BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI

GIÁO TRÌNH

HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: 27

NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCĐ-ĐT

ngày…….tháng….năm ................... của Trường Cao đẳng Cơ điện Hà Nội)

Hà Nội, năm 2020

1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể

được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và

tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh

doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2

LỜI GIỚI THIỆU

Ngành công nghiệp ô tô là một ngành công nghiệp nặng với công nghệ cao. Đòi hỏi các nhà nghiên cứu, thiết kế cũng như vận hành, sửa chữa có sự tích luỹ và không ngừng tìm hiểu, trau rồi kiến thức. Để trang bị những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành về ô tô nói chung và hệ thống phân phối khí nói riêng, chúng tôi biên soạn giáo trình “Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phân phối khí”. Giáo trình nhằm phục vụ:

- Các học sinh học ngành Công nghệ ô tô trong trường cũng như các

bạn yêu thích nghề cần có tài liệu tham khảo, chắc rằng sẽ tìm thấy trong

cuốn sách nhiều điều bổ ích.

- Các thầy giáo, cô giáo dạy chuyên ngành Công nghệ ô tô làm tài liệu chính để giảng dạy.

Nội dung giáo trình bao gồm sáu bài:

Bài 1:Tổng quan về hệ thống phân phối khí Bài 2: Bảo dưỡng, sửa chữa cụm xupáp Bài 3: Bảo dưỡng, sửa chữa trục cam Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa bộ phận dẫn động Bài 5: Đặt cam và điều chỉnh khe hở nhiệt Bài 6: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phân phối khí thông minh

Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo nội dung trong chương

trình khung năm 2010 của Tổng cục Dạy nghề, sắp xếp logic từ nhiệm vụ, cấu

tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí đến cách phân tích các

hư hỏng, phương pháp kiểm tra và quy trình thực hành sửa chữa.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót,

tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc để giáo trình được

hoàn thiện hơn cho lần xuất bản sau.

Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục Dạy nghề, Trường Cao đẳng Cao

Đẳng Cơ Điện Hà Nội và các bạn đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành

giáo trình này.

Hà Nội, ngày…tháng… năm 2020

Tham gia biên soạn

1. Ngô Thế Hưng

2. Đinh Văn Nhì

3

Tên mô đun: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ

Mã số mô đun: 27

Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ (Lý thuyết: 29 giờ; Thực hành, thí

nghiệm, thảo luận, bài tập 28 giờ; Kiểm tra: 3 giờ)

I. Vị trí, tính chất của mô đun

- Vị trí: Được bố trí dạy sau các môn học/mô đun: MH 07, MH 08, MH

09, MH 10, MH 11, MH 12, MH13, MH 14, MH 15, MH 16, MH 17, MĐ 18,

MĐ 19, MĐ 20, MĐ 21

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn.

II. Mục tiêu mô đun

Trình bày đúng nhiệm vụ, yêu cầu, ph n loại hệ thống ph n phối khí

Mô tả đúng cấu tạo và nguyên l hoạt động của hệ thống ph n phối khí

dùng trên động cơ

h n tích đúng hiện tượng, nguyên nh n hư hỏng, phương pháp kiểm tra,

ửa chữa hư hỏng của hệ thống phân phối khí

Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng và ửa chữa được hệ thống ph n phối khí

đúng uy trình, uy phạm và đúng tiêu chu n kỹ thuật trong bảo dưỡng, ửa chữa

ử dụng đúng các dụng cụ tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, ửa chữa hệ

thống ph n phối khí bảo đảm chính ác và an toàn

+ Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngànhcông nghệ ô tô

+ Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên.

4

Bài 1:Tổng quan về hệ thống phân phối khí

I. Mục tiêu bài học:

- hát biểu đúng nhiệm vụ, yêu cầu, ph n loại của hệ thống ph n phối khí.

- Nhận dạng được các loại hệ thống phân phối khí.

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô.

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên.

II ủa bài: 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phân phối khí

1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu

Cơ cấu phân phối khí dùng để đóng mở cửa nạp và cửa xả đúng thời

điểm. Để nạp đầy hỗn hợp khí(động cơ ăng) hoặc không khí sạch (động cơ

Điêzel) vào ylanh ở kỳ nạp và thải sạch khí cháy ra ngoài ở kỳ xả.

1.3. Phân loại

* Phân loại cơ cấu phân phối khí căn cứ vào cách thức đóng mở cửa nạp và

cửa xả:

- Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt;

- Cơ cấu phân phối khí dùng pi ton đóng cửa nạp và cửa xả (động cơ 2 kỳ);

- Cơ cấu phân phối khí dùng upáp (cơ cấu phân phối khí xupáp treo “loại

này có hai loại loại trục cam trong thân máy và trục trên nắp máy” và upáp đặt).

2. Cấu tạo chung của hệ thống phân phối khí

2.1 Cơ ấu phân phố khí x páp đặt

Hình : Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt

1. Trục cam; 2. Con đội; 3. Lò xo xupáp; 4. Xupáp; 5. Nắp máy; 6. Thân

máy.

5

+ Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay dẫn động trục cam quay. Khi phần

cao của cam tác dụng vào đáy con đội, đ y con đội đi lên, tác dụng vào đuôi

upáp làm cho upáp đi lên, lò xo bị nén lại cửa nạp hoặc cửa xả được mở ra để

nạp hỗn hợp vào xilanh hoặc xả khí thải ra ngoài.

Khi phần cao của cam rời khỏi đáy con đội, dưới tác dụng của lò o đ y

upáp đi uống để đóng kín cửa nạp và cửa xả.

+ Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý xupáp đặt:

Hình : Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phân phối khí xupáp đặt

1. Đế xupáp; 2. Xupáp; 3. ống dẫn hướng;4. Lò xo; 5. Móng hãm; 6. Đĩa

chặn;

7. Bulông điều chỉnh; 8. Đai ốc hãm; 9. Con đội; 10. Cam.

2.2 Cơ ấu xupáp treo

Hình . Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo

1.Trục cam; 2. Con đội; 3. Lò xo xupáp; 4. Xupáp; 5.Nắp máy;

6. Thân máy; 7. Đũa đẩy; 8. Đòn gánh; 9. Cò mổ

6

+ Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay dẫn động trục cam uay. Khi đỉnh

cao của cam tác động vào đáy con đội, đ y con đội đi lên. Qua thanh đ y tác

động vào vít điều chỉnh đuôi đòn gánh đi lên, đầu đòn gánh đi uống tác dụng và

đuôi upáp làm cho upáp đi uống, loxo bị nén lại cửa nạp hoặc cửa xả được

mở ra để nạp hỗn hợp hoặc không khí vào xilanh hoặc xả khí thải ra ngoài.

Khi phần cao của cam rời khỏi đáy con đội, upáp được đóng lại nhờ lòxo,

đòn gánh,thanh đ y con đội chở về vị trí ban đầu.

+ Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý xupáp treo:

Hình . Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phân phối khí xupáp treo

1.Bánh răng cam; 2. Cam xả; 3. Cam nạp; 4.Gối đỡ; 5.Con đội; 6.

Xupáp;

7. Ống dẫn hướng; 8. Đũa đẩy; 9. Trục đòn gánh; 10 . Cò mổ; 11. Lò xo

xupáp; 12. Vít điều chỉnh;13.Bạc gối đỡ.

+ Các dạng cơ cấu phân phối khí Xupáp treo thường gặp :

7

Hình . Các dạng cơ cấu phân phối khí xu páp treo thường gặp

1- Xupap, 2- Cần bẩy, 3 - Đũa đẩy, 4- Con đội, 5- Trục cam

a) Trục cam đặt trên thân máy dẫn động xupáp qua con đội, đũa đẩy và

cần bẩy

b)Trục cam đặt trên nắp xylanh, dẫn động xupáp qua con dội và cần bẩy

c, d)Trục cam đặt trên nắp xylanh và dẫn động xupáp qua cần bẩy

e)Trục cam đặt trên nắp xylanh và dẫn động trực tiếp xupáp.

2.3. So sá h ư hượ đ ểm của ơ ấu phân phối khí dùng xupáp treo và

x páp đặt

- Khi dùng cơ cấu phân phối khí upáp đặt, chiều cao của động cơ giảm

xuống kết cấu nắp i lanh đơn giản, dẫn động xupáp càng dễ dàng hơn.

- Nhưng do buồng cháy không gọn, diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh

tế của động cơ kém: Tiêu hao nhiều nhiên liệu ở tốc độ cao, hệ số nạp giảm làm

giảm mức độ cường hoá của động cơ.

- Đồng thời khó tăng tỷ số nén, nhất là khi tỷ số nén của động cơ cỡ lớn,

rất khó bố trí buồng cháy. Vì vậy cơ cấu phân phối khí upáp đặt thường chỉ

dùng cho một số động cơ ăng có tỷ số nén thấp, số vòng quay nhỏ.

- Khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp treo, buồng cháy rất gọn diện tích

mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt.

8

- Đối với động cơ ăng khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp treo, do

buồng cháy nhỏ gọn, nên có thể tăng tỷ số nén so với khi dùng cơ cấu phân phối

khí upáp đặt.

3. Quy trình tháo lắp các chi tiết của hệ thống phân phối khí

3.1. Các bước tháo

- Chu n bị dụng cụ, giẻ lau, giá chuyên dùng;

- Tháo các chi tiết liên uan đến nắp máy: Như các đường ống nạp, các

đường ống xả.;

- Tháo trục dàn đòn gánh, cò mổ đặt lên giá chuyên dùng không để lẫn các

chi tiết khác;

- Cạo sạch nấm upáp em ét đã có dấu chưa, nếu chưa thì phải đánh

dấu lại bằng chấm đánh dấu

- Tháo nắp máy đưa ra ngoài đặt lên giá chuyên dùng (lưu tháo nắp máy

đúng trình tự kỹ thuật);

- Dùng vam tháo chuyên dùng để tháo móng hãm xupáp, móng hãm tháo ra

phải gói lại c n thận;

Hình . Dùng vam nén lò xo xupáp

- Đưa upáp ra ngoài đặt lên giá chuyên dùng (để từng cặp tránh để lẫn

lộn);

- Dùng tuốc nơ vít đ y lấy lò o và vòng đệm xupáp ra ngoài;

- Tháo đũa đ y, con đội ra ngoài (tránh để cùng với các vật có trọng lượng);

Hình. Tháo bu lông bắt gối đỡ trục cam

- Dùng clê tháo bánh tì và tháo lấy đai răng ra ngoài;

9

- Dùng tuýp tháo bulông bắt mặt bích của trục bánh răng cam rồi đưa bánh

răng cam, trục cam ra ngoài. Trước khi tháo phải kiểm tra dấu ăn khớp của hai

bánh răng trục cam và bánh răng trục cơ đã có dấu chưa nếu chưa thì phải đánh

dấu lại (dấu trùng ở vạch “0” Hình 1.9).

Hình . Kiểm tra dấu trên bánh răng trục cơ và trục cam.

3.2. Các bước lắp.

Sau khi bảo dưỡng, sửa chữa cơ cấu phân phối khí ta tiến hành lắp ráp theo

trình tự sau:

- Làm sạch kỹ các chi tiết cần lắp;

- Bôi dầu bôi trơn ạch vào các chi tiết quay, chuyển động;

- Lắp các phớt chắn dầu mới vào ống dẫn hướng xupáp;

Đ y phớt chắn dầu vào đúng vị trí cần lắp;

+ Xoay các phớt chắn dầu em đã lắp đúng chưa;

- Lắp xupáp

+ Kiểm tra thứ tự của các xupáp theo dấu;

+ Bôi dầu vào th n upáp, đưa upáp vào ống dẫn hướng;

+ Kiểm tra em upáp đã lắp đúng thứ tự chưa;

+ Lắp đĩa lò o, lò o vào nắp máy;

+ Dùng vam nén lò xo xupáp lại;

+ Lắp móng hãm vào đuôi upáp;

Tháo vam ra, lật nghiêng nắp máy, dùng búa nhựa gõ nhẹ vào

đuôi upáp em móng hãm có nằm chắc chắn trong rãnh không. Nếu

móng hãm chưa nằm đúng rãnh, khi gõ nó ẽ bị bật ra.

Hình . Kiểm tra móng hãm sau khi lắp

10

- Lắp cụm cò mổ, trục cò mổ và gối đỡ vào nắp máy

+ Lắp các cò mổ, gối đỡ, lò xo vào trục cò mổ;

+ Lắp chốt hãm đầu trục;

Đưa cụm cò mổ, trục cò mổ và gối đỡ vào nắp máy, bắt các bu

lông gối đỡ;

+ iết chặt các bu lông lắp gối đỡ trục cò mổ theo thứ tự ngược

với khi tháo và

đúng mô men uy định.

Mô men siết ốc quy định 210Kg.cm

- Lắp trục cam

+ Lau thật sạch bề mặt cổ trục và gối đỡ;

+ Bôi dầu bôi trơn mới vào cổ trục cam và gối đỡ;

+ Đặt trục cam lên nắp máy và lắp các nắp gối đỡ trục.

Chú ý: Lắp đúng thứ tự và đúng chiều các nắp gối đỡ trục

+ Lắp các bu lông bắt gối đỡ với nắp máy;

+ Siết chặt đều các bu lông theo thứ tự và đúng mô men uy

định;

Mô men siết ốc quy định 200Kg.cm

Hình . Thứ tự siết bu lông bắt gối đỡ trục cam

- Lắp nắp máy lên động cơ theo trình tự ;

- Đặt cam theo trình tự ;

- Điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp;

- Lắp nắp che dàn cò mổ, xupáp.

11

Bài 2: Bảo dưỡng, sửa chữa cụm xupáp

I. Mục tiêu bài học :

- Trình bày được nhiệm vụ, ph n loại, cấu tạo, hiện tượng, nguyên nh n hư hỏng

và phương pháp kiểm tra bảo dưỡng lò o, ống dẫn hướng u páp của u páp.

- Kiểm tra, bảo dưỡng và ửa chữa được hư hỏng của các chi tiết đúng phương

pháp và đạt tiêu chu n kỹ thuật do nhà chế tạo uy định

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên. Đảm bảo an toàn lao

động và vệ sinh công nghiệp.

II bài học : 1. Bảo dưỡng, sửa chữa xupáp

1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, vật liệu chế tạo, điều kiện làm việc

1.1.1. Nhiệm vụ

Xupáp là một bộ phận của cơ cấu phân phối khí. Các xupáp có nhiệm vụ

đóng mở các cửa nạp và xả để thực hiện uá trình trao đổi khí của động cơ.

1.1.2. Phân loại

Theo kết cấu gồm có

Xupáp hút và xupáp xả, 2 loại này giống nhau nhưng kích thước và vật

liệu chế tạo khác nhau. Xupáp nạp thường có đường kính nấm xupáp lớn hơn

xupáp xả.

1.1.3. Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc xupáp chịu tải trọng tĩnh, tải trọng động và tải

trọng nhiệt lớn:

- Tải trọng tĩnh: chịu sức căng của lò xo xupáp.

- Tải trọng động: lực khí thể tác dụng vào bề mặt làm việc của xupáp,

sự va đập của xupáp với đế xupáp dẫn đến hiện tượng biến dạng xupáp.

- Tải trọng nhiệt: trong quá trình làm việc, xupáp trực tiếp tiếp xúc với

khí cháy nên chịu nhiệt độ rất cao đặc biệt là xupáp xả.

+ Nhiệt độ của xupap xả :

Động cơ ăng: 8000C - 850

0C

Động cơ điezen: 5000C - 600

0C

Nhất là trong thời kỳ thải, xupáp trực tiếp tiếp xúc với luồng khí thải,

tốc độ luồng khí thải đạt 400 - 600 m/s nên nhiệt độ cuả xupáp xả rất cao.

Động cơ ăng: 11000C - 1200

0C

Động cơ điezen: 8000C

- 9000C

+ Nhiệt độ của xupáp hút: 3000C - 400

0C

12

Ngoài ra, ở nhiệt độ cao và tiếp xúc với khí cháy nên xupáp cũn bị ăn

mòn hoá học(nhất là tán nấm) do lưu huỳnh và các axit sinh ra trong khí cháy.

1.4. Vật liệu chế tạo

Để đáp ứng được điều kiện làm việc của xupápvật liệu chế tạo xupáp cần

chịu được nhiệt độ cao, có sức bền cơ học tốt, có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ,

không bị ăn mòn hoá học ở nhiệt độ cao

- Đối với xupáp xả: thường sử dụng thép hợp kim chịu nhiệt có thành

phần như: ilic, crôm, măngan

Để tiết kiệm vật liệu có thể chỉ chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rồi

hàn với thân xupáp làm bằng thép thông thường

Để chống mòn và gỉ, người ta mạ lên bề mặt làm việc của xupáp một

lớp mỏng hợp kim cô ban .

- Đối với xupáp hút: cũng ử dụng thép hợp kim crôm, măngan hoặc

hợp kim chịu nhiệt độ có thêm thành phần silic. Tuy nhiên khả năng chịu

nhiệt không cần cao như đối với xupáp xả.

1.2. Cấu tạo xupáp

Theo kết cấu người ta chia xupáp ra thành 3 phần là: nấm, th n và đuôi

xupáp

Hình: Kết cấu của xupáp

1- Đuôi xu páp; 2- Thân xupáp; 3- Nấm xupáp

a. Nấm xupáp

Có dạng hình nấm, phần chuyển tiếp giữa th n và đầu có góc lượn để

hạn chế sự cản trở dòng khí nạp. Mặt tiếp úc đế xupáp là mặt côn được mài

nhẵn, góc côn thường 450.( Động cơ TOYOTA 5 -FE: 44.5

0)

Kết cấu của nấm upáp thường có 3 loại chính :

- Nấm bằng

- Nấm lõm

- Nấm lồi

1

2

3

13

- Nấm rỗng

Hình: Kết cấu nấm xupáp

a. Nấm bằng; b. Nấm lõm; c. Nấm lồi; d. Nấm chứa natri (Na) (nấm rỗng).

+ Nấm bằng:

Kết cấu của loại nấm bằng là chế tạo đơn giản, có thể dùng cho xupáp

nạp và thải. Vì vậy đa ố các động cơ dùng loại xupáp này (hình 2.2a).

+ Nấm lõm:

Xupáp có dạng nấm lõm (hình 2.2b) có đặc điểm là bán kính góc lượn

giữa phần thải xupáp và phần nấm rất lớn.

Kết cấu này có thể cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp vào

ylanh, đồng thời có thể tăng được độ cứng vững cho phần nấm upáp. Để

giảm trọng lượng của upáp khi tăng bán kính góc lượn, mặt dưới của nấm

xupáp làm lõm sâu vào.

Nhược điểm của loại này là khó chế tạo, mặt chịu nhiệt lớn, xupáp dễ

bị nóng. Loại xupáp có dạng nấm lõm thường dùng cho xupáp nạp trong động

cơ máy bay.

+Nấm lồi:

Xupáp có dạng nấm lồi (hình 2.2c) loại này cải thiện được tình trạng lưu

động của dòng khí thải (vì mặt nấm lồi, nên hạn chế khu vực tạo thành xoáy

lốc khi thải khí). Chính vì vậy xupáp thải của động cơ cường hoá sử loại dạng

nấm lồi.

Để giảm trọng lượng nấm người ta khoét lõm phía trên phần nấm.

Nhược điểm của loại upáp này tương tự dạng nấm lõm : khó chế tạo, bề

mặt chịu nhiệt lớn.

+ Nấm rỗng:

Ở một số động cơ có upáp thải rỗng với 50%-60% thể tích chứa natri

(hình 2.2d). Khi động cơ làm việc natri nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy của

natri là 970C ) Mặt khác khi xupáp chuyển động lên xuống liên tục nên natri

a b c d

14

lỏng sẽ bị sóng sánh trong lỗ rỗng và do đó có tác dụng tải nhiệt từ đầu xu páp

lên phần thân rồi truyền qua ống dẫn hướng upáp ra nước làm mát.

b. Thân xupáp

Hình. Kết cấu của thân xupáp

Là phần dẫn hướng cho xupáp có dạng hình trụ được gia công nhẵn và

lắp vào ống dẫn hướng ở một số động cơ để làm mát xupáp xả phần nấm và

phần th n được làm rỗng trong có chứa natri (Na).

Thân xupáp còn có nhiệm vụ tản nhiệt cho nấm xupáp. Phần nối tiếp

giữa nấm và th n được làm nhỏ lại để dễ gia công và tránh bị kẹt xupáp trong

ống dẫn hướng vì phần dưới của thân xupáp có nhiệt độ cao hơn phần trên.

Để hạ thấp nhiệt độ của upap người ta có u hướng làm tăng đường kính và

chiều dài th n upáp. Nhưng khi tăng đường kính và chiều dài thân xupáp làm cho

trọng lượng upáp tăng. Vì vậy chỉ tăng đường kính và chiều dài đến một lượng

nhất định với:

dth = (0,25 0,40)dn

lth = (2,5 3,5)dn

Trong đó: dth là đường kính thân xupap dn là đường kính tán

nấm

lth là chiều dài thân xupap

Một số xupáp có thân mạ crôm và đuôi xupáp được hàn một mảnh hợp kim

cứng để giảm sự mài mòn.

c. Đuôi xupáp

Thân xupáp

15

Hình: Kết cấu đuôi xupáp

a. Đuôi xupáp có mặt hình côn; b. Đuôi xupáp có rãnh vòng;

c. Đuôi xupáp có lỗ để lắp chốt. d. đuôi xupáp có ren.

Đuôi upáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò o upáp. Thông thường đuôi

xupáp có mặt côn (hình 2.4a) hoặc rãnh vòng (hình 2.4b) để lắp móng hãm.

Đuôi upáp có kết cấu đơn giản là đuôi có lỗ để lắp chốt (hình 2.4c) nhưng

tạo tập trung ứng suất.

Để bảo đảm an toàn, chốt phải được chế tạo bằng vật liệu có sức bền

cao.

Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi xupáp ở một số động cơ được

chế tạo bằng thép hợp kim và được tôi cứng rồi hàn với thân.

Đối với xupáp được cam dẫn động trực tiếp không qua chi tiết trung

gian như đòn gánh, cò mổ thì đuôi upap thường có ren để lắp lò xo xupáp

(hình 2.4d). Khe hở giữa đuôi upáp và cam được điều chỉnh bằng cách xoay

đĩa phía trên. au khi điều chỉnh, do có kết cấu hãm răng nên đĩa trên được

ghép thành một khối với đĩa dưới.

Để tăng tuổi thọ và đảm bao độ kín khít cho upáp khi đóng, ở một số

động cơ upáp được thiết kế sao cho có thể oay uanh đường tâm khi làm

việc.

16

Hình: Kết cấu xupáp tự xoay

1. Lò xo xupáp; 2. Thân xupáp; 3. Ống dẫn hướng xupáp; 4. Lò xo đĩa; 5. Bi

trượt;

6. Vỏ bọc; 7. Nắp xylanh; 8. Đế; 9. Lò xo; 10. Rãnh trượt.

Khi xupáp mở, lò xo xupáp bị nén lại. Lực của lò xo xupáp thông qua vỏ bọc

ép vành ngoài của lò o đĩa 4 uống phía dưới. au khi lò o đĩa tỳ lên các

viên bi 5, mặt đầu bên trong của lò xo dần dần thoát khỏi mặt tỳ trên đế 8.

Khi đó các viên bi ẽ trượt trên rãnh 10. Do ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc

của bi 5 và lò o đĩa 4 nên đĩa cùng với vỏ bọc 6, lò xo xupáp 1 và xupáp

oay đi một góc. Đồng thời các lò xo hồi vị 9 (có độ cứng rất nhỏ) bị nén lại.

Khi upáp đóng dần lực ép của lò xo 1 giảm, lò o đĩa dần dần được giải

phóng trở về trạng thái ban đầu. Đầu tiên, mặt đầu bên trong tỳ trở lại lên đế

8. Sau một thời gian làm việc upáp được oay uanh t m. Do đó th n upáp

sẽ lâu mòn và nấm xupáp tiếp xúc khít với đế hơn, nên upáp ít bị cong, mòn

lệch.

1.3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng phương pháp kiểm tra

a. Hư hỏng.

- Bề mặt làm việc của upáp bị mòn, rỗ do ma át,va đập, chịu nhiệt độ cao,

chịu ói mòn và ăn mòn hoá học của dòng khí, làm upáp đóng không kín và

giảm công uất động cơ.

- Nấm upáp bị nứt, vỡ, cháy do va đập, chịu nhiệt độ cao, upáp đóng không

kín, lò o yếu, ống dẫn hướng mòn, nước làm mát kém...

- Th n upáp bị mòn do ma át, bị cong, kẹt trong ống dẫn hướng do khe hở

lắp ghép lớn, nhớt bị cháy, nhiều muội than.

- Đuôi upáp mòn do ma át, va đập.

17

.

Hình : Cơ cấu oay cưỡng bức upáp

b. Kiểm tra

- Quan át các vết nứt, vỡ, gờ mòn, cháy rỗ của nấm upáp (hình 4.216 ).

- Kiểm tra độ kín của bề mặt làm việc với ổ đặt, bằng vạch chì, dùng dầu

hoặc dụng cụ thử áp uất.

+ Kiểm tra bằng vạch chì (hoặc bột màu): dùng bút chì vạch cách đều

5mm theo đường inh ung uanh bề mặt côn làm việc ( hoặc bôi bột màu ),

lắp upáp vào bệ đỡ và oay 45 600, kiểm tra vết tiếp úc nếu các vạch chì

bị cắt hết và vết tiếp úc ở chính giữa mặt côn, độ rộng vết từ 1,2 1,6 mm

là độ kín tốt. (hình 4.217)

+ Kiểm tra bằng dầu: Lắp upáp và đế có đầy đủ lò o, móng hãm. lật

nghiêng nắp máy và đổ dầu hoả hay dầu điezen đầy đường nạp, để khoảng 1

phút, nếu không thấy dầu rò rỉ ra bề mặt upáp là upáp kín.

+ Kiểm tra bằng dụng cụ áp lực:( hình 4.218)

Đặt upáp kiểm tra (4) lên đế, chụp vỏ chụp (2) phủ kín mặt upáp, dùng

tay đè chặt dụng cụ và bơm không khí vào ( bằng bóng bơm cao u lắp vào lỗ

18

(3) áp uất nén khoảng 0,3 at. Để khoảng 1 phút nếu kim áp kế không đổi là

được.

- Kiểm tra độ cong: dùng đồng hồ o. Độ cong cho phép ≤ 0,03 mm.

- Kiểm tra độ mòn th n: dùng panme đo đường kính thân xupáp và so

với kích thước tiêu chu n ( hình 4.219). Nếu độ mòn thân 0,1 mm

thì thay mới.

Hình . Quan sát các Hình . Kiểm tra độ kín của

hư hỏng của u páp upáp với đế bằng vết tiếp úc.

Hình . Kiểm tra độ kín Hình . Đo đương kính th n upáp

a) b)

Hình. Đo đường kính lỗ ống dẫn hướng

a. Đo đường kính lỗ bằng cữ đo lỗ nhỏ

19

b. Dùng pan me ác định trị ố cỡ đo

- Kiểm tra khe hở giữa th n và ống dẫn hướng:

+ Đo đường kính lỗ ống dẫn hướng bằng đồng cữ đo lỗ nhỏ và pan me

+ Tính trị ố khe hở . Trị ố khe hở cho phép:

Đối với upáp hút là 0,025 0,060 mm, tối đa: 0,08 mm

Đối với upáp hút là 0,030 0,065 mm, tối đa: 0,10 mm

- Theo kinh nghiệm: Bịt một đầu, rút nhanh upáp ra, nếu có tiếng kêu là

tốt.

- Kiểm tra độ mòn đuôi upáp: dùng thước cặp đo chiều dài upáp , nếu

chiều dài 0,5 mm so với tiêu chuẩn thì thay mới.

Kiểm tra chiều dày mép trụ . Chiều dầy cho phép ≥ 0,8 mm

Hình Đo chiều dài upáp Hình . Đo chiều dày mép trụ

c. Sửa chữa:

- Thân mòn: mài theo kích thước ửa chữa, thay ống dẫn hướng có

đường kính phù hợp.

- Xupáp bị cong 0,03mm phải nắn lại bằng búa tay.

- Nấm mòn ít thì rà với ổ đặt, dùng bột rà thô, rà tinh và dầu nhờn rà

oáy với ổ đặt bằng tay, máy khoan tay hoặc máy rà dùng khí nén. Khi

rà thực hiện hai chuyển động oáy 450 60

0 và dập upáp uống đế au

đó n ng upáp lên cao cách mặt đế khoảng 5 10 mm để chu n bị lần rà

kế tiếp.

20

Hình . Mài bề mặt làm việc của tán nấm

Hình . Mài đuôi upáp

- Bề mặt làm việc của nấm upáp mòn nhiều thì mài lại trên máy mài

chuyên dùng, au đó rà lại với ổ đặt, góc mài 450 hay 30

0

- Đuôi upáp mòn thì mài lại tổng độ mòn và chiều dài ửa chữa không

quá 0,5 mm. ( hình 4.223)

- Thay mới upáp khi độ mòn thân 0,1 mm, bề dày mép trụ

0,8mm.

* Chú : Bề mặt làm việc tiếp úc với đế upáp quá rộng 2mm thì

phải ửa, mài lại bề mặt làm việc của đế upáp và thay upáp mới.

21

1.4. Tháo, lắp kiểm tra sửa chữa xupáp

Làm sạch nấm xupáp: Dùng dao cạo hết muội than và dùng bàn chải sắt làm

sạch

Hình: Làm sạch xupáp.

- Kiểm tra bề mặt làm việc của xupáp có bị cháy rỗ, cào ước, chiều

rộng bề mặt tiếp úc có vượt quá 2mm không?

Nếu có các hiện tượng trên, mà nằm trong giới hạn tiêu chu n thì phải

mài trên thiết bị chuyên dùng, rà cùng với ổ đặt.

* Nguyên tắc của rà là: vừa xoay xupáp vừa dập trên ổ dặt góc xoay 90

1200, chiều cùng với ổ đặt.

Rà thô: ta bôi bôi bột mài lên mặt nón xupáp (không cho bột mài dính

vào thân, ống dẫn hướng xupáp)

Rà tinh: Lau sạch xupáp và ổ đặt, ống dẫn hướng, bôi bột rà tinh để rà

khi nào thấy bề mặt tiếp xúc mờ đều thì ta đem thử độ kín. Khi mài phải chú

đến góc của bề mặt làm việc. Nhưng au khi mài rà chiều dày của vành trụ

nấm không được nhỏ hơn 0,5mm.

Rà bóng: Lau sạch xupáp và ổ đặt, ống dẫn hướng bôi một lớp dầu vào

bề mặt làm việc của upáp au đó tiến hành rà đến khi nào bóng thì dừng lại.

Các bước rà xupáp:

TT Nội dung Minh hoạ Yêu cầu

1

- Dùng giẻ lau

sạch thân và

nấm xupap.

Tránh bụi làm ước

thân và bề mặt nấm.

22

TT Nội dung Minh hoạ Yêu cầu

2

Bôi một ít bột

rà thô vào bề

mặt làm việc

của xupap và

bôi một ít dầu

bôi trơn vào

thân của

xupap.

Chú ý bôi bột đều

khắp bề mặt làm việc

của xupap.

-Không để bột rà bắn

vào thân xupap.

3

Lắp xupap và

lò so cần rà

vào ổ đặt của

nó.

- Đặt nhẹ nhàng.

- Tránh thả tay.

4

Ấn và xoay khi

xupap tiếp xúc

với ổ đặt.

-Lực ấn và oay đều

tay.

- Tránh va chạm

manh với ổ đặt.

- Dùng tuôcnơvit phải

có lò xo.

5

- Nhấc xupap

ra kiểm tra

xem bề mặt

làm việc của

xupap sau khi

rà còn vết ước

không.

- Rửa xupap

sau khi rà thô

bằng ăng

sạch, au đó

Nhấc xupap nhẹ

nhàng đều tay.

23

TT Nội dung Minh hoạ Yêu cầu

lau bằng giẻ

sạch.

6

Bôi một ít bột

rà tinh vào bề

mặt làm việc

của xupáp và

bôi một ít dầu

bôi trơn vào

thân xupap sau

khi đã rà bằng

bột rà thô.

- Bôi bột rà đều khắp

bề mặt làm việc của

xupáp

- Tránh bột rà bắn vào

thân xupap.

7

Đưa upap cần

rà vào ổ đặt .

Đưa upáp vào từ từ.

8

- Tiến hành ấn

và xoay xupap

như rà thô.

- Trong khi rà

thỉnh thoảng

oay upap đi

một góc 90o

- Xoay và ấn phải đều

tay

- Dùng tuôcnơvit phải

có lò xo.

- Sau khi rà xong phải

vệ sinh sạch sẽ

Các bước mài xupáp:

- Tháo xupap khỏi động cơ.

- Kẹp xupap trên mâm cặp máy mài và cố định ở 1 góc mài trùng với

góc ở mặt nghiêng tán xupáp (300 hoặc 45

0 cho phần lớn các xupáp, một số là

470).

24

- Dịch chuyển xupáp tiến, lùi cùng với đá mài (Hình 2.17). Xupáp mài

đạt yêu cầu khi mọi vết ước rỗ trên mặt tán nghiêng upap đã khử hết, mặt

nghiêng và bệ đỡ xupap phải trùng tâm với thân.

Tiến hành mài bóng xupáp trên thiết bị chuyên dùng theo đúng góc

nghiêng uy định. Nếu các vết cháy rỗ hoặc mòn sâu thì phải mài thô au đó

mới mài bóng

Sau khi mài phải rà xupáp với bệ đỡ để đảm bảo cho upáp đóng kín.

2. Bảo dưỡng, sửa chữa ổ đặt, ống dẫn hướng

2.1. Ổ đặt xu páp

1. Nhiệm vụ

Ổ đặt xu páp cùng với xu páp thực hiện nhiệm vụ đóng mở cửa nạp và cửa xả

trong quá trình làm việc của động cơ.

2 Đ ề k ệ làm v ệ

- Chịu nhiệt độ cao của buồng đốt, chịu mài mòn, ăn mòn hoá học và bị ói

mòn của dòng khí, khả năng bôi trơn kém.

- Vật liệu: chế tạo bằng vật liệu có khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn cao.

Thường làm bằng hợp kim Crôm, i lích, Ni ken hoặc hợp kim gang.

3 Cấ tạo

- Có dạng ống mỏng, được ép chặt với nắp máy ( nắp máy bằng nhôm ) hoặc

làm liền nắp máy ( động cơ cũ ) có bề mặt làm việc vát nghiêng 450

hay 30 0

tương ứng với mặt vát ở nấm upáp và bề rộng khoảng từ 1,2 đến 2 mm. Hai

phía trên và dưới bề mặt làm việc được mài vát, hợp với bề mặt nằm ngang

các góc 300

, 150 và 60

0 hay 75

0 để tạo điều kiện cho upáp đóng kín.

Hình : Cấu tạo đế u páp

4. Hư hỏ , k ểm tra, sửa hữa

a. Hư hỏng

- Bề mặt làm việc bị mòn thành gờ, mòn méo, rạn, nứt, rỗ do chịu nhiệt

độ cao, bị va đập và ma át khi upáp đóng, mở.

- Bị mất độ găng lắp ghép do biến dạng, chế tạo không đảm bảo kỹ thuật

hoặc nứt, vỡ.

25

- Sự mài mòn upáp và ổ đặt dẫn đến upáp đóng không kín, lọt hơi,

công suất động cơ giảm.

b. Kiểm tra

- Quan át các vết nứt, vỡ, rỗ, mòn thành gờ.

- Kiển tra độ kín upáp và ổ đặt bằng bút chì, dầu hoặc dụng cụ áp lực(

em mục kiểm tra upáp ).

- Kiểm tra vết tiếp úc của upáp với đế u páp bằng bột màu về chiều

rộng và vị trí vết tiếp úc , để phát hiện hư hỏng của đế upáp do mài

mòn hay hư hỏng khi mài ữa chữa đế.

Hình : Hư hỏng của đế upáp

c. ửa chữa

- Trước khi ửa chữa ổ đặt phải ửa chữa ống dẫn hướng upáp trước.

- Nếu bề mặt mòn ít, vết rỗ nông, độ thụt u của upáp còn nằm trong

phạm vi cho phép thì tiến hành rà upáp và ổ đặt bằng bột rà theo 3

bước: rà thô, rà tinh, rà bằng dầu bôi trơn.

26

- Nếu bề mặt làm việc mòn nhiều, vết ước u thì mài trên máy mài

chuyên dùng, ( hoặc dao doa tay) rồi rà cùng với upáp như các bước

trên. ( hình 4.227)

- Góc cắt của đá mài ( hoặc dao doa tay ): 300, 45

0, 75

0 hoặc 60

0 và 15

0,

với hai loại đá mài thô và tinh. Khi mài hoặc doa cần thực hiện góc cắt

làm việc trước 450 , tiếp theo thực hiện góc cắt 15

0 và 75

0 hoặc 60

0, sau

đó ửa lại lần cuối bằng góc cắt 450 để đảm bảo chiều rộng vết tiếp úc

từ 1,21,6 mm. ( hình 4.228)

- Mài lại ổ đặt khi bề mặt làm việc rộng uá 2 mm.

- Nếu ổ đặt mòn tụt u uá giới hạn thì thay ổ đặt mới. Khi thay dùng

đục có mũi nhọn cong, thanh kéo để tháo ổ đặt cũ khỏi nắp máy( hình

4.229 ) và ép ổ đặt mới đảm bảo độ găng 0,01 mm. au khi ép phải

doa và rà lại ổ đặt như trên.

2.3. Ống dẫn hướng

2.3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, điều kiện làm việc

a. Nhiệm vụ

- Ống dẫn hướng upáp dùng để dẫn hướng cho thân xupáp chuyển động tịnh

tiến và tạo điều kiện bôi trơn cho th n upáp.

b. Vật liệu chế tạo

- Người ta thường dùng gang hợp kim, gang dẻo nhiệt luyện để chế tạo ống

dẫn hướng upáp cho động cơ thông thường. Đối với động cơ cao tốc vật liệu

được dùng là đồng thanh hoặc kim loại bột được t m dầu nhằm tăng khả năng

chịu nhiệt và dễ thích ứng với điều kiện bôi trơn khó khăn.

c. Điều kiện làm việc

- Ống dẫn hướng chịu mài mòn (do tiếp xúc với thân xupáp) và bị ăn mòn của

các tạp chất hóa học. Ngoài ra ống dẫn hướng của xupáp xả còn chịu nhiệt độ

cao, áp suất lớn và các tạp chất ăn mòn hóa học.

27

2.3.2. Cấu tạo

Về mặt kết cấu của ống dẫn hướng xupáp có kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có

vát mặt đầu để lắp. Ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp i lanh có độ

dôi.

Đường kính trong của ống dẫn hướng được gia công chính xác sau khi

lắp ghép vào thân máy hoặc nắp máy. Khe hở giữa thân xupáp và ống dẫn

hướng ở xupáp thải lớn hơn upáp nạp do xupáp thải tiếp xúc trực tiếp với khí

cháy.

Hình . Kết cấu ống dẫn hướng xupáp

a. Ống dẫn hướng hình trụ có mặt vát đầu;

b. Bề mặt ngoài của ống dẫn hướng có vai và cữ.

2.3.3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

- Bề mặt làm việc bị mòn, cào ước do muội than, cặn b n và làm việc l u

ngày

- Ống dẫn hướng có thể bị long ra hoặc nứt vỡ do tháo lắp không đúng kỹ

thuật.

2.3.4. Phương pháp kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa

-Quan át để phát hiện các vết rỗ, nứt, vỡ. Nếu có các hư hỏng trên thì phải

thay ống dẫn hướng upáp

- Dùng chổi và dung dịch làm sạch ống dẫn hướng.

28

Hình : Kiểm tra và sửa chữa ống dẫn hướng

1. Dụng cụ sửa; 2. Ống dẫn hướng xupáp.

- Dưỡng kiểm tra được điều chỉnh theo lỗ đo, au đó dùng panme đo kích

thước dưỡng để ác định đường kính lỗ. Dưỡng có thể được điều chỉnh đến

kích thước kiểm tra lớn hơn đường kính thân xupáp một lượng 0.1mm và nếu

cho lọt được vào lỗ dẫn hướng xupáp thì cần phải thay ống dẫn hướng.

- Người ta cũng có thể kiểm tra bằng cách lắp hết thân xupáp vào ống dẫn

hướng và lắc ngang nấm xupáp, nếu cảm thấy có độ rơ ta kiểm tra bằng đồng

hồ so thấy vượt quá 0,1mm thì phải thay ống dẫn hướng.

Khe hở tiêu chuẩn: Xupáp hút: 0,025 mm ,Xupáp xả: 0,035

mm

Khe hở tối đa cho phép: Xupáp hút: 0,08 mm, Xupáp xả: 0,10

mm

Hình : Kiểm tra ống dẫn hướng bằng dưỡng.

- Nếu ống dẫn hướng bị nứt vỡ thay ống mới.

2.3.5. Tháo lắp kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa

29

Tháo ống dẫn hướng upáp cũ ra khỏi nắp xilanh ở phía lắp lò o để khi lắp

ống mới cũng để như vậy. Tiếp theo đối với các ống dẫn hướng bằng thép

hoặc bằng gang, có thể dùng máy ép hoặc dùng búa và dụng cụ để đóng, đ y

ống ra theo hướng từ phía đế xupáp về phía lắp lò xo nếu ống dẫn hướng có

vai. Nếu ống dẫn hướng không có vai có thể tháo theo chiều ngược lại cũng

được. Chú ý, không ép hoặc đánh búa trực tiếp vào đầu ống dẫn hướng mà

phải thông qua một dụng cụ trung gian để tránh làm chùn đầu ống dẫn hướng

không tháo ra được.

Đối với các ống dẫn hướng bằng đồng, nếu không có máy ép thì không

được dùng búa đóng vào đầu ống để tháo ra vì sẽ làm chùn đầu ống, do đó

không đóng ua lỗ lắp ống dẫn hướng được. Cách tháo tốt nhất là tarô ren lỗ

dẫn hướng ở phía đuôi upáp, lắp một bulông vào rồi dùng dụng cụ cho vào

trong ống dẫn hướng xupáp từ phía đế upáp và đóng ngược lại.

Bôi lên bề mặt ngoài của ống dẫn hướng với một lớp chất bôi trơn (bột

graphit) để cho dễ lắp.Ép ống dẫn hướng vào nắp xilanh từ phía lắp lò xo (nếu

có thể) cho đến khi vòng chặn tì lên nắp xilanh (nếu có vòng chặn) hoặc chiều

dài phần ống dẫn hướng nằm ngoài nắp xilanh giống như được thiết kế.

2.4. Lò xo

2.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, vật liệu chế tạo, điều kiện làm việc

a. Nhiệm vụ

- Lò xo xupáp có tác dụng giữ cho xupáp ép kín với mặt đế xupáp và cùng các

bộ phận của cơ cấu phân phối khí thực hiện uá trình đóng mở cửa nạp, cửa

xả.

b. Vật liệu chế tạo

- Lò o u páp thường được chế tạo bằng thép lò o d y có đường kính 3 – 5

mm.

c. Điều kiện làm việc

- Lò xo xupáp ngoài sức căng ban đầu còn chịu tải trọng thay đổi đột ngột và

tuần hoàn trong uá trình upáp đóng mở.

2.4.2. Cấu tạo

30

Hình . Kết cấu lò xo xupáp.

- Lò o upáp thường là lò xo trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa

upáp và đế lò xo. Số vòng lò o thường là 4 10 vòng.

* Kết cấu lò xo tránh c hưở tro ơ ấu phân phối khí:

Lò o upáp có tính đàn hồi cao, cùng với các yếu tố khác tạo thành hệ

dao động. Khi biên độ dao động của nó quá lớn, đặc biệt ở chế độ cộng

hưởng, sẽ gây ra các hậu quả nghiêm trọng như ai lệch qui luật làm việc của

cơ cấu phân phối khí, va đập, gẫy lò xo xupáp. Vì thế, vấn đề tránh cộng

hưởng được quan tâm khi thiết kế lò xo xupáp.

Các biện pháp tác động đến cấu trúc của hệ dao động tức là làm cho hệ

dao động có nhiều tần số riêng khác nhau gồm có:

Dùng lò o có bước xoắn khác nhau

+ Dùng lò xo côn, vì bản thân lò xo côn có các tần số riêng khác nhau

+ Dùng nhiều lò xo có chiều xoắn khác nhau lắp lồng vào nhau.

Hình 2.8. Kết cấu của lò xo xupáp tránh cộng hưởng trong cơ cấu phân phối

khí

* Ngoài các biện pháp trên người ta còn dùng các biện pháp giảm chấn

như dùng cốc trượt và dùng vành giảm rung).

Bản chất của phương pháp này là dùng ma át của lò xo và vành giảm

rung hoặc ma sát giữa cốc trượt với lỗ trượt và sức cản không khí đối với cốc

trượt để tiêu hao năng lượng dao động. Dùng cốc trượt còn có ưu điểm là

tránh cho đuôi upáp chịu lực ngang là lực có u hướng uốn thân xupáp.

31

Hình . Các biện pháp tránh cộng hưởng lò xo xupáp bằng giảm chấn

a. Giảm chấn dùng cốc trượt; b. Giảm chấn dùng vành giảm rung.

2.4.3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

TT Hư hỏng Nguyên nhân Hậu quả

1 Lò xo giảm đàn

tính

Do làm việc lâu ngày

trong điều kiện nhiệt độ

cao chịu biến đổi lớn

trong chu kỳ

Làm cho quá trình

nạp và thải không

được hiệu quả

2 Lò xo bị gãy

Do tác dụng của lực cộng

hưởng và vật liệu không

đảm bảo

G y ra hư hỏng lớn

cho piston

3 Lò xo bị nghiêng

Do các chi tiết mòn , đĩa

chặn bị lệch

Gây ra sai lệch cho

pha phối khí, quá

trình nạp đầy thải

sạch không được hiệu

quả

2.4.4. Phương pháp kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa

- Dùng mắt quan sát lò xo gãy, nứt, mòn vẹt 1/3 đường kính thì thay mới

- Kiểm tra chiều dài của lò o: dùng thước cặp kiểm tra chiều dài của lò

xo ở trạng thái tự do, yêu cầu lò xo phải có chiều dài nằm trong giới hạn của

từng loại động cơ .

32

Hình . Kiểm tra chiều dài của lò xo

VD: Chiều dài tiêu chuẩn của một số động cơ như sau.

Động cơ 1RZ: 47.31 mm.

Động cơ 3 GE: 45.00 mm.

Động cơ TOYOTA 5 -FE: 41.96 44.99 mm.

Nếu chiều dài ngắn hơn tiêu chu n 3mm thì thay mới.

- Kiểm tra trạng thái ép của lò xo: dùng máy thử lò o, đo lực nén của lò

xo tại chiều dài khi lắp đặt.

Hình 2.26. Kiểm tra độ đàn hồi của lò xo

VD: Lực nén khi lắp trên Động cơ TOYOTA 5 -FE là: 16.719,3kg

tại 34.7mm

Động cơ 1RZ là: 24.327kg tại 40.3mm.

Nếu lực nén không đủ tiêu chu n thì thay lò xo mới.

- Kiểm tra độ vuông góc của lò o: Dùng thước góc vuông, nếu độ sai số

vuông góc lớn nhất 2.0mm, nếu vượt quá thì thay mới.

33

Hình . Kiểm tra độ vuông góc của lò xo.

Lò xo xupáp bị gãy, không vuông góc, giảm độ đàn hồi thì phải thay lò

xo mới. Các lò xo phải có chiều dài tự do như nhau. Nếu độ đàn hồi lò xo

giảm không nhiều so với mức tối thiểu uy định hoặc chiều dài tự do giảm ít

thì có thể thêm vào một tấm đệm nhưng chiều dày đệm không được quá 2

mm.

34

Bài 3: Bảo dưỡng, sửa chữa trục cam

I. Mục tiêu bài học :

- Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu, ph n loại, cấu tạo của các loại trục

cam.

- Giải thích được hiện tượng, nguyên nh n hư hỏng và phương pháp kiểm

tra bảo dưỡng ửa chữa các loại trục cam.

- Kiểm tra, bảo dưỡng và ửa chữa được các loại trục cam đúng trình tự

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên. Đảm bảo an toàn

lao động và vệ sinh công nghiệp

II. Nội dung bài học :

1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

1.1. Nhiệm vụ

- Trục cam hay trục phối khí có công dụng định kỳ đóng, mở xu páp và

dẫn động một số bộ phận khác như bơm dầu nhờn, bơm nhiên liệu, bộ chia

điện…

1.2. Điều kiện làm việc

- Trong quá trình làm việc, trục cam chịu tác dụng của uốn, lực xoắn và

ma sát lớn. Do đó trục cam thường bị cong, xoắn và mòn các cổ trục và các

cam.

1.3. Vật liệu chế tạo

- Trục cam thường được chế tạo bằng thép cácbon, thép hợp kim.

2. Cấu tạo

- Trục cam gồm các phần cơ bản au: các vấu cam, bánh răng dẫn động

bơm dầu và bộ chia điện, các cổ trục, bánh răng cam và bánh lệnh t m

dẫn động bơm ăng ( chỉ có ở động cơ ăng ).

- Vấu cam:

+ Thời gian mở upáp thuộc vào hình dạng của vấu cam ( biên dạng ).

Biên dạng cam gồm ba phần : Gót, ườn, đỉnh. hần tròn hình trụ gọi là gót

cam, mặt dốc dần gọi là ườn cam, phần cao nhất là đỉnh cam.

+ Thứ tự nổ của động cơ được uyết định do cách bố trí các vấu cam

trên trục cam và kết cấu trục khuỷu.

- Cổ trục:

+ Được đỡ trên ổ bạc liền, hoặc rời hai nửa ( động cơ cỡ lớn ) loại bạc

liền cổ trục có đường kính lớn hơn chiều cao cam để tháo, lắp trục cam dễ

dàng.

35

- Bánh răng cam :

+ Bánh răng trên trục khuỷu được làm bằng thép.

+ Bánh răng trên trục cam được làm bằng gang hay Téctolit, răng

nghiêng để ăn khớp êm dịu và chịu tải tốt.

+ Trên trục có tấm hạn chế độ dịch dọc trục cam.

Hình : Trục cam

1. Các cổ trục; 2. Các vấu cam; 3. Bánh răng dẫn động bơm dầu

và trục bộ chia điện; 4. Bánh lệch t m dẫn động bơm ăng

3. Tháo, lắp phân biệt các loại trục cam

BTƯD : Đ ơ 1 Z-FE trên xe Toyota Vios 2006

1. Tháo tấm chắn phía dưới động cơ bên phải

Tháo 2 vít và 2 bu lông và tháo nắp che dưới động cơ bên phải.

2. Tháo nắp đậy nắp uy lát ố 2

36

Tháo 4 đai ốc, nắp đậy nắp quy lát số 2

3. Tháo cuộn đánh lửa ố 1

- Ngắt 4 giắc của cuộn đánh lửa

- Tháo 4 bu lông và 4 cuộn đánh lửa.

4. Tháo ống thông hơi

5. Ngắt ống thông hơi ố 2

37

6. Tháo nắp đậy nắp uy lát

- Ngắt các giắc nối của vòi phun.

- Ngắt giắc và 3 kẹp d y điện như trong hình vẽ và tháo d y điện động cơ

38

- Tháo bu lông và giá bắt d y điện.

- Tháo 9 bu lông, 2 đai ốc và 2 vòng đệm làm kín, au đó tháo nắp đậy

nắp uy lát.

7. Kiểm tra khe hở u páp

(kiểm tra khe hở u páp khi động cơ đã nguội)

- Đặt y lanh ố 1 ở điểm chết trên/Kỳ nén.

- Quay giảm chấn trục khuỷu, và gióng thẳng rãnh phối khí của nó với dấu

phối khí "0" của bơm dầu.

39

- Kiểm tra rằng cả hai dấu phối khí trên đĩa răng phối khí trục cam và

bánh răng phối khí trục cam hướng lên trên như trong hình vẽ.

(nếu chưa được, hãy quay puli trục khuỷu một vòng (3600) và gióng

thẳng các dấu như trên)

- Kiểm tra các u páp được chỉ định trong hình vẽ.

- Dùng thước lá, đo khe hở giữa con đội u páp và trục

cam. Khe hở u páp (lạnh):

cho Xu páp nạp: 0.15 đến 0.25 mm (0.006 đến 0.010 in.)

cho Xu páp xả: 0.25 đến 0.35 mm (0.010 đến 0.014 in.)

- Hãy ghi những giá trị đo u páp không đúng tiêu chu n. Chúng ẽ được

ử dụng au này để ác định vòng đệm điều chỉnh cần để thay thế.

- Quay puly trục khuỷu một vòng (360 độ), và gióng thẳng rãnh phối khí

với dấu phối khí "0" của bơm dầu.

40

- Kiểm tra các u páp được chỉ định trong hình vẽ.

- Dùng thước lá, đo khe hở giữa con đội u páp và trục cam.

Khe hở xu páp (lạnh):

cho Xu páp nạp: 0.15 đến 0.25 mm (0.006 đến 0.010 in.)

cho Xu páp xả: 0.25 đến 0.35 mm (0.010 đến 0.014 in.)

- Hãy ghi những giá trị đo u páp không đúng tiêu chu n. Chúng ẽ được

ử dụng au này để ác định vòng đệm điều chỉnh cần để thay thế.

8. Điều chỉnh khe hở u páp

Lưu ý:

Khi quay trục cam với ích cam đã được tháo ra, hãy quay giảm

chấn trục khuỷu ngược chiều kim đồng hồ 40° từ TDC và gióng rãnh phối

khí với dấu của nắp ích cam để tránh cho các piston khỏi bị tiếp xúc với

các xu páp.

- Tháo đai V cho uạt và máy phát

- Tháo cao su chân máy bên phải.

- Đặt xy lanh số 1 ở điểm chết trên/Kỳ nén.

- Quay giảm chấn trục khuỷu, và gióng thẳng rãnh phối khí của nó với

dấu phối khí "0" của bơm dầu.

41

- Kiểm tra rằng cả hai dấu phối khí trên đĩa răng phối khí trục cam và

bánh răng phối khí trục cam hướng lên trên như trong hình vẽ.

(nếu chưa được, hãy quay puli trục khuỷu một vòng (3600) và gióng thẳng

các dấu như trên)

- Hãy đặt các dấu ơn trên ích trùng với vị trí của các dấu phối khí trên

bánh răng phối khí trục cam và đĩa răng phối khí trục cam.

- Dùng chìa lục giác 8 mm, tháo nút vít.

42

- Cắm một tô vít vào lỗ ửa chữa trong bộ căng ích để kéo tấm hãm

của bộ căng ích lên trên.

- Dùng cờ lê uay trục cam ố 2 cùng chiều kim đồng hồ để đ y

pi ton bộ căng ích vào.

43

- Tháo tô vít ra khỏi lỗ ửa chữa, au đó gióng thẳng lỗ với tấm hãm với

lỗ ửa chữa và cắm thanh thép đường kính 3 mm vào các lỗ để giữ tấm

hãm.

Lưu ý:

+ Hãy cố định tấm hãm bằng cách dùng thanh thép trong khi quay nhẹ

trục cam sang trái và phải)

+ Hãy giữ thanh thép bằng băng dính sao cho nó không tuột ra.

- Dùng một cờ lê, giữ phần lục giác của trục cam ố 2 và tháo bu lông có

mặt bích.

44

- Nới lỏng đều tay ua một vài lần và tháo 11 bu lông bắt nắp bạc theo thứ

tự như trong hình vẽ, au đó tháo các nắp bạc trục cam ố 1 và ố 2.

Lư ý:

+ Nới lỏng đều tay từng bu lông trong khi giữ cần bằng trục cam.

+ Tháo bu lông có mặt bích và đĩa răng phối khí trục cam.

+ Tháo trục cam số 2

45

+ Nới lỏng đều tay qua một vài lần và tháo 8 bu lông bắt nắp bạc

theo thứ tự như trong hình vẽ, au đó tháo nắp bạc trục cam số 2.

Lư ý:

+ Nới lỏng đều tay từng bu lông trong khi giữ cần bằng trục cam.

4. Kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa trục cam

4.1. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

1. Hiện tượng hư hỏng

- Sau quá trình làm việc, trục cam thường có các biểu hiện hư hỏng như là:

trục cam bị cong và các vấu cam bị mòn. Mặt cam bị mòn làm tăng khe hở

nhiệt xu páp, do đó hoà khí hoặc không khí nạp vào không đầy đủ và khí

cháy ra khỏi buồng đốt không hết, làm công suất động cơ giảm xuống, lượng

tiêu hao nhiên liệu tăng lên.

- Trục cam có thể bị nứt gãy, mòn cam lệch tâm dẫn động bơm nhiên liệu,

mòn gãy các răng của bánh răng dẫn động bơm dầu.

- Bạc lót đỡ trục cam bị mòn làm giảm áp suất mạch dầu chính và ảnh

hưởng đến khả năng truyền động của trục cam cho các bộ phận khác.

2. Nguyên nhân hư hỏng

- Do các chi tiết chịu ma át lớn trong uá trình làm việc, thiếu dầu bụi

trơn, dầu bôi trơn b n.

- Do uá trình lắp ghép không đúng yêu cầu kỹ thuật, bảo dưỡng không

đúng định kỳ.

4.2. Phương pháp kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa

1. Phương pháp kiểm tra

- Quan sát bằng mắt để kiểm tra các vết nứt, ước các bộ phận của trục cam,

46

có thể dùng kính phóng đại để phát hiện hư hỏng.

- Kiểm tra trục cam bị cong bằng cách đặt trục cam lên máy tiện hoặc giá

chữ V, rồi đặt đồng hồ o vào cổ trục cam ở vị trí giữa trục, uay trục cam

và quan át đồng hồ, độ đảo hoặc độ lệch t m chỉ ra trên đồng hồ là giá trị

cong hoặc không thẳng t m của trục cam.

a. Quan át các vết rạn, nứt.

b. Dùng panme đo đường kính các cổ trục, ác định độ côn, độ ôvan và o

ánh với kích thước tiêu chu n. Độ côn, ô van tối đa cho phép là 0,05mm.

c. Kiểm tra chiều cao vấu cam và bánh lệch t m (hình 4.22). Chiều cao

không thấp hơn kích thước tiêu chu n là 0,5 mm.

d. Kiểm tra độ dịch dọc trục: dùng đồng hồ o và kiểm tra tương tự như

kiểm tra khe hở dọc trục của trục khuỷu( hình 4.23). Khe hở tiêu chuẩn: 0,08

0,18 mm, tối đa: 0,25 mm.

Hình . Đo chiều cao vấu cam Hình . Đo khe hở dọc trục của trục

cam

Hình : Đo khe hở bạc – cổ trục cam Hình . Đo độ cong trục

cam

47

- Kiểm tra đường kính lỗ bạc cam bằng panme và đồng hồ o. Xác định

khe hở bạc và cổ trục. = Db – Dt . Khe hở cho phép: 0,025 0,065

mm, tối đa: 0,1mm.

* Đối với bạc hai nửa ( trục cam lắp trên mắp máy) có thể dùng phương

pháp ép tấm nhựa để đo khe hở bạc và cổ trục ( hình 4.24).

- Kiểm tra độ cong bằng đồng hồ o, phương pháp đo như đo độ cong

trục khuỷu.

Độ cong tối đa cho phép: 0,06 mm.

2. Phương pháp sửa chữa trục cam

- Trục cam được chế tạo bằng vật liệu tương đối tốt và đã được xử lý mặt ngoài,

hơn nữa điều kiện bôi trơn cũng khá tốt, nên nó bị mòn chậm, nói chung phải

qua (2-3) lần sữa chữa lớn mới mài lại trục cam, các hư hỏng thường gặp là: vấu

cam bị mòn chiều cao và hình dạng bên ngoài, kết quả là chiều cao đi lên của xu

páp bị giảm và rút ngắn thời gian đóng mở của xu páp. Do đó, khí nạp vào xy

lanh không đủ, khí xả ra không sạch. Công suất động cơ giảm xuống và lượng

tiêu hao nhiên liệu tăng lên. Trục cam bị cong cũng ảnh hưởng đến sự chính xác

của thời gian phân phối khí và chiều cao đi lên của xu páp, gây ảnh hưởng

không nhỏ đến khả năng truyền động cho bơm nhiên liệu, bơm dầu và truyền

động cho bộ chia điện, đồng thời làm cho cổ trục gối đỡ và bạc lót bị mòn vẹt,

làm tăng khe hở lắp ghép gây giảm áp suất dầu mạch dầu chính.

- Cổ trục có độ côn, ô van lớn hơn 0,05 mm phải mài lại trên máy mài tròn,

au đó đánh bóng bằng bột rà và thay bạc mới phù hợp.

- Vấu cam mòn không đều thì mài theo phương pháp chép hình trên máy mài

trục cam chuyên dùng. Nếu mòn uá thì thay mới.

- Trục cam bị cong uá 0,06 mm phải nắn lại trên máy ép thuỷ lực.

- Khe hở bạc - trục 0,1 mm thì thay bạc mới.

* Yê ầ sa sửa hữa:

- Dùng hai đầu nhọn của máy tiện hoặc giá đỡ chữ V, bàn máp và đồng hồ

o để kiểm tra độ cong của trục cam, nếu quá 0,025 mm thì phải nắn lại

bằng cách ép nguội hoặc mài lại.

- Cổ trục cam nếu mòn quá (0,05- 0,1) mm thì phải mài, nếu quá cốt thì phải

mạ crôm xong mới tiến hành mài .

- Chiều rộng của rãnh then hoa mòn quá 0,05 mm thì phải sữa chữa.

- Độ côn và ôvan của cổ trục cam cho phép không quá 0,02 mm

48

- Sau khi sữa chữa độ bóng của cổ trục cam và vấu cam phải đạt 8-9.

Chỗ tróc riêng lẻ trên mép cổ và vấu cam dài 3 mm thì được phép t y gờ sắc

và bavia rồi dùng tiếp.

- Độ côn và ôvan cho phép 0,05 mm. Độ đồng trục với bánh răng trục

khuỷu và cam không quá 0,03 mm độ cong má cổ giữa so với hai cổ đầu

được kiểm tra bằng khối v ,bàn máp và đồng hồ so, cho phép tối đa là 0,010

mm. Độ dơ dọc trục cam (0,06-0,10) mm. Độ thẳng góc của đường tâm trục

cam với đường tâm lỗ lắp con đội sai lệch cho phép không quá 0,05/100

mm (khi cần thiết mới kiểm tra). Bạc cam ép vào thân máy phải có độ dôi

(0,10– 0,20) mm. Sau khi lắp bạc vào thân máy rồi thì lỗ dẫn dầu ở thân

máy và lỗ dầu ở bạc phải đồng tâm.

- Khe hở giữa bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu trong phạm vi

(0,02- 0,04) mm, đối với bánh răng cũ là (0,07- 0,075) mm (kiểm tra bằng

căn lá hoặc díp chì).

- Khi khe hở lắp ghép giữa cổ trục cam và bạc lót lớn hơn 0,2 mm thì phải

thay bạc mới. Độ dôi lắp ghép giữa bạc lót và gối đỡ thường bằng (0,01- 0,08)

mm. Để thay thế bạc lót trục cam bị mòn hoặc hư hỏng, bằng cách sử dụng

dụngcụ lắp bạc bằng ren.

Thay bạc lót trục cam

bằng dụng cụ ren

Thay bạc lót trục cam bằng đầu đóng

49

Sau khi lắp trục cam vào với bạc lót trục cam, trục cam phải quay

được nhẹ nhàng đảm bảo độ dịch dọc của trục cam

Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa bộ phận dẫn động

ụ t ê bài học:

- Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu phân và cấu tạo loại của dẫn động xu páp và

dẫn động trục cam.

- Giải thích được hiện tượng, nguyên nh n hư hỏng và phương pháp kiểm tra bảo

dưỡng, sửa chữa của cơ cấu dẫn động u páp và cơ cấu dẫn động trục cam.

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên. Đảm bảo an toàn lao

động và vệ sinh công nghiệp.

2 bài học:

1. Dẫn động xupáp

1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

a. Con đội

* Nhiệm vụ

- Là chi tiết trung gian biến đổi chuyển động uay của trục cam thành chuyển

động tịnh tiến để đóng mở upáp.

* Điều kiện làm việc, vật liệu cấu tạo

- Điều kiện làm việc: chịu nén và ma át với vấu cam và lỗ dẫn hướng ở th n

máy hoặc ở nắp i lanh.

- Vật liệu chế tạo: thường làm bằng thép và được tôi cứng. Có 2 loại con đội:

con đội cơ khí và con đội thuỷ lực.

b. Cần bẩy

* Nhiệm vụ: Truyền lực đ y từ con đội đến cò mổ.

- Chú : Thanh đ y chỉ có trong cơ cấu upáp treo, trục cam đặt ở th n máy,

khi trục cam đặt trên náp máy thì trong bộ phận dẫn động upáp không có

thanh đ y

c. Đòn gánh

50

* Nhiệm vụ : Là chi tiết trung gian để truyền chuyển động của cam hoặc

thanh đ y đến

xupáp.

* Vật liệu chế tạo: Cò mổ được chế tạo bằng thép, cò mổ động cơ cao tốc

cỡ nhỏ được

rèn hoặc đúc bằng gang.

1.2. Cấu tạo

1.2.1. Con đội

a. Con đội cơ khí

Con đội có dạng hình trụ, hay hình nấm, đáy trong của con đội có một ổ

lõm bán cầu, dùng làm mặt tỳ cho thanh đ y. Mặt tiếp úc với vấu cam của

đáy con đội thường làm phẳng hoặc dạng chỏm cầu với độ cong nhỏ, khi đó

vấu cam chế tạo có độ côn nhỏ, kết cấu này làm giảm độ mòn ở chỗ tiếp úc

giữa con đội và vấu cam ( hình 4.26 a ).

a) b)

Hình : Cấu tạo con đội cơ khí

1. Con đội; 2.Thanh đầy; 3 Tán nấm; 4. ống dẫn hướng

A, B Vấu cam (Thuỳ cam)

Để giảm ma át ở đáy con đội của một ố động cơ có lắp con lăn ( hình 4.26

b). Trong cơ cấu upáp đặt, vít điều chỉnh khe hở upáp được lắp lên đầu con

đội..Đường t m con đội bố trí lệch o với đường t m của vấu cam từ 1 2

mm. Khi trục cam uay con đội vừa chuyển động lên uống vừa uay uanh

t m của nó nên th n con đội mòn đều hơn.

b. Con đội thuỷ lực :

51

- Động cơ ô tô hiện đại thường dùng con đội thuỷ lực. Khe hở nhiệt trong dẫn

động upáp được tự động điều chỉnh nên động cơ vận hành êm, không có

tiếng khua gõ upáp, giảm ự mài mòn của các bộ ph n dẫn động upáp.

- Sơ đồ ấ tạo:

+ Gồm: ống trượt (2) lắp trượt khít với th n (1), van một chiều và lò o.

Th n dịch chuyển trong ống dẫn hướng, trên th n và ống trượt có các lỗ

khoan luôn thông với đường dầu chính của hệ thống bôi trơn động cơ.

- yê lý làm v ệ :

+ Khi upáp đóng : Th n con đội ở vị trí thấp nhất, dưới áp uất dầu bôi

trơn, dầu nhờn chảy vào con đội thông ua các lỗ dầu trên th n con đội (1) và

ống trượt (2), ua van một chiều vào phần dưới của ống trượt (2) và n ng ống

trượt lên, thanh đ y lên theo đội cò mổ để triệt tiêu khe hở đuôi upáp. Vì

vậy khi vấu cam n ng con đội lên ẽ không g y tiếng kêu lách cách ở đuôi

xupáp.

+ Khi upáp mở: vấu cam đ y th n con đội đi lên (ống 1) làm áp lực

đầu phía dưới ống trượt tăng đột ngột, van một chiều đóng lại. Lúc này ống

trượt (2) và th n (1) trở thành một khối cùng đi lên mở u páp nhờ lực đ y

của vấu cam.

Trong uá trình làm việc một ít dầu nhờn trong khoang chứa ở th n (1)

bị lọt ua khe hở giữa ống trượt và th n, khi đó dầu mới lại được nạp vào để

triệt tiêu khe hở u páp.

1.2.2. Cần bẩy

- Làm bằng thanh thép tròn hoặc thép ống hai đầu bịt kín, đầu dưới có

dạng chỏm cầu lồi tỳ vào ổ cầu của con đội và đầu trên có dạng chỏm cầu lõm

làm mặt tỳ cho đầu vít điều chỉnh ở cò mổ.

1.2.3. Đòn gánh

52

- Hai cánh tay đòn của cò mổ thường làm không bằng nhau, phía xupáp

có cánh tay đòn dài hơn (khoảng 1,5 lần) để hành trình upáp được dài hơn o

với hành trình của thanh đ y và con đội.

- Phần đầu dạng chỏm cầu để giảm ma át khi tác động với xupáp.

- Trên phần đuôi cò mổ có lắp vít điều chỉnh, dùng để điều chỉnh khe hở

nhiệt giữa đầu cò mổ và đuôi upáp. Trong th n có khoan đường dầu bôi trơn

từ lỗ bạc lắp với trục cò mổ tới lỗ ren bắt vít điều chỉnh.

- Ở giữa cò mổ có ép bạc đồng để lắp trơn với trục cò mổ.

- Ở một số động cơ có trục cam trên nắp máy vấu cam tỳ trực tiếp lên

một đầu ( đầu mở) cò mổ, đầu kia của cò mổ tác dụng lên đuôi upáp.

* Trục cò mổ

- Làm bằng thép đặt trên các giá đỡ bắt chặt vào nắp máy.

- Giữa trục có khoan lỗ dầu bôi trơn và các lỗ ngang đưa dầu tới các bạc

lắp cò mổ.

1.3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, Phương pháp kiểm tra bảo

dưỡng sửa chữa

1.3.1. Con đội

a. Hư hỏng

- Con đội thường bị mòn đế và

th n do ma át với bề mặt vấu

cam và lỗ dẫn hướng.

b. Kiểm tra, ửa chữa

- Đo khe hở con đội:

+ Dùng panme đo đường

kính th n con đội.

+ Dùng đồng hồ o và

panme đo đường kính trong của

lỗ lắp con đội.

+ Tính khe hở con đội – lỗ

dẫn hướng.

Khe hở tiêu chu n: 0,025

0,053 mm. tối đa: 0,09 mm

Hình : Con đội thuỷ lực

1.Thân con đội; 2. ống trượt

- Khe hở lắp ghép vượt uá trị ố cho phép thì ửa chữa lỗ bằng cách doa

rộng lỗ và ép ống lót hoặc thay con đội.

- Dùng thước thẳng kiểm tra mặt cong chỏm cầu đáy con đội, nếu bề mặt

chỏm cầu bị mòn phẳng thì thay mới con đội( hình 4.224 ).

53

Hình : Kiểm tra sự rò rỉ dầu Hình : Kiểm tra mặt đáy con

đội

của con đội thuỷ lực bằng TBCD

- Kiểm tra con đội thuỷ lực. Làm thêm các công việc kiểm tra au:

+ Kiểm tra độ mòn, ước của đế, van bi và các khuyết tật làm van đóng

không kín. Nói chung nên thay bi mới.

+ Kiểm tra lò o, nếu bị vặn và giảm tính đàn hồi phải thay mới.

+ Kiểm tra mức dò rỉ dầu trên bộ gá chuyên dùng

- Nhúng cụm con đội ngập trong bình đầy dầu, dồn hết không khí ra khỏi

con đội. Dùng bơm tay trên đồ gá ép lên ống trượt bên trong làm dầu lọt ua

khe hở khe hở giữa th n và ống trượt trong, mức lọt dầu chỉ trên đồng hồ bấm

gi y. Thời gian lọt hết dầu trong khoảng 12 đến 40 gi y là độ kín đảm bảo,

nếu thời gian lọt dầu nhỏ hơn 12 gi y

1.3.2. Cần bẩy

- Thanh đ y thường bị mòn ở hai đầu do ma át, bị cong.

- Dùng bàn mát để kiểm tra độ cong, ửa chữa nắn cong bằng búa tay.

1.3.3. Đòn gánh

a. Hư hỏng

- Bạc cò mổ, trục cò mổ bị mòn do ma sát.

- Đầu cò mổ bị mòn do ma át, va đập với đuôi upáp

b. Kiểm tra, ửa chữa

- Kiểm tra đo đường kính lỗ bạc cò mổ, đường kính trục cò mổ bằng panme,

đồng hồ o. Xác định khe hở bạc lắp ghép và o ánh với tiêu chu n cho

phép.Khe hở tối đa là 0,11mm.

54

Nếu vượt trị ố cho phép phải thay mới cò mổ.

- Kiểm tra gờ mòn ở đầu cò mổ bằng thước đo u. Nếu mòn nhiều thì hàn

đắp rồi mài lại hoặc thay mới.

- Kiểm tra cò mổ bị cong nếu cong uá thì thay mới.

- Kiểm tra vít điều chỉnh và đai ốc hãm, thay mới nếu ren bị hỏng.

- Kiểm tra trục cò mổ, nếu trục bị cào ước thành rãnh phải thay. Đo đường

kính trục chỗ lắp bạc cò mổ và ở phần không mòn, để ác định độ mòn nếu

trục bị mòn quá 0,025 mm phải thay mới.

Hình : Các loại cò mổ và trục cò mổ, a). b) Cò mổ lắc quanh trục;

c) Cò mổ lắc quanh bệ đỡ cầu, d) Cò mổ lắc quanh đế tỳ mặt trụ.

2. Dẫn động trục cam

2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

a. Nhiệm vụ

- Đảm bảo pha ph n phối khí theo thiết kế.

- Không có bất kì ự trượt tương đối nào trong dẫn động.

- Tỷ ố truyền là 2 : 1 đối với động cơ 4 kỳ và tỷ ố 1 : 1 đối với động cơ

2 kỳ.

b. Phân loại

- Dẫn động trục cam bằng bánh răng

- Dẫn động trục cam bằng xích

- Dẫn động trục cam bằng đai

2.2. Cấu tạo

a. Dẫn động trục cam bằng bánh răng

Gồm bánh răng trục khuỷu và bánh răng trục cam

55

- Bánh răng trục cam lắp bằng then hoặc bắt bulông vào mặt bích đầu

trục cam. Tỷ ố truyền i = 2 1. Các cặp bánh được đánh dấu vị trí lắp ráp để

đảm bảo chính ác pha ph n phối khí của động cơ.

- Làm việc tin cậy chắc chắn, tuổi thọ cao nhưng bị ảnh hưởng khoảng

cách truyền động, làm việc g y ồn.

b. Dẫn động trục cam bằng xích

Gồm hai đĩa ính dẫn động, dùng cho động cơ có trục cam đặt trên nắp

máy.

- Đĩa ích cam được nắp vào đầu trục cam bằng then hay chốt.

- Trên đĩa ích có các dấu lắp ghép để đảm bảo pha ph n phối khí.

- Làm việc tin cậy, không bị ảnh hưởng khoảng cách truyền dẫn, nhưng

ồn, chế tạo ích phức tạp, phải có bộ phận dẫn hướng ích và bộ căng ích,

giảm chấn ích.

c. Dẫn động trục cam bằng đai

- Bánh đai được chế tạo bằng gang hay nhôm, có các răng vuông ăn khớp với

răng trên đai. Bánh đai trục cam được lắp vào mặt bích trục cam bằng bulông

hay chốt. Trên các bánh đai và th n động cơ đều có dấu lắp ghép.

- Dẫn động đai có ưu điểm êm dịu, không phụ thuộc vào khoảng cách

truyền động tuy nhiên độ bền không cao, độ tin cậy thấp. hải có bộ căng đai

để giữ cho d y đai luôn ôm át vào bánh đai, tránh cho các răng không bị

trượt.

Hình. Các phương pháp dẫn động trục cam

a. Dẫn động bằng bánh răng; b. c. Dẫn động bằng xích; d. Dẫn động

bằng đai

2.3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra bảo dưỡng

sửa chữa

56

1. Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

a. Dẫn động bằng bánh răng

- Hư hỏng: Bánh răng bị mòn do ma át, bị

ứt mẻ do khuyết tật khi chế tạo, vật cứng

chèn giữa 2 bánh răng, lắp ghép không

đúng kỹ thuật.

- Kiểm tra: độ mòn răng bánh răng, dùng

dưỡng đo răng, dùng đồng hồ o đo khe hở

lưng giữa hai răng của các bánh răng ăn

khớp.

- ửa chữa:

+ Bánh răng mòn uá thì thay mới.

+ Răng ứt mẻ thì hàn đắp và gia công

mới.

b. Dẫn động bằng ích

- Hư hỏng: Mòn bạc chốt ích, làm ích dãn

dài và chùng. Khi làm việc g y tiếng ồn

hoặc nhảy ích. Làm ai lệch dẫn động đóng

mở upáp.

Hình . Dẫn động bằng

bộ truyền đai động cơ một dãy

- Kiểm tra, ửa chữa:

Dùng thước cặp đo độ dài 16 mắt ích đã được kéo căng, đo ở 3 vị trí

bất kỳ trên ích. Độ dài tối đa 16 mắt ích là 146,6 mm (động cơ 4RZ ), nếu

tại bất kỳ vị trí nào dài uá uy định phải thay mới.( hình 4.230 a )

+ Quấn ích uanh bánh ích, dùng thước cặp đo theo phương đường

kính:

Bánh ích trục khuỷu bằng 59,4 mm, bánh ích trục cam là 113,8 mm.

+ Nếu kích thước nhỏ hơn phải thay cả ích và bánh ích (hình 4.230 b )

+ Đo độ mòn của máng trượt và máng giảm chấn, độ mòn tối đa 1,0

mm.

57

Hình. Kiểm tra xích cam

c. Dẫn động bằng d y đai răng

- Hư hỏng:

+ Bề mặt cao u bị rạn, nứt, biến cứng, không đàn hồi.

+ Các lớp vải bị bong, nứt.

+ Ch n răng, d y đai bị nứt, vỡ.

+ Mòn không bình thường ở cạnh bên, răng mòn không bình thường, cụt

răng.

+ Bộ căng d y đai mòn hỏng, gãy, nắp đậy rạn, nứt, vỡ.

- Nguyên nh n của các hư hỏng trên do ma át, d y đai dính mỡ, uá

trình điều chỉnh không đúng.

- Kiểm tra, ửa chữa

+ Quan át các vết nứt, rạn, bong, ch n răng nứt vỡ. D y đai đã có hư

hỏng phải thay mới, đảm bảo đúng chủng loại và các chỉ tiêu kỹ thuật.

+ Điều chỉnh: Căng chỉnh d y đai đảm bảo khi ấn ngón tay độ võng dây

đai từ 45 mm

Hình . Các hư hỏng của dây đai Hình .Kiểm tra độ căng đai

dẫn động trục cam

58

Bài 5: Đặt cam và điều chỉnh khe hở nhiệt

1. Mục tiêu bài học :

- Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu và phương pháp của việc đặt cam và điều

chỉnh khe hở nhiệt của xupáp.

- Đặt cam và điều chỉnh được khe hở nhiệt upáp đúng phương pháp và đạt tiêu

chu n kỹ thuật do nhà chế tạo uy định

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô.

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học sinh, sinh viên.

2. Nội dung bài học :

1. Đặt cam

1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu

a. Nhiệm vụ

- Đặt cam là lắp trục cam vào động cơ ao cho ự liên hệ giữa nó với trục

khuỷu phải đảm báo các u páp đóng và mở đúng theo yêu cầu làm việc của

động cơ (đúng lúc, đúng kỳ làm việc).

b. Yêu cầu

1.2. Phương pháp đặt cam

a. Đặt cam có dấu

Trong động cơ thường có dấu vị trí ăn khớp của bánh răng trục cam với

bánh răng trục khuỷu hoặc uan hệ giữa đĩa ích trục cam và trục khuỷu hay

giữa ích với đĩa ích, do đó khi tháo phải chú dấu để lắp cho đúng.

- Đối với loại bánh răng ăn khớp trực tiếp, lắp dấu ở bánh răng trục

khuỷu trùng (hay giữa hai dấu ở bánh răng nghiêng của trục cam).

- Loại truyền động bằng ích, lắp cho hai dấu ở bánh răng trục khuỷu và

bánh răng trục cam vào phía trong trên đường t m của hai bánh răng.

Hình. Đặt cam có dấu

Dấu đặt cam

Cơ cấu căng

xích

59

b. Đặt cam không dấu

Trường hợp mất dấu ở các bánh răng hoặc đĩa ích, có thể đặt cam theo

thứ tự au:

- Điều chỉnh khe hở u páp đúng kích thước uy định.

- Quay bánh đà hoặc trục khuỷu theo chiều uay của động cơ để cho pit

tông của i lanh ố 1 lên Đ.C.T

- Quay trục khuỷu ngược chiều làm việc của động cơ một góc ứng với

góc mở ớm của u páp nạp.

- Quay trục cam (chưa có bánh răng cam hoặc ích) theo đúng chiều

uay của nó (ngược chiều của trục khuỷu nếu truyền động bằng hai bánh răng

ăn khớp trục tiếp và cùng chiều uay với trục khuỷu nếu truyền động bằng

ích hoặc d y đai) cho đến khi u páp nạp của i lanh ố 1 bắt đầu chớm mở

và u páp ả đóng gần kín (hai u páp chấp chênh).

- Giữ nguyên vị trí trục khuỷu và trục cam rồi lắp bánh răng cam hoặc

xích vào.

- Đánh dấu vị trí ăn khớp trên bánh răng hoặc đĩa ích theo uy ước

chung của nhà chế tạo.

Kiểm tra lại: Bằng cách uay trục khuỷu 2 vòng đến khi các dấu ăn khớp

của bánh răng trùng nhau và 2 u páp của i lanh ố 1 chấp chênh là được.

1.3. Thực hiện đặt cam

2. Điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp

2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu

a. Nhiệm vụ

- Khe hở nhiệt u páp là khe hở giữa đuôi u páp với đầu đũn mở

(cơ cấu u páp treo) hoặc với đầu bu lông điều chỉnh của con đội

(cơ cấu u páp đặt) hay cần mở với con đội (trục cam đặt trên nắp

máy).

b. Ý nghĩa

- Là khe hở giữa đuôi upáp và đầu cò mổ. Khe hở này rất cần thiết để đảm

bảo cho upáp đóng kín hoàn toàn. Nếu không có khe hở hoặc khe hở uá

nhỏ thì khi động cơ làm việc, nhiệt độ cao làm các chi tiết trong dẫn động

upáp bị giãn nở, đ y upáp tách khỏi đế upáp và bản th n upáp cũng giãn

nở làm upáp càng đóng không kín với đế upáp. Trong uá trình làm việc

các chi tiết dẫn động và upáp bị mòn làm khe hở nhiệt bị thay đổi, nên yêu

cầu phải định kỳ kiểm tra và điều chỉnh khe hở nhiệt. Nếu khe hở uá nhỏ làm

upáp đóng không kín ( kênh upáp ) g y hở hơi, động cơ khó chạy không tải

60

và giảm công uất, tiêu hao nhiên liệu. Nếu khe hở lớn ẽ g y tiếng gõ, thay

đổi góc phối khí ( mở muộn ) làm giảm công uất động cơ, nếu uá lớn thì chi

tiết bị va đập mạnh, g y hư hỏng ...

- Điều chỉnh khe hở nhiệt thực hiện bằng vít điều chỉnh bố trí trên con đội

hoặc đầu đòn gánh. Tuỳ theo từng động cơ uy định trị ố khe hở nhiệt khác

nhau:

+ Xupáp hút: khe hở nhiệt thường 0.1 0.2 mm.

+ Xupáp ả : khe hở nhiệt thường 0.2 0.4 mm.

2.2. Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp

2.2.1. Phương pháp hiệu chỉnh khe hở xupáp treo

+ Quay trục khuỷu ở đầu kỳ nổ.

+ Nới lỏng đai ốc hãm.

+ Chèn căn lá có kích thước cần điều chỉnh vào đuôi upáp và đầu cò mổ.

+ Xoay vít chỉnh vào hay ra cho vừa ít căn lá ( kéo chặt tay ).

+ Giữ vít, iết chặt ốc hãm.

Đối với upáp đặt cách làm tương tự nhưng dùng hai cờlê để nới, hãm vít

điều chỉnh

a)Xupáp kiểu đặt b)Xupáp treo

Hình 4.31 Chỉnh khe hở nhiệt Xupáp

2.2.2. Điều chỉnh nhanh khe hở nhiệt xupáp:

Đối với động cơ có nhiều máy, để điều chỉnh nhanh các khe hở ở các upáp

của các i lanh có hai phương pháp.

a. hương pháp 1:

Dựa trên nguyên tắc:

- Chỉnh upáp khi upáp đang đóng.

- Chỉnh đồng thời 2 upáp cho một máy au một lần uay trục khuỷu.

- Chỉnh lần lượt theo thứ tự làm việc của các máy cho tới hết ( máy chỉnh

đầu tiên không nhất thiết phải là máy ố 1).

61

Như vậy cần uay trục khuỷu tới thời điểm đầu kỳ nổ ( cuối nén- đầu nổ )

của máy cần chỉnh để tiến hành chỉnh upáp. au đó uay trục khuỷu để ác

định máy cần điều chỉnh tiếp theo và lần lượt điều chỉnh cho tới hết.

Có thể ác định đầu kỳ nổ ở một máy nào đó thông ua đầu kỳ hút của máy

tương ứng. Kỳ hút của máy tương ứng có thể ác định được khi uay trục

khuỷu nhờ uan át ự chấp chênh của hai upáp ở kỳ hút. Các máy tương

ứng nhau trong mỗi động cơ được ác định theo thứ tự làm việc của động cơ

như au:

Giả ử động cơ 4 i lanh có thứ tự làm việc: 1-2- 4-3 và động cơ 6 i lanh

có thứ tự làm việc: 1- 5- 3- 6- 2- 4 Ta lập được tỷ ố:

; .

Và ố máy trên tử ố ẽ tương ứng( ong hành) với ố máy ở mẫu ố

Nghĩa là đối với động cơ 4 máy: máy 1 ở kỳ hút thì máy 4 ở kỳ nổ, máy 4 ở

kỳ hút thì máy 1 ở kỳ nổ v.v. Đối với động cơ 6 i lanh các cặp i lanh tương

ứng là 1- 6; 2- 5 ; 3- 4 .

Chú : Có thể ác định đầu kỳ nổ của máy ố 1 hay của máy nào đó bằng

nhiều cách khác nhau, phương pháp nêu trên thường được ứng dụng khi điều

chỉnh upáp.

b. hương pháp 2

Dựa trên nguyên tắc:

- Chỉnh khe hở khi upáp đang đóng.

- Chỉnh các upáp đang đóng của các máy ở các kỳ khác nhau dựa vào thứ

tự làm việc của động cơ au một lần uay trục khuỷu:

+ Kỳ nổ: chỉnh cả hai upáp hút, ả.

+ Kỳ nén: chỉnh upáp ả.

+ Kỳ ả: chỉnh upáp hút.

+ Kỳ hút: không chỉnh upáp nào.

Như vậy để chỉnh cho các upáp chỉ cần uay trục khuỷu hai lần và phải

dựa vào bảng thứ tự làm việc của động cơ để biết được uá trình đang ảy ra

ở các i lanh như thế nào để tiến hành chỉnh cho upáp thích hợp.Ví dụ để

chỉnh khe hở upáp cho động cơ 4 máy có thứ tự làm việc 1-2-4-3 thực hiện

như au:

+ Quay trục khuỷu để pi ton máy ố 1 ở ĐCT đầu kỳ nổ.

+ Chỉnh khe hở hai upáp hút, ả máy 1( kỳ nổ ); chỉnh upáp ả máy ố

2 ( kỳ nén ); chỉnh upáp hút máy ố3 ( kỳ ả ); không chỉnh upáp của máy

ố 4.

+ Quay trục khuỷu một vòng.

+ Chỉnh khe hở của các upáp còn lại.

34

21

426

351

62

Bài 6: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phân phối khí thông minh

1. Mục tiêu bài học

- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối khí thông

minh.

- Tháo lắp, cơ cấu phân phối khí thông minh đúng theo yêu cầu kỹ thuật

- Giải thích được hiện tượng, nguyên nh n hư hỏng và phương pháp kiểm tra bảo

dưỡng, sửa chữa cơ cấu phân phối khí thông minh.

- Chấp hành đúng uy trình, uy phạm trong ngành công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên.

2. Nội dung bài học

1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-I

a. Tổng quan về hệ thống VVT-i

Hệ thống VVT-i (Variable Valve Timing - intelligent) là hệ thống điều

khiển pha phối khí thông minh được phát triển bởi TOYOTA. Hệ thống

VVT-i đã thay cho thế hệ thống VVT đơn giản vào năm 1991 trên động cơ

4A-GE 20 van. Hệ thống VVT-i được giới thiệu vào năm 1996, có tác dụng

điều khiển biến thiên thời điểm mở van nạp bằng cách dùng khớp dầu ở đầu

trục cam nạp để xoay trục cam nạp lệch đi một góc so với bánh đai cam

(hoặc xích cam).

Năm 1998 hệ thống Dual VVT-i có tác dụng điều chỉnh cho cả van xả

và van nạp, được giới thiệu trên động cơ RS2000 Altezza’s 3S- GE. Dual

VVT-i còn được sử dụng trên động cơ V6 mới 3.5L2GR-FE V6. Động cơ

này được sử dụng trên các loại xe như Avalon, RAV4 và Camry ở Mỹ,

Aurion ở Australia và một vài model ở Nhật, có cả xe Estima.

Những động cơ Dual VVT-i được giới thiệu trên các model mới của

TOYOTA, bao gồm cả động cơ 4 xy lanh mới trên loại xe Corolla

2007/2008. Cũng giống như sự nổi tiếng trên động cơ 2UR-FSE D-4S của

loại xe Lexus LS600h L 5.0L V8.

Thông thường, thời điểm phối khí của động cơ đều được cố định,

nhưng với hệ thống VVT-i việc sử dụng khớp dầu thủy lực để xoay trục

cam nạp đã làm thay đổi thời điểm phối khí để tăng công suất, tăng tính kinh

tế nhiên liệu và giảm khí xả gây ô nhiễm môi trường.

Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động

cung cấp nhiên liệu. Hệ thống điều khiển pha phối khí thông minh VVT-i

được thiết kế với mục đích nâng cao mômen xoắn của động cơ, tiết kiệm

nhiên liệu và giảm khí thải độc hại. Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử

lý trung tâm ECU 32 bit, bộ chấp hành VVT với các van điện từ OVC, các

63

cảm biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ

nước làm mát. Ngoài ra, hệ thống VVT-i thường được thiết kế đồng bộ với

hệ thống bướm ga điều khiển điện tử ECTS-i, hệ thống phun ăng điện tử

EFI, và hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS.

Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm

ga và lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính đưa về ECU để tính toán

thời điểm phối khí mục tiêu. Các cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, còn cảm biến vị trí trục cam và vị trí trục khuỷu

thì cung cấp các thông tin về thời điểm phối khí thực tế.

Hình. Tổng quan hệ thống VVT-i.

Trên cơ ở các yếu tố mục tiêu, hiệu chỉnh và thực tế, ECU sẽ tính toán

thời điểm phối khí tối ưu và đưa ra tín hiệu điều khiển van điện từ. Tín hiệu

này được ECU đưa ra trong vài phần nghìn giây quyết định sự đóng (mở) van

điện từ điều khiển dòng dầu bôi trơn tới bộ chấp hành VVT.

Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ chấp hành VVT, khi đó làm

thay đổi vị trí tương đối của trục cam để mở các xupáp nạp vào thời điểm

thích hợp. Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xupáp không

đổi, VVT-i đã điều khiển biến thiên thời điểm phân phối khí.

Thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp các thông số về lưu lượng

khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ.

Ngoài ra, còn một cảm biến độ nồng độ oxi dư đặt ở cụm xả cho biết

nồng độ o i còn dư trong khí ả từ đó cho biết hỗn hợp không khí nhiên liệu

là giàu hay nghèo. Thông tin từ này được gửi về ECU và cũng được phối

hợp xử lý khi hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm ăng và bảo vệ

môi trường

64

Hình. Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i.

b. ECU điều khiển thời điểm phối khí tối ưu

- ECU điều khiển thời điểm mở van biến thiên dựa trên 4 chế độ hoạt

động của động cơ.

65

Hình. ECU điều khiển thời điểm phối khí tối ưu.

+ Khi khong tai, khoi dong, tai nho (Khi nhiệt độ thấp, tốc độ động cơ

thấp):

Hình. ECU điều khiển làm muộn thời điểm phối khí.

Thời điểm phối khí của trục cam nạp được làm muộn lại và góc trùng

điệp của xupáp giảm đi để giảm khí xả chạy ngược lại phía đường nạp gây nổ

ngược. Điều này làm ổn định quá trình cháy ở chế độ không tải, cải thiện tính

kinh tế nhiên liệu và giúp cho việc khởi động động cơ dễ dàng.

66

+ Khi tải trung bình:

Hình. ECU điều khiển làm sớm thời điểm phối khí

Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng điệp xupáp tăng lên

để tăng lượng khí xả luân hồi nội bộ và giảm tổn thất công suất cho quá trình

nạp do đó cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm nồng độ khí xả độc hại.

+ Khi tốc độ thấp hoặc trung bình và tải nặng:

Hình. ECU điều khiển làm sớm thời điểm phối khí.

Điều khiển xupáp nạp mở sớm khi đó ẽ làm xupáp nạp đóng ớm nhằm

làm giảm hiện tượng khí nạp quay ngược lại đường nạp và cải thiện hiệu quả

nạp. Và xupáp thải mở muộn để sử dụng hết áp suất đ y của kỳ cháy.

+ Khi tốc độ cao và tải nặng:

67

Hình. ECU điều khiển làm sớm thời điểm phối khí.

Thời điểm mở van nạp được làm muộn lại đồng thời van xả mở sớm

nhằm tăng hiệu quả nạp và giảm tổn thất công suất cho quá trình xả. Thời

điểm mở xupáp nạp thay đổi thực tế dựa trên tín hiệu từ cảm biến vị trí trục

cam và được điều khiển bằng ECU.

c. Cấu tạo của bộ chấp hành VVT.

Hình. Bộ chấp hành VVT.

Hệ thống VVT-i bao gồm bộ chấp hành VVT lắp trên đầu trục cam nạp

dùng để xoay trục cam nạp lệch đi một góc (trong giới hạn cho phép) so với vị

trí tương đối của đĩa cam. Áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ chấp hành

VVT. Van điện từ dùng để điều khiển dòng dầu tới bộ chấp hành.

Bộ chấp hành VVT- trên e INNOVA có đặc điểm là vỏ và đĩa ích cam

rời nhau, bộ phận cánh van chỉ có 3 cánh.

68

Hình. Cấu tạo của bộ chấp hànhVVT-i trên xe INNOVA.

Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các

cánh gạt được cố định trên trục cam nạp. Áp suất dầu đi từ phía làm sớm

hay làm muộn trục cam nạp sẽ xoay các cánh gạt của bộ chấp hành VVT để

thay đổi liên tục thời điểm phối khí của trục cam nạp.Ngoài ra còn có một số

bộ chấp hành có vỏ liền với đĩa ích cam và cánh van có 4 cánh:

Hình. Bộ chấp hành VVT-i có vỏ liền với đĩa xích cam.

Khi động cơ dừng, chốt khóa sẽ khóa bộ chấp hành VVT với đĩa cam. Tại

vị trí khóa thời điểm phối khí của van nạp là muộn nhất để duy trì khả năng

khởi động động cơ, và tránh tiếng ồn bộ chấp hành gây ra khi áp suất dầu chưa

đủ để truyền tới bộ chấp hành ngay lập tức.

69

a) Vành răng rời vỏ b) vành răng liền vỏ.

Hình. Vỏ bộ chấp hành VVT-i.

d. Cấu tạo và hoạt động của van điện từ OCV.

+ Cấu tạo của van điện từ OCV:

Hình 3.12. Cấu tạo của van điện từ OCV.

Van điện từ có nhiệm vụ điều khiển dòng dầu áp suất cao tới buồng

làm hay buồng làm muộn thời điểm phối khí, đồng thời cũng điều khiển

dòng dầu áp suất thấp trở về cácte theo mạch dầu trong nắp máy và thân

máy.

Cấu tạo van điện từ bao gồm cuộn d y điện từ, píttông van, lò xo hồi vị

píttông, giắc kết nối với ECU động cơ, đệm cao su chắn dầu.

+ Nguyên lý hoạt động của van điện từ OCV.

Van điện từ hoạt động theo sự điều khiển từ ECU động cơ để điều

khiển vị trí của ống van phân phối áp suất dầu cấp đến bộ điều khiển VVT

để làm sớm hay làm muộn thời điểm mở của xupáp nạp. Khi động cơ ngừng

hoạt động, trục cam nạp được giữ ở vị trí ứng với thời điểm phối khí muộn

nhất.

Van điện từ điều khiển áp suất dầu đến bộ điều khiển VVT tương ứng

với độ lớn của dòng điện từ ECU động cơ.

Bộ điều khiển VVT quay trục cam nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặt

áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí.

ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện

hoạt động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga

70

và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van điện từ OCV.

Hơn nữa ECU dùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến

vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều

khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chu n.

e. Nguyên l làm việc của hệ thống VVT-i.

Thay đổi thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam:

Hình. Nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i.

Như trong hình minh họa, hệ thống này được thiết kế để điều khiển

thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam tính theo góc quay của trục

khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoat động

của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến.

a. ECU điều khiển làm sớm thời điểm phối khí.

Khi van điện từ được đặt ở vị trí như trên hình vẽ, ECU của động cơ

điều khiển áp suất dầu tác động lên cánh gạt phía buồng làm sớm làm cho

trục cam nạp quay theo hướng làm sớm thời điểm phối khí.

71

Hình. ECU điều khiển trục cam làm sớm thời điểm phối khí.

Hình. Trục cam quay về phía làm sớm thời điểm phối khí.

b. ECU điều khiển làm muộn thời điểm phối khí.

Khi ECU điều khiển van điện từ OCV ở vị trí như trong hình vẽ, áp

suất dầu tác động lên cánh gạt phía buồng làm muộn làm cho trục cam nạp

theo hướng làm muộn thời điểm phối khí.

72

Hình. ECU điều khiển trục cam làm muộn thời điểm phối khí.

Hình. Trục cam quay về phía làm muộn thời điểm phối khí.

c. Giữ ổn định thời điểm phối khí.

ECU động cơ tính toán thời điểm phối khí tối ưu theo tình trạng vận

hành của động cơ. Sau khi đạt thời điểm phối khí tối ưu van ECU điều khiển

van điện từ OCV đóng các cửa dầu như hình vẽ, để giữ thời điểm phối khí

hiện tại.

73

Hình. ECU điều khiển ổn định thời điểm phối khí.

Hình. Trục cam được cố định.

Tham khảo: i-VTEC của Honda.

) Quá trình điều khiển pha phối khí.

Hình. Các chế độ điều khiển pha phối khí.

1- Không tải ổn định.,

74

2- Tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.

3- Cho công suất tối đa.

Giai đoạn điều khiển làm chậm pha phối khí làm giảm thời gian mở

van trùng lặp, kết quả đạt được là mức độ ô nhiễm trong tuần hoàn khí xả thấp

và quá trình cháy ổn định. Áp dụng cho tốc độ thấp, không tải

Hình. Thời điểm mở muộn nhất.

Giai đoạn điều khiển sớm pha phối khí làm tăng thời gian trùng lặp, tạo

hiệu ứng lối cuốn khí xả. Tăng hiệu quả tuần hoàn khí xả và giảm tổn thất cho

bơm.

Hình. Thời điểm mở sớm nhất.

Việc điều chỉnh liên tục sự trùng lặp pha phối khí nhằm tối ưu hóa lực

quán tính của khí nạp để công suất đ u ra lớn nhất.

Hình. Thời điểm mở biến thiên.

) Cấu tạo của hệ thống i-VTEC.

Hệ thống i-VTEC (VTC) bao gồm các cảm biến khác nhau được sử

dụng kết hợp giữa các bộ phận của VTEC và các bộ phận của VTC.

75

Hình. Sơ đồ tổng quan cấu tạo của hệ thống i-VTEC.

a. Bộ chấp hành VTC.

Bộ chấp hành VTC bao gồm một chốt hãm, buồng áp suất điều khiển

mở muộn, buồng áp suất điều khiển mở sớm, hai buồng được phân chia bởi

cánh gạt.

Hình. Bộ chấp hành VTC.

76

1- Lò xo chốt khóa, 2- Chốt khóa, 3- Đĩa xích cam

4- Cánh gạt, 5- Đệm làm kín, 6- Lò xo

b. Van điện từ OCV.

Van điện từ OCV được lắp ở dưới vành răng bộ chấp hành, và được

điều khiển bởi ECM/PCM.

Hình. Van điện từ VTC OCV

1- Giắc kết nối, 2- Cuộn dây, 3- Về các te, 4- Tới buồng làm muộn,

5- Tới buồng làm sớm, 6- Ống van, 7- Lò xo, 8- từ bơm dầu, 9- Vòng đệm làm

kín

) Nguyên l điều khiển hoạt động của hệ thống i-VTEC.

ECM/ CM ác định và tính toán các tính toán các tín hiệu từ mỗi cảm

biến gửi về và đưa ra tín hiệu phản hồi điều khiền VTC OCV. Khi động cơ

được khởi động và áp suất dầu đạt đến một giá trị nhất định một mạch dầu

nhỏ từ mạch dầu điêu khiển làm chậm trong van điện từ VTC OCV dẫn dầu

lên bộ chấp VTC với một áp lực tác dụng lên chốt hãm giải phóng rotor cánh

gạt. au khi động cơ đã chạy được một thời gian van điện từ OCV mới hoạt

động. OCV được kích hoạt dựa trên 2 điều kiện: Nhiệt độ dầu bôi trơn trên 5

0C (23

0F) và tốc độ động cơ ở một giá trị ác định. Nhiệt độ dầu bôi trơn được

ác định từ ETC (Nhiệt độ nước làm mát động cơ) và IAT (Nhiệt độ khí nạp).

Đồng thời, nếu i-VTEC phát hiện được lỗi trong hệ thống, VTC sẽ ngừng

hoạt động, chốt khóa sẽ giữ pha phối khí ở vị trí muộn nhất.

77

Hình. Hệ thống điều khiển pha phối khí thông minh i-VTEC.

Hình. Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển hệ thống i-VTEC.

ECM/PCM tính toán trạng thái hoạt động của VTC thông qua tín hiệu

cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT và cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT. Từ

tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECU tính toán nhiệt độ dầu động cơ.

ECM/PCM nhận biết tình trạng động cơ từ các cảm biến CPK, cảm

biến MAP, cảm biến TP, và cảm biến BARO au đó ECM/C M tính toán góc

phối khí tối ưu cho trục cam.

ECM/PCM so sánh góc phối khí tối ưu với góc phối khí thực tế nhờ các

tín hiệu phản hồi từ cảm biến CM và TDC au đó nó ẽ gửi tín hiệu điều

khiển tới VTC OCV sau khi tính toán.

a. Điều khiển biến thiên pha phối khí (i-VTEC 3 cò mổ).

Hệ thống VTC được thiết kế trên trục cam nạp thay đổi liên tục pha

phối khí của trục cam. Hệ thống này làm việc với hệ thống VTEC nhằm nâng

cao hiệu quả của cò mổ ơ cấp, thứ cấp và trung gian. Thời điểm mở van được

điều khiển biến thiên liên tục, mở sớm hoặc muộn để phù hợp với từng chế độ

78

hoạt động của động cơ. ơ đồ dưới đ y cho thấy độ nâng van và thời điểm

nâng van biến thiên ở phạm vi tốc độ động cơ thấp và tốc độ động cơ cao.

VTC hiệu chỉnh pha 50°

VTC hiệu chỉnh pha 50°

7.1

mm

6.9

mm

7.2

mm

7.0

mm

TDC

XẢ NẠP

VTC hiệu chỉnh pha 50°

10

.7 m

m

12.0

mm

VTC hiệu chỉnh pha 50°

TDC

XẢ NẠP

a) Khi tốc độ động cơ thấp b) Khi tốc độ động cơ cao.

Hình. Hệ thống i-VTEC 3 cò mổ thay đổi thời điểm nâng và độ nâng van.

b. Điều khiển biến thiên pha phối khí (i-VTEC 2 cò mổ).

Tương tự như i-VTEC 3 cò mổ, nhưng trên trục cam được thiết kế với

2 vấu cam có độ cao chênh lệch lớn.

VTC hiệu chỉnh pha 50°

TDC

9.5

mm

9.2

mm

chỉnh pha 50°

XẢ NẠP

VTC hiệu chỉnh pha 50°

TDC

VTC hiệuchỉnh pha 50°

XẢ NẠP

9.5

mm

9.2

mm

VTC hiệu

1.8

mm

a) Khi tốc độ động cơ thấp. b) Khi tốc độ động cơ cao

Hình. Hệ thống i-VTEC 2 cò mổ thay đổi thời điểm nâng và độ nâng van.

) ECM điều khiển hoạt động của hệ thống i-VTEC.

Khi động cơ không hoạt động, lò o đ y chốt khóa khóa bộ chấp hành

với đĩa cam lúc này trục cam ở vị trí phối khí muộn nhất.

79

Khi động cơ bắt đầu khởi động, áp suất dầu bôi trơn từ bơm dầu tăng

lên và truyền dẫn tới bộ chấp hành VTC. Khi áp suất dầu tăng tới một giá trị

nhất định chốt khóa sẽ mở và cho phép bộ chấp hành VTC hoạt động.

Bộ chấp hành VTC sẽ bị khóa tại vị trí mà trục cam phối khí muộn nhất

khi áp suất dầu giảm xuống tới một giá trị uy định hoặc khi động cơ không

hoạt động.

1. Chốt hãm

2. Dầu tới buồng làm sớm

3. Lọc dầu VTC

4. Bơm dầu

5. Van VTC OCVđiện

6. Dầu tới buồng làm muộn

6

3

5

2

4

1

Mở khóa

Khóa

Lò xo đẩy chốt hãm

Áp suất dầu

Sớm

Muộn

Hình. Van điện từ OCV cung cấp dầu tới bộ chấp hành.

a. Điều khiển làm sớm thời điểm phối khí.

Khi ECM/CM tính toán và đưa ra nhiệm vụ làm sớm thời điểm phối

khí, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến van điện từ OCV điều khiển ống van

mở cửa dầu phía sớm cho phép dầu áp suất cao tác dụng vào buồng làm sớm

của bộ chấp hành VTC. Áp lực dầu sẽ đ y cánh gạt quay theo chiều kim

đồng hồ đồng thời làm trục cam oay đi một góc so với đĩa cam ua đó làm

sớm thời điểm phối khí.

80

Hình. ECM điều khiển hệ thống i-VTEC làm sớm thời điểm phối khí.

b. Điều khiển làm muộn thời điểm phối khí.

Khi ECM/CM tính toán và đưa ra nhiệm vụ làm muộn thời điểm phối

khí, nó sẽ gửi tín hiệu đến van điện từ OCV điều khiển ống van mở cửa dầu

phía muộn cho phép dầu áp suất cao tác dụng vào buồng làm muộn của bộ

chấp hành VTC. Áp lực dầu sẽ đ y cánh gạt uay theo ngược chiều kim đồng

hồ đồng thời làm trục cam quay lệch đi một góc so với đĩa cam ua đó làm

muộn thời điểm phối khí.

Hình. ECM điều khiển hệ thống i-VTEC làm muộn thời điểm phối khí.

c. Điều khiển ổn định thời điểm phối khí.

81

Hình. ECM điều khiển hệ thống i-VTEC giữ thời điểm phối khí tối ưu.

ECM sẽ tính toán sự khác nhau giữa góc phối khí mục tiêu và góc phối

khí thực tế, điều khiển van điện từ OCV duy trì góc phối khí tối ưu bằng cách

thay đổi các tín hiệu điều khiển. Áp suất dầu tác dụng lên cả 2 buồng áp suất

là như nhau, và ự khác nhau giữa góc phối khí mục tiêu và góc phối khí thực

tế liên tục được điều chỉnh để đạt được góc phối khí tối ưu.

1.2.2. Cơ cấu điều khiển hành trình xuppáp (Hệ thống VVTL-I).

(Hệ thống VVTL-I của TOYOTA; VVEL của NISSAN; VTEC của HONDA;

MIVEC của Mitsubishi; Dual VANOS của BMW,……).

Hình 1.11. Giữ thời điểm phối khí

Hệ thống VVTL –i có thể điều khiển hành trình uppap thay đổi theo

tốc độ và tải trọng của động cơ, ua đó làm tăng hệ số nạp , làm tăng công

suất của động cơ mà không làm ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu cũng

như ô nhiễm khí xả.

Hình trên thể hiện sự thay đổi hành trình xuppap theo tốc độ và tải

trọng của động cơ. Theo đó, khi động cơ chạy ở tốc độ thấp hoặc trung bình,

82

hệ thống sẽ điều khiển vấu cam tốc độ thấp và trung bình là cam có biên dạng

nhỏ tham gia điều khiển xuppap.

Khi động cơ chạy ở tốc độ cao hay tải lớn, hệ thống VVTL-i sẽ điều

khiển cam tốc độ cao tham gia điều khiển uppap, cam này được thiết kế có

biên dạng lớn hơn o với cam tốc độ thấp, vì thế làm thay đổi hành trình

uppap, ua đó làm tăng hệ số nạp.

Hình. Cơ cấu điều khiển hành trình xuppáp.

Các hãng e khác nhau như Toyota, Honda, BMW... đưa ra các cách

khác nhau để điều khiển hành trình xuppap ( tham khảo cấu tạo động cơ),

nhưng đều có mục đích là thay đổi đặc tính của động cơ ao cho đạt được

công suất cao nhất và lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất.

Hệ thống này dựa trên hệ thống VVT-I và áp dụng cơ cấu đổi vấu cam

để thay đổi hành trình uppáp. Điều này cho phép đạt được công suất cao mà

không ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu cũng như ô nhiễm khí xả.

1.2.2.1. Sơ đồ cấu tạo

Cấu tạo của hệ thống VVTL-i tương tự như hệ thống VVT-i. Bao gồm

ECU điều khiển, van điện từ VVTL, và các cảm biến : Vị trí trục cam, vị trí

trục khuỷu, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, tốc độ bánh xe, và cảm biến áp

suất dầu bôi trơn, và nhiệt độ nước làm mát. Ngoài ra còn có trục cam được

cấu tạo tương ứng với hệ thống VVTL-i.

a. Van điều khiển dầu cho VVTL-i.

Van điện từ điều khiển dầu tới trục cam có cấu tạo đơn giản gồm có

cuộn d y điện từ, giắc kết nối với ECU, và ống van.

b. Trục cam và cò mổ.

83

Để thay đổi hành trình xupáp, trục cam có 2 loại vấu cam, vấu cam tốc

độ thấp và vấu cam tốc độ cao, cho mỗi xy lanh.

Hình. Trục cam trên động cơ 2ZZ-GE sử dụng hệ thống VVTL-i.

Cơ cấu chuyển vấu cam được lắp bên trong cò mổ giữa xupáp và vấu

cam. Áp suất dầu từ van điều khiển dầu của VVTL đến lỗ dầu trong cò mổ, và

áp suất này đ y chốt hãm bên dưới chốt đệm. Khi đó cam tốc độ cao tác động

lên cò mổ thông qua chốt đệm đã được cố định.

Hình. Trục cam với vấu cam tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao.

Khi áp suất dầu ngừng tác dụng, chốt hãm được trả về bằng lực của lò

xo tạo ra một khoảng trống dưới chốt đệm. Lò o trên đầu chốt đệm luôn đ y

chốt đệm tác dụng với cam tốc độ cao. Điều này làm cho chốt đệm luôn di

chuyển tự do theo hướng thẳng đứng và vô hiệu hóa vấu cam tốc độ cao. Chốt

đệm chuyển động tịnh tiến liên tục nhờ cam tốc độ cao và lò xo hồi vị để áp

suất dầu có thể đ y chốt hãm vào cố định chốt đệm.

1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống VVTL-i.

Trục cam nạp và xả có các vấu cam với 2 hành trình khác nhau cho

từng y lanh, và ECU động cơ chuyển những vấu cam này thành vấu cam

hoạt động bằng áp suất dầu.

a. Tốc độ thấp và trung bình (tốc độ động cơ: Dưới 6000 v/p)

84

Như trong hình minh họa bên dưới, van điều khiển dầu mở cửa xả. Do

đó, áp suất dầu không tác dụng lên cơ cấu chuyển vấu cam.

Như trong hình minh họa ở dưới, áp suất dầu không tác dụng lên chốt

hãm. Do đó, chốt hãm bị lò xo hồi vị tác động theo hướng nhả khóa. Như vậy,

chốt đệm chuyển động tịnh tiến lên xuống do có là xo hồi vị khi đó cam tốc

độ cao không có tác dụng. Do đó, trục cam sẽ dẫn động xupáp bằng cam tốc

độ thấp và trung bình.

Hình. ECU điều khiển nâng van bằng vấu cam thấp.

85

b. Tại tốc độ cao (Tốc độ động cơ: Trên 6,000 v/p, nhiệt độ nước làm mát:

Trên 6000 C).

Như trong hình vẽ bên trên, phía xả của van điều khiển dầu được đóng

lại sao cho áp suất dầu tác dụng lên phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển

vấu cam.

Lúc này, như trong hình minh họa bên dưới, bên trong cò mổ, áp suất

dầu đ y chốt hãm bên dưới chốt đệm cố định chốt đệm với cò mổ. Do đó,

cam tốc độ cao tác dụng vào cò mổ trước khi cam tốc độ thấp và trung bình

tiếp xúc với con lăn. Lúc này trục cam dẫn động các xupáp bằng cam tốc độ

cao. ECU động cơ nhận biết rằng vấu cam tốc độ thấp đã được chuyển sang

vấu cam tốc độ cao dựa trên tín hiệu từ công tắc áp suất dầu.

Hình. ECU điều khiển nâng van bằng vấu cam cao.

86

*) Hệ thống VTEC của HONDA.

Hình. Đường đặc tính ngoài của động cơ sử dụng VTEC.

+) Giới thiệu về hệ thống VTEC.

Hệ thống điều khiển điện tử độ nâng của van (VTEC) được thiết kế đặc

trưng để thay đổi độ n ng van đáp ứng yêu về đặc điểm tốc độ động cơ. Nó

tính toán chu trình nạp - xả và tạo ra khả năng đốt cháy nhiên liệu hoàn hảo

phù hợp với điều kiện vận hành của động cơ, vì vậy có hiệu suất và hiệu quả

cao.

Đơn giản hơn, mỗi van trong động cơ ứng dụng hệ thống VTEC được

lắp đặt một số lượng vấu cam có hình dạng riêng. Tất cả các vấu cam được

xếp trên cùng một trục cam và nhờ việc ứng dụng điều khiển điện tử chúng

được đóng ngắt bằng áp suất dầu bôi trơn tùy theo điều kiện hoạt động của

động cơ. ECM nhận biết đặc tính động cơ thông ua áp uất dầu bôi trơn.

Hiện nay có 5 loại hệ thống VTEC như au:

- DOHCVTEC (Dual Cverhead Camshaft):

Việc ứng dụng công nghệ VTEC cho thấy rõ các cam tốc độ chậm hoặc

nhanh với chiều cao cam khác nhau trên cả các trục cam nạp hoặc xả. Khi tốc

độ động cơ dao động ở phạm vi thấp và trung bình, các van xả và nạp sẽ được

vận hành bởi các cam tốc độ thấp. Ở tốc độ cao, động cơ được vận hành bởi

cam tốc độ cao. Kết hợp các hoạt động này cho phép động cơ tăng mômen

xoắn và làm linh hoạt ở các tốc độ ổn định và đưa ra phản ứng nhanh và công

suất ra lớn ở các tốc độ cao.

- SOHCVTEC (single over head camshaft):

Về cấu tạo SOHC khác DOHC ở chỗ chỉ có duy nhất một trục cam điều

khiển cho cả van nạp và van xả. Trên trục cam cũng bố trí các cam nạp tốc độ

thấp và cam nạp tốc độ cao và uá trình điều khiển tương tự DOHC, cam tốc

độ chậm điều khiển các van có vận tốc ở trong khoảng từ thấp đến trung bình,

và các cam có vận tốc lớn điều khiển phạm vi tốc độ lớn (chỉ áp dụng với van

87

nạp). Công nghệ này cho phép động cơ đưa ra điều kiện kết hợp tốt nhất cho

khả năng lái dễ dàng ở phạm vi tốc độ thực tế, công suất lớn và tiết kiệm

nhiên liệu.

- New VTEC (VTEC mới):

Dựa trên cấu tạo của SOHC VTEC, các cam nạp tốc độ cao và thấp có

biên dạng khác nhau được lắp vào trục cam, cơ cấu điều khiển ở phạm vi tốc

độ cao và tốc độ từ thấp đến trung bình. Với ứng dụng này, các van nạp thứ

cấp cho phép khí vào các xylanh. Kết hợp với sự chọn lọc khuôn hình phù

hợp của các buồng đốt và các ống dẫn, tác động này tạo lực xoáy vào mỗi

buồng đốt để đảm bảo việc đốt cháy hiệu quả hơn. Động cơ VTEC mới có thể

cung cấp công suất và mômen ổn định mà lại tiết kiệm năng lượng.

- VTEC 3 - stage (VTEC - 3 chế độ):

3 chế độ của VTEC này tương ứng với các tốc độ thấp (1 van được vận

hành do cam tốc độ thấp), và các tốc độ cao (tất cả các van được vận hành do

cam tốc độ cao). Kết cấu này cho phép động cơ có thể chạy tiết kiệm nhiên

liệu ở phạm vi tốc độ thấp, có đầu ra mômen lí tưởng ở phạm vi tốc độ trung

bình, và công suất sinh ra lớn trong phạm vi tốc độ cao.

- VTEC - E:

Trục cam van nạp có hình dạng không phụ thuộc vào các cam tốc độ thấp

và trung bình. Ở các tốc độ thấp, van thứ cấp được vận hành nhờ cam tốc độ

thấp (mặc dù thực tế nó hầu như không chuyển động); cả 2 van đều được vận

hành nhờ cam tốc độ trung bình ở trong khoảng tốc độ trung bình. Do vậy,

động cơ ẽ vẫn giữ được khả năng chuyển động tốt mà lại tiết kiệm nhiên liệu.

+) Hệ thống VTEC trên động cơ DOHC.

a. Cấu tạo của DOHC VTEC.

Trong khi ở hệ thống SOHC VTEC chỉ trục cam nạp được điều khiển

bởi các bộ phận VTEC, thì đối với DOHC VTEC công nghệ này được ứng

dụng cho cả trục cam nạp và xả. Vì vậy cho phép cả 2 đặc tính nạp và xả

được điều khiển phù hợp với tốc độ của động cơ.

88

Hình. Cấu tạo chung của hệ tthống DOHC VTEC.

1- Trục cam 7- íttông đồng bộ A

2- Cam tốc độ thấp 8- íttông đồng bộ B

3- Cam tốc độ cao 9- Píttông hãm

4- Cò mổ ơ cấp 10- Cơ cấu hồi vị

5- Cò mổ giữa 11- Van nạp

6- Cò mổ thứ cấp 12- Van ả

- Cò mổ:

Cò mổ ơ cấp, giữa và thứ cấp không được tổ chức thành một cơ cấu.

Cò mổ ơ cấp và thứ cấp dùng để nối với các van. Mỗi cò mổ bao gồm các

píttông đồng bộ, píttông hãm và lò xo. Các bộ phận này hoạt động giúp cho

chuyển động của từng cò mổ có thể truyền hoặc không truyền cho nhau trong

suốt quá trình vận hành động cơ.

Hình. Cò mổ trên động cơ DOHC.

89

1- Cò mổ thứ cấp 6- Cò mổ thứ cấp

2- Cò mổ ơ cấp 7- Cò mổ giữa

3- Cò mổ giữa 8- Cò mổ ơ cấp

4- Trục cam 9- íttông đồng bộ B

5- Píttông hãm 10- íttông đồng bộ A

- Van điện từ:

Có cấu tạo tượng tự như van điện từ của SOHC VTEC. Do DOHC

VTEC điều khiển độ nâng cho cả van nạp và xả nên ống van lúc này có nhiệm

vụ điều khiển dầu cho hai

trục cò mổ.

1- Trục cò mổ

2- Cuộn d y

3- Công tắc áp uất

4- Ống van

5- Màng lọc dầu

Hình. Cấu tạo van điện từ của hệ thống DOHC VTEC.

b. Hoạt động của DOHC VTEC.

Ngoài việc DOHC VTEC có 2 hệ thống VTEC độc lập nhau khác với

SOHC VTEC chỉ có 1 hệ thống, cơ chế hoạt động của 2 hệ thống này rất

giống nhau.

90

Hình. Các bộ phận của hệ thống DOHC VTEC.

- Tại tốc độ thấp:

ECU nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí (C K) điều khiển ngắt mạch cuộn

dây của van điện từ khi đó ống van đóng đường dầu áp cao từ bơm dầu lên

trục cò mổ. Tại cò mổ các píttông đồng bộ không bị áp lực dầu tác dụng, lò xo

đ y píttông hãm và các píttông đồng bộ luôn ở vị trí giữa không khóa các cò

mổ. Lúc này cò mổ ơ cấp và thứ cấp được vận hành bởi cam ơ cấp và cam

thứ cấp.

Hình. Các cò mổ vận hành độc lập

- Tại tốc độ cao:

ECU nhận tín hiệu từ cảm biến CPK và N s/w sử lý tín hiệu và đưa ra

91

lệnh thông mạch cho cuộn dây của van điện từ làm ống van dịch chuyển mở

đường dầu cao áp tới trục cò mổ. Áp lực dầu tác dụng lên các píttông đồng bộ

(bị đ y sang một phía) khóa 3 cò mổ thành một khối khi đó khối cò mổ này

được vận hành bởi cam giữa.

Hình. Cò mổ được vận hành bởi cam giữa.

Hình. Độ nâng van thay đổi.

+) Hệ thống New VTEC.

a. Cấu tạo hệ thống VTEC.

Hệ thống VTEC mới được phát minh dựa trên cải tiến của SOHC VTEC.

Cải tiến này có thêm 2 bộ phận au đ y:

- Tấm định thời

- íttông định thời

92

Hình. Hệ thống phân phối khí New – VTEC.

1- Tấm định thời 6- íttông định thời

2- Cò mổ giữa 7- Van nạp

3- Cò mổ thứ cấp 8- Cò mổ ơ cấp

4- íttông đồng bộ B 9- Trục cam

5- íttông đồng bộ A

- Tấm định thời và píttông định thời:

Ở hệ thống VTEC mới, tấm định thời và píttông định thời được gắn với

cò mổ ơ cấp. Tấm định thời nằm ở bên ngoài cò mổ và cả 2 bộ phận này đều

chuyển động kết hợp với nhau. íttông định thời được gắn cùng xylanh với

píttông A. Phần mặt A của tấm định thời đi ua phần mở trong cò mổ ơ cấp

và khớp với rãnh trong píttông định thời.

Hình. Tấm định thời và píttông định thời.

93

1- Tấm định thời 6- Cò mổ thứ cấp

2- íttông đồng bộ A 7- íttông đồng bộ B

3- íttông định thời 8- íttông đồng bộ A

4- Cò mổ ơ cấp 9- Tấm định thời

5- Cò mổ giữa 10- íttông định thời

b. Hoạt động của VTEC mới.

Mặc dù các nguyên lý hoạt động của VTEC mới và các ứng dụng

SOHC của công nghệ VTEC rất giống nhau, chúng vẫn biểu hiện sự khác

nhau ở các mục sau:

- Độ mở của van tại tốc độ thấp là khác nhau.

Với tốc độ động cơ chậm, các van ơ cấp và thứ cấp trong SOHC

VTEC xuất hiện với cùng độ nâng. Tuy vậy, với biên dạng của cam trong

VTEC mới cho phép van ơ cấp mở lớn khi van thứ cấp được rất nhỏ.

Hình. Sơ đồ biểu diễn độ nâng van của hệ thống New-VTEC.

Điều này làm tăng oáy lốc trong buồng đốt do hỗn hợp khí và nhiên

liệu được nạp vào chỉ qua một van. Do vậy, tốc độ lan truyền lửa sẽ tăng các

hỗn hợp cháy ổn định.

Nếu van thứ cấp bắt buộc phải đóng kín lúc này thì một lượng nhiên

liệu nhất định sẽ bị tích lại trong cửa nạp. Do vậy mà van thứ cấp được thiết

kế với cam ơ cấp có độ cao thấp để tránh tình trạng trên.

Hình dạng của cửa nạp, các buồng đốt, và các bộ phận tương tự khác

cũng được thay đổi thiết kế để cải thiện các đặc điểm xoáy.

- Cơ chế ác định thời điểm mở van:

Mục đích chính của cơ chế định thời là để đảm bảo píttông đồng bộ vẫn

nằm trong khu vực cho phép khi hệ thống VTEC hoạt động.

94

Khi ứng dụng VTEC mới hệ thống VTEC hoạt động ở những tốc độ

thấp hơn khi ứng dụng DOHC hoặc OHC. (Điều này cũng đúng đối với các

hệ thống khác có sử dụng các cơ chế định thời như là VTEC-E hoặc VTEC 3

chế độ.) Hệ quả trực tiếp là áp suất chất lỏng sẵn có để bảo vệ cho các píttông

đồng bộ trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống sẽ ít hơn o với trường

hợp đã đề cập đến ở trên. Áp suất chất lỏng thấp này có thể thay đổi và có thể

dẫn đến việc chuyển động bất thường của píttông đồng bộ. Để tránh tình trạng

này, píttông định thời được giữ chắc chắn bằng tấm định thời bất cứ khi nào

các píttông ở trong tình trạng có thể bị trượt.

Hình. Tấm định thời khóa píttông định thời.

Tấm định thời được gắn lên cò mổ ơ cấp và chuyển động kết hợp với

cò mổ. Tuy nhiên, mức độ chuyển động bị giới hạn do píttông hãm gắn vào

giá đỡ trục cam. Vì vậy, bất cứ khi nào cò mổ nâng lên, tấm định thời sẽ trượt

ra ngoài rãnh píttông định thời giải phóng tình trạng khóa píttông. Nếu lúc

này áp suất chuyển đổi tác dụng lên píttông định thời, píttông định thời sẽ

trượt một đoạn ngắn sang một bên.

Chuyển động quay của cam sẽ tiếp tục và khi độ n ng cam au đó đạt

đến giá trị bằng 0 thì tấm định thời sẽ quay về vị trí ban đầu. Tuy nhiên, tùy

thuộc vào thực tế nếu píttông định thời đã di chuyển một đoạn ngắn từ vị trí

ban đầu thì hai bộ phận này sẽ không ăn khớp nữa. Khi độ nâng là 0, píttông

định thời và cả các píttông đồng bộ sẽ bị trượt do áp suất chất lỏng, và cùng

bảo vệ cho các cò mổ.

95

Hình. Tấm định thời giải phóng píttông.

Khi píttông định thời đạt đến một vị trí nhất định, tấm định thời sẽ tiếp

tục gắn vào rãnh khác của píttông định thời và bị chặn không trượt thêm.

Hình. Tấm định thời khóa píttông ở vị trí thứ 2.

Khi áp suất chất lỏng giảm kết quả là hệ thống VTEC sẽ ngừng hoạt

động, lò xo hồi vị trí sẽ đ y píttông định thời về vị trí ban đầu trong suốt thời

gian tấm định thời bị kéo do quá trình nâng của cò mổ.

Hình. Píttông định thời hồi vị.

96

au đó píttông ẽ tiếp tục được bảo vệ bởi tấm định thời.

Hình. Píttông định thời bị khóa ở vị trí ban đầu.

Khi độ n ng là 0, các píttông đồng bộ sẽ bị đ y về các vị trí ban đầu do lò xo

phản hồi, vì thế chúng sẽ không khớp vào các cò mổ.

Hình. Píttông đồng bộ không khóa các cò mổ.

- Điều kiện thay đổi van định thời:

Tốc độ động cơ: 2,300 tới 3,200 vòng/phút (Phụ thuộc vào áp suất khí nạp)

Tốc độxe: Trên 10 km/h

Nhiệt độ nước làm mát động cơ: Trên 10 0C

Mức tải động cơ: Được ác định từ áp suất ch n không đường ống nạp.

1.2.3. Đường nạp và xả khí của động cơ.

Dòng chảy trong hệ thống nạp thải đều là các dòng mạch động nên có

sự dao động và lan truyền sóng áp suất trong hệ thống. Tại một tốc độ cụ thể,

người ta lựa chọn chiều dài đường nạp sao cho sóng phản hồi xuất phát từ

miệng đường nạp đến cửa uppap đang mở thì sẽ nạp được nhiều khí nạp mới

hơn để tăng công uất động cơ. Một số động cơ ôtô hiện đại lợi dụng hiện

tượng khí động này để cải thiện đặc tính. Đường nạp của động cơ có dạng

97

cong xoắn để có thể thay đổi chiều dài theo tốc độ của động cơ ua một hệ

thống điều khiển điện tử.

Việc thay đổi chiều dài đường ống nạp làm thay đổi đặc tính của động

cơ theo hướng làm tăng công uất phù hợp với tải trọng và tốc độ của động

cơ.

Hình 1.15: Thay đổi chiều dài

đường ống nạp