn bẩy (Cò mổ) (Hình 4-42 4-43) Hình 4-42 Các loại đòn bẩy (cò mổ) xupáp thường dùng Đòn bẩy bắt nắp máy động xu páp treo dùng để truyền lực từ đũa đẩy tới xu páp, giúp xu páp mở, đóng pha phân phối khí Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh khe hở nhiệt, đầu tiếp xúc với đuôi xu páp thường có mặt tiếp xúc hình trụ Mặt tiếp xúc bạc lót ép cò mổ bôi trơn dầu nhờn chứa phần rỗng trục 167 Hình 4-43 Kết cấu loại đòn bẩy (cò mổ) xupáp a, b Cần bẩy lắc quanh trục; c Cần bẩy lắc quanh bệ đỡ cầu; d Cần bẩy lắc quanh đế tỳ mặt trụ Để giảm hành trình đội mà xupáp đảm bảo mở lớn để giảm gia tốc, lực quán tính cấu phối khí, người ta làm chiều dài cánh tay đòn phía bên trục cam thường ngắn phía bên xu páp với tỷ số truyền i (hình 4-42) xác đònh biểu thức: l XP i= =1,2 ÷ 1,8 lc đó: i- Tỉ số truyền; lxp- Chiều dài cánh tay đòn phía xu páp; lc- Chiều dài cánh tay đòn phía đẩy 168 4.4.9 Pha phân phối khí khe hở nhiêït xupáp Pha phân phối khí thời điểm bắt đầu mở xupáp đến lúc đóng xupáp, tính độ góc quay trục khuỷu Các thời điểm mở sớm, đóng muộn xupáp so với điểm chết gọi thời điểm phối khí Góc hai cam tên xylanh làm việc ( ϕ c ) , phụ thuộc vào góc công tác xylanh ( δ k ) xác đònh theo quan hệ: ϕc = δk (động kỳ) ϕ c = δ k (động kỳ) Góc đỉnh cam nạp cam thải xylanh (hình 4-28) ϕ k , xác đònh dễ dàng, ví dụ: θ ϕ k = = 360 − ϕ1 + ϕ + ϕ − ϕ 4 ( ) Hình 4-44 Xác đònh góc đỉnh cam nạp cam thải xylanh Đối với cấu phối khí dẫn động gián tiếp, để tránh tượng chi tiết giãn nở làm kênh xupáp nên phải có khe hở nhiệt Khe hở nhà chế tạo quy đònh, phụ thuộc vào vật liệu chế tạo xupáp, nhiệt độ xupáp phải chòu, phương pháp bố trí xupáp, kết cấu cấu phói khí Thông thường khe hở nhiệt xác đònh xupáp trạng thái nguội, xupáp đóng kín hoàn toàn (cam gờ thấp) Khe hở nhiệt thường xác đònh có độ dày khe hở nhiệt δ (hình 4-46) Khi kiểm tra, điều chỉnh xupáp phải đóng kín Sau điều chỉnh xong, vít điều chỉnh hãm lại đai ốc hãm đầu đội (với xupáp đặt) cò mổ xupáp treo 169 Hình 4-45 Pha phân phối khí số đông điển hình a ZMZ-24; b ZMZ-53; c ZIL-130; d KamaZ-740 Hình 4-46 Kết cấu để điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp a Xupáp đặt; b Xupáp treo 4.4.10 Cơ cấu phối khí không lò xo xupáp Cơ cấu phối khí động nghiên cứu thông thường gồm có: xupáp, lò xo xupáp, đũa đẩy, trục cam … Trong lò xo xupáp đóng vai trò quan trọng việc trì cho xupáp đóng mở quy luật đảm bảo cho xupáp đóng kín đế Hiện nay, động có xu hướng nâng cao số vòng quay, vậy, để tự động đóng mở xupáp, làm việc êm dòu, đặc biệt tự động điều chỉnh thời điểm đóng mở xupáp theo chế độ tốc độ 170 động cơ, vấn đề mà cấu phối khí nghiên cứu chưa thực Để giữ cho xupáp không rơi vào lòng xylanh (nhiệm vụ lò xo xupáp đảm nhận) người ta dùng píttông khí để giữ xupáp Không khí bơm vào buồng chứa bơm nén khí điều khiển ECU Cấu tạo hình 4-47 Nguyên tắc hoạt động sau: Hình 4-47 Kết cấu cấu xupápkhông lò xo 1- Trục cam; 2- Cò mổ; 3- Píttông; 4- Ống dẫn hướng xupapt; 5, 6- Các van; 7, 8- Xupáp; 9- Buồng nén; 10- Dẫn hướng píttông - Khi cam chưa tác dụng xupáp đóng kín đế, không rơi vào lòng xylanh không khí từ bơm nén khí đưa vào đầy buồng chứa với áp lực khoảng (10 – 33)kG/cm2 Với áp lực xupáp giữ vò trí đóng kín - Khi cam tác dụng mở xupáp, ví dụ: Ở hành trình nạp, thời điểm xupáp mở sớm, cam bắt đầu tác dụng mở xupáp thông qua cò mổ, xupáp mở 171 Khi cam tác dụng, cò mổ ép píttông 3, xupáp xuống làm cho thể tích buồng chứa píttông giảm, áp lực khí tăng lên khoảng 90kG/cm Do áp lực bên buồng chứa lớn áp lực van chiều (van thoát), khí đẩy qua đườn ống thoát khí, xupáp từ từ mở - Khi cam hết tác dụng: Lúc lực ép cò mổ không còn, áp lực khí bên píttông giảm xuống, làm cho van chiều (van thoát) đóng lại Áp lực bên máy nén cung cấp lớn áp suất buồng chứa píttông đẩy mở van chiều (van nạp), không khí bơm vào buồng chứa píttông qua van chiều Do píttông đẩy lên, thể tích buồng chứa tăng lên kéo theo xupáp từ từ đóng lai cách êm dòu, giảm va đập xupáp bệ đở, so với sử dụng lò xo Có thể sủ dụng cấu phối khí cam tác dụng trực tiếp vào xupáp không qua cò mổ Loại đuôi xupáp trục cam thường có cốc trượt giảm mài mòn cam đuôi xupáp * Ưu điểm: - Đóng mở thời gian quy đònh nhờ vào điều khiển ECU - Độ mở lớn, nên tăng hẹ số nạp - Đóng kín tượng tự mở, xupáp thải - Ít mòn, làm việc êm dòu Tuy nhiên, cấu tạo phức tạp, điều chỉnh, sửa chữa phức tạp 4.4.11 Cơ cấu phối khí điều khiển xupáp biến thiên VTEC hãng HONDA Hệ thống gọi hệ thống điều khiển van biến thiên VTEC, công nghệ tiên tiến nhằm tối ưu hóa hiệu động VTEC điều khiển thông số xupáp nạp, xả hai cho hòa khí vào buồng đốt hay khí xả cách tốt VTEC thuật ngữ viết tắt từ cụm từ “Variable valve Timing and lift Electronic Control” Hệ thống phát triển nhằm cải thiện hiệu động đốt dải tốc độ khác VTEC Honda nhiều công nghệ điều xupáp biến thiên giới VVT-i Toyota hay VarioCam plus Porsche VTEC kỹ sư thiết kế động Honda, Kenichis Nagahiro sáng tạo nên Trong động đốt kỳ thông thường, xupáp nạp xả điều khiển thông qua chi tiết xét Do dạng cam xác đònh thời điểm (timing), độ nâng (lift) khoảng thời gian mở – đóng xupáp chu trình Từ lift dùng để xupáp mở mức độ duration thể xupáp mở khoảng thời gian 172 Do tính chất hòa khí sản phẩm cháy mà thông số: Thời điểm, đfộ nâng thời gian mở xupáp dải tốc độ khác Thông thường, thiết kế động cơ, kỹ sư phải lưu ý đến điều kiện làm việc ôtô xác đònh chúng cần công suất mômen xoắn cực đại tốc độ Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu xupáp vòng quay thấp trình nạp lại không hiệu chế độ tốc độ cao, khiến công suất động bò hạn chế nhiều tác hại khác Ngược lại, đặt điều kiện tối ưu chế độ tốc độ cao động hoạt động hiệu chế độ tốc độ thấp Từ hạn chế đó, ý tưởng nhà thiết kế đưa tìm cách tác động để thời điểm, độ nâng thời gian mở xupáp biến thiên theo tốc độ sử dụng, cho mở lúc, độ nâng khoảng thời gian mở phù hợp để nạp đầy xả Trên thực tế, điều chỉnh cách tuần hoàn thông số khó Để làm điều người ta sử dụng cuộn cảm để điều chỉnh xupáp thay cho trục cam Tuy nhiên giải pháp không ứng dụng phức tạp đắt Cách giải ngược lại điều chỉnh cho phù hợp chế độ tốc độ cao Điều động hoạt động hiệu tốc độ thấp (trạng thái làm viêc nhiều động cơ) hoạt động tốt vòng quay cao VTEC động trục cam kép DOHC Hệ thống VTEC động Honda phương pháp đơn giản nhằm đảm bảo cho động hoạt động hiệu dải ttốc độrộng, thông qua trục cam kép đa trạng thái tối ưu hoá Thay đôi điều khiển xupáp, có đội điều khiển Một đội thiết kế để điều khiển động hoạt động tốt vòng quay thấp điều khiển vòng quay cao Sự thay đổi trạng thái đội điều khiển ECU sau thu nhập thông số từ cảm biến như: áp suất dầu động cơ, nhiệt độ máy, vận tốc ôtô, vòng quay động … Khi vòng quay động tăng, ECU điều khiển đội thiết kế vòng quay cao hoạt động Từ lúc này, xupáp mở theo chế độ vòng quay cao, tăng độ nâng, thời gian mở, thời điểm mở phù hợp hệ thống VTEC động trục cam kép điều khiển xupáp nạp xả VTEC động trục cam kép (DOHC) giới thiệu động Honda Integraowr Nhật vào năm 1989 có công suất 160ml Ở mỹ VTEC có từ năm 1991 Acura NSX, sử dụng động DOHC VTEC V6 VTEC động trục cam đơn SOHC 173 Để tăng phổ biến giá trò VTEC, Honda tích hợp hệ thống động trục cam đơn SOHC Trên động trục cam đơn người ta sử dụng trục cam để điều khiển xupáp nạp xupáp xả Trên thực tế động sử dụng SOHC hiệu hệ thống VTEC áp dụng xupáp nạp Lý động SOHC, buzi đặt nghiêng với trục cam nằm xupáp xả nên việc ứng dung VTEC van xả Công nghệ I – VTEC I– VTEC (là chữ viết tắt từ Intelligent – VTEC) công nghệ điều xupáp biến thiên liên tục xupáp nạp động Honda Công nghệ xuất lần năm 2001 mẫu K – series sử dụng xylanh thẳng hàng Khoảng nâng thời gian mở điều chỉnh chế độ vòng quay thấp cao VTEC Tuy nhiên, i-VTEC, trục cam điều khiển van nạp thay đổi góc khoảng từ 15 – 25 (tuỳ thuộc vào cấu trúc động cơ) vận hành Các trạng thái trục cam ECU điều khiển dựa liệu tải trọng tốc độ động Tác dụng i – VTEC nâng mômen xoắn động cơ, đặc biệt tốc độ vòng quay trung bình Trên mẫu Civic bán Việt Nam, Honda trang bò i – VTEC động 14 xupáp trục cam kép DOHC 14 xupáp trục cam đơn SOHC Năm 2004, Honda giới thiệu công nghệ i – VTEC động V6 nhiên không giống động 14, i – VTEC áp dụng động V6 có khả ngắt nửa số xylanh ôtôcó tải trọng nhẹ tốc độ thấp nhămg giảm ge công nghệ i – VTEC V6 Honda tích hợp mẫu Honda Accord Hybrid Honda Pilot 2006 Một phiên i – VTEC khác Honda giới thiệu Civic Rseries 2006 lắp động xylanh thẳng hàng Khi vân j tốc thấp, tải trọng nhẹ, i – VTEC điều khiển xupáp nạp cho có độ nâng nhỏ mở hết bướm ga nhằm giảm mức tiêu hao liệu cách giảm lượng mát bơm 4.5 Những hư hỏng chính, nguyên nhân cách khắc phục 4.5.1 Đối với động kỳ: Cửa quét cửa thải nằm thành xylanh: + Luôn chăm sóc phận giảm âm ống xả, không để bẩn tắc nghẽn + Các cửa nạp thải phải giữ hình dáng tiết diện thông qua ban đầu, làm muội than nhằm tránh giảm tiết diện lưu thông + Các đệm cacte phải đảm bảo kín khít + Dùng loại nhiên liệu 174 4.5.2 Động kỳ dùng xupáp: + Xupáp đóng không kín đế, Có thể phát theo dấu hiệu sau: - Áp suất nén giảm - Có tiếng gõ theo chu kỳ ống hút xả - Công suất động giảm Nguyên nhân do: - Kết cốc muội than mặt côn xupáp đế, tán cong vênh, lò xo xupáp gẫy, xupáp kẹt ống dẫn hướng, khe hở nhiệt nhỏ Xupáp cháy rỗ mặt côn … - Xupáp mở không hết, sinh tiếng gõ (kêu xupáp), công suất động giảm khe hở nhiệt lớn - Ngoài có hư hỏng khác như: Bánh cam bò mòn, sứt mẻ, gẫy Độ rơ dọc trục phối khí lớn, ống dẫn hướng mòn làm lọt khí xuống cacte… CÂU HỎI ÔN Nhiệm vụ phương pháp bố trí xupáp Số xupáp xylanh, vò trí xupáp động Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật, vật liệu chế tạo kết cấu chi tiết cấu phối khí: xupáp, trục phối khí, đôi, cò mổ, trục cò mổ, lò xo xupáp, ống dẫn hướng đế xupáp Pha phân phối khí, thứ tự làm việc động cơ, khe hở nhiệt xupáp 175 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Thành Bắc, Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ôtô, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1996 Võ Tấn Đông, Hướng dẫn sử dung xe TÔYTA HIACE TÔYTA CRUISER , Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005 Võ Nghóa, Thí nghiệm động cơ, NXB Đại học bách khoa Hà Nội, 1990 Đỗ Xuân Kính, Sửa chữa động đốt trong, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1989 Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt trong, NXB Giáo dục, 2001 Trần Văn Tế, Nguyễn Đức Phú, Kết cấu tính toán động đốt trong, tập I, tập II, tập III, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1996 Phạm Minh Tuấn, Động đốt trong, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 Proceedings of the international conference on December 1996 HẾT TẬP I 176 technology, Hanoi, [...]... tònh tiến của píttông là nhiệm vụ chủ yếu khi nghiên cứu động học cơ cấu khu u trục – thanh truyền Để tiện nghiên cứu, giả thiết rằng trong quá trình làm việc, trục khu u quay với tốc độ góc ω không đổi Theo quy ước chiều lực hướng tâm mang dấu dương (+), ly tâm mang dấu âm (-) 1.4.1.1 Quy luật chuyển động của của píttông a Khoảng dòch chuyển x của píttông Hình 1-3 giới thiệu sơ đồ của cơ cấu khu u trục...1.4 Động học – động lực học – cân bằng động cơ Cơ cấu khu u trục - thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ đốt trong (ĐCĐT), bao gồm các chi tiết chính như đã trình bày ở trên Trước khi khảo sát kết cấu các chi tiết cụ thể, cần tìm hiểu quy luật động học, động lực học và xét sự cân bằng động cơ để thuận tiện trong nghiên cứu và phân tích kết cấu 1.4.1 Động học cơ cấu khu u trục - thanh... tàu thủy, tỉnh tại: m1 = (0,350 – 0,400) mtt m2 = (0,600 – 0,650) mtt Hình 1-4 Sơ đồ phân bố khối lượng thanh truyền c Khối lượng của trục khu u mk (một khu u trục) Hình 1-5 Sơ đồ tính toán khối lượng trục khu u Gồm khối lượng cổ trục, cổ chốt và 2 má khu u, được chia theo sơ đồ hình 1-5 - Phần chuyển động theo bán kính ρ là khối lượng của má khu u (gồm 2 má khu u) mm, được quy về tâm cổ chốt khu u với... các lực quán tính đều bằng không Tổng mômen của chúng sinh ra trên các mặt phẳng chứa đường tâm trục khu u cũng bằng không Nếu gọi a là khoảng cách giữa 2 đường tâm xilanh; ∑ M j , ∑ M j , ∑ M k là tổng mômen do các lực hợp ∑ Pj , ∑ Pj , ∑ Pk sinh ra: Để đảm bảo tính năng cân bằng các hợp lực và mômen nói trên cần tăng độ đồng đều của M, thường tăng số xilanh i, bố trí gốc lệch khu u hợp lý cách đều,... trên động cơ phải bằng nhau - Trọng lượng các nhóm thanh truyền phải bằng nhau, trọng tâm các nhóm thanh truyền bằng nhau 1 1 23 2 2 - Phải dùng phương pháp cân bằng động và cân bằng tónh để cân bằng trục khu u và các chi tiết quay của động cơ - Dung tích làm việc của các xilanh phải bằng nhau, cơ cấu phối khí phải điều chỉnh các thông số kỹ thuật như nhau - Tỷ số nén và hình dạng, dung tích các buồng... quay của khối đối trọng 27 Hình 1-11 Sơ đồ cân bằng lực quán tính ly tâm bằng đối trọng CÂU HỎI ÔN TẬP 1 Trình bày công dụng và phân loại động cơ 2 Trình bày cấu tạo chung của động cơ 3 Tính x, v và J của píttông 4 Quy luật động học thanh truyền 5 Khối lượng các chi tiết chuyển động mất cân bằng 6 Lực quán tính của các chi tiết chuyển đọâng mất cân bằng 7 Phân tích hệ lực và mômen trên cơ cấu 8 Cân bằng. .. tính chu kỳ, ngoài ra còn chòu trọng lượng của các chi tiết lắp trên nó Động cơ lắp trên ôtô còn chụi tải trọng động theo tình trạng mặt đường Đối với đọâng cơ làm mát bằng nước còn bò han rỉ và ăn mòn hóa học 2.2.1.3 Phân loại Dựa vào đặc điểm cấu tạo có thể chia thân động cơ thành hai loại: + Thân động cơ kiểu thân xylanh – hộp trục khu u (hình 2.3) Loại này khối xylanh và hộp trục khu u được đúc liền... R j của chúng sinh ra triệt tiêu lực chuyển động tònh tiến cấp 2 Muốn thế khối lượng của đối trọng phải đẩm bảo thoả mãn phương trình: 2 4m , d r , n ( 2ω) cos 2ϕ = λmRω2 cos 2ϕ λmR 16rn, Tuy nhiên phương pháp này phức tạp tiêu hao công suất động cơ nên thường kết hợp dẫn động các cơ cấu khác trên động cơ b) Cân bằng lực quán tính ly tâm Pk Nếu trên phương kéo dài của má khu u đặt khối đối trọng bằng. .. chiều của M và trò số cũng thay đổi theo góc quay ϕ - Mômen thanh truyền Mt Cân bằng động cơ 1 xilanh cũng như động cơ nhiều xilanh, chủ yếu là dùng biện pháp về kết cấu để đạt tới các điều kiện đã nêu Bỏ qua lực ma sát, sau đây sẽ xét vấn đề cân bằng các lực và mômen chưa cân bằng nói trên a) Cân bằng lực quán tính chuyển động tònh tiến - Cân bằng bằng đối trọng Nếu trên phương kéo dài của má khu u,... bánh răng 3 và 4 cũng như đầu kia của trục 5 và 6 đều lắp đối trọng có khối lượng là mđ Khi trục khu u quay, mỗi một đối trọng lắp trên cơ cấu đều sinh ra lực ly tâm có trò số bằng: 2 Pđ = mrn ω Trong đó: rn – khoảng cách từ tâm quay đến trọng tâm của khối đối trọng Hợp lực của tất cả các phân lực của Pkđ trên phương thẳng đứng bằng: 2 Rj = 4 mđ ω rn cos ϕ Để cân bằng lực quán tính chuyển động tònh