2.4. Các chi tiết, cụm chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí:
2.4.1. Trục cam:
Nhiệm vụ của trục cam là dẫn động và điều khiển việc đóng mở xupáp hút và thải đúng
theo chu kì hoạt động của động cơ.
Hình 2-6 Kết cấu trục cam.
1 – Đầu trục cam; 2 – Cổ trục cam; 3 – Các vấu cam; 4 – Cam lệch tâm bơm xăng; 5 –
Bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn.
Trên trục cam có các vấu cam hút và xả cho m
ỗi xilanh. Thời điểm đóng mở xupáp
phụ thuộc vào biên dạng cam. Trục cam bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các cổ
trục. Ngoài ra trên một số động cơ trên trục cam còn có vấu cam dẫn động bơm xăng,
bơm cao áp vv…Hình dạng và vị trí của cam phối khí quyết định bởi thứ tự làm việc, góc
độ phối khí và số kì của động cơ. Cam có thể được chế tạo liền trục ho
ặc có thể làm rời
từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc.
Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép
15X, 15MH, 12XH hoặc thép cacbon có thành phần trung bình như thép 40 hoặc thép
45. Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của trục cam, của ổ trục, của mặt đầu trục
cam…) đều thấm than và tôi cứng.
+ Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ
và thiếu cổ. Nếu số cổ trục là Z và số xilanh là i thì: Số
cổ loại đủ cổ là Z = (i + 1) thường dùng ở động cơ điêzen. Số cổ loại trốn cổ Z = (i/2 + 1)
thường dùng ở động cơ xăng.
Các cổ phải mài bóng, bề mặt có độ cứng đạt 50
÷
60 HRC. Nếu trục cam lắp luồn thì
kích thước cổ phải còn lớn hơn các phần khác của trục cam. Đôi khi để dễ lắp người ta
làm đường kính các cổ khác nhau, cổ có đường kính nhỏ nhất ở phía cuối trục.
Các ổ trục cam được ép trên thân máy đều là ống thép có tráng hợp kim chịu mài mòn
như ba bít, hợp kim đồng chì, hợp kim nhôm.
Nếu trục cam lắp theo kiểu đặt, phải dùng ổ hai nửa, một nửa đ

Là loại con đội đáy bằng dùng phổ biến trên các loại động cơ, con đội hình nấm dùng
cho hệ thống phối khí xupáp đặt, đôi khi dùng cho xupáp kiểu treo, con đội được khoét
rỗng để lắp với đũa đẩy, phần cầu lõm phải có r
c
lớn hơn r đũa đẩy khoảng (0,2
÷
0,3)
mm. Sở dĩ làm như vậy là để tránh hiện tượng mòn vẹt mặt con đội (hoặc mặt cam) khi
đường tâm con đội không thẳng góc với đường tâm trục cam.
Khi mặt tiếp xúc là mặt cầu, con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn, nên tránh được
hiện tượng cào xước.
Loại con đội hình nấm được dùng rất nhiều trong cơ cấu phân phối khí xupáp đặt.
Thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điề
u chỉnh khe hở xupáp bắt trên phần đầu của thân.

Hình 2-8 Kết cấu con đội hình trụ và hình nấm.
+ Con đội con lăn: Gồm có thân, lò xo chặn, chốt và con lăn. Lò xo chặn có tác dụng
không cho con đội xoay. Ngoài ra, còn có bulông bắt trong thân máy để con đội hoạt
động đúng hướng.
Con
giảm m
a
+ Con đ
các xe
d
sẽ khôn
g
Ngo
à
đổi trị s

lăn được
n
a
sát vì vậy
ội thủy lực
d
u lịch cao
c
g
còn tồn t
ạ
à
i ra, dùng
ố
thời gian
g

r
ò rỉ dầu
ố
i với quá t
r
g
con đội t
h
đ
ội thủy lự
c
vậy dầu d
ù

đ
: Để tránh
c
ấp người
t
ạ
i khe hở n
h
con đội th
ủ
tiết diện c
ủ
giảm đi, n
ê
r
ình nạp c
ủ
h
ủy lực, tu
y
c
làm việc
t
ù
ng trong đ
ộ
đẩy là chi
d
ẫn động g
i

ù
h
iệt.
ủ
y lực còn
ủ
a cơ cấu p
ê
n xupáp
m
ủ
a động cơ.
y
có nhiều
ư
t
ốt hay xấu
ộ
ng cơ có
c
tiết trung
g
i
án tiếp. T
ru
n
bẩy.
r
ong cơ c
ấ

h
phụ thuộc
c
on đội thủ
y
g
ian trong
c
ru
yền chuy
ể
ấ
u phân ph
ố
n
hỏ, dài, đ
ặ
đ
ến đòn bẩ
y
n
g làm bằ
n
đầu tiếp x
ú
mặt cầu lõ
m

ộ
i con lăn.

y
.
n
g
ú
c
m

Hình
2
ộ
i con lăn
c
r
a tiếng ồn
v
lực. Dùng
l
b
iệt là có t
h
ố
c độ độn
g
v
ới tốc độ
n
ư
ng điều cầ
n

ng của dầ
u
đ
ộ nhớt ổn
đ
ạ
ng đũa đẩ
y
g
làm
t
rong
i
này
thay
n
, do
đ
ó rất
c
hú ý
u
bôi
đ
ịnh,
y

(đầu tiế
p
Vật


Vât
l
2.4.5. X
u
Nhi
ệ
gian ng
ắ
đứng n
h
p
xúc với v
í
l
iệu chế tạ
o
làm bằng
t
R
C 50
÷
6
0
ò
n bẩy:
ệ
m vụ: Tiế
p
n

h
ờ vào ống
d
í
t điều chỉn
h
o
: Đũa đẩy
t
hé
p
cácbo
n
0
.
p
nhận lực
a
phân phối
ẩ
y hoặc ca
m
i
ếp xúc với
ư
ợc hãm c
h
ư
ợc tôi cứn
g

m
. Nhờ có
đ
đũa đẩy t
h
h
ặt bằng đa
i
g
. Nhưng c
ũ
b
ạc lót ép t
r
o
ài ra trên đ
p
áp và mặt
t
Hình 2-
1
đ
ựợc dập b
ằ
C
ho khí nạp
m
việc của
x
upáp.

1
K
ết cấu
đ
ằ
ng thép c
á
vào buồn
g
piston. X
u
tiếp xúc c
ủ
é
p cácbon t
h
h
ấp, hàn gắ
n
ẩy hoặc tr
ụ
ắ
n t
r
ên trục
p
áp đóng
m
ít điều chỉ
n

c cam để
đ
của nó. Ho
m
ở theo đún
g
n
h. Sau khi
đuôi xupá
p
ể
khi mòn t
h
i
t
r
ơn bằng
h
oan lỗ để
d
h
ỉnh.
h
phần cácb
o
khí cháy r
a
ộ
ng được t
h

h
eo chiều
t
cầu.
,
đầu
ạt độ
x
upáp
a
đòn
phối
h
khe
ó
mặt
ợ
c dễ
chứa
n
bôi
n
h.
i
thời
t
hẳng
a)
Miệng xupáp được vát 30
0

vòng đế xupáp.
Vật liệu chế tạo:Miếng tăng cứng là một hợp kim: Cobalt (Co) Crom (Cr) và
Tungsten (W). Hợp kim này rất cứng, chịu được mài mòn cao và chống lại sự oxy hóa ở
nhiệt độ cao. Miếng tăng cứng này được hàn vào mặt xupáp hay đế xupáp để tăng khả
năng chịu nhiệt
2.4.6. Đế xupáp:
Để tránh hao mòn thân máy người ta dùng đế xupáp ép vào h
ọng của đường ống nạp và
đường ống thải. b)
Hình 2-13 Kết cấu đế xupáp.
a) - Đế có mặt ngoài dạng hình trụ; b) - Đế mặt ngoài hình côn; c) - Đế lắp vào nắp xilanh
bằng ren; d) - Đế ép khi bị lỏng ra; e) - Đế có ren.
Đế có mặt ngoài là mặt trụ có tiện rãnh để khi ép kim loại biến dạng vào rãnh giữ
chắc đế xupáp. Có khi mặt ngoài là mặt côn. Loại này có khi không ép sát đáy mà để khe
hở nhỏ hơn 0,04mm để còn ép tiếp khi bị lỏng ra. Có loại đế lắp vào thân máy hoặc nắp
xilanh bằ
ng ren. Loại đế mà sau khi lắp phải cán bề mặt nắp máy để kim loại biến dạng
giữ chặt đế. Loại này ít dùng.
2.4.7. Ống dẫn hướng: Để dễ sữa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xilanh ở
chỗ lắp xupáp, người ta lắp ống dẫn hướng trên các chi tiết máy này. Xupáp được lắp vào
ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng.

Hình 2-15 Kết cấu lò xo xupáp.
a, b, c) – Lò xo xoắn ốc hình trụ; d) – Lò xo hình côn.
Do lò xo làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột. Vì vậy vật liệu
chế tạo lò xo thường dùng là thép C65, C65A… 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ
IFA. Hình 3-2 Sơ đồ dẫn động cơ cấu phối khí động cơ IFA
1- trục cam; 2- con đội; 3- đũa đẩy; 4- Viết điều chỉnh khe hở nhiệt
5- Cò mổ; 6-Móng hãm xupap; 7-Đĩa lòxo xupap; 8-lo xo xupap
9- Xupap ; 10- ống dẫn hướng; 11-Đế xupap 86
7
5
4
10
11
1
2

Hành trình piston S mm 145
Số xilanh
i
τ
α
1
α
2
α
3

α
4
4
Số kỳ 4
Góc mở sớm xupáp nạp độ 8
Góc đóng muộn xupáp nạp độ 38
Góc mở sớm xupáp thải độ 44
Góc đóng muộn xupáp thải độ 8
Loại buồn cháy Ngăn cách
Kiểu xupáp
Suất tiêu hao nhiên liệu ge g/Kw.h
Thứ tự làm việc 1-3-4-2
Đối với xupáp nạp :do được dòng khí nạp làm mát nên nhiệt độ của xupáp nạp thường
thấp hơn nhiệt độ của xupáp thải (nhiệt độ làm việc của xupáp thải vào khoảng 300-
4000C) nên vật liệu chế tạo xupáp nạp thường là thép hợp kim . Cr, Cr-Mn
Kết cấu chính chia làm ba phần :
Nấm xupáp :
Mặt làm việc quan trọng của phần nấm xupáp là mặt côn góc côn của nấm thường bằng
450 để đẩm bảo độ

n một lớp
hế
xupáp :
m
vụ là giả
m
h
ao mòn c
h
p
áp sẽ tiếp
a
.
p
áp thải là
m
é
p hợp kim h
ợp kim cứ
nH


liệu có tí
n
g
trắng để c
h
n
h 3-4: Kết

K
ết cấu xu
p
p
và xi lan
h
lanh.
h
i xupáp đó
n
n
h năng chị
u
h
ế tạo xup
á
cấu đế xu
p

p
áp
h

xupáp t
a
chế độ l
ắ Ố
n
24-48 c
Bôi
t
dầu nhờ
n
3.1.4 L
ò
Lo xo
động th
e
xupáp k
h
Lo x
o
Vật liệ
u
trong cá
n
g dẫn hườ
n
d
ễ dàng sử

p
o
làm việ
u
chê tạo :
L
c loại thép
n
g xupáp:
a
chũa và
c
dẫn hướng

Hin
h
ớ
ng thường
p
eclit .
ẫ
n hướng v
c
ao ấp.
:

ụ
ng để đó
n
u

t
đ
ìêu kiệ
n
c
chê tạo b
ằ
A
, 65T
m
òn cho t
h
, xupáp đư
ợ
dẫn hướng
tạo bắng c
á
á
p có thể
d
á
p t
r
ên đế
x
cơ cấu ph
â
tr
ên mặt ca
m

p
có đường
o
ặc nắp xi
ố
ng dẫn h
ư
g
hợp kim
n
g pháp bô
i
ảm bảo ch
o
,
do đó qu
á
ộ
ng thay
kính từ 3-
5
lanh ở ch
ỗ
ư
ớng theo
CH21-40
i
trơn cữn
g
o

khít lấy
của l
ò
3.1.5 Tr
ụ
Nhiệ
m
Trục c
a
Đìêu k
cam th
ư
Vật liệ
u
thép h
ợ
Các bề
cam .) đ
Kết cấu

Động
c
Hình
dg cơ IFA k
ế
nhau vcà
m

ạng của c
aế
t cấu của
l
m
ài phẳng
đ
thường

ụ
c là để h
ư
á
c cam qua
y
ệ
c :Về tải
t
xúc ở t
r
ư
T
hường là t
h
thành ph
ầ
t

c
ư
ợt nên h
ư
h
ép hợp ki
m
ầ
n cac bo
c
am (bề m
ặ
v
à tôi cứn
g
cam nạp .
h
3-7: Kết
c
ư
ờng khôn
g
quyết địn
h
Lò xo
n
g xoắn ốc
h
v
ới đĩa lo x

h
ìng trụ. H
a
o
xupáp và
(
không
k
n
xupáp đ
ó
ối khí.
chịu đìêu
k
h
ủ yếu củ
a
phần các
b
ì
nh như
của cam ,
c
m

ạ
n các ca
m
làm việc c
ủ

ố
vòng cô
n
v
òng đầ
u
o
đúng qu
y
n
học.Các b
ề
bị mài
m
ư
thép 30,
4
5
Mn , 12
C
m
, mặt đầ
u

tạo liền t
r
từng loại x
quấn
n
g tác

Vật li
ệ
kim.Trê
n
Động
Phần dẫ
n
mặt tiếp
có ba
n
3.1.7 Đ
ũ
Nhiệm
nhiệm v
ụ
p
hân phối
k
á
p .
o
n
đ
ội :
vụ :là một
n
xupáp
k
iện làm v
i

đ

Hì
n
: con đội
a
con đội t
h
n
đội có dạ
n
h
ân con độ
i
dân hướn
g
lớn hơn
i tiết trung
ẫ
n động và
p
và cam th
ả
u
ng gian có
IFA sử
đ
ội chịu l
ự
n

ư
ợc chế tạ
o
c
thẩm cac
b
k
ết cấu gồ
m
t
iếp xúc v
ớ
hao món.
P
n
h của
cơ cấu ph
â
từ con đội
đ
chí chung
t
ruyền chu
y
h
ương á
n
do t
r
ục c

n
dẫn độ
n
a
m phân p
h

p
ít cacbon
c
ứng .

n
phối khí
ếp xúc với
khoảng
dẫn động
g
y
:
ụ
c và theo
ừ
cam phân
n
g gián
h
ối khí gâ
y


đ
Đũa đ
đũa đẩy
3.1.8 Đ
ò
Đòn b
xupáp
Nhiệ
m
xupáp t
hệ
u chế tạo :
Đ
ầu tiếp xú
c
đ
ộ cứng kh
o
ẩy ở động
thường là
m
ò
n bẩy:
ẩy là một
c
.
m

n
h 3-9: K
ế
h
ường đượ
c
b
ằng thép
c
5
0-60 .
ư
ờng là mộ
t
p
rỗng hai đ
n
g gian mộ
t
iếp nhận l
ự
ố
i khí .
ế
t cấu đũa
đ
c
chế tạo b
ằ
c

á
c bon có t
h
ớ
i đũa đẩy
s
đ
ặc, để giả
m
ế
p xúc có h
ì
ẩ
y và một
đ
a
đẩy và tá
c
h
ành phân
t
s
au đó tôi
m
trọng l
ư
ì
nh cầu .
đ
ầu tiếp xú

gian quy định.

3.2.Xác định các thông số chủ yếu của cơ cấu phân phối khí:
3.2.1.Xác định tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí:
Tại 1 thời điểm nào đó khi con đội nâng được 1 đoạn S
c
thì xupap nâng được 1
đoạn S
x
, khi đó tỉ số truyền của cơ cấu :
i=S
x
/S
c
=V
x
/V
c

Thường lx>lc và bố trí nằm ngang nên coi nó luôn vuông góc với đường tâm
xilanh.
33 56
c
x
d
x
l
l
V
V
Hình 3-12: Xác định tiết diện lưu thông đế xupáp
Hình 3-11: Sơ đồ tính tỷ số
truy
ềncủac
ơ
c
ấuphối khí
Sx
Sc
V
x
V
d
ψ
lc
lx
V
c
V'
d
Khi tính toán tiết diện lưu thông ta thường giả thiết dòng khí đi qua họng đế xupap là
ổn định, coi dòng khí có tốc độ bình quân và tốc độ piston không đổi.

FpVp
V ==

V
k
:tốc độ trung bình của dòng khí qua họng đê ú m/s
f
h
: tiết diện của họng đế xupap (cm
2
)
d
h
:đường kính họng đế xupap
i: số xupap ; i=2
V
p
:tốc độ bình quân của piston,
86,10
30
2250.145,0
30
.
===
nS
V
p
(m/s)
F
p

h
=
i.V
D.Vp
kh
2

d
hn
= )(2,44
2.40
120.86,10
2
mm=
Lấy d
hn
= 47 (mm)
Do diện tích của xupap nạp lớn hơn xupap thải từ (10÷20)%
⇒d
ht
=
2,39
2,1
47
2,1
==
hn
d
(mm); Lấy d
ht


+ hsinαcosα
2
)
α = 45
0
đối với xupap nạp và thải. Trong động cơ ngày nay, hành trình xupap thường nằm
trong phạm vi h = (0,18-0,3)d
h

h
n
= 8,46-14,1(mm); chọn h
nmax
=8,5(mm).
h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d
1n
= 47+6= 53 (mm).
Tương tự : h
t
=7,02-11,7 (mm); chọn h
tmax
= 8,5(mm).
h' = 8,5.cos45°= 6 (mm); e= 3 (mm); d
1t
= 39+6= 45 (mm).
f
kl
=π.h(0,707d
h

ht
+0,353h h
tmax
)= 3,14.8,5.10
-3
(0,707.39. 10
-3
+0,353. 8,5.10
-3
)
f
kn
=815,99 .10
-6
(m
2
)
Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của Xupap.Tốc độ lưu động của dòng khí chảy
qua tiết diện lưu thông f
kl
:
V
kl
= V
p
.F
p
/i.f
kl