5. MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ IFA TRÊN
CATIA. 5.1 Thiết kế 3D xupáp cơ cấu phân phối khí động cơ IFA.
Sử dụng phương pháp quét(sweeping) để tạo khối đặc.Quét tròn: cho tiết diện 2D quay
quanh một trục, ta sẽ được khối đặc tròn xoay.
Dựa vào bản vẽ kết cấu, các số liệu của xupáp cơ cấu phân phối khí động cơ IFA ta tiến
hành các bước xây dự
ng 3D xupáp cơ cấu phân phối khí của động cơ IFA.
1-Click File trên thanh menu bar và sau đó chọn New. Hộp thoại New Definition xuất
hiện hình 4-22 a) và ta chọn Part và click OK để đóng hộp thoại.
2-Chọn mặt phẳng yz làm mặt phẳng vẽ phác và click biẻu tượng Sketcher để vào
môi trường vẽ phác và vẽ biên dạng như hình 4-22b.
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRONG MODUN PART DESIGN
LẮP RÁP SẢN PHẨM TRONG
MODUN ASSEMBLY
DESIGN
MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC
TÍNH TOÁN KIỂM TRA VA
CHẠM VÀ KHOẢNG HỞ CÁC
MỐI LẮP
3-Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click vào
Shaft trên thanh công cụ. Hoăc vào Insert > Sketch-Based Freature > Shaft.Ta có kết
quả như hình 4-22 c).

a). b) c)
Hình 4-22.
5.2 Thiết kế 3D lò xo cơ cấu phân phối khí động cơ IFA.
Sử dụng phương pháp phối hợp kỹ thuật CSG (Phương pháp hình học khối đặc hợp
thành (Constructive Solid Geometry -CSG):Các khối đặc cơ bản của CSG: khối hộp, khối

IFA.
1-Click File trên thanh menu bar và sau đó chọn New. Hộp thoại New Definition xuất
hiện và ta chọn Part và click OK để đóng hộp thoại.

Hình 4-25.
2- Chọn mặt phẳng yz làm mặt phẳng vẽ phác và click biẻu tượng Sketcher để
vào môi trường vẽ,tạo được biên dạng như hình 4-26a).
a) b) c)
Hình 4-26.
3- Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click
vào Shaft trên thanh công cụ. Hoăc vào Insert > Sketch-Based Freature > Shaft.Ta có
kết quả hình 4-26 b)
4-Click Chamfer trên thanh công cụ. Hoặc Click vào Insert > Dress-Up
Features > Chamfert.Sau khi vát mép phía trên bên trong ống ta được như hình 4-26 c).
5.4 Thiết kế 3D trục cam cơ cấu phân phối khí động cơ IFA.
Sử dụng phương pháp phối hợp kỹ thuật CSG (Phương pháp hình học khối đặc hợp
thành (Constructive Solid Geometry -CSG):Các khối đặc cơ bản của CSG: khối hộp, khối
nêm, khối nón, khối trụ,khối cầu, khối xuyến.Mô hình khối đặc hợp thành: Liên kết các
khối cơ bản với nhau nhờ các phép toán Boole đối với các khối đặ
c 3D) và kỹ thuật
quét(Quét thẳng: cho tiết diện 2D nâng lên vuông góc với mặt phảng của nó (góc vát
bằng 0)).
Dựa vào bản vẽ kết cấu, các số liệu của trục cam cơ cấu phân phối khí động cơ IFA ta
tiến hành các bước xây dựng 3D trục cam cơ cấu phân phối khí của động cơ IFA.
1-Click File trên thanh menu bar và sau đó chọn New. Hộp thoại New Definition xuất
hiện (hình 4-27 a)và ta chọn Part và click OK để đóng hộp thoạ
i.

được hình 4-29 b).

8-Chọn mặt phẳng bên của cam dùng làm mặt vẽ phác ,click biểu tượng Sketcher
để vào môi trường vẽ.Ta tạo biên dạng cam như hình 4-29 c).
9-Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click vào
Pad nằm trên thanh công cụ.
Trong hộp thoại Pad Definition - Type:( Chọn kiểu
tạo part)Dimention.Biên dạng 2D được kéo lên theo kích thước nhập trong ô Length. Ta
được hình 4-30 a):
a) b) c)
Hình 4-30.
10-Tạo sketcher của cổ trục cam, click biểu tượng Sketcher để vào môi trường
vẽ.Ta tạo được biên dạng cổ trục cam như hình 4-30 b):

11-Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click vào
Pad nằm trên thanh công cụ.
Trong hộp thoại Pad Definition - Type:( Chọn kiểu
tạo part)Dimention.Biên dạng 2D được kéo lên theo kích thước nhập trong ô
Length.Chọn 23 mm.Ta được hình 4-30 c).
12-Tương tự ta vẽ tiếp phần còn lại của trục cam và có được hình 4-31 như sau:

Hình 4-31.
5.5 Thiết kế 3D con đội cơ cấu phân phối khí động cơ IFA.
Sử dụng phương pháp quét(sweeping) để tạo khối đặc.Quét tròn: cho tiết diện 2D quay
quanh một trục, ta sẽ được khối đặc tròn xoay.
Dựa vào bản vẽ kết cấu, các số liệu của con đội cơ cấu phân phối khí động cơ IFA ta tiến
hành các bước xây dựng 3D con đội cơ cấu phân phối khí c

Dựa vào bản v
ẽ kết cấu, các số liệu của đũa đẩy cơ cấu phân phối khí động cơ IFA ta
tiến hành các bước xây dựng 3D đũa đẩy cơ cấu phân phối khí của động cơ IFA.
1-Click File trên thanh menu bar và sau đó chọn New. Hộp thoại New Definition xuất
hiện hình 4-35 a) và ta chọn Part và click OK để đóng hộp thoại.
2-Chọn mặt phẳng yz làm mặt phẳng vẽ phác và click biểu tượng Sketcher để vào
môi trường vẽ.Ta tạo được biên dạng như hình 4-35 b).
3- Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click
vào Shaft trên thanh công cụ. Hoăc vào Insert > Sketch-Based Freature > Shaft.Ta có
kết quả hình 4-35 c). a) b) c)
Hình 4-35.
5.7 Thiết kế 3D cò mổ cơ cấu phân phối khí động cơ IFA.
Sử dụng phương pháp phối hợp kỹ thuật CSG và kỹ thuật quét(Quét thẳng: cho tiết diện
2D nâng lên vuông góc với mặt phảng của nó (góc vát bằng 0)).
Dựa vào bản vẽ kết cấu, các số liệu của cò mổ cơ cấu phân phối khí động cơ IFA ta tiến
hành các bước xây dựng 3D cò mổ c
ơ cấu phân phối khí của động cơ IFA.
1-Click File trên thanh menu bar và sau đó chọn New. Hộp thoại New Definition xuất
hiện hình 4-36 a) và ta chọn Part và click OK để đóng hộp thoại.

a) b) c)
Hình 4-36.
2-Chọn mặt phẳng yz làm mặt phẳng vẽ phác và click biểu tượng Sketcher để vào
môi trường vẽ.Ta tạo được biên dạng như hình hình 4-36 b).

3-Click biểu tượng Exit Workbench để thoát khỏi môi trường vẽ phác. Click vào
Pad nằm trên thanh công cụ.

chuẩn
6
7
h
H
(kiểu lắp lỏng yêu cầu độ chính xác đồng tâm cao,ví dụ lắp xupáp và ống
dẫn hướng),kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn
7
8
h
H
(kiểu lắp lỏng có độ hở bé nhất xấp xỉ bằng
không dùng lắp hai chi tiết đảm bảo hướng,ví dụ lắp móng hãm xupáp với đĩa lò xo),
kiểu lắp trung gian tiêu chuẩn
6
7
k
H
( kiểu lắp trung gian có độ hở bé nhất xấp xỉ bằng
không dùng lắp hai chi tiết đảm bảo hướng,ví dụ lắp móng hãm xupáp với đĩa lò xo),
kiểu lắp chặt tiêu chuẩn
6
7
p
H
( kiểu lắp chặt có độ dôi đảm bảo nhỏ nhất,ví dụ lắp đế
xupáp với nắp máy), kiểu lắp chặt tiêu chuẩn
6
7
r

Constraint (ràng buộc các đối tượng trung nhau)và di chuyển chuột lên đối tượng
mong muốn và chọn trục của xupáp và trục của móng hãm xupáp như hình 4-42 a).

a) b)
Hình 4-42.
Khi đó đối tượng Concidence.1 sẽ xuất hiện trong specifitation tree và trên màn hình
cũng xuất hiện biểu tượng của Concidence.1 hình 4-42 b):
Tạo bề mặt tiếp xúc giữa hai mặt lắp ghép với nhau bằng lệnh Contact Constraint
( Ràng buộc các đối tượng tiếp xúc với nhau) hình 4-43 a).
Cập nhật lắp ráp thanh truyền vào trục khuỷu bằng lệnh Update ta được sản
phẩm như hình 4-43 b).

a) b)
Hình 4-43.
. Tiếp tục thực hiện lắp ghép đĩa lò xo xupáp với móng hãm xupáp . Click chọn biểu
tượng Concidence Constraint và di chuyển chuột lên đối tượng mong muốn và chọn
trục của đĩa lò xo xupáp và trục móng hãm xupáp như hình 4-44 a).
Khi đó đối tượng Concidence.2 sẽ xuất hiện trong specifitation tree và trên màn
hình cũng xuất hiện biểu tượng của Concidence.2 như hình 4-44 b).

a) b)
Hình 4-44.
Tiếp theo click chọn biểu tượng Offset Constraint chọn mặt phẳng trên đĩa lò
xo xupáp và mặt ph
ẳng trên móng hãm xupáp như hình 4-45 a).
Hộp thoại Constraint properties xuất hiện các bạn nhập giá trị -1mm vào ô
Offset.Cập nhật lắp ráp bằng lệnh Update ta được sản phẩm như hình 4-45 b).

a) b)
Hình 4-45.


Hình 4-48.
2)Ứng với góc quay trục khuỷu từ 180°-360° tương ứng góc quay trục cam sẽ từ 90°-
180°, thì: xi lanh I ở kỳ Xả, xi lanh II ở kỳ Hút, xi lanh III ở kỳ Nổ, xi lanh IV ở kỳ Nén.
Hình 4-49 biểu diễn vị trí xupáp và trục cam khi trục cam ở 90°: Hình 4-49.

3)Ứng với góc quay trục khuỷu từ 360°-540° tương ứng góc quay trục cam sẽ từ 180°-
270°, thì: xi lanh I ở kỳ Hút, xi lanh II ở kỳ Nén, xi lanh III ở kỳ Xả, xi lanh IV ở kỳ Nổ.
Hình 4-50 biểu diễn vị trí xupáp và trục cam khi trục cam ở 180°: Hình 4-50.
3)Ứng với góc quay trục khuỷu từ 540°-720° tương ứng góc quay trục cam sẽ từ 270°-
360°, thì: xi lanh I ở kỳ Nén, xi lanh II ở kỳ Nổ, xi lanh III ở kỳ Hút, xi lanh IV ở kỳ X
ả.
Hình 4-51 biểu diễn vị trí xupáp và trục cam khi trục cam ở 270°: Hình 4-51.
5.10 Phân tích quá trình lắp ráp.
5.10.1 Tính toán va chạm giữa các đối tượng(computing a clash
betw
een
compone
n
ts
).

Hộp thoại Clash Detection sẽ hiển thị một ô trống là nơi mà ta chỉ rõ giá trị của độ hở.
3- Ta nhập độ hở là 1mm.
4- Click chọn hai đối tượng để kiểm tra là xupap1.1 va dialoxo1.1.
Click Apply,Icon Result bây giờ có màu vàng, khoảng cách giữa các đối tượng nhỏ hơn
1mm.

Hình 4-53.
4- Click Cancel để thực hiện các hoạt động khác
5- Lặp lại các bước này để tính toán khoảng hở cho các đối tượng còn lại.
6. KẾT LUẬN:
Sau thời gian hơn ba tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài "mô phỏng động học cơ
cấu phân phối khí động cơ IFA trên CATIA V5R19" đến nay em đã cơ bản hoàn thành
với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong khoa.
Trong đề tài này em đ
i sâu tìm hiểu tính năng thiết kế chi tết,lắp ráp cơ cấu,mô
phỏng động học với CATIA và khảo sát cơ cấu phân khí trong động cơ IFA. Ở mục 2 của
đồ án em đã trình bày tổng quan về cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong. Ở mục 2, mục
trọng tâm của đồ án em đi sâu phân tích kết cấu các chi tiết, phương án bố trí và dẫn động
xupáp, phương án bố trí trục cam và dẫ
n động trục cam.Ở mục 3 em đi sâu nghiên cứu
kết cấu và tính toán động học cơ cấu phân phối khí động cơ IFA. Mục 4 giới thiệu về
phần mềm CATIA và các tính năng ưu việt của nó. Mục là mục thiết kế chi tiết,lắp ráp
mô phỏng động học với CATIA V5R19 .
Thông qua đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu biết thêm nhiều về phần mềm CATIA và
khả năng ứng dụ
ng nó trong thiêt kế cơ khí nói chung và trong ngành động lực nói riêng
và em cũng hiểu sâu hơn về tầm quan trọng của cơ cấu phối khí và điều đó cũng đã được
các nhà chuyên môn luôn nghiên cứu và tìm cách nâng cao tính năng của động cơ nhằm
phục vụ cho nhu cầu của đời sống. Do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị
trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo còn hạ