[News.oto-hui.com] – Cơ cấu phân phối khí là bộ phận không thể thiếu trong động cơ, có tác dụng 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. Vậy có những kiểu phân phối khí xupap nào? Ưu, nhược điểm của chúng ra sao? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé!
I. Xupap treo:
1. Cấu tạo
Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo có trục cam đặt trong thân máy gồm có các chi tiết sau:
– Trục cam, con đội, đũa đẩy, trục cò mổ, gối đỡ trục cò mổ, cò mổ, xupap, lò xo xupáp, đế lò xo, móng hãm, ống dẫn hướng xupáp, bệ đỡ xupáp, vít điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp, phớt…
– Đối với cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo có trục cam đặt trên nắp máy có cấu tạo cũng tương tự như cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo có trục cam đặt trong thân máy nhưng chỉ khác là không có đũa đẩy.
– Một số động cơ điều chỉnh khe hở nhiệt bằng căn đệm không có vít điều chỉnh khe hở nhiệt, hoặc một số động cơ có hai trục cam điều khiển các xupap hút – xả có thể không có cò mổ mà cam tác động vào xupáp thông qua con đội.
2. Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu dẫn động trục cam quay, khi vấu cam tác động vào con đội làm con đội, đũa đẩy đi lên tác động vào cò mổ làm cò mổ quay, đẩy xupap đi xuống [mở xupap] thực hiện quá trình nạp hoặc thải khí. Lúc này lò xo xupáp bị nén lại.
Khi cam tiếp tục quay qua vị trí tác động thì lò xo xupáp làm cho xupap đóng kín vào bệ đỡ, cò mổ, đũa đẩy, con đội trở về vị trí ban đầu, xupap đóng.
II. Xupap đặt
1. Cấu tạo
Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt hình, toàn bộ cơ cấu phối khí được đặt ở thân máy gồm có:
- Trục cam, con đội, xupap, lò xo, cửa nạp và cửa xả.
- Trên con đội có lắp bu lông để điều chỉnh khe hở xupap, lò xo lồng vào xupap và được hãm vào đuôi xupap bằng móng hãm.
- Trục cam do trục khuỷu dẫn động qua cặp bánh răng hay đĩa xích.
2. Nguyên lý hoạt động
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay với tỷ số truyền là 1/2, cơ cấu phân phối khí sẽ làm việc như sau:
Khi đỉnh cam chưa tác dụng vào đuôi xupap, lò xo đẩy xupap đi xuống, cửa nạp hoặc cửa xả được đóng lại.
Khi đỉnh cam quay lên, con đội tác dụng vào xupap nâng xupap 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 xupap 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 cơ cấu phối khí xupap đặt lại được lặp lại như trên.
III. So sánh ưu, nhược điểm của xupap đặt và xupap treo:
| Cơ cấu phân phối khí | Xupap đặt | Xupap treo |
| Ưu điểm | – Toàn bộ cơ cấu phối khí được bố trí ở thân máy, do đó chiều cao của động không lớn. – Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề mặt cam và con đội ít bị mòn. | – Do xupap 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.– Dòng khí lưu động thuận tiện nên tổn thất ít, tạo điều kiện xả sạch và nạp đầy. – Vì những ưu điểm trên nên cơ cấu phân phối khí xupap treo được sử dụng phổ biến cho cả động cơ xăng và động cơ diesel. |
| Nhược điểm | – Vì buồng cháy không gọn nên dễ xảy 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 xupap 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 mà thôi. | – Có nhiều chi tiết hơn cơ cấu phân phối khí dùng xupap 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. |
Bài viết liên quan:
- Xupap động cơ ô tô – Những điều phải biết
- Các kiểu thiết kế đỉnh piston
Cao Hồng Sơn
Đây là kiểu động cơ có duy nhất một trục cam bố trí ở đỉnh máy, phía trên các xupap. Trục cam dẫn động trực tiếp cả xu-páp nạp và xả thông qua con đội hoặc cò mổ. SOHC cho phép bố trí 2 hoặc 3 xupap cho mỗi xi-lanh, nếu dùng 4 xupap, kết cấu truyền động sẽ rất phức tạp.
DOHC [Double Overhead Camshaft]
Đây là kiểu động cơ sử dụng 2 trục cam. Phương án bố trí 4 xupap cho mỗi xi-lanh tương đối dễ dàng. Động cơ có thể đạt tốc độ vòng quay lớn. Đồng thời cho phép đặt xu-páp ở các vị trí tối ưu tăng khả năng vận hành. Có thể đây là cơ sở cho việc tạo ra các công nghệ Van biến thiên như VVT-i, CVVT, CVVL,… Tuy nhiên nó khiến trọng lượng hệ thống phân phối khí tăng, kết cấu phức tạp, tốn nhiều công suất quay trục cam và giá thành cao.
Phân tích ưu – nhược điểm
| So sánh | SOHC | DOHC |
| Ưu điểm | + Ở tốc độ thấp, động cơ SOHC sẽ tạo ra mô men cao hơn loại DOHC có cùng dung tích.+ Cấu tạo đơn giản kéo theo việc giảm giá bán, hoặc thay vào đó sẽ đầu tư hơn vào thiết kế, tiện ích. Vì đây là loại động cơ thông dụng nên khi bị hỏng hóc dễ tìm được nơi sửa chữa, chi phí sửa chữa và thay thế cũng thấp hơn nhiều. | + DOHC có thể lắp 4 van hoặc nhiều hơn nên khi cùng một mức dung tích sẽ cho công suất lớn hơn nhiều so với động cơ SOHC.+ Ở tốc độ cao, mô men và công suất tối đa của DOHC lại cao hơn SOHC, giúp máy khỏe hơn. + Việc bố trí được bugi ở chính giữa đỉnh buồng đốt giúp cho động cơ DOHC có hiệu quả đốt cháy nhiên liệu tốt hơn. + Động cơ DOHC còn sở hữu ưu thế về khả năng ứng dụng công nghệ van biến thiên, điều chỉnh trục cam giúp tối ưu hóa chế độ vận hành. |
| Nhược điểm | + SOHC chỉ cho phép sử dụng 2 van trên mỗi xi lanh nên cùng 1 mức dung tích sẽ cho công suất thấp hơn.+ Động cơ SOHC do trục cam phải đặt chính giữa buồng đốt để truyền động cho cả van nạp/xả nên bugi phải đặt sang bên cạnh khiến hiệu quả sử dụng nhiên liệu kém hơn hẳn, do vậy xe sử dụng động cơ SOHC thường hao xăng hơn động cơ DOHC. + Việc áp dụng các công nghệ cao khác trên SOHC gặp nhiều khó khăn. | + Giá thành cao vì cấu tạo động cơ phức tạp với nhiều chi tiết và yêu cầu công nghệ cao hơn. Khi gặp hư hỏng phải sửa đòi hỏi sự tỉ mỉ và người thợ có tay nghề cao, chi phí sửa chữa thay thế đắt đỏ. + Kết cấu cồng kềnh làm trọng lượng xe tăng lên, điều này ảnh hưởng một phần đến khả năng vận hành, hoặc buộc nhà sản xuất phải tối giản một số chi tiết để cân bằng. |
Như vậy có thể thấy trên lý thuyết, sơ đồ bố trí trục cam SOHC có ưu thế hơn ở vòng tua thấp, còn DOHC vượt trội ở vòng tua cao. Nhưng để so sánh loại động cơ nào hiệu quả hơn còn phải dựa vào vật liệu và độ chính xác khi chế tạo, do đó chạy thử trên điều kiện thực tế phù hợp luôn là cách đánh giá chuẩn xác nhất.
Bài viết liên quan:
động cơ DOHCđộng cơ SOHCtrục cam
Advertisement
Chia sẻ ý kiến của bạn