Đồ án Tính toán, thiết kế hệ thống cơ cấu phân phối khí động cơ D9A

phun được nhiều hơn vào trong xylanh và kết quả là tăng cường công suất của động cơ mọt cách đáng kể. Bộ làm mát khí nạp hạ nhiệt độ của không khí xuống khoảng 1000C và nhờ đó tăng được khoảng 10% công suất. Mô men của động cơ cũng tăng và tiêu hao nhiên liệu cũng giảm. c) Mô tả: Hệ thống làm mát được thiết kế nhằm đạt những yêu cầu làm mát của những hãng xe làm việc trong môi trường có nhiệt độ từ 40 - 47 độ C , nó được dùng làm nguội các bộ phận trong xe như động cơ, phanh rà, hộp số, phanh chính Hệ thống làm mát bao gồm 2 mạch riêng rẽ : + Một hệ thống bao gồm làm mát khí nạp kiểu khí làm mát khí, nó có quạt thủy lực riêng được điều khiển điện căn cứ theo yêu cầu của khí nạp . + Một hệ thống khác gồm két nước làm mát bằng không khí với đường chất lỏng nóng vào và 2 đường chất lỏng nguội đi ra , quạt làm mát được điều khiển tốc độ theo nhiệt độ chất lỏng ở đầu ra .Hệ thống xử lý vấn đề làm nóng làm mát của xe độc lập với hệ làm nguội khí nạp . Quạt làm mát két nước điều khiển bởi một bơm thủy lực cho một hệ thống riêng có van cảm ứng tải . Điều này có nghĩa là bơm cung cấp cho quạt một tốc độ không đổi không phụ thuộc vào tải . * Hệ thống làm mát được chia làm 2 mạch: Mạch làm mát thứ nhất ( động cơ/ phanh rà ) Mạch này được kiểm soát bởi bộ điều khiển V-ECU căn cứ theo sự làm việc của van hằng nhiệt của động cơ. Mạch làm mát thứ hai (phanh chính/ biến mô) Mạch này được kiểm soát bởi bộ điều khiển V-ECU căn cứ theo sự làm việc của van hằng mạch. d) Lưu thông của nước làm mát, mô tả: Nước được bơm vào trong động cơ qua một ống tới một kênh phân phối bên sườn block xylanh. phần lớn nước làm mát được đẩy lên qua khe của bộ mát dầu động cơ, một phần còn lại được đẩy vào các áo nước phía dưới xylanh. Sau khi qua két làm mát dầu máy, nước được chia theo những ống tới phần áo nước phía trên của xylanh và sau đó đến nắp máy. Nắp máy cũng nhận lượng nước trở về từ áo nước phía dưới xylanh, phần nước này vào nắp máy theo những vòi phun. Vòi phun dẫn nước thẳng vào làm mát đường khí xả và áo vòi phun, trước khi đến van hằng nhiệt nó đến két làm mát phanh rà nước đều quay về bơm hoặc bộ tản nhiệt qua piston van hằng nhiệt đặt ở phía đầu trước của nắp máy. 3.6. Hệ thống truyền động lực. Hình 1-12 :Sơ đồ hệ thống truyền động của xe volvolàm mát Động cơ . Bánh đà có trích công suất . Hộp số . Cầu trước . Hộp số phụ . Trục công suất . Cầu xe phía trước . Cầu xe phía sau . - Lượng dầu trong hộp số luôn được kiểm soát bởi hệ thống điện tử và phải luôn đảm bảo mức dầu đủ mỗi khi kiểm tra lại nhiệt độ làm việc khoảng 700C Chú ý : Nếu ít dầu quá thì làm hộp số hoạt động sai khác và làm hỏng hộp số nếu nhiều dầu quá thì làm dầu bị sủi bọt gây nhiệt độ cao trong hộp số .Chu kì thay dầu mỗi giờ là 1000 giờ và thay cả 3 bầu lọc mỗi khi thay dầu và độ nhớt của dầu phải theo nhiệt độ môi trường thỏa mãn. Số lượng dầu thay thế là khoảng 47 lít kể cả đổ vào các bầu lọc Thay dầu cầu trước : 55 lít Thay dầu cầu sau : 55 lít Thay dầu cầu giữa : 56 lít Phần II giới thiệu chung cơ cấu phối khí động cơ d9a 2.1.Giới thiệu một số cơ cấu phối khí của động cơ D9A : Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí: Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí trong động cơ ở thời điểm nhất định, nó có nhiệm vụ đóng mở các cửa nạp và cửa thải đúng lúc để nạp đầy không khí (hoặc hỗn hợp ) vào trong xylanh động cơ và thải sạch khí thải từ động cơ ra ngoài. Để đảm bảo cho động cơ làm việc được liên tục trong quá trình thay đổi khí trên, thì cơ cấu phối khí cần có những yêu cầu sau. - Đóng mở đúng thời gian qui định. - Đóng kín xupap nạp, thải không tự động mở để khí xả quay ngược trở lại trong xy lanh. - ít mài mòn, tiếng ồn. - Đơn giản, dễ chế tạo, điều chỉnh và sửa chữa. - Giá thành rẻ. + Phân loại cơ cấu phân phối khí. Cơ cấu phối được chia ra làm ba loại chính sau: - Cơ cấu phối khí dùng xupáp. - Cơ cấu phối khí dùng van trượt. - Cơ cấu phối khí hỗn hợp. Cơ cấu phối khí dùng van trượt do đặc điểm cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao, nên ngày nay ít được dùng. Vì vậy ngày nay thường dùng các loại cơ cấu phối khí sau: Cơ cấu phối khí dùng xupáp (xupáp nạp, thải), dùng trên động cơ bốn kỳ. Cơ cấu phối khí dùng piston để đóng mở cửa nạp, cửa thải, được dùng trên động cơ hai kỳ (quét vòng, quét thẳng). Cơ cấu phối khí hỗn hợp dùng cửa nạp và xupáp thải trên động cơ hai kỳ quét thẳng. Sau đây chỉ tìm hiểu về cơ cấu phối khí dùng xupáp. 2.1.1. Kết cấu của cơ cấu phối khí dùng xupáp. + Phương án bố trí xupáp. - Đối với động cơ đối trong dùng xupáp có hai phương án bố trí xupáp: Bố trí xupáp đặt và bố trí xupáp treo. - Tất cả các động cơ Diezel đều bố trí xupáp treo, vì bố trí xupáp treo có dung tích buồng cháy, nhỏ gọn, nên tỷ số nén cao. - Với động cơ xăng thì có thể vừa dùng xupáp đặt, vừa dùng xupáp treo. + Ưu nhược điểm của cơ cấu phối khí dùng xupáp treo. - Ưu điểm: Tạo được kết cấu buồng cháy gọn, tỷ số F/V nhỏ dẫn đến giảm được tổn thất nhiệt. Dễ dàng bố trí đường nạp, thải được thanh thoát dẫn đến sức cản lưu động nhỏ. - Nhược điểm: Dẫn động xupáp phức tạp, làm tăng chiều cao động cơ. Kết cấu nắp máy phức tạp, khó đúc. Do nhiều ưu điểm nên ngày nay đại bộ phận động cơ đều dùng kết cấu xupáp treo. + Ưu nhược điểm cơ cấu phối khí dùng xupáp đặt: - Ưu điểm: Chiều cao động cơ giảm, kết cấu nắp xy lanh đơn giản, dễ chế tạo Dẫn động xupáp đơn giản. - Nhược điểm: Kết cấu buồng cháy không gọn, diện tích truyền nhiệt lớn dẫn đến tổn thất nhiệt của động cơ cao, tiêu hao nhiên liệu nhiều, giảm tính cường hoá của động cơ đồng thời khó nâng tỷ số nén. Vì vậy cách bố trí xupáp đặt ngày nay ít được dùng trên động cơ đốt trong. + Cách bố trí xupáp nạp, thải trên cùng một xy lanh cũng khác nhau. Có thể bố trí một dẫy hoặc hai dẫy. Khi bố trí từng cặp các xupáp cùng tên, thì các xupáp có thể dùng chung đường nạp. Cách bố trí xupáp phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của buồng cháy. Thường động cơ Diesel có đường kính xy lanh <120 mm thường bố trí hai xupáp (1 xả, 1 nạp). Nhưng những động cơ có đường kính xylanh lớn hơn 150mm, thường bố trí bốn xupáp (2 nạp, 2 thải hoặc 3 nạp, 1 thải ). + Đối với động cơ xăng bố trí đường nạp, đường thải cùng phía, mục đích để tận dụng nhiệt khí xả để sấy nóng khí nạp mới, nhằm tăng hệ số nạp cho động cơ. Với động cơ Diesel thì ngược lại, bố trí đường nạp thải về hai phía. + Phương án bố trí trục cam. Dẫn động trục cam thường dùng 1 trong các kiểu sau: - Dẫn động bằng bánh răng răng thẳng, răng nghiêng. - Dẫn động bằng xích răng hoặc bằng đai răng. - Dẫn động bằng hệ thống bánh răng côn. - Dẫn động bằng xích. Hai kiểu đầu thường dùng cho động cơ có trục cam đặt trên thân hoặc hộp trục khuỷu. Hai kiểu sau dùng cho động cơ có trục cam đặt trên nắp máy, nhưng ngày nay vẫn có nhiều động cơ bố trí trục cam trên nắp máy nhưng dẫn động bằng đai hoặc xích răng. Phương án dẫn động bằng bánh răng (thẳng hoặc nghiêng), có ưu điểm kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. Nhược điểm là không bố trí dẫn động trục cam ở xa trục khuỷu. Phương án dẫn động bằng xích răng có ưu điểm gọn nhẹ, hệ dẫn động trục cam ở khoảng cách xa trục khuỷu. Tuy phương án này có nhược điểm là giá thành chế tạo đắt, sau một thời gian làm việc xích bị dão gây sai lệch về pha phối khí. Để khắc phục hiện tượng này, phải cơ cấu làm căng xích, dẫn hướng cho xích đảm bảo trong quá trình làm việc. 2.1.2. Cơ cấu phối khí của động cơ D9A: Cũng như cơ cấu phối khí của các động cơ khác, cơ cấu phối khí của động cơ D9A làm nhiệm vụ trao đổi khí trong quá trình động cơ làm việc, thải sạch khí thải và nạp đầy khí nạp vào trong xylanh động cơ. Động cơ D9A dùng cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo. Cơ cấu phối khí này có ưu điểm là giảm được tổn thất nhiệt của động cơ vì buồng cháy gọn nên diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ, kết cấu đường nạp, đường thải đơn giản nên giảm được tổn thất khí động học. Việc dẫn động xupáp trong cơ cấu phân phối khí của động cơ D9A được dẫn động bằng trục cam qua hệ thống con đội, đòn gánh, cầu xupáp và tới xupáp. Trục cam được đặt trên nắp máy và được dẫn động bởi trục khuỷu qua hệ thống bánh răng đặt phía sau động cơ. Trong mỗi một xylanh động cơ được bố trí 4 xupáp 2 thải và 2 nạp, các xupáp trong tất cả các máy của động cơ được bố trí thành hai dẫy và đường tâm hai lỗ xupáp cùng tên đặt nghiêng xo với đường tâm các xylanh là 120 để cho sự lưu thông khí được rễ ràng và chúng được bố trí như sau: 2.1.3. Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phối khí D9A : Cơ cấu phân phối khí của động cơ D9A dùng cơ cấu xupáp treo,trục cam nằm ở phía trên. Đường thải và nạp đi từ hai phía khác nhau . Có 4 xu páp cho mỗi xi lanh ( 2 xả 2 hút ) trục cam được dẫn động bằng hệ thống bánh răng đặt phía sau động cơ . Các chi tiết : 1- Đĩa lò xo. 2- Lò xo. 3- ống dẫn hướng. 4- Xupáp. 5- Đế xupáp. 6- Trục cam. 7- Con đội - con lăn. 8- Trục con đội - con lăn. 9- Bạc . 10- Trục cò mổ. 11- Cò mổ . 12- Vít điều chỉnh . 13- Đầu nối của cò mổ . 14- Con trượt. 15- Cầu xupáp 16- Móng hãm đĩa lò xo. Hình 2-1 : Sơ đồ cơ cấu phối khí động cơ D9A. 2.1.4. Thời điểm pha phối khí : Thời điểm pha phối khí là thời điểm mở hoặc đóng xupáp được thể hiện bằng góc quay trục khuỷu so với các điểm chết và được tính bằng độ. Nhằm mục đích thải sạch khí thải và nạp đầy khí nạp mới thì xupáp thải và nạp phải có các góc mở sớm và đóng muộn hợp lí. ĐCT ĐCD Hình 2 - 2 : Đồ thị pha phối khí 2.2. Kết cấu các chi tiết trong cơ cấu phối khí : 2.2.1.Xu páp : Xupáp là chi tiết trực tiếp đóng mở các cửa hút và cửa xả do đó trong quá trình làm việc xupáp chịu tải trọng cơ học và chịu tải trọng nhiệt lớn. Nhiệt độ của xupáp thải phải chịu thường cao hơn so với xupáp nạp, vì xupáp thải tiếp xúc trực tiếp với khí cháy. Trong động cơ xăng nhiệt độ của xupáp thải đạt 800 á 8500C, ở động cơ diêsel nhiệt độ của nó đạt 500 á 6000C. Còn xupáp nạp nhờ dòng khí nạp làm mát nên nhiệt độ chỉ đạt 300 á 4000C. Lực khí thể tác dụng lên bề mặt nấm, có thể lên tới (1,3 á15) MPa và chịu tải trọng va đập lớn giữa bề mặt nấm và đế. Động cơ D9A xupáp thải được chế tạo từ thép 40X9Cr2 và xupáp nạp được chế tạo từ thép 45 nhằm tăng khả năng chịu nhiệt cho xupáp thải, chống lại được sự ăn mòn ở nhiệt độ cao, sức bền cơ học đảm bảo. Về mặt kết cấu: Xupáp được chia làm 3 phần: Phần nấm, phần thân và phần đuôi. + Nấm xupáp: Phần quan trọng nhất của nấm là bề mặt làm việc b và góc nghiêng của nấm .ở động cơ D9A góc nghiêng của nấm ở xupáp nạp bằng 450 và ở xupáp thải bằng 450, xupáp nạp có đường kính nấm lớn hơn xupáp thải. Để tránh hiện tượng nấm bị mòn thành rãnh trên bề mặt và để thuận tiện khi sửa chữa ở động cơ D9A đế xupáp được làm mềm hơn nấm và khi đó chiều rộng b của nấm sẽ lớn hơn bề rộng b của đế xupáp, ở động cơ D9A cả xupáp nạp và xupáp thải đều có kết cấu nấm bằng nhằm bảo đảm mặt tiếp xúc với khí nóng là nhỏ nhất và các xupáp đều được làm đặc. +Thân xupáp: Xupáp nạp có đường kính bằng 7,8 và xupáp thải bằmg 6,8 mm. Phần thân có nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho nấm xupáp, phần chuyển tiếp giữa thân và nấm có bán kính lượn R7,8 đối với cả xupáp nạp và xupáp thải. + Đuôi xupáp: Đuôi có kết cấu mặt côn để lắp đĩa lò xo xupáp và móng hãm, trên bề mặt tiếp xúc với cò mổ được duy trì độ cứng 30 á 37 HRC. Hình 2 - 3 : Sơ đồ kết cấu xu páp 2.2.2. ống dẫn hướng của xupáp: ống dẫn hướng có nhiệm vụ dẫn hướng xupáp, ống đẫn hướng của cả 2 xupáp đều có kết cấu như nhau đều là hình trụ rỗng, vật liệu chế tạo là thép cacbon. Để lắp ráp dễ dàng bề mặt ngoài của ống có độ côn nhỏ. Đường kính trong của ống được gia công chính xác sau khi lắp. Bôi trơn ống dẫn hướng xupáp bằng vung té dầu từ dàn cò mổ. Hình 2- 4 : Sơ đồ ống dẫ hướng xu páp 2.2.3. Đế xupáp: Đế xupáp của động cơ D9A được ép với nắp máy do đó nó có thể thay thế khi bị mòn. Đế không được ép sát đáy mà để một khe hở nhỏ 0,04mm. Như thế sau này nếu đế bị lỏng ra, ta có thể đóng lụt sâu xuống hơn để lắp chặt hơn. Mặt ngoài của đế có độ côn và tiện rãnh đàn hồi để lắp cho chắc. Hình 2 - 5 : Sơ đồ đế xu páp 2.2.4. Lò xo xupáp: Lò xo xupáp có nhiệm vụ đảm bảo cho xupáp đóng kín và chuyển động theo đúng quy luật của cam phối khí. Động cơ D9A dùng 1 lò xo hình trụ cho 1 xupáp nạp. 2 lò xo hình trụ cho 1 xupáp thải và 2 lò xo này có chiều xoắn khác nhau. Dùng nhiều lò xo có tác dụng như sau: - ứng suất xoắn trên từng lò xo nhỏ so với khi chỉ dùng một lò xo. Vì vậy ít khi bị gẫy lò xo. - Tránh được hiện tượng cộng hưởng do các vòng đều có tần số dao động tự do khác nhau. - Khi một lò xo bị gẫy, động cơ vẫn có thể làm việc an toàn một thời gian ngắn vì xupáp không rơi tụt xuống xylanh Hình 2 - 6 : Lò xo xupáp. Về mặt kết cấu thì lò xo ngoài có đường kính lớn hơn (hình 1.5). 2.2.5. Trục cam: Trục cam dùng để đóng mở xupáp theo một quy luật nhất định. Trục cam D9A được đặt trên nắp máy. Về kết cấu trục cam của D9A có những phần chính đó là: 7 cổ trục, 6 vấu cam nạp, 6 vấu cam thải , 6 vấu cam nhiên liệu và 1 ngõng trục, trên ngõng trục có phay rãnh then bán nguyệt để định vị bánh răng dẫn động. Cam được đỡ trên 7 gối đỡ trong có lắp bạc và hai ổ hai đầu có nhiệm vụ như ổ chặc dọc trục. Biên dạng cam là cam mở rộng cung đỉnh và có góc lệch đỉnh cam của 2 cam cùng tên của 2 xylanh làm việc liên tiếp là jc=0 và góc lệch giữa cam nạp và cam thải cùng một xylanh là j ==1100 Hình 2 - 7 : Truc cam góc công tác của cam nạp là jctn = .(1800 + 200 + 600) =1300 góc công tác của cam thải là jctt = .(1800 + 600 + 200) =1300 Các mặt cam được gia công với mặt phẳng đối xứng của rãnh then làm chuẩn. Vật liệu chế tạo trục cam là thép C45. Các bề mặt ma sát của cam và cổ trục cam đều được tôi cao tần đạt độ cứng từ 54 á 62HRC. 2.2.6. Đòn bẩy: Đòn bẩy là chi tiết liên động giữa trục cam cầu xupáp, lắp vít điều chỉnh khe hở nhiệt đầu tiếp xúc với cầu xupáp (đối với nạp) và điều chỉnh trên cầu xupáp (đối với thải). Đối với đòn bẩy của đường thải thì to hơn so với bình thường vì nó còn để lắp thêm các chi tiết để tham gia vào hệ thống phanh động cơ: van một chiều, pittông thuỷ lực chỗ tiếp xúc với cầu xupáp. Đòn bẩy được lắc quanh trục rỗng đặt trên nắp máy. Đòn dẩy được đúc bằng thép C45. Hình 2 - 8 : Đòn bẩy của hệ thống nạp và thải. 2.2.7. Bạc lăn: Bạc lăn là chi tiết trung gian truyền chuyển động từ cam đến đòn bẩy đến xupáp. Động cơ D9A dùng bạc lăn hình trụ rỗng có bán kính ở mặt ngoài phần tiếp xúc với cam là R=13,8 mm. Nó được chế tạo từ thép cácbon C20.Tôi đạt độ cứng từ 55á62 HRC. Hình 2 - 9 : Bạc lăn 2.3. phanh động cơ (VEB): Mô tả : VEB là viết tắt (Volvo enginebrake) có nghĩa là phanh động cơ Volvo . Phanh động cơ bao gồm hai hệ thống phanh khác nhau : 1. Phanh khí xả EPG (viết tắt của từ tiếng Anh có nghĩa kiểm soát áp xuất động cơ). Bộ điều áp khí xả gồm một van bướm đặt trên đường ống xả sau tăng áp. Van bướm này được nối với một pittông điều khiển có thể cản dòng khí xả. Tác dụng phanh đạt được trong chu trình xả do tăng áp suất trên đỉnh pittông do khí xả không được tự do thoát ra ngoài. 2. Phanh nén VCB ( viết tắt của từ tiếng Anh có nghĩa Phanh nén Volvo) . Về nguyên lý, VCB làm việc như sau: Trong các chu trình nén và xả, việc mở các xupáp xả được điều khiển sao cho áp suất dư tạo ra trong buồng đốt do cách mở xupáp này gây nên hiệu ứng phanh trên trục khuỷu. Trên trục cam của động cơ có phanh nén VCB, vấu cam xả có thêm 2 đỉnh phụ ngoài đỉnh chính . Chiều cao của các đỉnh cam phụ rất nhỏ so với cam xả chính . Để những đỉnh cam phụ này qua cò mổ có thể mở xupáp xả và trên cò mổ có một thiết bị làm cho khe hở xupáp bị triệt tiêu trong giai đoạn VCB làm việc. Hoạt động của VCB : - Khi không được kích hoạt: thì các van thuỷ lực ở trạng thái làm cho dầu vào hai xylanh van bướm chỉ có 2 bar không đủ để đẩy pittông để cho hai van bướm đóng đường xả của động cơ. Vì vậy khí xả vẫn thuận lợi đi qua, do đó động cơ hoạt động bình thường như không trang bị (EPG). - Khi phanh được kích hoạt: cảm biến chân phanh nhận tín hiệu và đưa đến bộ E_ECU sử lý và sau đó tậo tìn hiệu để điều khiển hai van thuỷ lực trong hệ thống phanh này. + khi kích hoạt ở chế độ thấp (<50% chân phanh) thì cảm biến nhận tín hiệu và đưa qua bộ E_ECU sau đó tín hiệu đưa ra chỉ điều khiển một van thuỷ lực để cho áp suất vào xylanh của một van bướm là 8bar đủ để đẩy xylanh thuỷ lực cho van bướm đóng lại nhưng con một van áp suất nhận được chỉ 2bar nên kkhông có hiệu quả, vì vậy phạh không đạt hết hiệu quả của nó. Khi đã kích hoạt 100% phanh thì cả hai van bướm đều đóng, vì vậykhí xả không thoát ra ngoài nhiều nên hiệu qủa phanh đạt được hiệu quả cao nhất. - Van điều khiển phanh nén: Van điều khiển được đặt trên nắp máy, dưới nắp xupáp. Chức năng của van là điều khiển áp suất dầu trong cơ cấu cò mổ. Đường dầu vào (1) của van điều khiển từ đường dầu khoan giữa nắp máy và blốc nối với hệ thống bôi trơn của động cơ và luôn có đủ áp suất của hệ thống . Đường ra (2) nối với trục của cò mổ theo một đường ống. Phanh nén VCB được kích hoạt bởi van điện từ (3). A: Van được vẽ trong quá trình làm việc bình thường (VCB chưa kích hoạt). áp suất dầu ra được giảm còn 1 bar khi pittông van ở vị trí cân bằng giữa một phía là lực của lò xo và phía đối diện là áp suất dầu. Một áp suất cỡ 1 bar là đủ để bôi trơn các gối đỡ trục cam và cơ cấu cò mổ. B: Khi van điện từ được kích hoạt (VCB được kích hoạt) cửa xả được mở, lực của lò xo thắng thế đẩy pittông về phía bên trái. Toàn bộ đường dầu ra lúc này được mở, áp suất dầu trên trục cò mổ tăng và phanh nén được kích hoạt. - Cò mổ xupáp xả: Cò mổ xupáp xả của động cơ trang bị VCB có kích thước lớn hơn cò mổ động cơ truyền thống. Trong cò mổ có một van một chiều và một pittông với một van giới hạn áp suất, chức năng của những chi tiết đó là kiểm soát dòng dầu trong quá trình phanh nén. Cò mổ được giữ ở trạng thái nghỉ bởi lò xo lá. Khe hở xupáp lớn hơn khe hở ở một động cơ không có VCB vì cam giảm áp và cam nạp không được mở xupáp xả khi động cơ nổ ( động cơ D9A trang bị VCB có khe hở 1,6 trong khi đó động cơ D10B không trang bị VCB thì khe hở chỉ có 0,5mm) Việc điều chỉnh khe hở được thực hiện với tối đa hai lá căn đặt trên cầu xupáp. Trong mỗi cò mổ, có một van một chiều (2) và một pittông thuỷ lực (3). Để giữ cho cò mổ luôn tiếp xúc với cầu xupáp, có một lò so lá (1) lắp bằng bulông với trục cò mổ. Khe hở giữa cò mổ và cầu xupáp được điều chỉnh bằng căn (4) với sai số trong khoảng 0,05mm. Tối đa dùng tới 2 căn để điều chỉnh cho một cầu xupáp. Van một chiều gồm có pittông (7) được đẩy bởi lò xo (8) và một van bi (6) đẩy bởi lò xo (5). Pittông thuỷ lực được phân loại dung sai khi chọn lắp với cò mổ tương ứng, và vì thế không được đổi lẫn giữa pittông với cò mổ. Để tránh lực quá lớn trong cơ cấu xupáp, có van giới hạn áp suất (9) nằm trong pittông cò mổ. Nó mở và xả bớt dầu qua một kênh dẫn ở phía dưới của pittông do áp suất trở nên quá lớn. + Van một chiều: Có một van một chiều trong cò mổ, nó gồm một pittông (1), lò so (2) và viên bi (3). Khi dầu từ trục cò mổ được ép vào van, chuyển động của pittông được xác định bởi lực lò so và áp suất dầu. Khi áp suất dầu thấp khoảng 1 bar (van điều khiển ở vị trí cho động cơ làm việc bình thường), pittông (1) sẽ không di chuyển khỏi vị trí của nó chừng nào áp suất dầu chưa thắng lực của lò so. Pittông vẫn giữ viên bi (3) cách xa khỏi cối của nó và dầu có thể chảy tự do qua van về hai phía. Khi van điều khiển chuyển sang vị trí phanh nén, áp suất dầu tới van một chiều tăng. Lò xo của van một chiều được thiết kế sao cho khi áp suất vượt quá 2 bar, áp suất dầu sẽ thắng lực lò xo và pittông (1) di chuyển lên cao và không tì vào viên bi (3) nữa. Lò xo (5) ép viện bi vào cối và dầu bị nhốt trong khoang pittông (4) không thể qua bi (3), thay vào đó áp suất dầu cao được tạo thành phía trên pittông (4). Hình 2 - 10 : Van một chiều + Pittông cò mổ: Chức năng của pittông cò mổ là thiết lập khe hở xupáp bằng 0 khi phanh nén làm việc. Cò mổ khi động cơ làm việc bình thường: Trong khi động cơ làm việc, khi trục cò mổ nhận một áp suất dầu đã giảm từ van điều khiển, van một chiều của cò mổ ở trạng thái mở. Dầu có thể chảy về cả hai phía qua van một chiều và không có áp suất dầu giữa pittông cò mổ và cò mổ. Khe hở xupáp được điều chỉnh đủ lớn để cam xả áp và cam nạp không làm cho xupáp xả bị mở. Cơ cấu xupáp vận hành tương tự như ở động cơ không có VCB và chỉ có cam xả mới có thể mở xupáp xả. Cò mổ cho phanh nén: Trong lúc phanh nén, trục cò mổ được cung cấp áp suất dầu cao ít nhất là 2 bar, vì van điều khiển không làm giảm áp suất. áp suất dầu ở van một chiều của cò mổ trở nên lớn đến mức độ pittông van một chiều di chuyển và viên bi lúc này đóng vai trò của van một chiều. Một áp suất đươc thiết lập giữa cò mổ và pittông cò mổ. Pittông được đẩy ra và ép con lăn tì lên cam. Khi khe hở xupáp bằng 0, chiều cao nâng của cam xả áp và cam nạp là đủ lớn để mở xupáp xả. Pittông cò mổ được kết cấu một van giới hạn áp suất. Khi áp suất giữa cò mổ và pittông cò mổ quá cao, van giới hạn áp suất sẽ mở và dầu có thể qua van chảy thoát qua lỗ nhỏ phía đáy pittông. áp suất mở của van giới hạn được quyết định bởi lực lò xo. Kích hoạt VEB VEB được kích hoạt hiệu quả 100% khi có đủ điều kiện sau đây: - Công tắc phanh động cơ SW2503 ở vị trí ON. - Tốc độ động cơ>1100v/p. - Nhiệt độ động cơ ở 700C. - Đạp bàn đạp phanh chính. - Bỏ chân ga hoàn toàn. VEB cũng được kính hoạt mỗi khi đạp bàn đạp phanh rà. Khi VEB được kích hoạt, van bướm của bộ điều tiết áp suất khí xả( EPG) đóng với áp suất trong xylanh là 7,5 bar, đồng thời van điện từ mở ra để cho van điều khiển cung cấp toàn bộ áp suất dầu cho cò mổ xupáp xả và vì thế VEB hoạt động, có nghĩa là cả phanh khí xả và phanh nén. Với điều kiện VEB được kích hoạt hiệu quả 20%: - Công tắc phanh động cơ SW2503 ở vị trí ON - Tốc độ động cơ> 1100v/p - Nhiệt độ động cơ ở 700 - Bỏ chân ga. Phần Iii Tính toán và Kiểm nghiệm cơ cấu phối khí động cơ d9a 3.1. Xây dựng biên dạng cam : Những thông sỗ cơ bản của cơ cấu phối khí động cơ Xupáp nạp: Đường kính họng đế xupáp nạp, dh1= 32 mm Đường kính lớn nhất của mặt nấm, dn1= 36mm Đường kính thân xupáp, dt1= 7,8 mm Góc nghiêng của mặt nấm, a= 450 Xupáp thải: Đường kính họng đế xupáp thải, dh2= 28 mm Đường kính lớn nhất của mặt nấm, dn2= 32mm Đường kính thân xupáp, dt2= 6,8 mm Góc nghiêng của mặt nấm, a= 450 Trục cam và biên dạng cam: Đường kính trục cam, dc= 43,5 mm Đường kính cổ trục cam, dct= 60mm Chiều dài trục cam, lc= 1105 Bề rộng mặt cam b= 25mm Bán kính lưng cam : R1= dc/2 + (0,5…1) = 43,5/2 + 0,75 = 22,5mm Góc mở rộng đỉnh cam f= 200 Bán kính đỉnh cam r1= R1 + hcđmax= 22,5 + 7,78 = 30,28mm Góc mở sớm đóng muộn của cam nạp: a1= 200; a2= 600 - Góc mở sớm đóng muộn của cam thải: b1= 600; b2= 200 Góc công tác của cam nạp và cam thải: jctt= jctn= (180 + 60 + 20)/2= 1300 Góc lệch giữa hai đỉnh cam cùng tên của hai xilanh làm việc kế tiếp nhau: j1= dk/2= 1200/2= 600 Góc lệch giữa hai đỉnh cam nạp và thải: j = q/2 = (360-a1+ a2+ b1- b2)/2 = (360- 200+ 600+ 600- 200)/2 = 1100 Hành trình lớn nhất của con đội: Tỷ số đòn bẩy:i = lxp/lc = 67,1/40,2 = 1,67 mà hxp/hcđ = lxp/lc vậy hcđmax = hxpmax/1,67 = 7,78 3.1.1. Xác định biên dạng của cam Biên dạng của cam phải đảm bảo cho cơ cấu phối khí có trị số “ Thời gian tiết diện ’’ là lớn nhất, nghĩa là khả năng lưu thông khí được tốt nhất. Biên dạng cam phải thích hợp để khi làm việc chuyển tiếp giữa các cung có gia tốc dương, âm là nhỏ nhất. Dạng cam tiếp tuyến mở rộng cung đỉnh có trị số “ Thời gian tiết diện ’’ nhỏ nhất gia tốc khi mở và khi đóng xupáp cũng nhỏ nhất nhưng gia tốc âm thì lại có trị số tuyệt đối lớn nhất. Thường có hai phương pháp xác định: + Phương pháp 1: Chọn quy luật chuyển động của con đội, rồi từ đó tính toán thiết kế dạng cam. Phương pháp này có thể thực hiện cho bất kỳ động cơ nào ta cho là hay nhất như các quy luật chuyển động có gia tốc đóng mở là nhỏ, quy luật hình sin, cos… nhược điểm của phương pháp này là chế tạo biên dạng cam rất phức tạp. + Phương pháp 2: Định dạng sẵn trước biên dạng cam tập hợp của các cung tròn để rễ gia công sau đó kiểm nghiệm lại động học của xupáp (quy luật vận tốc gia tốc) xem có phù hợp với gia tốc, vận tốc của xupáp không. Phương pháp này đảm bảo tính công nghệ trục cam đơn giản, nhưng không đạt được quy luật lý tưởng Khi kiểm nghiệm lại quy luật động học cơ cấu phối khí của đông cơ D9A em cũng sử dụng phương pháp 2. Ta có số liệu sau: hcđmax= 7,78mm; R1=22,5mm; r1= 30,28mm. * Để xây dưng cam tiếp tuyến mở rộng cung đỉnh (cam nạp) ta có các bước sau: Sau khi đã chọn góc mở sớm đóng muộn, góc mở rộng cung đỉnh, góc công tác của cam nạp, thải jn = jt= 1300 Vẽ vòng tròn cơ sở tâm O bán kính R1=22,5mm và trên vòng tròn đó lấy góc AOB = j = 1300 Vẽ vòng tròn tâm O bán kính r1 = 30,28mm và vẽ đường phân giác gốc tại o hai tia tạo góc mở rộng đỉnh cung f = 200 cắt đường tròn (Ô,r1) tại A’’ và B’’ Kẻ hai tia tiếp tuyến tại A và B. Xây dựng hai cung