Mô phỏng động học cơ cấu phân phối khí động cơ IFA trên Catia P2

Chia sẻ: Tai Tieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

239
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kết cấu trục cam. 1 – Đầu trục cam; 2 – Cổ trục cam; 3 – Các vấu cam; 4 – Cam lệch tâm bơm xăng; 5 – Bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn. Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho mỗi xilanh. Thời điểm đóng mở xupáp phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các cổ trục. Ngoài ra trên một số động cơ trên trục cam còn có vấu cam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp vv…Hình dạng và vị...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô phỏng động học cơ cấu phân phối khí động cơ IFA trên Catia P2

2.4. Các chi tiết, cụm chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí: 2.4.1. Trục cam: Nhiệm vụ của trục cam là dẫn động và điều khiển việc đóng mở xupáp hút và thải đúng theo chu kì hoạt động của động cơ. Hình 2-6 Kết cấu trục cam. 1 – Đầu trục cam; 2 – Cổ trục cam; 3 – Các vấu cam; 4 – Cam lệch tâm bơm xăng; 5 – Bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn. Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho mỗi xilanh. Thời điểm đóng mở xupáp phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các cổ trục. Ngoài ra trên một số động cơ trên trục cam còn có vấu cam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp vv…Hình dạng và vị trí của cam phối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phối khí và số kì của động cơ. Cam có thể được chế tạo liền trục hoặc có thể làm rời từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc. Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép 15X, 15MH, 12XH ... hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép 45. Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của trục cam, của ổ trục, của mặt đầu trục cam…) đều thấm than và tôi cứng. + Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ và thiếu cổ. Nếu số cổ trục là Z và số xilanh là i thì: Số cổ loại đủ cổ là Z = (i + 1) thường dùng ở động cơ điêzen. Số cổ loại trốn cổ Z = (i/2 + 1) thường dùng ở động cơ xăng. Các cổ phải mài bóng, bề mặt có độ cứng đạt 50 ÷ 60 HRC. Nếu trục cam lắp luồn thì kích thước cổ phải còn lớn hơn các phần khác của trục cam. Đôi khi để dễ lắp người ta làm đường kính các cổ khác nhau, cổ có đường kính nhỏ nhất ở phía cuối trục. Các ổ trục cam được ép trên thân máy đều là ống thép có tráng hợp kim chịu mài mòn như ba bít, hợp kim đồng chì, hợp kim nhôm. Nếu trục cam lắp theo kiểu đặt, phải dùng ổ hai nửa, một nửa đúc trên thân hay nắp xilanh, nửa kia làm thành nắp ổ rồi lắp lại bằng bulông hay gu giông, kết cấu này dùng ở
động cơ công suất lớn và một số động cơ có trục cam đặt trên nắp xilanh. + Ổ chắn dọc trục: Để giữ cho trục cam không dịch chuyển theo chiều trục (khi trục cam, thân máy hoặc nắp xylanh giãn nở) khiến cho khe hở ăn khớp của bánh răng côn và bánh răng nghiêng dẫn động trục cam thay đổi làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ chắn dọc trục. Trong trường hợp bánh răng dẫn động trục cam là bánh răng côn hoặc bánh răng nghiêng, ổ chắn phải bố trí ngay phía sau bánh răng dẫn động. Còn khi dùng bánh răng thẳng, ổ chắn có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào trên trục cam vì trong trường hợp này, trục cam không chịu lực dọc trục và dù trục cam hay thân máy có giãn nở khác nhau cũng không làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí như trường hợp dùng bánh răng nghiêng và bánh răng côn. Hình 2-7 Kết cấu đầu trục cam. 1 – Vỏ máy; 2 – Bulông hãm bích; 3 – Bích chắn; 4 – Trục cam; 5 – Vòng chắn; 6 - Ổ đỡ trục cam; 7 – Đêm vênh; 8 – Bulông cố định bánh răng dẫn động; 9 – Then; 10 – Bánh răng dẫn động trục cam. 2.4.2. Con đội: Nhiệm vụ: Là chi tiết trung gian dùng để truyền chuyển động từ trục cam đến xupáp thông qua đũa đẩy và đòn bẩy. Điều kiện làm việc: Con đội bị tác động bởi nhiều lực, áp lực khí nén, lực nén lò xo xupáp và lực quán tính của các chi tiết chuyển động. Vật liệu chế tạo: Con đội được làm bằng gang, bề mặt tiếp xúc với cam phải được tôi cứng bằng cách xử lý nhiệt bề mặt.
Con đội có thể chia làm 3 loại chính: + Con đội hình nấm và hình trụ: Là loại con đội đáy bằng dùng phổ biến trên các loại động cơ, con đội hình nấm dùng cho hệ thống phối khí xupáp đặt, đôi khi dùng cho xupáp kiểu treo, con đội được khoét rỗng để lắp với đũa đẩy, phần cầu lõm phải có rc lớn hơn r đũa đẩy khoảng (0,2 ÷ 0,3) mm. Sở dĩ làm như vậy là để tránh hiện tượng mòn vẹt mặt con đội (hoặc mặt cam) khi đường tâm con đội không thẳng góc với đường tâm trục cam. Khi mặt tiếp xúc là mặt cầu, con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn, nên tránh được hiện tượng cào xước. Loại con đội hình nấm được dùng rất nhiều trong cơ cấu phân phối khí xupáp đặt. Thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điều chỉnh khe hở xupáp bắt trên phần đầu của thân. Hình 2-8 Kết cấu con đội hình trụ và hình nấm. + Con đội con lăn: Gồm có thân, lò xo chặn, chốt và con lăn. Lò xo chặn có tác dụng không cho con đội xoay. Ngoài ra, còn có bulông bắt trong thân máy để con đội hoạt động đúng hướng.
Hì 2-9 Kết cấu con độ con lăn. ình t ội Con lăn được nhiệt luyện để chịu mà mòn. Cơ cấu con độ con lăn c tác dụng làm n ài ội có g giảm ma sát vì vậy làm giảm đ a được mức ti nhiên liệu. iêu + Con đội thủy lực: Để tránh hiện tượng có khe hở nhiệt gây r tiếng ồn v va đập, t g ra và trong các xe d lịch cao cấp người t thường dù loại con đội thủy lực. Dùng l con đội này du c ta ùng loại i sẽ không còn tồn tạ khe hở nh g ại hiệt. Ngoà ra, dùng con đội thủ lực còn có một ưu điểm đặc b là có th tự động thay ài ủy biệt hể đổi trị số thời gian tiết diện củ cơ cấu phân phối kh Vì khi tố độ động cơ tăng lên do ố ủa hí. ốc g n, khả năng rò rỉ dầu giảm đi, nê xupáp m sớm hơn khi chạy v tốc độ n điều đ rất g ên mở n với này, đó có lợi đố với quá tr ối rình nạp củ động cơ. ủa Dùng con đội th lực, tuy có nhiều ư điểm nh trên, như điều cần đặc biệt c ý g hủy y ưu hư ưng n chú là con đ thủy lực làm việc t hay xấu phụ thuộc rất nhiều v chất lượ của dầu bôi đội c tốt vào ợng u trơn. Vì vậy dầu dù trong độ cơ có c đội thủy lực phải rấ sạch và đ nhớt ổn đ ùng ộng con y ất độ định, ít thay đ đổi. 2.4.3. Đũ đẩy: ũa Nhiệ vụ: Đũa đẩy là chi tiết trung g ệm gian trong ccơ cấu phân phối khí dẫn động gi tiếp. Tru n d ián ruyền chuyể ển động và lực từ con đội đến đòn bẩy. n Kết cấu: Đũa đẩy dùng tr đ rong cơ cấ phân phố ấu ối khí xupá treo thườ là một t áp ờng thanh thép nnhỏ, dài, đặ ặc hoặc rỗn dùng để truyền lực từ con đội đ đòn bẩy ng đến y. Để giảm nhẹ trong lượng, đũa đẩy thườn làm bằn m g ng ng ống thép rỗng hai đầu hàn gắ với các đầu tiếp xú p ắn úc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) hoặc mặt cầu lõm u x n m Hình 2 2-10 Các dạ đũa đẩy ạng y
(đầu tiếp xúc với ví điều chỉnh Đôi khi cả hai đầu tiếp xúc củ đũa đẩy đ là hình cầu. p ít h). ủa đều Vật l liệu chế tạo Đũa đẩy thường làm bằng thé cácbon th o: m ép hành phần trung bình, đầu , tiếp xúc làm bằng thép cácbon thành phần cácbon th hàn gắn với đũa đẩy rồi tôi đạt độ t n n hấp, n cứng HR 50 ÷ 60 RC 0. 2.4.4. Đò bẩy: òn Nhiệ vụ: Tiếp nhận lực truyền độn từ đũa đẩy hoặc trụ cam để đ ệm p ng ục đóng mở x xupáp theo đún theo pha phân phối khí. Đòn bẩy được gắ trên trục của nó. Hoạt động của đòn ng a ắn a bẩy nhờ vào đũa đẩ hoặc cam Nhờ có đ bẩy xup đóng m theo đúng pha phân phối ẩy m. đòn páp mở g khí. Kết ccấu: Đầu ti xúc với đũa đẩy th iếp hường có vít điều chỉn Sau khi điều chỉnh khe nh. h hở nhiệt vít này đư hãm ch bằng đai ốc. Đầu tiếp xúc với đuôi xupáp thường có mặt t, ược hặt i p ó tiếp xúc hình trụ đư tôi cứng Nhưng cũ có khi dùng vít để khi mòn th thế đượ dễ ược g. ũng ể hay ợc dàng. Mặt ma sát giữ trục và b lót ép tr đòn bẩy được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa ữa bạc rên y i trong ph rỗng của trục. Ngo ra trên đòn bẩy ngư ta còn kh hần a oài ười hoan lỗ để d dầu đến bôi dẫn n trơn mặt tiếp xúc vớ đuôi xup và mặt t xúc của vít điều ch t ới páp tiếp a hỉnh. Hình 2-1 Kết cấu đ bẩy. 11 đòn Vât l chế tạo: Đòn bẩy đ liệu đựợc dập bằ thép cá ằng ácbon thành phần cácbo trung bìn h on nh. 2.4.5. Xuupáp: Nhiệ vụ của xupáp là: C khí nạp vào buồng đốt và xả khí cháy ra ngoài với thời ệm x Cho g a i gian ngắ trong mộ chu kì làm việc của piston. Xu ắn ột m upáp hoạt độ được th chiều t ộng heo thẳng đứng nh vào ống dẫn hướng x hờ d xupáp.
Miệng xupáp được vát 300 hoặc 450 để được đóng kín với đế xupáp và dẫn nhiệt truyền qua xupáp khi xupáp đóng. Xupáp được làm bằng thép chịu nhiệt vì xupáp nạp phải chịu nhiệt độ khoảng 4000C và xupáp xả phải chịu nhiệt độ 500 – 8000C. Hình 2-12 Kết cấu xupáp. a) - Nấm bằng; b) – Nấm lõm; d, đ,e) – Nấm lồi; c) – Nấm xupáp được làm rỗng. Kết cấu xupáp được chia làm 3 phần: Phần nấm, phần thân và phần đuôi. Phần nấm do chịu tác dụng của áp suất khí thể và chịu tác dụng của lực quán tính nên khi làm việc chịu va đập lớn gây biến dạng. Phần đuôi có nhiệm vụ định vị lò xo khi lắp ráp. Để tránh hao mòn thân máy và nắp xilanh người ta thường ép vào họng đường ống nạp và thải một vòng đế xupáp. Vật liệu chế tạo:Miếng tăng cứng là một hợp kim: Cobalt (Co) Crom (Cr) và Tungsten (W). Hợp kim này rất cứng, chịu được mài mòn cao và chống lại sự oxy hóa ở nhiệt độ cao. Miếng tăng cứng này được hàn vào mặt xupáp hay đế xupáp để tăng khả năng chịu nhiệt 2.4.6. Đế xupáp: Để tránh hao mòn thân máy người ta dùng đế xupáp ép vào họng của đường ống nạp và đường ống thải. a) b)
e) Hình 2-13 Kết cấu đế xupáp. a) - Đế có mặt ngoài dạng hình trụ; b) - Đế mặt ngoài hình côn; c) - Đế lắp vào nắp xilanh bằng ren; d) - Đế ép khi bị lỏng ra; e) - Đế có ren. Đế có mặt ngoài là mặt trụ có tiện rãnh để khi ép kim loại biến dạng vào rãnh giữ chắc đế xupáp. Có khi mặt ngoài là mặt côn. Loại này có khi không ép sát đáy mà để khe hở nhỏ hơn 0,04mm để còn ép tiếp khi bị lỏng ra. Có loại đế lắp vào thân máy hoặc nắp xilanh bằng ren. Loại đế mà sau khi lắp phải cán bề mặt nắp máy để kim loại biến dạng giữ chặt đế. Loại này ít dùng. 2.4.7. Ống dẫn hướng: Để dễ sữa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xilanh ở chỗ lắp xupáp, người ta lắp ống dẫn hướng trên các chi tiết máy này. Xupáp được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng. Ống dẫn hướng thường chế tạo bằng các loại gang hợp kim có tổ chức peclít. Trong một số động cơ cao tốc còn dùng ống dẫn hướng bằng hợp kim đồng thanh nhôm. Loại ống dẫn hướng này dẫn nhiệt rất tốt, khi thiếu dầu bôi trơn cũng không xảy ra hiện tượng kẹt xupáp. Hình 2-14 Kết cấu ống dẫn hướng. a) Ống dẫn hướng hình trụ; b) Ống dẫn hướng hình trụ có vai. 2.4.8. Lò xo xupáp:
Lò xo xupáp có nhiệm vụ giữ cho xupáp đóng kín sát với đế xupáp không cho khí nén trong buồng đốt bị lọt ra ngoài. Lò xo xupáp giữ cho các chi tiết làm việc của xupáp nạp và xả theo sự điều khiển của các vấu cam nhờ lực lò xo trong khi xupáp chuyển động do đó đóng mở xupáp chính xác theo biên dạng cam. Mỗi xupáp thường dùng hai lò xo lồng vào nhau, một cái ở trong và một cái ở ngoài. Mỗi lò xo có độ cứng khác nhau. Như vậy nó sẽ ngăn cản dao động riêng của xupáp khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao. Lò xo xupáp thường được dùng là lò xo kín hay lò xo tác động kép. Nó đảm bảo xupáp làm việc tốt ở tốc độ cao. Hình 2-15 Kết cấu lò xo xupáp. a, b, c) – Lò xo xoắn ốc hình trụ; d) – Lò xo hình côn. Do lò xo làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột. Vì vậy vật liệu chế tạo lò xo thường dùng là thép C65, C65A… 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ IFA.
6 8 5 7 9 4 10 11 3 2 1 Hình 3-2 Sơ đồ dẫn động cơ cấu phối khí động cơ IFA 1- trục cam; 2- con đội; 3- đũa đẩy; 4- Viết điều chỉnh khe hở nhiệt 5- Cò mổ; 6-Móng hãm xupap; 7-Đĩa lòxo xupap; 8-lo xo xupap 9- Xupap ; 10- ống dẫn hướng; 11-Đế xupap
Bảng Số liệu của động cơ THỨ TÊN THÔNG SỐ KÝ HIỆU GIÁ TRỊ NGUYÊN Công suất có ích Ne Kw 92 Tỷ số nén ε 17 Số vòng quay n vòng/phút 2250 Đường kính xilanh D mm 120 Hành trình piston S mm 145 Số xilanh i 4 Số kỳ τ 4 Góc mở sớm xupáp nạp α1 độ 8 Góc đóng muộn xupáp nạp α2 độ 38 Góc mở sớm xupáp thải α3 độ 44 Góc đóng muộn xupáp thải α4 độ 8 Loại buồn cháy Ngăn cách Kiểu xupáp Suất tiêu hao nhiên liệu ge g/Kw.h Thứ tự làm việc 1-3-4-2 3.1. Đặc điểm kết cấu của chi tiết của cơ cấu phân phối khí động cơ IFA 3.1.1. Xupáp : Các xupáp có nhiệm vụ đóng mở các đường nạp và đường thải để thực hiện trao đổi môi chất trong xi lanh. Điều kiện làm việc : xupáp làm việc trong điều kiện chịu tác động tải trọng cơ học và nhiệt lớn . Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên cấc xupáp chịu áp lực khí rất lớn và nhiệt độ cao, nhất là xupáp thải ngoài ra xupáp còn chịu ăn mòn hoá học của các hơi axit trong khi cháy ,đặc biệt là xupáp thải . Khi đóng mở xupáp va đập với đế nên bị biến dạng cong vênh và trỗ bề mặt nấm Vận tốc lưu thông của dòng môi chất qua xupáp lớn nên dễ gây mòn cơ học bề mặt đế và nấm Vật liệu chế tạo. Đối với xupáp thải : thường dùng các thép hợp kim chịu nhiệt như : Si, Cr ,Mn .. Để tích kiệm vật liệu có thể chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rối hán với thân xupáp bằng thép thông thường .
Đối với xupáp nạp :do được dòng khí nạp làm mát nên nhiệt độ của xupáp nạp thường thấp hơn nhiệt độ của xupáp thải (nhiệt độ làm việc của xupáp thải vào khoảng 300- 4000C) nên vật liệu chế tạo xupáp nạp thường là thép hợp kim . Cr, Cr-Mn Kết cấu chính chia làm ba phần : Nấm xupáp : Mặt làm việc quan trọng của phần nấm xupáp là mặt côn góc côn của nấm thường bằng 450 để đẩm bảo độ kín khít của dòng khí vào trong xi lanh và độ cứng vững của xupáp . Kết cấu của nấm xupáp được làm bằng nấm bắng vì nó có ưu điểm chế tạo đơn giản có thể dùng cho cả xupáp nạp và thải. Thân xupáp : Phải có đường kính và chiều dài thích hợp để dẫn hướng và tản nhiệt và chịu được lực nghiêng khi xupáp đóng mở . Thân xupáp có chiếu dài vừa đủ để lắp ống dân hướng và lo xo xupáp . Đuôi xupáp : Đuôi xupáp phải có kết cấu thích hợp để lắp đĩa lo xo xupáp . Thông thường đuôi xupáp có mặt côn để tăng khả năng chịu mòn bề mặt đuôi xupáp ở động cơ IFA được
tráng nên một lớp hợp kim cứn h ng. Hinh 3-3: K cấu xup H Kết páp 3.1.2 Đế xupáp : ế Nhiệm vụ là giảm lực va đậ của xupáp và xi lanh m m ập p h. Giảm h mòn ch thân máy và nắp xi lanh. hao ho y Đế xup sẽ tiếp xúc với nấm xupáp kh xupáp đón . Để tăng tuổi thọ v thuận tiện khi páp m hi ng và n sửa chữa a. Đế xup thải làm bằng vật liệu có tín năng chịu mòn cao thông thườ nguời ta sử páp m t nh u ờng dụng thé hợp kim hoặc gang trắng để ch tạo xupá . ép g hế áp Hin 3-4: Kết cấu đế xup nh páp
3.1.3 Ôn dẫn hườn xupáp: ng ng Để d dàng sửa chũa và c dễ a chánh hao m cho th máy ho nắp xi lanh ở chỗ lắp mòn hân oặc ỗ xupáp ta dùng ống dẫn hướng cho xupáp , xupáp đượ lắp vào ố dẫn hư a ợc ống ướng theo chế độ lắ lỏng . ắp Hinh 3-5: Ống dẫn hướng h Ốn đẫn hướ thường được chế tạo bắng cá loại gang hợp kim CH21-40 , CH ng ớng ác g 24-48 có tổ chức peclit . p Bôi t trơn ống dẫ hướng và thân xupá có thể d ẫn áp dùng phươn pháp bôi trơn cững bức ng i g dầu nhờn do bơm cao ấp. n c 3.1.4 Lò xo xupáp : ò Lo xo được sử dụ để đón kin xupá trên đế x ụng ng áp xupáp và đảm bảo cho xupáp ch o huyển động the đúng qu luật diều hành của cơ cấu phâ phối khí, do đó quá trình đóng mở eo uy u ân , á g xupáp kh hông xupáp không sẩy ra va đập t p y trên mặt cam . m Lo xo làm việc trong đ o đìêu kiện chịu tải trọng độ n i ộng thay đổi đột n ngột. Vật liệu chê tạo : Lò xo được chê tạo bằ dây thép có đường kính từ 3-5 mm thuộc một u L c ằng p 5 c trong các loại thép C65, C65A , 65T.. A
Hinh 3-6: Lò xo Ở động cơ IFA kế cấu của l xo là dạn xoắn ốc h ết lo ng hìng trụ. Ha vòng đầu của lo xo quấn ai u khít lấy nhau vcà mài phẳng đ lắp ráp v đĩa lo xo xupáp và đế lò xo, số vòng côn tác m để với o ố ng của ò lò xo thường từ 4-10 vòng (không ( kể k hai vòng v đầu u ). 3.1.5 Trụ cam : ục Nhiệm vụ của trụ là để hư m ục ướng xupáp, đìêu khiển xupáp đó mở theo đúng quy luật , n óng o y Trục ca mang cá cam quay bị động củ phân phối khí. am ác y ủa Đìêu kiện làm việ :Về tải t ệc cam không chịu đìêu k trọng trục c kiện nặng n nhọc.Các bề mặt ề cam thư ường tiếp xúc ở trư nên hư hỏng ch yếu của cam là bị mài ượt ư hủ a mòn. m Vật liệu chế tạo : Thường là th hợp kim có thành phần các b thấp như thép 30, 4 và u T hép m bon ư 40 thép hợ kim có thành phầ cac bon trung bì ợp ần ình như 15Cr , 15 5Mn , 12C CrNi. Các bề mật ma sát của trục c t cam (bề mặ lam việc của cam , c trục cam , mặt đầu trục ặt cổ m u cam .) đều được thấ cacbon v tôi cứng ấm và g. Kết cấu : gồm có ca thải và cam nạp . am Hinh 3-7: Kết c trục cam h cấu m Động c IFA trụ cam thư cơ ục ường không phân đoạ các cam được chế tạo liền tr . g ạn m rục Hình d dạng của ca sẽ được quyết định bởi thứ tự làm việc củ xi lanh, từng loại xupáp am h ủa
và góc p phân phối khí cam nạp và cam thả được bố chí chung trên một trụ và theo vị trí k p ải ục của xupá . áp 3.1.6 Co đội : on Nhiệm vụ :là một chi tiết chu gian có nhiệm vụ t ung truyền chuy động từ cam phân phối yển ừ khí đến xupáp động cơ IFA sử dụng ph n hương án dẫn độn gián tiếp. n ng Đìêu k kiện làm vi : con đ chịu lự nghiêng do trục ca phân ph khí gây ra. iệc đội ực am hối y Hìn 3-8: Kết cấu con độ nh t ội Vật liệ chế tạo : con đội thường đư chế tạo bằng thép ít cacbon hoặc thép hợp ệu ược o p kim.Trên bề nặt của con đội th n a hường được thẩm cacb và tôi c c bon cứng . Động cơ IFA con đội có dạn hình trụ k cấu gồm hai phần: n ng kết m Phần dẫn hướng (th con đội và phần t n hân i) tiếp xúc vớ cam phân phối khí thân con độ to, ới n ội Phần lõm tiếp xúc với đũa đẩy thư mặt tiếp xúc với lỗ dân hướng lớn nên ít hao món. P g ường có ban n kính lớn hơn bán kín nh của đũa đẩy khoảng 0,2-0,3 mm. 3.1.7 Đũ đẩy: ũa Nhiệm vụ : Là chi tiết trung gian trong cơ cấu phâ phối khí dẫn động g ân gian tiếp. N có Nó nhiệm vụ truyền dẫ động và truyền lực từ con đội đ đòn đẩy : ụ ẫn đên y
Hin 3-9: Kế cấu đũa đ nh ết đẩy Vật liệ chế tạo : Đũa đẩy th ệu hường được chế tạo bằ thép cá bon có th c ằng ác hành phân t trung bình . Đ tiếp xúc được làm b Đầu c bằng thép c bon thấp và hàn vớ đũa đẩy s đó tôi cứng các p ới sau khi đạt đ cứng kho độ oảng HCR 5 50-60 . Đũa đẩy ở động cơ IFA thư ường là một thanh thép nhỏ,dài đ để giảm trọng lư t p đặc, m ượng đũa đẩy thường làm bằng thép rỗng hai đầu hàn gắn các đầu tiế xúc có hì cầu . m p ếp ình 3.1.8 Đò bẩy: òn Đòn bẩy là một chi tiết trun gian một đầu tiếp x đũa đẩ và một đ tiếp xúc với c ng xúc ẩy đầu c xupáp . Nhiệm vụ của đò bẩy là t m òn tiếp nhận lự truyền đ từ đũa đẩy và tác dụng làm mở ực đên a c m xupáp th đúng kh phân phố khí . heo ha ối
33 56 Hình 3-10: Kết cấu cò mổ Vật liệu chế tạo : Đòn bẩy được dập bằng thép có thành phần cac bon thung bình như thép 35. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thướng có vít đìêu chỉnh .Sau khi đìêu chỉnh khe hở nhiệt vít này được hãm chặt bằng đai ốc. Đầu tiếp xúc với đuôi xupáp thường có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng, mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy được bôi trơn bằng dầu chưa trong phần rỗng của trục. Chiều dài của cánh tay đòn của đòn bẩy thường khác nhau.Cánh tay đòn phía bên trục cam lc thường ngắn hơn bên xupáp lx. lx/lc = (1,2-1,8) Sở gĩ làm như vậy là để giảm hành trình của con đội do đó có thể giảm gia tốc và lực quán tính của cơ cấu phân phối khí, khi làm việc mặt trụ ở phần đầu đon bẩy vừa lăn vừa trượt trên đuôi xupáp khiên cho xupáp bị nghiêng đi và do đó mặt nấm xupáp trễ hơn thời gian quy định. 3.2.Xác định các thông số chủ yếu của cơ cấu phân phối khí: 3.2.1.Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí: Tại 1 thời điểm nào đó khi con đội nâng được 1 đoạn Sc thì xupap nâng được 1 đoạn Sx, khi đó tỉ số truyền của cơ cấu : i=Sx/Sc=Vx/Vc Thường lx>lc và bố trí nằm ngang nên coi nó luôn vuông góc với đường tâm xilanh.
Vx l x = Vd l c Trong đó: Vd:vận tốc vòng của đòn bẩy phía tiếp xúc với đũa đẩy Vx:vận tốc xupap Vc:vận tốc con đội ψ Vd V'd lc lx Vc Sx Sc Vx Hình 3-11: Sơ đồ tính tỷ số truyền của cơ cấu phối khí Do ở động cơ IFA con đội, xupap, đũa đẩy bố trí thẳng đứng, cánh tay đòn của đòn bẩy nằm ngang nên i=lx/lc. 3.2.2.Xác định kích thước của tiết diện lưu thông: Hình 3-12: Xác định tiết diện lưu thông đế xupáp
Khi tính toán tiết diện lưu thông ta thường giả thiết dòng khí đi qua họng đế xupap là ổn định, coi dòng khí có tốc độ bình quân và tốc độ piston không đổi. Ta có v k .i.f k . γ k = vp. Fp. γ p Căn cứ vào giả thiết tính ổn định liên tục của dòng khí ta có thể xác định được tốc độ dòng khí qua họng xupap. Vp.Fp D2 Vk = = Vp 2 i. f h i.d h Vk :tốc độ trung bình của dòng khí qua họng đê ú m/s fh: tiết diện của họng đế xupap (cm2) dh:đường kính họng đế xupap i: số xupap ; i=2 Vp:tốc độ bình quân của piston, S .n 0,145.2250 Vp = = = 10,86 (m/s) 30 30 Fp:diện tích đỉnh piston π .D 2 π .120 2 FP = = = 113,04 (cm 2 ) 4 4 Qua thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí nạp ở chế độ toàn tải đối với ô tô máy kéo là: Vkn= 40 ÷ 115 m/s. Tốc độ càng cao tổn thất càng lớn. Đối với động cơ diesel do yêu cầu hình thành hỗn hợp nên tốc độ khí nạp phải lớn hơn 40 m/s. Chọn Vkn=40 m/s. Đối với dòng khí thải Vkht = (1,2÷1,5)Vkhn = 48÷60(m/s), chọn Vkht = 60(m/s) Vp.D 2 Đường kính họng đế xupap : dh= Vkh .i 10,86.120 2 dhn= = 44,2(mm) 40.2 Lấy dhn = 47 (mm) Do diện tích của xupap nạp lớn hơn xupap thải từ (10÷20)% d hn 47 ⇒dht = = = 39,2 (mm); Lấy dht = 39 (mm) 1,2 1,2
Tiết diện lưu thông qua xupap được tính bằng công thức: π .h. cos α fkl= (dh + d1 ); mà d1=dh+2e , h’ =hsinα 2 Do α=45° nên cosα = sinα ⇒ h’ =h cosα ; e= h cosα. Sinα d1 = dh + 2e fkl=π.h(dh cosα + hsinαcosα2) α = 450 đối với xupap nạp và thải. Trong động cơ ngày nay, hành trình xupap thường nằm trong phạm vi h = (0,18-0,3)dh hn = 8,46-14,1(mm); chọn hnmax=8,5(mm). h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d1n= 47+6= 53 (mm). Tương tự : ht =7,02-11,7 (mm); chọn htmax= 8,5(mm). h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d1t= 39+6= 45 (mm). fkl=π.h(0,707dh+0,353h) Tiết diện lưu thông qua xupap nạp bằng: fkn=π. hnmax (0,707dhn+0,353 hnmax)= 3,14.8,5.10-3(0,707.47. 10-3+0,353. 8,5.10-3) fkn = 966,96 .10-6 (m 2 ) Tiết diện lưu thông qua xupap thải bằng: fkt=π. htmax (0,707dht+0,353h htmax)= 3,14.8,5.10-3(0,707.39. 10-3+0,353. 8,5.10-3) fkn =815,99 .10-6 (m 2 ) Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của Xupap.Tốc độ lưu động của dòng khí chảy qua tiết diện lưu thông fkl : Vkl = Vp.Fp/i.fkl Qua xupap nạp bằng: Vkn = 63,46(m/s) Qua xupap thải bằng: Vkt = 75,22 (m/s) Cả Vkn ,Vkt ≤ 70÷90 (m/s). ⇒ Thoả mãn điều kiện cho phép. 3.2.3 .Chọn biên dạng cam: 3.2.3.1. Yêu cầu: