1
MụC LụC
LờI NóI ĐầU 2
1.1 Kết cấu cơ cấu phân phối khí 3
1.1.1 Nhiệm vụ và phân loại 3
1.1.2 Các phơng án dẫn động trục cam 5
1.1.3 Bố trí xupáp 6
1.1.4 Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí 7
1.1.5 Ưu nhợc điểm cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo 7
1.2 Khai thác kỹ thuật cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp
treo 7
1.2.1 Sơ đồ cấu tạo: 7
1.2.2 Nguyên lý làm việc: 8
1.3 Giới thiệu về động cơ xe Toyota HAICE 8
9
Hình I.7 : Động cơ xe Toyota HIACE 9
2.1 Sơ đồ bố trí chung 10
2.1.1 Bố trí các xupáp trên xe 11
2.1.2 Đồ thị phối khí của động cơ 11
2.1.3 Phơng án dẫn động trục cam 12
2.2 Kết cấu các phần tử chủ yếu của cơ cấu phân phối
khí 13
2.2.1 Xupáp 13
2.2.2 Đế xupáp 16
2.2.3 ống dẫn hớng 16
2.2.4 Lò xo xupáp 17
2.2.5 Móng hãm, đế lò xo 18
2.2.7 Cò mổ 21
2.2.8 Con đội thuỷ lực 21
2.2.9 Cơ cấu căng xích cam tự động 22
3.1 Những chú ý khi sử dụng cơ cấu phân phối khí 25

ơn đến thầy giáo: PGS.TS Nguyên Văn Bang và các thầy trong bộ môn. Xin đ-
ợc cám ơn các bạn của tôi đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2009
Sinh viên
Nguyễn Văn Vui
Chơng I: tổng quan
1.1 Kết cấu cơ cấu phân phối khí
1.1.1 Nhiệm vụ và phân loại
a. Nhiệm vụ:
4
Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình thay đổi khí trong xy lanh
động cơ bằng cách đóng, mở cửa nạp và cửa thải đúng lúc để nạp đầy khí nạp
mới vào xy lanh và thải sạch khí thải ra ngoài.
b. Phân loại :
Cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong nói chung có nhiều dạng kết cấu khác
nhau:
- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp:
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo
+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt.
- Cơ cấu phân phối khí dùng van trợt.
- Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử.
Trong các động cơ ô tô hiện đại, thờng gặp chủ yếu là cơ cấu phối khí dùng
xupáp treo. Trong cơ cấu này, xupáp đợc lắp ở dạng treo trên nắp xy lanh. Kết
cấu chung của cơ cấu phối khí dùng xupáp treo có một số dạng điển hình nh
sau: Hình I.1: Các dạng cơ cấu phân phối khí thờng gặp:
1:- Xupáp, 2:- Cần bẩy, 3:- Đũa đẩy, 4:- Con đội, 5:- Trục cam.
a)Trục cam đặt trên thân máy dẫn động xupáp qua con đội, đũa đẩy và cần

b. Dẫn động bằng xích:
- Xích đợc bôi trơn bằng dầu bôi trơn từ hệ thống bôi trơn qua ống trong
trục khuỷu qua bánh xích hay có vòi dẫn hớng dầu.
1
2
3
6
Hình I.3: Dẫn động xích cho trục cam
1:- Đĩa răng trục cam; 2:- Xích cam; 3:- Đĩa răng trục khuỷu; 4:-Bộ căng xích;
5:- Bộ trợt xích; 6:- Giảm chấn xích; 7:- Trục cam thải; 8:- Dấu đặt cam.
c. Dẫn động bằng đai răng:
- Loại này rất thích hợp với loại động cơ nhiều trục cam nh động cơ V-6,
V-8 và đợc sử dụng nhiều trong các động cơ hiện đại.
Hình I.4: Dẫn động đai cho trục cam:
1:- Đĩa răng trục cam; 2:- Bộ căng đai ; 3:- Bơm nớc ;
4:- Đĩa răng trục khuỷu; 5:- Dây đai dẫn động trục cam ;
6:- Các trục cam nạp; 7:- Puly trung tâm; 8:- Trục cam thải.
1.1.3 Bố trí xupáp
1
1
2
23
4
4
5
5
6
7
8
7

xo giãn ra kéo xupáp đóng kín cửa nạp, cửa thải. Khi cam phối khí bắt đầu tác
động vào cò mổ làm cò mổ đi xuống tác động vào con đội thủy lực và đuôi
xupáp, làm con đội thủy lực và đuôi xupáp đi xuống thắng đợc sức căng của lò
xo mở cửa nạp hoặc cửa thải. Đầu cao nhất của vấu cam đi xuống cũng là lúc
xupáp mở lớn nhất. Khi vấu cam đi lên lò xo xupáp kéo xupáp đi lên đóng cửa
nạp và cửa thải, đồng thời con đội thủy lực cũng đi lên. Cơ cấu phân phối khí
kiểu này không có khe hở nhiệt.
- Trờng hợp trục cam đặt trong nắp máy: dẫn động cho trục cam bằng cặp
bánh răng ăn khớp. Khi trục cam quay làm cho các vấu cam đi lên đẩy con đội
cùng đũa đẩy và một đầu của cò mổ đi lên, làm đầu kia của cò mổ đi xuống
nén lò xo xupáp lại mở các cửa nạp và thải. Cơ cấu phân phối khí kiểu này có
khe hở nhiệt giữa đầu cò mổ và đuôi xupáp.
1.3 Giới thiệu về động cơ xe Toyota HAICE
9
Hình I.7 : Động cơ xe Toyota HIACE
- Động cơ xe Toyota HIACE là loại động cơ xăng 2TR-FE, đặt trên đầu
xe.
- Là động cơ xăng dung tích 2.7 lít, 4 xy lanh xếp thẳng hàng, thứ tự làm
việc của động cơ là 1-3-4-2.
- Cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo,trục cam kép dẫn động bằng xích
với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i. Trục cam nằm trên
nắp máy,dẫn động cho xupáp thông qua cò mổ và con đội thủy lực.
- Động cơ đợc làm mát bằng nớc.
- Hệ thống bôi trơn cỡng bức kiểu cácte ớt.
Các thông số :
Loại động cơ Xăng 2TR-FE
Công suất 117/5200 ( kw/rpm)
Mômen 242/3800 (N.m/rpm)
Dẫn động trục cam Xích
Số xéc măng 2 xéc măng khí, 1 xéc măng dầu

:0
0
- 45
0
- Góc đóng muộn xupáp nạp
2
: 64
0
-19
0

- Góc mở sớm xupáp thải
3
: 44
0
- Góc đóng muộn xupáp thải
4
: 8
0
Ta có góc phân phối khí nh hình vẽ:
45
64
19
44
8
12

HìnhII.4: Đồ thị phối khí của động cơ.
2.1.3 Phơng án dẫn động trục cam
Trục cam đợc dẫn động từ trục khuỷu thông qua bộ truyền động xích. Trên

Đờng kính thân xupáp nạp là 7,97-7,985mm, của xupáp xả là7,965-
7,98mm.
Nấm xảNấm nạp
15
Hình II.7: Kết cấu thân xupáp.
- Đuôi xupáp :
Có kết cấu để lắp lò xo xupáp

Hình II.8: Kết cấu đuôi xupáp.
c. Điều kiện làm việc:
Xupáp phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt:
- Tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên chịu áp lực lớn, nhiệt độ cao, áp suất
lớn.
- Xupáp chịu ăn mòn hóa học do hơi axit trong khí cháy, đặc biệt là xupáp
thải.
- Khi đóng mở xupáp thì nấm xupáp va đập với đế xupáp nên nấm dễ bị biến
dạng cong vênh, mòn cháy rỗ bề mặt nấm.
- Vận tốc lu động của môi chất qua xupáp là rất lớn: Đối với xupáp thải thì
vận tốc này có thể lên tới 400-600 m/s nên gây ăn mòn bề mặt nấm.
16
2.2.2 Đế xupáp
a. Nhiệm vụ:
Đế xupáp nằm trong nắp máy, nên cùng với xupáp thực hiện nhiệm vụ đóng
mở cửa nạp, cửa xả.
b. Kết cấu:
Bề mặt tiếp xúc của bề mặt nấm xupáp thờng có 45
0
.
4
5

Lò xo xupáp có nhiệm vụ giữ cho xupáp ép kín với mặt đế xupáp, cùng các
chi tiết khác của cơ cấu phân phối khí thực hiện quá trình đóng mở cửa nạp,
cửa thải.
b.Kết cấu :
Lò xo xupáp là lò xo trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa xupáp và đế
lò xo. Cả xupáp nạp và xupáp xả đều có một lò xo.
Chiều dài tự do của lò xo: 47,31mm.
Chiều dài lắp đặt của lò xo: 40,3mm.
18
Hình II.11: Kết cấu lò xo xupáp.
c. Điều kiện làm việc:
Lò xo xupáp ngoài chịu sức căng ban đầu còn chịu tải trọng thay đổi đột
ngột và tuần hoàn trong quá trình xupáp đóng mở, ngoài lò xo còn chịu ứng
suất xoắn lớn.
2.2.5 Móng hãm, đế lò xo
2.2.5.1 Móng hãm
a. Nhiệm vụ:
Móng hãm cùng với đĩa chặn giữ cho lò xo tránh bị bật khỏi xupáp, đảm bảo
an toàn trong quá trình đóng mở cửa nạp, cửa thải.
c. Kết cấu:
Có kết cấu phù hợp với đuôi xupáp.
b. Điều kiện làm việc:
Móng hãm giữ cho đĩa chặn, lò xo khỏi bị bật ra khỏi xupáp nên chịu mài
mòn, chịu va đập và nhiệt độ cao.
2.2.5.2 Đế lò xo
a. Nhiệm vụ:
Đế lò xo cùng móng hãm giữ cho lò xo tránh bật ra khỏi xupáp và đảm bảo
an toàn trong quá trình đóng mở cửa nạp cửa thải
b. Kết cấu:
Đế lò xo có dạng hình vành khuyên một mặt phẳng, mặt tiếp xúc với lò xo

21
Trong quá trình làm việc trục cam chịu uốn và xoắn. Các bề mặt làm việc
của cam làm việc ở dạng trợt nên chịu mài mòn do ma sát và chịu va đập và
điều kiện bôi trơn khó khăn. Đối với bạc lót chịu mài mòn do trục cam luôn
xoay trong chúng.
2.2.7 Cò mổ
a. Nhiệm vụ:
Cò mổ là chi tiết trung gian truyền chuyển động tới xupáp để thực hiện quá
trình phân phối khí.
b. Kết cấu:
Là cò mổ loại con lăn. Một đầu cò mổ tiếp xúc với đuôi xupáp, một đầu
tiếp xúc với con đội thủy lực. Khi trục cam quay xuống đẩy cò mổ đi xuống,
một đầu cò mổ tỳ vào con đội thủy lực bị ép xuống, đầu kia của cò mổ đi
xuống tác động vào đuôi xupáp làm lò xo xupáp bị nén lại và mở xupáp. Do
dùng con đội thủy lực nên khe hở nhiệt luôn bằng không. Đòn gánh đợc bôi
trơn bằng dầu. Hình II.15: Kết cấu cò mổ:
1:-Vị trí tiếp xúc với đuôi xupáp;
2:- Vị trí tiếp xúc với con đội thủy lực; 3:- Bi trụ.
c. Điều kiện làm việc:
Một đầu của đòn gánh tiếp xúc với con đội, một đầu tiếp xúc với đuôi
xupáp nên thờng bị mòn ở hai đầu, bị cong do lực phân bố trên thanh không
đều.
2.2.8 Con đội thuỷ lực
a. Nhiệm vụ:
Côn đội là chi tiết trung gian để truyền chuyển động từ trục cam đến xupáp.
b. Kết cấu:
2

mở xupáp nạp theo điều kiện làm việc của động cơ.
b. Kết cấu :
Kết cấu gồm trục roto cam, vỏ, cánh bơm, đĩa xích dẫn động trục cam. Vỏ có
lỗ chốt định vị để định vị cánh bơm, cánh van bắt cố định với trục cam. Vỏ và
cánh van đợc bắt với đĩa xích băng 3 con bu lông. Phía đầu trục cam có các đ-
ờng dẫn dầu.
24
Hình 2.18: Kết cấu cơ cấu VVT-i
c. Nguyên lý làm việc:
- Mở sớm: Tín hiệu từ ECU điều khiển van dầu mở đờng dầu phía mở sớm
làm cánh van quay thuận chiều kim đồng hồ, làm trục cam quay thuận chiều
kim đồng hồ mở sớm xupáp nạp.
- Mở muộn: Tín hiệu từ ECU điều khiển van dầu mở đờng dầu phía mở muộn
làm cánh van quay ngợc chiều kim đồng hồ, làm trục cam quay ngợc chiều
kim đồng hồ mở muộn xupáp nạp.
HìnhII.19: Nguyên lý làm việc của hệ thống VVT-i.
25
Chơng III: khai thác kỹ thuật cơ cấu phân phối khí
3.1 Những chú ý khi sử dụng cơ cấu phân phối khí
- Thờng xuyên kiểm tra dầu nhớt, nớc làm mát.
- Phải có nắp đậy lỗ đổ dầu, để tránh bụi bẩn bay vào trong máy.
- Thay dầu động cơ đúng quy định.
- Khi máy mới khởi động không đợc ga to.
- Lắp trục cam, xích cam phải chú ý đến dấu phối khí ở bánh xích và xích
cam.
3.2 Chẩn đoán kỹ thuật
TT Biểu hiện Nguyên nhân
1 Động cơ khó khởi động Xupáp đóng không kín:
- Bề mặt làm việc của xupáp và đế xupáp
mòn, cháy, rỗ.