Đồ án Thiết kế cơ cấu phân phối khí động cơ Z6 trên xe Ford Focus

Ngày nay, phần lớn các thương hiệu xe hơi nổi tiếng đã có mặt tại thị trường Việt Nam, trong đó Ford là hãng xe hơi đi tiên phong với hơn 15 năm kinh nghiệm, đứng thứ 2 với 14% thị phần với các dòng xe tiêu biểu như Everest, Escape, Mondeo, Transit, Ranger, Laser, Focus. Trong đó Focus là nổi bật nhất, là chiếc sedan thành công nhất trong lịch sử của Ford, đã đạt doanh thu kỷ lục với 1030 xe tại thị trường Việt Nam trong năm 2009. Sự thành công của Focus là nhờ được trang bị các hệ thống hiện đại như hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), nội thất rộng rãi sang trọng và tinh tế. Đặc biệt là hệ thống điều khiển van biến thiên VCT của Ford cho phép tối ưu hóa thời gian, thời điểm, góc đóng mở của xupáp làm tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường là xu thế mới là tiêu chí hàng đầu trong lĩnh vực nhiên cứu chế tạo động cơ ô tô ngày nay. Đó là lý do em chọn đề tài “Thiết kế cơ cấu phân phối khí động cơ Z6 trên xe Ford Focus” được lắp trên xe Focus của Ford. Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phân phối khí động cơ Z6, tính toán các thông số kích thước cơ bản, ngoài ra em còn phân tích các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng. Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần cho em củng cố lại các kiến thức đã được học và tập cho em cách nghiên cứu làm việc độc lập tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai.

doc74 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 06/05/2013 | Lượt xem: 3790 | Lượt tải: 33download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế cơ cấu phân phối khí động cơ Z6 trên xe Ford Focus, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài: 3 2. Tổng quan về sự phát triển của cơ cấu phân phối khí 4 kỳ từ cổ điển đến hiện đại: 4 2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu: 4 2.2. Cơ cấu phân phối khí cổ điển: 4 2.3. Cơ cấu phân phối khí hiện đại: 7 3. Thiết kế cơ cấu phân phối khí trên động cơ Z6: 14 3.1. Các chi tiết của hệ thống cơ cấu phân phối khí động cơ Z6: 16 3.2. Hệ thống thay đổi góc phân phối khí: 27 3.3. Đặc điểm,kết cấu của hệ thống thay đổi góc phân phối khí: 30 4. Tính toán các thông số cơ bản của cơ cấu phân phối khí: 43 4.1. Xác định kích thước của tiết diện lưu thông: 43 4.2. Phân tích chọn dạng cam: 46 4.3. Dựng hình cam lồi: 47 4.4. Động học con đội đáy bằng: 51 5. Tính kiểm nghiệm các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí động cơ Z6: 54 5. 1. Quy dẫn khối lượng các chi tiết máy trong cơ cấu phối khí: 54 5.2. Tính toán lò xo xupáp: 56 5. 3. Tính toán kiểm nghiệm trục cam: 59 5. 4. Tính toán sức bền con đội: 63 5. 5. Tính toán sức bền xupáp: 63 6. Những hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí: 64 6.1. Những hư hỏng: 64 6.2. Các phương pháp kiểm tra, phân loại chi tiết: 64 6.3. Phương pháp kiểm tra sửa chữa các chi tiết của cơ cấu phân phối khí động cơ Z6: 66 7. Kết luận: 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh mẽ cả về số lượng lẫn chất lượng, nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ... Là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay và các máy động cơ cở nhỏ v.v.. Đối với một sinh viên kỹ thuật, đồ án tốt nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng. Đề tài tốt nghiệp em chọn là thiết kế cơ cấu phân phối khí trên động cơ Z6. Tuy là một đề tài quen thuộc đối với sinh viên nhưng mục đích của đề tài rất thiết thực, nó không những giúp cho em có điều kiện để ôn lại các kiến thức đã học ở trường mà còn có thể hiểu biết kiến thức nhiều hơn khi tiếp xúc với thực tế. Cơ cấu phân phối khí của động cơ Z6 có nhiều đặc điểm mới lạ. Do đó việc thiết kế động cơ này thật sự đã đem đến cho em nhiều điều hay và bổ ích. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Trần Văn Nam, các thầy cô trong khoa cùng với việc tìm hiểu, tham khảo các tài liệu liên quan và vận dụng các kiến thức được học, em đã cố gắng hoàn thành đề tài này. Mặc dù vậy, do kiến thức của em có hạn lại thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy cô góp ý, chỉ bảo thêm để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn "Trần Văn Nam” cùng các thầy cô trong khoa và các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này. Sinh viên thực hiện Lê Thanh Nguyên 1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài: Ngày nay, phần lớn các thương hiệu xe hơi nổi tiếng đã có mặt tại thị trường Việt Nam, trong đó Ford là hãng xe hơi đi tiên phong với hơn 15 năm kinh nghiệm, đứng thứ 2 với 14% thị phần với các dòng xe tiêu biểu như Everest, Escape, Mondeo, Transit, Ranger, Laser, Focus. Trong đó Focus là nổi bật nhất, là chiếc sedan thành công nhất trong lịch sử của Ford, đã đạt doanh thu kỷ lục với 1030 xe tại thị trường Việt Nam trong năm 2009. Sự thành công của Focus là nhờ được trang bị các hệ thống hiện đại như hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), nội thất rộng rãi sang trọng và tinh tế. Đặc biệt là hệ thống điều khiển van biến thiên VCT của Ford cho phép tối ưu hóa thời gian, thời điểm, góc đóng mở của xupáp làm tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường là xu thế mới là tiêu chí hàng đầu trong lĩnh vực nhiên cứu chế tạo động cơ ô tô ngày nay. Đó là lý do em chọn đề tài “Thiết kế cơ cấu phân phối khí động cơ Z6 trên xe Ford Focus” được lắp trên xe Focus của Ford. Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phân phối khí động cơ Z6, tính toán các thông số kích thước cơ bản, ngoài ra em còn phân tích các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng. Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần cho em củng cố lại các kiến thức đã được học và tập cho em cách nghiên cứu làm việc độc lập tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai. 2. Tổng quan về sự phát triển của cơ cấu phân phối khí 4 kỳ từ cổ điển đến hiện đại: 2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu: * Nhiệm vụ: Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh để động cơ làm việc được liên tục. Trong quá trình làm việc không khí sạch và nhiên liệu được cấp vào xilanh động cơ ứng với các thời điểm xác định. Việc nạp không khí và làm sạch xilanh động cơ 4 kỳ thực hiện thông qua xupáp nạp và xả.. * Yêu cầu: - Đóng mở xupáp đúng thời gian qui định. - Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông - Đóng kín và không được hở ( tì chặt lên đế xupáp). Tránh gây lọt khí sẽ làm giảm áp suất trong hành trình nén làm giảm công suất của động cơ. - Ít mòn và ít ồn ào (do va đập). - Dễ điều chỉnh, sửa chữa, giá thành hạ. - Đóng mở các cửa nạp và cửa thải theo đúng qui luật pha phối khí động cơ. 2.2. Cơ cấu phân phối khí cổ điển: 2.2.1. Cơ cấu phân phối khí xupáp đặt: * Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc thông qua dẫn động từ bánh răng trục khuỷu 10 làm cho trục cam 8 quay, khi trục cam quay vấu cam sẽ tác động lên con đội 7 làm cho con đội chuyển động đi lên và tác dụng vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp chuyển động đi lên lúc này lò xo 3 bị nén lại. Khi xupáp chuyển động đi lên sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xilanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xilanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 8 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 3 dãn ra và làm cho xupáp đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. Hình 2-1 Kết cấu cơ cấu phân phối khí xupáp đặt; 1-Xuppáp; 2-Ống dẫn hướng; 3-Lò xo; 4-Đĩa lò xo; 5-Ốc điều chỉnh; 6-Đai ốc điều chỉnh; 7-Con đội; 8-Cam; 9-Bánh răng trục cam; 10-bánh răng trục cơ + Ưu điểm: Chiều cao động cơ giảm, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp dễ dàng thuận tiện. Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bi mòn + Nhược điểm: Buồng cháy không gọn (Vc tăng) làm cho tỉ số nén giảm dẫn đến động cơ có tỉ số nén thấp. Diện tích làm mát lớn dẫn tới tổn thất nhiệt nhiều, dẫn đến (t giảm. Tăng tổn thất khí động. Do có nhiều hạn chế nên người ta chỉ sử dung phương án này cho các loại động cơ xăng có tỉ số nén thấp (<7,5) và số vòng quay không cao lắm. 2.2.2. Cơ cấu phân phối khí xupáp treo: * Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc nhờ sự dẫn động từ trục cơ làm cho trục cam quay. Khi bề mặt làm việc của vấu cam 11 tác động vào con đội 10 làm cho con đội chuyển động đi lên, dẫn đến đũa đẩy 9 cũng chuyển động đi lên, khi đũa đẩy 9 chuyển động đi lên thì sẽ tác động vào đuôi đòn bẩy 6 làm cho đuôi đòn bẩy 6 chuyển động đi lên và xoay xung quanh trục của nó dẫn đến đầu đòn bẩy 6 chuyển động đi xuống tác động vào đuôi xupáp 5 làm cho xupáp chuyển động đi xuống lúc này lò xo 2 bị nén Hình 2-2 Kết cấu Cơ cấu phân phối khí xupáp treo; 1-Ống dẫn hướng; 2-Lò xo xupáp; 3-Đĩa lò xo; 4-Móng hãm; 5-Xupáp; 6-Đòn bẩy; 7-Vít chỉnh xupáp; 8-Đế xupáp; 9-Đũa đẩy; 10-Con đội; 11- Cam lại. Khi xupáp chuyển động đi xuống sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xi lanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 11 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 dãn ra và làm cho xupáp 5 đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. Quá trình này diễn ra liên tục trong suốt quá trình làm việc của động cơ. - Ưu điểm: + Buồng cháy nhỏ gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, giảm được tổn thất nhiệt + Dễ tăng tỷ số nén, đường nạp đường thải thông thoáng, tăng hệ số nạp, giảm hệ số khí sót. đảm bảo góc phối khí chính xác hơn. Đối với động cơ xăng có thể tăng tỉ số nén mà không kích nổ - Nhược điểm: + Dẫn động xupáp phức tạp + Tăng chiều cao động cơ + Kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó chế tao + Độ tin cậy thấp hơn phương án bố trí xupáp đặt 2.2.3. Cơ cấu phân phối khí xupáp treo dẫn động xupáp trực tiếp nhờ trục cam: * Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu truyền động đến trục cam 6 làm cho trục cam 6 quay. Khi bề mặt làm việc của cam 6 tác động vào con đội 5 làm cho nó chuyển động đi xuống, tác động vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp 1 chuyển động đi xuống dẫn đến mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh nếu như ở xupáp nạp và bên trong xi lanh với bên ngoài cửa xả nếu như ở xupáp xả, lúc này lò xo 3 bị nén lại. Khi bề mặt làm việc của cam 6 không tác Hình 2-3 Kết cấu xupáp treo dẫn động trực tiếp; 1-Xupáp; 2-Ống dẫn hướng; 3-lò xo xupáp; 4-Đĩa lò xo; 5-Con đội; 6-Cam; 7-Móng hãm; 8-Đế xupáp động vào con đội 5 lúc này nhờ lực đẩy lò xo 3 làm cho xupáp 1 chuyển động đi lên và đóng kín không cho thông giữa bên trong xilanh với bên ngoài cửa nạp hoặc cửa xả. - Ưu điểm: + Kết cấu gọn + Làm việc ít tiếng ồn, có độ chính xác cao. - Nhược điểm: + Cơ cấu dẫn động trục cam phức tạp, yêu cầu độ chính xác chế tạo và lắp ghép 2.2.4. Nhược điểm của cơ cấu phân phối khí cổ điển: Do tính chất của hòa khí và sau khi cháy mà 3 thông số thời điểm, độ nâng và thời gian mở của các xupáp ở tốc độ thấp và tốc độ cao rất khác nhau. Đối với động cơ cổ điển thì công suất và mô-men xoắn cực đại ở tốc độ nào của xe thì phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của xe đó. Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu của các xupáp ở tốc độ thấp thì quá trình đốt nhiên liệu lại không hiệu quả khi động cơ ở trạng thái tốc độ cao, khiến công suất chung của động cơ bị giới hạn. Ngược lại, nếu đặt điều kiện tối ưu ở số tốc độ cao thì động cơ lại hoạt động không tốt ở tốc độ thấp. Từ những hạn chế đó, thì cơ cấu phối khí hiện đại ra đời với ý tưởng là tìm cách tác động để thời điểm mở van, độ mở và khoảng thời gian mở biến thiên theo từng vòng tua khác nhau sao cho chúng mở đúng lúc, khoảng mở và thời gian mở đủ để lấy đầy hòa khí vào buồng đốt 2.3. Cơ cấu phân phối khí hiện đại: 2.3.1. Cơ cấu phân phối khí VTEC của Honda: Hệ thống VTEC của Honda là một trong những công nghệ tiên tiến nhằm tối ưu hóa hiệu quả của động cơ. Được kỹ sư thiết kế động cơ của Honda, Kenichis Nagahiro sáng tạo. 2.3.1.1.Cấu tạo hệ thống:  Hình 2-4 Cấu tạo của hệ thống VTEC. 1- Trục cam ; 2- Tấm định vị ; 3 - Cò mổ thứ cấp ; 4 - Cò mổ thứ hai ; 5 - Piston đồng bộ ; 6 - Piston tác động ; 7 – Xupáp hút. Động cơ bố trí 4 xupáp cho mỗi xylanh, bao gồm 2 xupáp nạp và 2 xupáp xả. Hai vấu cam nạp có biên độ mở khác nhau, một cam có biên độ mở lớn và một cam có biên độ mở nhỏ. Các piston lắp đặt bên trong cò mổ sẽ đẩy piston đồng bộ di chuyển cùng hướng để ép piston chặn và lò xo hoàn lực lại tạo sự liên kết hai cò mổ lại với nhau. Khi mất áp lực dầu, dưới sự hoàn lực của lò xo thông qua piston chặn sẽ được piston đồng bộ trở về làm tách 2 cò mổ mở riêng rẽ. Ở tốc độ thấp, hai cò mổ được tách rời, vì thế xupáp hút thứ nhất điều khiển sự phân phối chính trong khi đó xupáp hút thứ hai chỉ hé mở để ngăn chặn nhiên liệu tích luỹ ở cửa nạp. Ở tốc độ cao, hai cò mổ được liên kết thành một khối nhờ vào piston đồng bộ. Vì vậy tốc độ này cả hai xupáp đều chịu sư tác động của vấu cam có biên độ mở lớn nhất. 2.3.1.2.Quá trình hoạt động: Kỹ thuật thay đổi thời gian phân phối khí và mức độ nâng xupáp được sử dụng cho động cơ nhằm mục đích tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất nhưng công suất phát ra vẫn cao. Với hệ thống này, đặc điểm nổi bật là với một tỷ lệ hoà khí tiết kiệm nhưng vẫn tạo ra một momen lớn ở tốc độ thấp, đồng thời ở tốc độ cao công suất phát ra lớn tương đương như động cơ bốn xupáp tiêu chuẩn đạt được.  Hình 2-5 Hoạt động của hệ thống VTEC. * Ở tốc độ thấp: Cò mổ thứ nhất và cò mổ thứ hai được tách rời, do vấu cam A và B điều khiển riêng biệt hai xupáp, khả năng nâng của cò mổ thứ hai rất nhỏ để hé mở xupáp (một xupáp điều khiển sự phân phối khí chính).  Hình 2-5 Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí ở tốc độ thấp. 1-Piston tác động , 2- Piston đồng bộ , 3- Piston chặn , 4- Cò mổ thứ nhất , 5- Cò mổ thứ hai , 6- Cam thứ nhất , 7- Cam thứ hai. * Ở tốc độ cao: Piston tác động được bố trí bên trong cò mổ thứ nhất, nó được tác động bởi áp lực dầu để di chuyển theo hướng mũi tên như hình (4). Cả hai cò mổ thứ 1 và thứ 2 được liên kết lại bằng piston đồng bộ. Ở tốc độ này, biên độ mở của xupáp thứ hai giống như biên độ mở của xupáp thứ nhất nhằm đáp ứng cho sự hoạt động ở tốc độ cao giống như động cơ 4 xupáp thông thường (2 xupáp điều khiển phân phối khí).  Hình 2-6 Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí ở tốc độ cao. 1- Áp lực dầu đến, 2- Cam thứ nhất. 2.3.1.3. Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển cho cơ cấu này được trình bày bên dưới. Các cảm biến liên tục nhận sự thay đổi bên trong động cơ như : tải, nhiệt độ nước, số vòng quay động cơ và tốc độ xe. Những tín hiệu này sẽ được chuyển đến ECU để ECU điều khiển chính xác áp lực dầu đến các piston thuỷ lực. * Các điều kiện chuyển đổi: Số vòng quay động cơ : 2500 v/p. Nhiệt độ nước : 5300C Tốc độ xe : 5 Km/h. Tải động cơ : Dựa vào áp suất thấp ở đường ống nạp  Hình 2-7 Sơ đồ Hệ thống điều khiển cơ cấu phân phối khí bằng điện tử 2.3.1.4. Ưu điểm của hệ thống: Tính ưu việt ở loại động cơ này là công suất động cơ cao đồng thời với việc tiết kiệm nhiên liệu. Cơ cấu phân phối khí của động cơ này gần giống như kiểu phân phối khí của động cơ bốn xupáp thông thường, nhưng nó được cải tiến sư phân phối tốt hơn. Ở tốc độ thấp, lượng hoà khí nạp vào trong xilanh được tiết kiệm do chỉ mở một trong hai xupáp nhưng ở tốc độ trung bình và cao, công suất phát ra lớn do mở đồng thời cả hai xupáp hút. 2.3.2. Cơ cấu phân phối khí MIVEC của Mitsubishi: MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system) là tên viết tắt của công nghệ động cơ với xupáp nạp biến thiên được phát triển bởi hãng Mitsubishi. 2.3.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Hệ thống này có khả năng thay đổi hành trình hoặc thời gian đóng mở các xupáp bằng cách sử dụng hai loại vấu cam khác nhau. Ở dải tốc độ thấp, vấu cam nhỏ dẫn động các xupáp, động cơ hoạt động ở trạng thái không tải ổn định, lượng khí thải giảm và mômen xoắn tăng lên ở tốc độ thấp. Khi vấu cam lớn được kích hoạt, tốc độ tăng lên, các xupáp được mở rộng hơn và thời gian mở xupáp tăng lên. Bởi vậy làm tăng lượng khí nạp trong buồng cháy, công suất và mômen xoắn tăng, dải tốc độ động cơ được mở rộng. MIVEC được Mitsubishi giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1992 trên động cơ 4G92, dung tích 1597 cc, 4 xilanh thẳng hàng, mỗi xilanh gồm hai xupáp nạp và hai xupáp xả. Thế hệ công nghệ này ra đời với tên gọi “Mitsubishi Innovative Valve timing and lift Electronic Control”. Chiếc xe đầu tiên sử dụng công nghệ này là chiếc hatchback Mitsubishi Mirage và chiếc sedan Mitsubishi Lancer. * Nguyên lý hoạt động: Nhằm tối ưu hiệu suất động cơ ở dãi tốc độ thấp và trung bình, mặt khác lại nâng cao công suất ở vòng tua cao, hệ thống MIVEC đạt được cả hai mục tiêu trên nhờ chủ động điều khiển cả thời điểm và khoảng thời gian đóng mở xupáp. Hệ thống MIVEC điều khiển hoán đổi các vấu cam có cùng chức năng. Một số các loại xe đua thể thao đã áp dụng biện pháp công nghệ này nhằm mục đích sinh ra nhiều công suất hơn. Việc chuyển đổi vấu cam được thực hiện một cách tự động nhờ các ECU của hệ thống MIVEC, dựa trên các tín hiệu đầu vào như tốc độ động cơ, số vòng quay trục khuỷu, nhiệt độ nước làm mát, độ mở bướm ga,…ECU sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển để kích hoạt hoặc hủy chế độ MIVEC.   Hình 2-8 Hoạt động của hệ thống Mivec Hai cam có hai biên dạng khác nhau được sử dụng ở hai chế độ khác nhau của động cơ: một cam có biên dạng nhỏ, dùng ở dải tốc độ thấp mà ta gọi tắt là cam tốc độ thấp và vấu cam còn lại có biên dạng lớn hơn, dùng ở dải tốc độ cao gọi tắt là cam tốc độ cao. Các vấu cam tốc độ thấp và các trục cò mổ, dẫn động các xupáp nạp, đặt đối xứng nhau qua cam tốc độ cao ở giữa. Mỗi xupáp nạp được dẫn động bởi một cam tốc độ thấp và trục cò mổ. Để chuyển sang cam tốc độ cao, một tay đòn chữ T được ép vào các khe ở đỉnh trục cò mổ của cam tốc độ thấp. Điều này   cho phép các cam tốc độ cao dịch chuyển cùng với cam tốc độ thấp. Lúc này các xupáp thay đổi hành trình khi được dẫn động bởi cam tốc độ cao. Ở dải tốc độ thấp, tay đòn chữ T trượt ra khỏi khe một cách tự do, cho phép các cam tốc độ thấp dẫn động các xupáp. Ở dải tốc độ cao, áp suất thủy lực đẩy piston thủy lực lên, bởi vậy tay đòn chữ T lại trượt vào các khe cò mổ để chuyển sang vận hành với các cam tốc độ cao. Nói chung, chế độ MIVEC được kích hoạt để chuyển sang vấu cam tốc độ cao khi tốc độ động cơ tăng và chuyển sang vấu cam tốc độ thấp khi tốc độ động cơ giảm. Ở dải tốc độ thấp, thời gian đóng mở các xu páp nạp và xả trùng nhau tăng để tăng sự ổn định ở chế độ không tải. Khi tăng tốc, thời điểm xupáp nạp đóng được làm chậm lại để giảm áp lực ngược đồng thời cải thiện hiệu suất khí nạp, giúp tăng công suất động cơ cũng như giảm hệ số ma sát.   Hình 2-9 Cấu tạo của hệ thống Mivec 2.3.2.2. Ưu điểm của hệ thống: Hệ thống MIVEC điều khiển bốn chế độ vận hành tối ưu của động cơ như sau: * Trong hầu hết các điều kiện làm việc, để đảm bảo hiệu suất nhiên liệu cao nhất, thời gian đóng xupáp trùng nhau tăng lên để giảm tổn thất bơm. Thời điểm xupáp xả mở được làm chậm lại để tăng tỷ số nén, tăng tính kinh tế của nhiên liệu. * Khi cần công suất cực đại (tốc độ và tải trọng cao), thời điểm đóng xupáp nạp được làm chậm lại để đồng nhất hóa không khí nạp với thể tích nạp là lớn nhất. * Ở dải tốc độ thấp và tải nặng, MIVEC đảm bảo tối ưu mômen xoắn do thời điểm xupáp nạp đóng được làm trễ hơn để đảm bảo đủ lượng khí nạp. Cùng lúc đó, thời điểm xupáp xả mở được làm chậm lại để tăng tỷ số nén và cải thiện hiệu suất động cơ. * Ở chế độ không tải, thời điểm xupáp xả và nạp trùng nhau được loại bỏ để ổn định quá trình cháy. 2.3.3. Cơ cấu phân phối khí VCT của hãng Ford: Hãng Ford đã đi đầu trong lĩnh vực cải tiến hệ thông phân phối khí và đã cho ra đời nhiều thế hệ ôtô với tính năng hiện đại. Trong đó có hệ thống điều khiển xoay trục cam nạp hay gọi là hệ thống điều khiển VCT. Với hệ thống này nhằm thay đổi góc phân phối khí của các xupáp phù hợp với từng dãi tốc độ làm việc của động cơ được ra đời trong nhưng năm gần đây và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam trên các loại xe như: Focus, Mondeo, Escape, Transit…  Hình 2-10 Hệ thống cơ cấu phân phối khí VCT VCT là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. VCT là cụm từ viết tắt từ tiếng Anh: Variable Cam Timing Đối với các động cơ cổ điển thì thời điểm phối khí là cố định và thường đựơc tính theo điều kiện sử dụng của động cơ. Vì nó được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu đến cam thông qua cặp bánh răng hoặc xích. Ngược lại, với các động cơ có hệ thống VCT thì góc phân phối có thể thay đổi theo điều kiện làm việc của động cơ. Hệ thống VCT sử dụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trục cam nạp, thay đổi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu . Hệ thống này có thể xoay trục cam một góc 400 tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu từ cảm biến và điều khiển bằng ECU động cơ. Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. 2.3.4. Ưu điểm của cơ cấu phân phối khí hiện đại so với cổ điển: Việc sử dụng các bộ phận thay đổi thời điểm và quy luật nâng của xupáp, làm cho cơ cấu phối khí hiện đại luôn hoạt động ở điều kiện tối ưu. Điều đó đã làm cho động cơ sử dụng cơ cấu phối khí hiện đại có suất tiêu hao nhiên liệu thấp, việc gia tốc thay đổi từ tốc độ thấp sang tốc độ cao xảy ra nhanh chóng, í

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc05C4A _ Le Thanh Nguyen _ Thiet ke co cau phan phoi khi dong co Z6 tren xe Ford Focus .doc
  • dwg05C4A_ LE THANH NGUYEN_01.dwg
  • dwg05C4A_ LE THANH NGUYEN_02.dwg
  • dwg05C4A_ LE THANH NGUYEN_03.dwg
  • dwg05C4A_ LE THANH NGUYEN_04.dwg
  • dwg05C4A_ LE THANH NGUYEN_05.dwg
  • pptLe Thanh Nguyen.ppt