Mục đích, thiết bị, thời gian hoạt động. Động cơ đốt trong: cơ cấu phân phối khí

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Cơ cấu phân phối khí của ô tô là một trong những cơ cấu phức tạp nhất trong thiết kế động cơ. Việc điều khiển van nạp và van xả của động cơ đốt trong hoàn toàn phụ thuộc vào thời điểm. Cơ cấu điều khiển quá trình nạp hỗn hợp nhiên liệu - không khí vào các xi lanh bằng cách mở van nạp trên hành trình nạp đúng lúc. Thời gian cũng kiểm soát việc loại bỏ các khí đã thải ra khỏi buồng đốt trong - vì điều này, van xả sẽ mở khi hành trình xả.

Cơ chế định thời

Các bộ phận của cơ chế định thời thực hiện các chức năng khác nhau:

• Trục cam đóng mở van.
• Cơ cấu truyền động dẫn động trục cam ở một tốc độ nhất định.
• Van đóng và mở các cổng nạp và xả.

Các bộ phận chính của thời gian là trục cam và van. Trục cam, hay trục cam, là phần tử mà trên đó có các cam. Nó được dẫn động và quay trên các ổ trục. Tại thời điểm của hành trình nạp hoặc xả, các cam nằm trên trục, trong quá trình quaynhấn vào bộ nâng van.

Cơ cấu định thời nằm trên đầu xi lanh. Đầu xi lanh có trục cam và các ổ trục từ nó, tay quay, van và bộ nâng van. Phần trên của đầu được đóng bằng nắp van, được lắp đặt bằng một miếng đệm làm kín đặc biệt.

Cơ chế hẹn giờ hoạt động

Thời gian hoàn toàn đồng bộ với đánh lửa và phun nhiên liệu. Nói một cách đơn giản, tại thời điểm bạn nhấn chân ga, van tiết lưu sẽ mở ra, để không khí đi vào đường ống nạp. Kết quả là, một hỗn hợp nhiên liệu-không khí được hình thành. Sau đó, cơ cấu phân phối khí bắt đầu hoạt động. Định thời gian làm tăng thông lượng và thải khí thải ra khỏi buồng đốt. Để thực hiện chính xác chức năng này, cần phải có tần suất mở van thời gian đầu vào và đầu ra phải cao.

Van được dẫn động bởi trục cam của động cơ. Khi tốc độ trục khuỷu tăng lên thì trục cam cũng bắt đầu quay nhanh hơn làm tăng tần suất đóng mở các van. Do đó, tốc độ động cơ và công suất từ nó tăng lên.

Kết hợp trục khuỷu và trục cam giúp động cơ đốt trong có thể đốt cháy chính xác lượng hỗn hợp nhiên liệu không khí cần thiết cho hoạt động của động cơ ở chế độ này hay chế độ khác.

Tính năng truyền động định thời, xích và đai

Ròng rọc dẫn động trục cam nằm ngoài đầu xi lanh. Để tránhXảy ra rò rỉ dầu, một phớt dầu nằm trên cổ trục. Chuỗi thời gian dẫn động toàn bộ cơ cấu thời gian và được mòn một mặt trên đĩa xích hoặc ròng rọc dẫn động, mặt khác truyền lực từ trục khuỷu.

Sự sắp xếp đúng và không đổi của trục khuỷu và trục cam so với nhau phụ thuộc vào bộ truyền động đai van. Ngay cả những sai lệch nhỏ về vị trí cũng có thể gây ra lỗi thời gian, động cơ bị lỗi.

Đáng tin cậy nhất được coi là bộ truyền động xích sử dụng con lăn định thời, tuy nhiên, có một số vấn đề trong việc đảm bảo mức độ căng đai cần thiết. Vấn đề chính mà người lái xe phải đối mặt và là vấn đề điển hình đối với chuỗi của cơ cấu là sự cố đứt gãy, đây thường là nguyên nhân gây ra sự uốn cong của các van.

Trong số các yếu tố bổ sung của cơ chế bao gồm con lăn định thời được sử dụng để căng đai. Nhược điểm của bộ truyền động xích thời gian, ngoài nguy cơ bị đứt, còn có độ ồn cao trong quá trình vận hành và cần phải thay mới sau mỗi 50-60 nghìn km.

Cơ chế van

Thiết kế của cơ cấu van bao gồm ghế van, thanh dẫn van, cơ cấu xoay van và các yếu tố khác. Lực từ trục cam được truyền đến trục cam hoặc đến liên kết trung gian - bộ điều chỉnh van, hoặc bộ điều chỉnh.

Không có gì lạ khi tìm thấy các mô hình thời gian yêu cầu điều chỉnh liên tục. Các thiết kế như vậy có vòng đệm và bu lông đặc biệt, vòng quay của chúng được thiết lậpkhe hở cần thiết. Đôi khi các khoảng trống được duy trì tự động: vị trí của chúng được điều chỉnh bằng bộ bù thủy lực.

Quản lý các công đoạn phân phối khí

Các mẫu động cơ hiện đại đã có những thay đổi đáng kể, khi nhận được hệ thống điều khiển mới dựa trên bộ vi xử lý - cái gọi là ECU. Trong lĩnh vực chế tạo động cơ, nhiệm vụ chính không chỉ là tăng công suất mà còn cả hiệu suất của các đơn vị điện được sản xuất.

Có thể tăng hiệu suất của động cơ, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, chỉ với việc sử dụng hệ thống kiểm soát thời gian. Động cơ với các hệ thống như vậy không chỉ tiêu thụ ít nhiên liệu hơn mà còn không bị mất công suất, do đó chúng đã được sử dụng ở khắp mọi nơi trong quá trình sản xuất ô tô.

Nguyên lý hoạt động của các hệ thống đó là chúng điều khiển tốc độ quay của trục cam định thời. Về cơ bản, các van mở sớm hơn một chút do thực tế là trục cam quay theo hướng quay. Trên thực tế, trong các động cơ hiện đại, trục cam không còn quay so với trục khuỷu ở tốc độ không đổi.

Nhiệm vụ chính vẫn là làm đầy các xi-lanh động cơ một cách hiệu quả nhất, tùy thuộc vào chế độ vận hành đã chọn. Các hệ thống như vậy giám sát trạng thái của động cơ và điều chỉnh việc cung cấp hỗn hợp nhiên liệu: ví dụ: khi chạy không tải, thể tích của nó sẽ giảm đến mức gần như tối thiểu, vì nhiên liệu không cần với số lượng lớn.

Định thời gian ổ đĩa

Tùy thuộc vàođặc điểm thiết kế của động cơ ô tô và cơ cấu phân phối khí, đặc biệt, số lượng ổ đĩa và kiểu của chúng có thể khác nhau.

• Truyền động xích. Trước đó một chút, ổ đĩa này là phổ biến nhất, tuy nhiên, bây giờ nó được sử dụng trong thời gian động cơ diesel. Với thiết kế này, trục cam nằm trong đầu xi lanh, và được truyền động bởi một chuỗi dẫn từ bánh răng. Nhược điểm của bộ truyền động như vậy là quá trình thay thế dây curoa khó khăn vì nó nằm bên trong động cơ để đảm bảo bôi trơn liên tục.
• Truyền động bánh răng. Nó đã được lắp đặt trên động cơ của máy kéo và một số ô tô. Rất đáng tin cậy, nhưng cực kỳ khó bảo trì. Trục cam của cơ cấu như vậy nằm bên dưới khối xi lanh, nhờ đó bánh răng trục cam bám vào bánh răng trục khuỷu. Nếu ổ định thời kiểu này không sử dụng được, động cơ đã được thay đổi gần như hoàn toàn.
• Truyền động bằng dây curoa. Loại phổ biến nhất, được lắp đặt trên các đơn vị năng lượng xăng trong xe du lịch.

Ưu và nhược điểm của ổ đĩa vành đai

Ổ đĩa vành đai đã trở nên phổ biến do những ưu điểm của nó so với các loại ổ đĩa tương tự.

• Mặc dù thực tế là việc sản xuất các cấu trúc như vậy khó hơn dây chuyền, nhưng chi phí thấp hơn nhiều.
• Không yêu cầu bôi trơn liên tục, do đó ổ đĩa được đặt bên ngoài bộ nguồn. Việc thay thế và chẩn đoán thời gian do đó đã được tạo điều kiện thuận lợi rất nhiều.
• Vì bộ truyền động dây curoa không có bộ phận kim loạitương tác với nhau, như trong một dây chuyền, độ ồn trong quá trình hoạt động của nó đã giảm đáng kể.

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng truyền động đai cũng có nhược điểm. Tuổi thọ của dây curoa ngắn hơn dây xích vài lần, điều này khiến dây đai phải được thay thế thường xuyên. Trong trường hợp dây curoa bị đứt, khả năng cao là toàn bộ động cơ sẽ phải được sửa chữa.

Hậu quả của việc dây đai thời gian bị đứt hoặc lỏng lẻo

Nếu xích thời gian bị đứt, độ ồn sẽ tăng lên trong khi động cơ đang chạy. Nói chung, sự phiền toái như vậy không gây ra điều gì đó không thể sửa chữa được, không giống như vành đai thời gian. Khi dây đai bị nới lỏng và nó nhảy qua một răng bánh răng, sẽ xảy ra sự vi phạm nhẹ đối với hoạt động bình thường của tất cả các hệ thống và cơ cấu. Kết quả là, điều này có thể dẫn đến giảm công suất động cơ, tăng độ rung trong quá trình vận hành và khó khởi động. Nếu dây đai nhảy qua nhiều răng cùng một lúc hoặc bị đứt hoàn toàn, hậu quả có thể khó lường nhất.

Phương án vô hại nhất là va chạm giữa piston và van. Lực tác động sẽ đủ để làm cong van. Đôi khi chỉ cần bẻ cong thanh kết nối hoặc phá hủy hoàn toàn pít-tông là đủ.

Một trong những sự cố ô tô nghiêm trọng nhất là dây đai thời gian bị hỏng. Trong trường hợp này, động cơ sẽ phải được đại tu hoặc thay đổi hoàn toàn.

Dịch vụ thắt lưng định thời

Mức độ căng của dây đai và tình trạng chung của nó là một trong những yếu tố thường xuyên được kiểm tra khicác yếu tố bảo dưỡng ô tô. Tần suất kiểm tra phụ thuộc vào sản xuất và kiểu máy cụ thể. Quy trình kiểm soát độ căng dây đai thời gian: động cơ được kiểm tra, nắp bảo vệ được tháo ra khỏi dây đai, sau đó kiểm tra độ xoắn. Trong quá trình thao tác này, nó không được xoay quá 90 độ. Nếu không, dây đai được căng bằng thiết bị đặc biệt.

Đai thời gian được thay thế bao lâu một lần?

Dây curoa được thay mới hoàn toàn sau mỗi 50-70 nghìn km xe chạy. Nó có thể được tiến hành thường xuyên hơn trong trường hợp hư hỏng hoặc có dấu hiệu tách lớp và nứt.

Tùy thuộc vào loại thời gian, mức độ phức tạp của quy trình thay thế dây curoa cũng thay đổi. Cho đến nay, có hai loại cơ cấu phân phối khí được sử dụng trên ô tô - với hai trục cam (DOHC) hoặc một (SOHC).

Thay thế cơ cấu phân phối khí

Để thay dây đai thời gian SOHC, bạn cần có một bộ phận mới và một bộ tua vít và cờ lê trên tay.

Đầu tiên, nắp bảo vệ được tháo ra khỏi thắt lưng. Nó được gắn bằng chốt hoặc bu lông. Sau khi tháo nắp, truy cập vào đai sẽ mở ra.

Trước khi nới lỏng dây đai, các mốc thời gian được đặt trên bánh răng trục cam và trục khuỷu. Trên trục khuỷu, các dấu được đặt trên bánh đà. Trục được quay cho đến khi các mốc thời gian trên vỏ và trên bánh đà trùng với nhau. Nếu tất cả các dấu đều khớp với nhau, hãy tiến hành nới lỏng và tháo đai.

Để tháo dây đai ra khỏi bánh răng trục khuỷu, cần phải tháo ròng rọc định thời. Cuối cùng, chiếc xe được kích lên và bánh xe bên phải được tháo ra khỏi nó, giúp tiếp cận với bu lông ròng rọc. Một số trong số chúng có các lỗ đặc biệt mà qua đó trục khuỷu có thể được cố định. Nếu chúng không có ở đó, thì trục được cố định ở một chỗ bằng cách lắp một tuốc nơ vít vào đầu bánh đà và tựa nó vào vỏ. Sau đó, ròng rọc được tháo ra.

Quyền truy cập vào đai thời gian được mở hoàn toàn và bạn có thể bắt đầu tháo và thay thế nó. Cái mới được đưa vào bánh răng trục khuỷu, sau đó nó bám vào máy bơm nước và được đưa vào bánh răng trục cam. Đối với con lăn căng, dây đai được quấn ở lượt cuối cùng. Sau đó, bạn có thể trả lại tất cả các phần tử về vị trí của chúng theo thứ tự ngược lại. Nó chỉ còn lại để thắt chặt đai bằng bộ căng.

Trước khi nổ máy, nên quay trục khuỷu nhiều lần. Họ làm điều này để kiểm tra sự trùng hợp của các dấu và sau khi quay trục. Chỉ khi đó động cơ mới khởi động.

Đặc điểm của quy trình thay dây đai thời gian

Trên một chiếc xe có hệ thống DOHC, dây đai thời gian được thay thế hơi khác một chút. Nguyên tắc thay đổi bộ phận tương tự như được mô tả ở trên, tuy nhiên, việc tiếp cận bộ phận này khó hơn đối với những máy như vậy, vì có các nắp bảo vệ được gắn vào bu lông.

Trong quá trình căn chỉnh các dấu, cần nhớ rằng có hai trục cam trong cơ cấu tương ứng, các dấu trên cả hai phải hoàn toàn khớp nhau.

Đối với những chiếc xe như vậy, ngoài việccon lăn dẫn hướng, cũng có một con lăn hỗ trợ. Tuy nhiên, bất chấp sự hiện diện của con lăn thứ hai, đai quấn phía sau con lăn chạy không tải với bộ căng ở lượt cuối cùng.

Sau khi lắp đai mới, các nhãn hiệu sẽ được kiểm tra xem có phù hợp không.

Đồng thời với việc thay thế dây curoa, các con lăn cũng được thay đổi, vì tuổi thọ của chúng là như nhau. Cũng nên kiểm tra tình trạng của các ổ trục bơm chất lỏng để sau quy trình lắp đặt các bộ phận định thời mới, việc hỏng hóc của máy bơm không trở thành một điều bất ngờ khó chịu.