Giáo trình Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phân phối khí (Trình độ Cao đẳng, Trung cấp)

xe ôtô đời mới, đi cùng với nó là sự đòi hỏi phải có một đội ngũ thợ bảo dưỡng và sửa chữa ôtô. Tập bài giảng Sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phân phốhi khí được biên soạn nhằm mục đích cung cấp thêm cho người học nghề sửa chữa ôtô những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết lẫn thực hành đói với hệ thống phân phối khí trên xe ôtô. Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 45 giờ gồm 6 bài. 3 MỤC LỤC TRANG 1. Lời giới thiệu . 2. Bài 1: Nhận dạng, tháo lắp hệ thống phân phối khí . 3. Bài 2. Sửa chữa nhóm xu páp . 4. Bài 3. Sửa chữa cơ cấu dẫn động xu páp . 5. Bài 4. Sửa chữa con đội và trục cam 6. Bài 5. Sửa chữa bộ truyền động trục cam . 7. Bài 6. Bảo dưỡng hệ thống phân phối khí . 4 NỘI DUNG CHI TIẾT Bài 1. Nhận dạng, tháo lắp hệ thống phân phối khí Bài 1: Nhận dạng, tháo lắp hệ thống phân phối khí Thời gian: 12 giờ * Mục tiêu: - Phát biểu đúng nhiệm vụ, phân loại và nguyên lý làm việc của các loại hệ thống phân phối khí - Tháo lắp hệ thống phân phối khí đúng quy trình, quy phạm và đúng yêu cầu kỹ thuật - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. * Nội dung: 1. Nhiệm vụ, yêu cầu 2. Phân loại 3. Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp hệ thống phân phối khí 4. Tháo lắp hệ thống phân phối khí 1. Nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống phân phối khí. 1.1. Nhiệm vụ của hệ thống phân phối khí: Hệ thống phân phối khí của động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình thay đổi khí trong xilanh động cơ. 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. 1.2. Yêu cầu: Hệ thống phân phối khí phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Quá trình thay đổi khí phải hoàn hảo, nạp đầy thải sạch - Đóng mở xupáp đúng quy luật và đúng thời gian quy định - Độ mở lớn để dòng khí lưu thông ít trở lực - Đóng xupáp phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, không bị cháy do lọt khí - ít va đập, tránh gây mòn. Dễ dàng điều chỉnh sửa chữa, giá thành chế tạo thấp. 2 . Phân loại: - Hệ thống phân phối khí dùng xupap: Là loại hệ thống được sử dụng rộng rãi trong động cơ 4 kỳ vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh và làm việc chính xác hiệu quả, mang lại hiệu suất cao. - Hệ thống phân phối khí dùng van trượt: Là loại hệ thống tuy có nhiều ưu điểm như có 5 thể đảm bảo tiết diện lưu thông lớn, dễ làm mát, ít gây ồn.. Nhưng do kết cấu phức tạp, giá thành cao nên rất ít được dùng. - Hệ thống phân phối khí hỗn hợp thường dùng lỗ đờ nạp và xupap để thải khí. 2.1. Hệ thống phân phối khí dùng xu páp Hệ thống phân phối khí dùng xu páp có hai loại: Xu páp đặt và xu páp treo 2.1.1. Hệ thống phân phối khí xupáp đặt a. Cấu tạo Hệ thống phân phối khí dùng xu páp đặt (hình 1-a) toàn bộ hệ thống 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. Hình 2-1a. Hệ thống phân phối khí xu páp đặt Nguyên lý làm việc Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay với tỷ số truyền là 1/2, hệ thống 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. Trục cam Trục khuỷu Thanh truyền Nắp máy Xu páp Con đội Lò xo 6 Khi đỉnh cam quay lên, con đội tác dụng vào đuôi 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 hệ thống phối khí xupáp đặt lại được lặp lại như trên. Trong hệ thống phân phối khí xu páp đặt, toàn bộ hệ thống phối khí được bố trí ở thân máy, do đó chiều cao của động không lớn. Số chi tiết của hệ thống ít nên lực quán tính của hệ thống 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. b. Hệ thống phân phối khí xu páp treo Hình 2- 1b. Hệ thống phân phối khí xu páp treo Cần mở (cò mổ) Lò xo Khí nạp Pit tông Thanh truyền Trục khuỷu Trục cam Con đội Đũa đẩy Vít điều chỉnh Trục cần mở Nắp XILANH 7 Cấu tạo Hệ thống 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 (hình 1-b) 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 hệ thống 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, hệ thống 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 hệ thống 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 cần bẩy 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 hệ thống phối khí xupáp treo lại được lặp lại như trên. Hệ thống phân phối khí dùng xu páp treo có nhiều chi tiết hơn hệ thống 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 hệ thống phân phối khí xu páp treo được sử dụng phổ biến cho cả động cơ xăng và động cơ điêzen. 8 Hình 2- 2. Trục cam đặt trên nắp máy 2.2. Hệ thống 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 trong xi lanh. Vì vậy, ở động cơ hai kỳ 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 quét thì hoà khí từ các te theo đường dẫn qua cửa quét 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 quét 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 quét và cửa xả. Hệ thống 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. 2.3. Hệ thống phân phối khí hỗn hợp Hệ thống 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 quét và xu páp xả. Trong hệ thống phân phối khí hỗn hợp, pit tông có tác dụng như một van trượt để đóng mở cửa hút và cửa quét, còn cửa xả được đóng mở bằng xu páp. Trục cam Trục cam Con đội Cần mở 9 3. Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp hệ thống phân phối khí DỤNG CỤ CẦN CHUẨN BỊ - Dụng cụ tháo lắp gồm: Cờ lê tròng hở miệng các loại, tuýp 10, 12, 14, 17, 19, 27 kìm bằng đầu, kìm nhọn, kìm tháo phe hãm, vam ba chấu, búa đồng, kìm tháo lắp xéc măng, vam tháo lắp lò xo xu páp - Dụng cụ đo kiểm: Panme đo trong, panme đo ngoài, căn lá, thước lá, thước cặp, thước vuông, bàn máp, đồng hồ xo, khối thép - Dụng cụ sửa chữa: khoan tay, dũa mịn, bộ dao doa ba kích thước - Nguyên vật liệu: xăng, dầu rửa, xà bông, bột màu, giấy nhám, rẻ lau, mỡ, dầu nhờn, khay đựng  CÁC BƯỚC THÁO CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Ô TÔ 1. Xả dầu bôi trơn động cơ. 2. Xả dầu trợ lực lái. 3. Xả nước làm mát. 4. Tháo dây trên hệ thống điện động cơ, tháo ắc quy, bộ chia điện 5. Tháo dẫn động bướm ga, bướm gió, cùng các ống dẫn nhiên liệu không khí, chân không 6. Tháo máy bơm dầu trợ lực tay lái. 7. Tháo két nước làm mát dầu, nước làm mát. 8. Tháo máy bơm nén khí. 9. Tháo Bu lông cố định động cơ với khung xe. 10. Tháo động cơ ra khỏi xe và đặt lên vị trí phù hợp tránh hỏng hóc. 11. Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài động cơ xe. 12. Xếp dụng cụ phù hợp để thuận tiện khi tháo máy. 13. Tháo bộ chế hòa khí (dàn phun xăng với động cơ xăng). 14. Tháo vòi phun, bơm cao áp trên động cơ dầu. 15. Tháo nắp dàn cò. 16. Tháo đáy các te. 17. Tháo đai ốc cố định buly trục khuỷu. 18. Tháo buly trục khuỷu. 19. Tháo đai ốc cố định khớp buly khục khuỷu (dùng cảo để cảo khớp cố định buly trục khuỷu ra ngoài). 20. Tháo trục bộ chia điện. 21. Tháo nắp đậy hộp bánh răng phân phối. 22. Tháo dây đai hoặc xích dẫn động đối với cơ cấu phân phối khí truyền động xích hoặc dây đai (chú ý dấu, nếu mất dấu phải xác định và đánh dấu lại ). 23. Tháo dàn cò. 24. Tháo đũa đẩy. 25. Tháo bơm nước làm mát . 26. Tháo nắp máy (chú ý các đai ốc theo đúng quy trình tháo từ ngoài vào trong). 27. Nhấc nắp máy ra ngoài (chú ý giữ đệm nắp máy tránh làm hư hỏng đệm). 10 28. Tháo buly đầu trục động cơ (tháo đai ốc giữ bu ly, dùng cảo để tháo). 29. Tháo con đội. 30. Tháo bộ căn dịch dọc trục cam (lưu ý kiểm tra cặp dấu của bánh răng cam và bánh răng đầu trục khuỷu, nếu không còn cần đánh dấu lại không nhầm). 31. Lựa tháo trục cam ra ngoài . (chú ý: nếu động cơ dùng loại con đội hình nấm phải đẩy từng con đội lên mới tháo trục cam ra ngoài được). 32. Tháo cụm xupáp : (chú ý khi tháo cần đánh dấu thứ tự các cây xu páp trên nắp máy, cẩn thận khi tháo lò xo xu páp, không để móng hãm bật ra ngoài khá nguy hiểm. Một số xu páp được làm mát bằng sodium, chất này có thể nổ làm bị thương cho anh em kỹ thuật nên phải hết sức cẩn thận). Đặt nắp máy lên giá dùng dụng cụ chuyên dùng ép lò so xupáp và tháo các xupáp và lò so khỏi nắp máy. Đặt các bộ phận theo thứ tự trong một giá đỡ. Nếu một xupáp không thể tháo ra được, kiểm tra phần cuối đỉnh của xupáp xem nó có bị bẹp đầu hoặc bị đập búa trên đầu không. Nếu có, sử dụng một cái đũa hoặc đá mài nhỏ để vạt cạnh sắc một cách nhẹ nhàng phần cuối đỉnh xupáp. Nếu ép mạnh xupáp qua ống dẫn hướng sẽ làm vỡ ống dẫn hướng. 33. Tháo rời các chi tiết dàn cần bẩy xếp theo thứ tự số máy.  VỆ SINH Vệ sinh sạch sẽ toàn bộ các chi tiết vừa tháo bằng dầu và xăng. Chú ý không làm trầy xước các bề mặt làm việc như thân xupáp, ống dẫn hướng, con đội,cam  CÁC BƯỚC LẮP LẠI 1. Trước khi lắp lại phải làm sạch tất cả các chi tiết bề mặt. sau đó bôi trơn lớp dầu máy, trục cam phải có khe hở theo hướng nhất định. Trục cam và bánh răng phân khối phải lắp lên thân xi lanh cùng một lúc. Khi lắp cần chú ý đến các ký hiệu đã đánh dấu tránh lắp sai. Lắp supáp phải chú ý an toàn, đề phòng lò xo bắn vào người, yêu cầu các chi tiết của supáp đều nằm theo bộ, sau khi tháo ra không được để lẫn lộn, khi lắp lại vẫn lắp theo bộ. Có một số máy dieden vì để tránh cho lò xo supáp khi làm việc không xảy ra hiện tượng cộng hưởng và khi máy chạy với tốc độ cao vẫn có thể làm việc trên toàn bộ chiều dài của nó người ta đã dùng lò xo bước xoắn khác nhau, khi lắp loại lò xo này đầu có bước xoắn ngắn được lắp vào phía tán supáp. 2. Các bước lắp ngược lại các bước tháo. Yêu cầu: 1. Cụm xupáp, con đội, cò mổ phải lắp đồng bộ, đúng dấu khi tháo. 2. Sau khi sửa chữa xong phải kiểm tra thử các cơ cấu hoạt động nhẹ nhàng mới cho khởi động động cơ. Động cơ hoạt động đạt công suất cao theo yêu cầu, không có tiếng ồn tiếng gõ từ cơ cấu phân phối khí. 4. Tháo lắp hệ thống phân phối khí 11 Bài 2: Sửa chữa nhóm xu páp Thời gian: 8 giờ * Mục tiêu: - Trình bày được nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo, hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng của xu páp, đế xu páp, lò xo và ống dẫn hướng xu páp - Kiểm tra, sửa chữa được sai hỏng của các chi tiết đúng phương pháp và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật do nhà chế tạo quy định - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. * Nội dung: 1. Đặc điểm cấu tạo nhóm xu páp 2. Quy trình sửa chữa 3. Thực hành sửa chữa 1. Đặc điểm cấu tạo nhóm xupap. 1.1. Xu páp a. Công dụng: Các xu páp có công dụng đóng mở các cửa nạp, cửa xả của động cơ và để thực hiện quá trình thay đổi khí. b. Điều kiện làm việc - Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên các xu páp chịu áp lực rất lớn và nhiệt độ cao, nhất là đối với xu páp xả. Ví dụ ở động cơ xăng, nhiệt độ xu páp xả có thể 800 – 8500C, còn ở động cơ diesel có thể 500 – 6000. - Khi xu páp đóng, đầu xu páp va đập mạnh với đế nên nấm dễ bị biến dạng, cong vênh; - Điều kiện bôi trơn xu páp khó khăn - Xu páp bị ăn mòn hoá học do các hơi axít trong khí cháy - Do tốc độ lưu động của dòng khí qua xu páp rất lớn nên xu páp còn bị ăn mòn cơ học, đặc biệt là xu páp xả. c. Vật liệu chế tạo Do điều kiện làm việc của xu páp phức tạp, vì vậy, yêu cầu vật liệu chế tạo xu páp phải bền, dẻo và chịu được nhiệt độ cao. Xu páp thường làm bằng thép crôm hoặc thép ni ken và có gia công nhiệt luyện. d. Cấu tạo 12 Trong động cơ có công suất nhỏ và trung bình, mỗi xi lanh có một xu páp nạp và một xu páp xả. Trong động cơ có công suất lớn, thì mỗi xi lanh có thể có hai xu páp nạp và hai xu páp xả. Cấu tạo chung của xu páp được chia làm 3 phần: Tán (nấm), thân và đuôi. Hình 3-1. Cấu tạo xu páp  Tán xu páp (nấm xupap) Tán xu páp có dạng hình nấm có mặt nghiêng hay côn 300 hoặc 450. ở một số động cơ, tán xu páp nạp có đường kính lớn hơn đường kính của tán xu páp xả để nạp hoà khí hoặc không khí vào xi lanh được tốt hơn. Mặt đầu tán xu páp thường làm bằng, đôi khi làm lồi hoặc lõm. Tán bằng dễ gia công chế tạo, thường dùng cho cả xu páp nạp và xu páp xả. Tán lõm: giảm được trọng lượng, cải thiện được sự lưu động của dòng khí và tăng được độ cứng vững nhưng chế tạo khó, bề mặt chịu nhiệt độ cao, phần lớn dễ đóng muội than. Vì vậy, loại này chỉ dùng cho xu páp nạp. Tán lồi: Cải thiện được tình trạng lưu động của dòng khí xả. để giảm trọng luợng người ta khoét phía trên của tán. Loại tán lồi khó chế tạo, bề mặt chịu nhiệt lớn, thường dùng cho xu páp xả. Đuôi Thân Tán xu páp 13 Hình 3- 2. Cấu tạo tán xu páp  Thân xu páp Thân xu páp dịch chuyển trong ống dẫn hướng, điều kiện bôi trơn khó khăn, nhưng lại làm vịêc ở nhiêt độ cao, chóng bị mài mòn. Để thân xu páp truyền nhiệt tốt và không bị bó kẹt trong ống dẫn hướng, người ta thường lắp ống dẫn hướng cao lên gần sát đầu xu páp và làm nhỏ đường kính thân xu páp ở gần đầu xu páp. Một số động cơ, thân xu páp xả được khoan rỗng để chứa dung dịch natri thu nhiệt làm cho xu páp nguội nhanh. Đường kính thân xu páp thường là : dt = (0,12 - 0,15) Dn Chiều dài thân xu páp lt = (2,5 - 3,5) Dn Trong đó: Dn là đường kính nấm xu páp. Thân xu páp thường được bôi trơn bằng phương pháp văng dầu. Tuy vậy, cũng có loại không dùng dầu nhờn mà dùng dầu mazút để bôi trơn vì bôi trơn bằng dầu nhờn có nhược điểm là khi dầu cháy sẽ tạo thành muội than làm cho xu páp dễ bị bó kẹt trong ống dẫn hướng.  Đuôi xu páp Đuôi xu páp là phần cuối của xu páp, có loại cắt rãnh, có loại hình côn hoặc khoan lỗ nhỏ để lắp móng hãm hai nửa hoặc chốt để giữ đĩa lò xo làm cho xu páp luôn bị lò xo kéo ép vào cửa nạp hoặc cửa xả. Đuôi xu páp nhận lực từ cần bẩy hoặc con đội truyền đến, do đó, đòi hỏi phải có độ cứng để lâu mòn. Một số động cơ, đuôi xu páp còn lót thêm chụp bảo vệ ở bên ngoài. 14 Hình 3- 3. Cấu tạo đuôi xu páp e. Kỹ thuật làm xoay xu páp Khi động cơ làm việc, muội than thường bám vào phần đầu xu páp làm cho xu páp đóng không kín hoặc bị kẹt treo, có nghĩa là mở mãi không đóng do muội than lọt vào ống dẫn hướng. Các trường hợp trên làm cháy xu páp và làm giảm công suất của động cơ. Vì vậy, trong quá trình làm việc của động cơ, nếu mỗi lần xu páp xả mở, xu páp được xoay một góc quanh đường tâm của nó để làm bay muội than bám trên mặt nấm hoặc mặt côn đế xu páp và ống dẫn hướng thì sẽ tránh được tình trạng kẹt treo, ống dẫn hướng ít bị mòn hơn. Sau đây là một số biện pháp kỹ thuật làm cho xu páp xoay mỗi khi mở.  Xu páp xoay tự do Hình (3- 4a) trình bày kết cấu của hệ thống xoay tự do. Đuôi xu páp được giữ trong đĩa lò xo nhờ móng hãm tựa vào vai đuôi xu páp, chén chận chụp vào dưới đuôi xu páp và tỳ vào vít điều chỉnh của con đội. Khi con đội đi lên đẩy chén chận, chén chận này sẽ nâng toàn bộ móng hãm và đĩa lò xo chịu lực nén xuống của lò xo. Lúc này đuôi xu páp không còn bị kẹt cứng trong đĩa lò xo nữa và đứng tự do trong chén chận nên nó sẽ tự do xoay theo chấn động khi động cơ nổ. Chụp bảo vệ Móng hãm ĐuôI xu páp Vòng giảm rung Cần mở 15 a) Hệ thống xoay tự do b) Hệ thống xoay cưỡng bức Hình 3- 4. Các biện pháp làm xoay xu páp  Hệ thống xoay xu páp cưỡng bức Hình (3- 4b) trình bày cấu tạo hệ thống xoay xu páp cưỡng bức. Vành bọc bao quanh bệ lò xo, lò xo xu páp tựa lên vành, đệm đàn hồi nằm trong vành bọc và tựa lên các viên bi và các lò xo hồi vi. Bi và lò xo nhỏ được bố trí trong khoang đáy dốc nghiêng của bệ. Khi con đội đi lên, vít nâng xu páp và tác động một lực lên vành bọc làm cho đệm ấn các viên bi lăn xuống đáy nghiêng của khoang chứa. Chính nhờ tác dụng này của các viên bi buộc xu páp phải xoay một góc độ. Sau khi xu páp đóng, các lò xo hồi vị lại đẩy các viên bi về vị trí cũ chuẩn bị xoay xu páp cho lần mở tiếp theo. 1.2. Đế xu páp a. Công dụng Đế hay bệ xu páp đặt chỗ tiếp xúc với đầu xu páp ở cửa nạp hoặc cửa xả. Khi xupap đóng, mặt xupap và đế xupap được ép khít với nhau, giữ kín khít cho buồng đốt. Đế xupap cũng có tác dụng truyền nhiệt từ xupap sang nắp máy làm mát xupap. b. Điều kiện làm việc - Trong quá trình làm việc, đế xu páp tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên chịu áp lực rất lớn và nhiệt độ cao, nhất là đối với đế xu páp xả. - Va đập mạnh với đầu xu páp - Bị ăn mòn hoá học và mài mòn do tốc độ lưu động của dòng khí qua . c. Vật liệu chế tạo Đế xu páp thường được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc gang trắng. Đĩa lò xo Chén chận Con đội Đệm đàn hồi Lò xo hồi vị Bi tựa Vành bọc Xu páp 16 d. Cấu tạo Đế xu páp có cấu tạo hình trụ rỗng và ngắn, có miệng hình côn được mài nhẵn bóng và tiếp xúc mặt côn ở đầu xu páp. Bề mặt tiếp xúc của đế xu páp thường có ba góc khác nhau (hình 3- 5d) để cho đế và đầu tiếp xúc tốt. Mặt côn của đế xu páp thường là 450 và lớn hơn mặt côn ở đầu xu páp khoảng 0,5 – 10 với hai mục đích: - Cho đế và đầu tiếp xúc ở vòng mép ngoài để mặt côn không bị tác dụng của dòng khí. - Trường hợp đầu xu páp bị bến dạng thì đế và đầu xu páp vẫn tiếp xúc tốt. Đế xu páp có thể làm liền với thân máy hoặc nắp máy, nhưng phổ biến nhất là đế xu páp làm rời sau đó lắp vào thân máy, hoặc nắp máy. Hình 3- 5. Cấu tạo đế xu páp Đối với thân máy hoặc nắp máy bằng hợp kim nhôm, đế xu páp nạp và đế xu páp xả đều được làm rời thân máy. Còn đối với thân máy và nắp máy làm bằng gang thì chỉ làm đế rời cho xu páp xả. Đế xu páp làm rời được hãm vào trong thân máy hoặc nắp máy có thể bằng các biện pháp sau: - Nhờ có các rãnh vòng và kim loại biến dạng khi ép (hình 3- 5a). - Nhờ tính tự hãm của bề mặt côn (hình 3- 5b). - Nhờ kết cấu khoá do nung nóng ống sau khi lắp (hình 3- 5c). 1.3. Ống dẫn hướng xu páp. a. Công dụng Ống dẫn hướng hay còn gọi là ghít xu páp, có công dụng dẫn hướng cho xu páp chuyển động lên xuống để thực hiện quá trình đóng mở cửa nạp, cửa xả của động cơ. b. Điều kiện làm việc ống dẫn hướng làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, ma sát lớn, bôi trơn và làm mát khó khăn. c. Vật liệu chế tạo a) c) d) b) 17 ống dẫn hướng thường được chế tạo bằng gang, bằng đồng hoặc hợp kim nhôm. d. Cấu tạo Để dễ gia công, sửa chữa và thay thế cũng như có thể dùng vật liệu tốt nhằm tăng tuổi thọ, ống dẫn hướng xu páp thường được chế tạo rời và được ép chặt vào lỗ ở nắp máy (hệ thống phân phối khí xu páp đặt) hoặc thân máy (hệ thống phân phối khí xu páp treo). ống dẫn hướng xu páp có cấu tạo đơn giản là hình trụ rỗng, mặt trong được gia công nhẵn bóng. Để dễ lắp ghép ống dẫn hướng có vát mặt đầu (Hình 3- 6a) hoặc có độ côn nhỏ khoảng 1/100 mm. Bề mặt ngoài của ống có gờ định vị khi lắp ép vào thân .,máy hoặc nắp máy (Hình 3- 6b). Mặt trong ống dẫn hướng được gia công chính xác, sau khi lắp ghép khe hở giữa xu páp và ống dẫn hướng rất nhỏ, khoảng 0,10 mm đối với xu páp nạp và 0,12 mm đối với xu páp xả. Chiều dày ống dẫn hướng vào khoảng (2,5 – 4 mm). Chiều dài ống dẫn hướng phụ thuộc vào đường kính nấm hay chiều dài của xu páp và thường vào khoảng (1,75 - 2,5 mm) dn. Trong đó: dn là đường kính nấm xu páp. ống dẫn hướng xu páp được bôi trơn bằng phương pháp té dầu từ giàn cần bẩy. Hoặc được bôi trơn bằng cuỡng bức bằng dầu có áp suất cao từ hệ thống bôi trơn. Để hạn chế dầu bôi trơn vào ống dẫn hướng tránh hiện tượng dầu bị cháy tạo thành muội than làm kẹt xu páp trong ống dẫn hướng và giảm tiêu hao dầu bôi trơn, ở một số động cơ đuôi xu páp có chụp đậy bằng thép hay chụp cao su. a) b) Hình 3- 6. ống dẫn hướng xu páp 1.4. Lò xo xu páp. a. Công dụng Lò xo xu páp có công dụng giữ cho xu páp ở trạng thái đóng cửa nạp, cửa xả. 18 b. Điều kiện làm việc Trong quá trình làm việc, lò xo xu páp chịu lực căng, lực xoắn ban đầu còn chịu tải trọng thay đổi đột ngột có tính chất chu kỳ trong quá trình xu páp đóng mở. c. Vật liệu chế tạo Lò xo thường được chế tạo bằng thép cácbon, thép hợp kim và qua gia công nhiệt luyện. d. Cấu tạo Lò xo có dạng hình xoắn ốc hình trụ, hai vòng đầu quấn sát nhau và được mài phẳng để dễ lắp ghép. Số vòng lò xo từ 4 - 10 vòng. Bước xoắn có thể quấn giống nhau trên toàn bộ chiều dài. Lò xo có tính đàn hồi cao, cùng với các yếu tố khác tạo nên dao động . Khi biên độ dao động quá lớn sẽ gây ra các hậu quả nghiêm trọng như thay đổi quy luật làm việc của hệ thống phân phối khí, va đập và gãy lỗ xu páp. Vì vậy, để tránh hiện tượng cộng hưởng khi lò xo xu páp làm việc tức là làm cho hệ dao động có nhiều tần số khác nhau, thường có các biện pháp sau: - Dùng lò xo hình trụ có bước xoắn thay đổi, bước xoắn giảm dần về phía mặt tựa cố định lò xo. - Lò xo xoắn ốc hình côn (Hình 3- 7b). - Dùng nhiều lò xo có bước xoắn khác nhau lắp lồng vào nhau lò xo 1 lắp lồng trong lò xo 2. trong thực tế có thể dùng ba lò xo đồng thời cho một xu páp, chiều xoắn ốc của các lò xo thường ngược nhau để tránh bị kẹt khi làm việc. Dùng nhiều lò xo còn có ưu điểm là: ứng suất trên từng vòng lò xo nhỏ nên ít bị gãy. Mặt khác, khi một lò xo bị gãy, động cơ vẫn có thể làm việc được trong một thời gian ngắn mà xu páp không bị rơi xuống xi lanh (đối với hệ thống phân phối khí xu páp treo) gây ra hư hỏng lớn cho động cơ. Hình 3- 7. Các dạng lò xo xu páp 19 2. Quy trình sửa chữa 2.1. Sửa chữa xupap. a, Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng - Mặt nghiêng hay côn ở đầu xupáp bị mòn, cháy rổ, rạn nứt và bám muội than ..., làm cho xu páp bị rò hơi hay đóng không kín, nhất là xu páp xả. - Thân xupáp bị mòn ở mặt tiếp xúc ống dẫn hướng. Trong một số trường hợp thân xu páp còn bị cong do mặt tiếp xúc của lò xo không bằng phẳng. Động cơ để lâu ngày không dùng làm cho xu páp bị rỉ dính vào ống dẫn hướng, mặt nghiêng của đế xu páp không đồng tâm với thân xu páp. - Đuôi xu páp bị mòn do tiếp với đầu con đội hoặc cần mở, chịu va đập mạnh trong quá trinh hoạt động. b, Phương pháp kiểm tra phát hiện hư hỏng Khi xu páp bị mòn hay hư hỏng có thể kiểm tra bằng mắt thường, bằng kính phóng đại hoặc bằng dụng cụ đo như đồng hồ hay thước cặp. - Kiểm tra độ kín của xu páp Kiểm tra độ kín của xu páp bằng các phương pháp sau: - Làm sạch xu páp và đế xu páp , sau đó xoáy trơn giữa xu páp và đế, nếu có vết sáng đều cả chu vi mặt nghiêng với chiều rộng vết sáng từ 1 – 1,5 mm là độ kín đạt yêu cầu. - Dùng bút chì chì mềm vạch các đường cách đều nhau trên mặt nghiêng của đầu xu páp, nỗi vach cách nhau 2 mm, lắp xu páp vào đế xu páp và gõ nhẹ 3 – 4 lần, sau đó lấy xu páp ra quan sát, nếu các vết chì đều bị cắt đứt thì chứng tỏ xu páp kín. - Bôi một lớp bột đỏ lên mặt nghiêng ở vài ba điểm, lắp xu páp vào đế xu páp và xoáy 1/4 vòng, nếu có vết phẩm đều trên toàn bộ chu vi mặt trên mặt nghiêng, chứng tỏ xu páp kín. - Đối với xu páp treo có thể dùng dầu hoả để kiểm tra độ kín bằng cách: Lắp xu páp vào đế xu páp, sau đó cho dầu hoả vào ống hút và xả (hình 21 - 14 a), nếu sau 5 – 10 phút ở mặt tiếp xúc giữa xu páp và đế xu páp không bị rò dầu chứng tỏ độ kín của xu páp đạt yêu cầu. - Dùng không khí nén để kiểm tra (hình 21 - 14 b). Lắp buồng không khí của thiết bị vào vào bệ xu páp, sau đó bóp bóng cao su để đạt áp suất khoảng 0,6 – 0,7 kg/cm2 ở trong buồng không khí, nếu sau 30 phút mà trị số áp lực trên đồng hồ không giảm xuống là đạt yêu cầu. 20 Hình 3- 8. Kiểm tra độ kín của xu páp - Kiểm tra xu páp Dùng đồng hồ so để đo độ cong của xu páp, nếu độ cong 0,05mm là quá giới hạn cho phép. Dùng pan me đo ngoài để kiểm tra độ mòn thân xu páp. Dùng thước đo sâu để kiểm tra độ tụt sâu của xu páp. c, Phương pháp sửa chữa xu páp. - Sửa chữa mặt nghiêng ở đầu xupáp: Khi mặt nghiêng hoặc côn hay mặt tiếp xúc ở đầu xupáp bị mòn không đều hoặc bị cháy rỗ nhiều khi phải mài lại trên máy mài chuyên dụng theo góc độ quy định của nhà sản xuất, có thể là 300 hoặc 450. Trường hợp không có máy mài chuyên dùng có thề dùng máy khoan và giấy hay vải ráp để làm sạch vết cháy rỗ sau đó tiến hành rà. Dầu hoả A Nhìn theo A a) Kiểm tra bằng dầu hoả 1, 2. không đạt yêu cầu phảI rà lại 3. Tốt b) Kiểm tra bằng khí nén P Chụp đậy Đồng hồ áp suất Đường nối với bóng cao su Xu páp 21 + Trước khi rà phải cạo sạch muội than bám vào xupáp và đế xupáp rồi dùng xăng rửa sạch xupáp và đế xupáp, sau đó bôi một lớp bột rà mỏng lên mặt nghiêng đầu xupáp, lúc đầu dùng bột rà thô (hạt to), khi mặt nghiêng có một dải màu gio xám thì dùng bột mịn rà lại (hạt nhỏ) và dầu nhờn. Khi rà xu páp có thể tiến hành trên máy mài chuyên dụng hoặc dùng tay. Hình 3- 9 . Rà xu páp bằng tay Trường hợp rà xupáp bằng tay thường làm như sau: + Khi đầu xupáp không có rãnh : Dùng nấm cao su có lắp cán để hút xupáp. + Khi đầu xupáp có rãnh: Dùng tuanơvít hoặc khoan tay để rà. Muốn cho xu páp tự nẩy lên sau mỗi lần ấn xu páp xuống có thể dùng một lò xo mềm luồn vào thân xu páp . + Khi rà bằng bột rà mịn và dầu nhờn không nên xoay mà chỉ dập xu páp xuống, bảo đảm kết quả nhanh hơn. Muốn cho xupáp tự nẩy lên sau mỗi lần ấn xupáp xuống có thể dùng một lò xo nhỏ luồn vào thân xupáp. + Trong quá trình rà mỗi lần chỉ nên xoay xu páp 1/4 - 1/2 vòng, nhưng phải thường xuyên thay đổi vị trí rà để bột rà phân bố đều. Khi xoay về bên phải thì đè xu páp xuống, khi xoay ngược lại thì nhấc lên. Khi rà phải luôn kiểm tra, không được gõ nhịp, thời gian rà không nên quá dài, phải thường xuyên kiểm tra để tránh mài thành vệt rãnh sâu làm giảm tuổi thọ của xu páp. + Khi rà xong, yêu cầu mặt nghiêng ở đầu xu páp phải bóng láng, không có vết chỉ nào và có vết sáng nặng phía trong mặt nghiêng, bề rộng khoảng 1,5 - 2mm, đồng thời phải đảm 22 bảo độ kín của xupáp lúc tiếp xúc với đế. Độ kín của xu páp có thể tiến hành kiểm tra như đã hướng dẫn ở phần trên. - Sửa chữa thân xupáp bị cong: Khi thân xupáp bị cong thì phải nắn lại rồi mới mài, còn trường hợp chỉ bị mòn thì phải mài hoặc thay xupáp mới, đồng thời thay luôn cả ống dẫn hướng để bảo đảm khe hở lắp ghép. Khi sửa chữa, phải đảm bảo đường kính thân xu páp nằm trong giới hạn cho phép, độ cong trên chiều dài 100mm không được lớn hơn 0,03 mm, độ côn và độ ôvan không được lớn hơn 0,02 mm. Hình 3- 10. Mài đuôi xu páp - Sửa chữa đuôi xupáp: Khi mặt đầu hay mặt tiếp xúc của đuôi xupáp với con đội hoặc đòn gánh bị mòn một vẹt hoặc không bằng phải có thể mài lại. 2.2. Sửa chữa đế xu páp. a, Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng. - Đế hay bệ xu páp thường có những hư hỏng như: mặt tiếp xúc với xu páp bị mòn hoặc cháy rỗ, do chịu nhiệt độ cao, do tác dụng của dòng khí và do ăn mòn hoá học. - Đế xu páp bị nứt, vỡ do va đập mạnh với đầu xu páp. b, Phương pháp kiểm tra phát hiện hư hỏng: Khi đế xu páp bị mòn, cháy rỗ hặc nứt vỡ có thể kiểm tra bằng mắt thường. c, Phương pháp sửa chữa Đá mài Khối V Xu páp 23 - Khi đế xu páp bị mòn và cháy rỗ ít thì có thể tiến hành cạo sạch muội than bám vào , sau đó dùng xăng rửa sạch rồi rà trực tiếp với xu