dangnamphong
Thành viên O-H
Cơ cấu phân phối khí - Những điều cơ bản mà bạn cần biết
I. Nhiệm vụ của cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phân phối khí của động cơ có tác dụng định kỳ đóng mở cửa nạp và cửa xả để nạp đầy hoà khí hoặc không khí vào xi lanh và xả sạch khí cháy ra khỏi xi lanh.
II. Các loại cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phân phối khí có ba loại: Loại dùng xu páp, loại dùng van trượt và loại hỗn hợp (vừa dùng xu páp vừa dùng van trượt).
1. Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp
Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp có hai loại: Xu páp đặt và xu páp treo
a. Cơ cấu phối khí xupáp đặt
- Cấu tạo: toàn bộ cơ cấu phối khí được đặt ở thân máy gồm có: trục cam, con đội, xu páp, lò xo, cửa nạp và cửa xả. Trên con đội có lắp bu lông để điều chỉnh khe hở xu páp, lò xo lồng vào xu páp và được hãm vào đuôi xu páp bằng móng hãm. Trục cam do trục khuỷu dẫn động qua cặp bánh răng hay đĩa xích.
- Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay với tỷ số truyền là 1/2, cơ cấu phân phối khí sẽ làm việc như sau:
+ Khi đỉnh cam chưa tác dụng vào đuôi xu páp, lò xo đẩy xu páp đi xuống, cửa nạp hoặc cửa xả được đóng lại.
+ Khi đỉnh cam quay lên, con đội tác dụng vào xupáp nâng xu páp đi lên, cửa nạp hoặc cửa xả từ từ được mở ra. Khi con đội tiếp xúc ở vị trí cao nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả được mở lớn nhất
+ Trục cam tiếp tục quay, đỉnh cam quay xuống, lò xo căng ra đẩy xu páp đi xuống đóng dần cửa nạp hoặc cửa xả. Khi con đội tiếp xúc tại vị trí thấp nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả được đóng kín hoàn toàn.
+ Nếu động cơ tiếp tục làm việc trục cam tiếp tục quay thì quá trình làm việc của cơ cấu phối khí xupáp đặt lại được lặp lại như trên.
Trong cơ cấu phân phối khí xu páp đặt, toàn bộ cơ cấu phối khí được bố trí ở thân máy, do đó chiều cao của động không lớn. Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bị mòn. Tuy nhiên, khó bố trí buồng cháy gọn nên khó có tỷ số nén cao để thích hợp cho động cơ điêzen. Ngoài ra, cũng chính vì buồng cháy không gọn nên dễ xẩy ra cháy kích nổ. Do dòng khí nạp và khí xả lưu thông khó nên hệ số nạp không cao. Trước đây cách bố trí xu páp này được phổ biến ở các động cơ ôtô nhưng với các lý do trên hiện nay chỉ dùng trong các động cơ xăng công suất nhỏ mà thôi.
b. Cơ cấu phân phối khí xu páp treo
- Cấu tạo: Cơ cấu phối khí xu páp treo có đặc điểm là xu páp được bố trí trên nắp máy, còn trục cam có thể đặt trong thân máy , hoặc đặt trên nắp máy gồm có: trục cam, con đội, đũa đẩy, vít điều chỉnh khe hở xu páp, cần mở, lò xo, ống dẫn hướng và xu páp. Trường hợp cơ cấu phân phối khí chỉ có một trục cam đặt trên nắp máy, xu páp có thể bố trí một hàng hoặc hai hàng. Ngoài ra có thể dùng hai trục cam dẫn động riêng từng loại xu páp, một trục cam dẫn động cho xu páp nạp và một trục cam dẫn động cho xu páp xả. Khi trục cam đặt trên nắp máy, cơ cấu phân phối khí xu páp treo không có đũa đẩy và được dẫn động bằng xích hoặc đai truyền có răng.
- Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc của cơ cấu xu páp treo như sau:
+ Khi trục cam quay do trục khuỷu dẫn động, cam trên trục cam đẩy con đôi đi lên, qua đũa đẩy, vít điều chỉnh làm cho đòn mở ấn xu páp đi xuống để mở cửa nạp hoặc cửa xả.
+ Trục cam tiếp tục quay, cam quay xuống, lò xo căng ra đẩy xu páp đi lên đóng dần cửa nạp hoặc cửa xả. khi con đội tiếp xúc tại vị trí thấp nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả đóng kín hoàn toàn.
+ Nếu động cơ tiếp tục làm việc, trục cam tiếp tục quay thì quá trình làm việc của cơ cấu phối khí xupáp treo lại được lặp lại như trên.
Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp treo có nhiều chi tiết hơn cơ cấu phân phối khí dùng xu páp đặt và được bố trí cả ở thân máy và nắp máy nên làm tăng chiều cao của động cơ. Lực quán tính của các chi tiết tác dụng lên bề mặt cam và con đội lớn hơn. Nắp máy của động cơ phức tạp hơn nên khó gia công chế tạo. Tuy nhiên, do xu páp bố trí trong phần không gian của xi lanh dạng treo nên buồng cháy rất gọn nên tăng được tỷ số nén của động cơ và giảm được kích nổ ở động cơ xăng. Đồng thời dòng khí lưu động thuận tiện nên tổn thất ít, tạo điều kiện xả sạch và nạp đầy. Vì những ưu điểm trên nên cơ cấu phân phối khí xu páp treo được sử dụng phổ biến cho cả động cơ xăng và động cơ điêzen.
2. Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt
Trong động cơ xăng hai kỳ không có xu páp, quá trình thay khí được tiến hành đồng thời vào lúc pit tông ở ĐCD để thay đổi hay quét khí, áp suất khí trời phải lớn hơn áp suất khí cháy trong xi lanh. Vì vậy, ở động cơ hai kỳ này các te là buồng chứa khí, còn pit tông đi xuống để nén khí trong các te, làm cho áp suất khí tăng lên. Khi pit tông mở cửa xả và cửa thổi, thì hoà khí từ các te theo đường dẫn qua cửa thổi vào phía trên pit tông để thổi khí cháy còn sót lại trong xi lanh và nạp đầy xi lanh. Khi pit tông đi lên đậy kín cửa thổi và cửa xả, quá trình thay khí kết thúc. Như vậy, pit tông ở đây có tác dụng như một van trượt đóng mở cửa nạp, cửa thổi và cửa xả.
Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có cấu tạo đơn giản, không phải điều chỉnh, sửa chữa, nhưng tiêu hao nhiên liệu trong quá trình thay đổi khí.
3. Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp
Cơ cấu phối khí hỗn hợp, nghĩa là vừa có xu páp vừa có van trượt, được dùng trong động cơ diesel hai kỳ loại có cửa thổi và xu páp xả.
Trong cơ cấu phân phối khí hỗn hợp, pit tông có tác dụng như một van trượt để đóng mở cửa thổi, còn cửa xả được đóng mở bằng xu páp.
1. Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp
Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp có hai loại: Xu páp đặt và xu páp treo
a. Cơ cấu phối khí xupáp đặt
- Cấu tạo: toàn bộ cơ cấu phối khí được đặt ở thân máy gồm có: trục cam, con đội, xu páp, lò xo, cửa nạp và cửa xả. Trên con đội có lắp bu lông để điều chỉnh khe hở xu páp, lò xo lồng vào xu páp và được hãm vào đuôi xu páp bằng móng hãm. Trục cam do trục khuỷu dẫn động qua cặp bánh răng hay đĩa xích.
- Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay với tỷ số truyền là 1/2, cơ cấu phân phối khí sẽ làm việc như sau:
+ Khi đỉnh cam chưa tác dụng vào đuôi xu páp, lò xo đẩy xu páp đi xuống, cửa nạp hoặc cửa xả được đóng lại.
+ Khi đỉnh cam quay lên, con đội tác dụng vào xupáp nâng xu páp đi lên, cửa nạp hoặc cửa xả từ từ được mở ra. Khi con đội tiếp xúc ở vị trí cao nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả được mở lớn nhất
+ Trục cam tiếp tục quay, đỉnh cam quay xuống, lò xo căng ra đẩy xu páp đi xuống đóng dần cửa nạp hoặc cửa xả. Khi con đội tiếp xúc tại vị trí thấp nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả được đóng kín hoàn toàn.
+ Nếu động cơ tiếp tục làm việc trục cam tiếp tục quay thì quá trình làm việc của cơ cấu phối khí xupáp đặt lại được lặp lại như trên.
Trong cơ cấu phân phối khí xu páp đặt, toàn bộ cơ cấu phối khí được bố trí ở thân máy, do đó chiều cao của động không lớn. Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bị mòn. Tuy nhiên, khó bố trí buồng cháy gọn nên khó có tỷ số nén cao để thích hợp cho động cơ điêzen. Ngoài ra, cũng chính vì buồng cháy không gọn nên dễ xẩy ra cháy kích nổ. Do dòng khí nạp và khí xả lưu thông khó nên hệ số nạp không cao. Trước đây cách bố trí xu páp này được phổ biến ở các động cơ ôtô nhưng với các lý do trên hiện nay chỉ dùng trong các động cơ xăng công suất nhỏ mà thôi.
b. Cơ cấu phân phối khí xu páp treo
- Cấu tạo: Cơ cấu phối khí xu páp treo có đặc điểm là xu páp được bố trí trên nắp máy, còn trục cam có thể đặt trong thân máy , hoặc đặt trên nắp máy gồm có: trục cam, con đội, đũa đẩy, vít điều chỉnh khe hở xu páp, cần mở, lò xo, ống dẫn hướng và xu páp. Trường hợp cơ cấu phân phối khí chỉ có một trục cam đặt trên nắp máy, xu páp có thể bố trí một hàng hoặc hai hàng. Ngoài ra có thể dùng hai trục cam dẫn động riêng từng loại xu páp, một trục cam dẫn động cho xu páp nạp và một trục cam dẫn động cho xu páp xả. Khi trục cam đặt trên nắp máy, cơ cấu phân phối khí xu páp treo không có đũa đẩy và được dẫn động bằng xích hoặc đai truyền có răng.
- Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc của cơ cấu xu páp treo như sau:
+ Khi trục cam quay do trục khuỷu dẫn động, cam trên trục cam đẩy con đôi đi lên, qua đũa đẩy, vít điều chỉnh làm cho đòn mở ấn xu páp đi xuống để mở cửa nạp hoặc cửa xả.
+ Trục cam tiếp tục quay, cam quay xuống, lò xo căng ra đẩy xu páp đi lên đóng dần cửa nạp hoặc cửa xả. khi con đội tiếp xúc tại vị trí thấp nhất của cam thì cửa nạp hoặc cửa xả đóng kín hoàn toàn.
+ Nếu động cơ tiếp tục làm việc, trục cam tiếp tục quay thì quá trình làm việc của cơ cấu phối khí xupáp treo lại được lặp lại như trên.
Cơ cấu phân phối khí dùng xu páp treo có nhiều chi tiết hơn cơ cấu phân phối khí dùng xu páp đặt và được bố trí cả ở thân máy và nắp máy nên làm tăng chiều cao của động cơ. Lực quán tính của các chi tiết tác dụng lên bề mặt cam và con đội lớn hơn. Nắp máy của động cơ phức tạp hơn nên khó gia công chế tạo. Tuy nhiên, do xu páp bố trí trong phần không gian của xi lanh dạng treo nên buồng cháy rất gọn nên tăng được tỷ số nén của động cơ và giảm được kích nổ ở động cơ xăng. Đồng thời dòng khí lưu động thuận tiện nên tổn thất ít, tạo điều kiện xả sạch và nạp đầy. Vì những ưu điểm trên nên cơ cấu phân phối khí xu páp treo được sử dụng phổ biến cho cả động cơ xăng và động cơ điêzen.
2. Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt
Trong động cơ xăng hai kỳ không có xu páp, quá trình thay khí được tiến hành đồng thời vào lúc pit tông ở ĐCD để thay đổi hay quét khí, áp suất khí trời phải lớn hơn áp suất khí cháy trong xi lanh. Vì vậy, ở động cơ hai kỳ này các te là buồng chứa khí, còn pit tông đi xuống để nén khí trong các te, làm cho áp suất khí tăng lên. Khi pit tông mở cửa xả và cửa thổi, thì hoà khí từ các te theo đường dẫn qua cửa thổi vào phía trên pit tông để thổi khí cháy còn sót lại trong xi lanh và nạp đầy xi lanh. Khi pit tông đi lên đậy kín cửa thổi và cửa xả, quá trình thay khí kết thúc. Như vậy, pit tông ở đây có tác dụng như một van trượt đóng mở cửa nạp, cửa thổi và cửa xả.
Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có cấu tạo đơn giản, không phải điều chỉnh, sửa chữa, nhưng tiêu hao nhiên liệu trong quá trình thay đổi khí.
3. Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp
Cơ cấu phối khí hỗn hợp, nghĩa là vừa có xu páp vừa có van trượt, được dùng trong động cơ diesel hai kỳ loại có cửa thổi và xu páp xả.
Trong cơ cấu phân phối khí hỗn hợp, pit tông có tác dụng như một van trượt để đóng mở cửa thổi, còn cửa xả được đóng mở bằng xu páp.
