1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng của hệ thống giao thông đường bộ.
Trong hoạt động của cộng đồng, ô tô được sử dụng hết sức đa dạng và linh hoạt để
chuyên chở người hàng hóa với các khoảng cách khác nhau, trên nhiều địa hình.
Ngành công nghiệp ô tô ngày càng phát triển với nhiều ứng dụng mới, công nghệ
mới và ngày càng thân thiện với môi trường.
Nhiều loại nhiên liệu được dùng cho ô tô,nhưng Xăng và dầu Diesel vẫn được dùng
phổ biến.Một cơ cấu không thể thiếu trên ô tô là cơ cấu phối khí : sử dụng để cung
cấp nhiên liệu cho động cơ,giúp động cơ làm việc tốt ở các tải trọng và điều kiện
khác nhau.
Nghiên cứu về cơ cấu phối khí là rất quan trọng, giúp mọi người hiểu được sự hoạt
động của động cơ ở nhiều chế độ làm việc, giúp tiết kiệm nhiên liệu đồng thời làm
giảm các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường.
Nội dung của đồ án gồm 3 chương :
Chương I. Tổng quan về ô tô và cơ cấu phối khí
Chương II. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu phối khí dùng xupap
Chương III. Đặc điểm kết cấu của cơ cấu phân phối khí dùng xupap
Do kiến thức lý luận và thực tiễn còn hạn chế, bài làm của em không thể tránh khỏi
sự thiếu sót. Em rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp, cũng như những
chỉ bảo tận tình của thầy cô.
Trang-1-
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Chương I :
TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ VÀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ
Suốt thế kỷ XIX, ngành vận tải đã tiến hành các cuộc cách mạng. Đầu tiên là ngành
đường sắt, đó là các đầu máy có khả năng vận chuyển những khối hàng khổng lồ.
Cuối thế kỷ XIX, sự vận chuyển bằng đường bộ cũng bắt đầu tiến bộ với sự phát

Sau khi lốp khí nén ra đời, 1892 Rudolf Diesel đã cho ra đời động cơ Diesel và đã
cho chế tạo hàng loạt. Vào thời gian này, đã hình thành tổng thể ôtô con, ôtô tải, ôtô
chở người với lốp khí nén.
Cuộc cách mạng xe hơi chỉ bắt đầu vào 1896 do Henry Ford hoàn thiện và bắt đầu
lắp ráp hàng loạt lớn. Vào những năm tiếp theo là sự ra đời các loại xe hơi của các
hãng Renault và Mercedes (1901). Peugeot (1911).
Ngày nay chiếc ô tô không ngừng phát triển và hiện đại, công nghiệp xe hơi đã trở
thành ngành công nghiệp đa ngành.
Xe hơi có hộp số tự động ra đời vào năm 1934
Năm 1967 xe hơi có hệ thống phun xăng cơ khí.
Ô tô phát triển đi cùng với tính năng an toàn: 1971 ABS: Anti-lock Brake System
(hệ thống trống bó cứng bánh xe khi phanh),1979 (Đk kỹ thuật số ), EBD:
Electronic Brake Distrition (phân phối lực phanh điện tử), TRC: Traction Control
(điều khiển lực kéo), điều khiển thân xe:Active Body Control (ABC)
Tốc độ của xe cũng được cải thiện không ngừng: Năm 1993 vận tốc của xe đạt 320
km/h và đến năm 1998, V
Max
= 378 km/h. Cho đến nay ô tô có thể đạt tốc độ lớn hơn
400km/h.
1.1.3. Logo của một số hãng sản xuất
Trang-3-
4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
1.2. TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
1.2.1 Nhiệm vụ , yêu cầu và điều kiện làm việc :
a. Nhiệm vụ :
Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí. Thải
sạch khí thải ra khỏi xylanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh để động
cơ làm việc liên tục.
b. Yêu cầu :

5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
1.2.2.1. Công dụng :
Cơ cấu phối khí hay còn gọi là hệ thống phân phối khí có công dụng điều khiển quá
trình trao đổi khí trong xylanh. Thực hiện các công việc đóng mở các cửa nạp và
cửa xả với mục đích nạp đầy không khí, hỗn hợp cháy (hỗn hợp cháy gồm xăng -
không khí đối với động cơ xăng) và thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh.
1.2.2.2. Phân loại :
1.2.2.2.1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo :
Cơ cấu phân phối khí có xupap treo ( Hình 1.1), các xupap được bố trí ở phía trên
của nắp máy. Hệ thống nạp xả này được dùng hầu hết trong động cơ diesel và động
cơ cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupap treo gồm: trục cam, con đội, đũa đẩy,
đòn gánh, lò xo, ống đẫn hướng và đế xupap.
Đối với cơ cấu xupap treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy. Thì có thể không có
đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng. Và có thể có hoặc không có đòn
gánh. Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội làm cho
đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho đòn gánh quay quanh trục đòn gánh.
Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupap làm cho xupap chuyển động tịnh tiến đi xuống
mở cửa nạp và xả để thực hiện quá trình trao đổi khí. Vào lúc cam không đội con
đội thì lò xo xupap sẽ giãn ra, làm cho xupap chuyển động đi lên đóng cửa nạp và
xả lại để thực hiện quá trình nén, cháy, giãn nở và sinh công. Ở tư thế này, lúc máy
còn nguội, giữa đầu đòn gánh và đuôi xupap sẽ có khe hở, gọi là “khe hở nhiệt”.
Nhờ nó, khi máy làm việc, do nóng lên, xupap có giãn nở, buồng đốt cũng không bị,
hở nhiệt.
Trang-5-
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình 1.1. Cơ cấu phân phối khí xupap treo
1- Cò mổ. 2- Đũa đẩy. 3- Xupap. 4- Con đội. 5- Trục cam.
1.2.2.2.2. Cơ cấu phân phối khí có xupap đứng (xupap đặt):

khe hở nhiệt lớn một chút, khi mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy
làm việc, nhưng cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn.
Trang-7-
8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình 1.3. Cơ cấu phân phối khí có xupap được dẫn động trục tiếp bằng cam
1–xupap xả; 2–lò xo xupap; 3–trục cam; 4–đĩa tựa; 5–bulông điều chỉnh; 6–thân
xupap rỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ;
1.2.2.2.4. Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn
gánh : ( hình 1.4)
Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn gánh được
thể hiện trên hình vẽ (Hình 1.4). Trục cam đặt trên nắp xylanh, nhưng cam không
trực tiếp tỳ vào xupap mà thông qua đòn gánh. Chuyển động từ trục khuỷu cho trục
cam bằng xích. Điều chỉnh khe hở nhiệt được thực hiện nhờ vít điều chỉnh và ốc
hãm ở đầu đòn gánh.
Trang-8-
9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình1.4. Sơ đồ cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có
đòn gánh.
1.2.2.2.5. Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử:
a. Sơ đồ nguyên lý tổng quát:
Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình
Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát
liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm
biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp
hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cả biến.
Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần
thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu.
ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chẩn

trước trên động cơ.
Chương II :
SƠ ĐỒ CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CỞ CẤU
PHÂN PHỐI KHÍ
Trang-11-
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
2.1. SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Hình 2.1.Cơ cấu phối khí dùng xupap
1 - đai dẫn động ; 2 - con dội ; 3,5 - đòn gánh ; 4 - đũa đẩy ; 6 - cổ trục cam
2.1.1. Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo :
Trang-12-
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình 2.2 Cơ cấu phối khí dùng xupap treo
2.1.1.1. Loại dẫn động gián tiếp:
a. Sơ đồ cấu tạo ( Hình 2.3)
Hình 2.3. Cơ cấu phân phối khí có xupap treo dẫn động gián tiếp
1 - Trục cam. 2 - Con đội. 3 - Đũa đẩy. 4 - Vít điều chỉnh. 5 - Đai ốc hãm. 6 - Đòn
gánh. 7 - Trục đòn gánh.8 - Móng hãm. 9- Lò xo xupap. 10- Xupap. 11- Bạc dẫn
hướng xupap.
Trang-13-
14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
b. Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay sẽ làm bánh răng trục khuỷu lai bánh răng
trục cam quay theo. Bánh răng trục cam liên kết với trục cam quay ngược chiều với
trục khuỷu.
Khi trục cam 1 quay, quả đào truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội 2 và đũa đẩy
3 làm đòn gánh 6 quay quanh trục đòn gánh 7, đầu đòn gánh đè xupap 10 xuống mở

2.1.1.2. Loại dẫn động trực tiếp: (hình 2.4)
Hình 2.4. Trục cam dẫn động trực tiếp xupap
a. Sơ đồ cấu tạo: ( hình 2.5)

Hình 2.5. Cơ cấu phân phối khí có xupap treo dẫn động gian tiếp - trục cam đặt
trên nắp xylanh.
Trang-15-
16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
1-Xupap xả. 2-Lò xo xupap. 3-trục cam. 4-Đĩa tựa.
5-Đệm điều chỉnh. 6-Thân xupap rỗng
b. Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc, trục cam 3 quay thì quả đào trên trục cam quay sẽ truyền
chuyển động tịnh tiến trực tiếp cho xupap1, khi đó trục cam trực tiếp điều khiển quá
trình làm việc của các xupap, không cần thông qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh …
mà trục cam quay do truyền động của hệ bánh răng côn.
Hệ thống phân phối khí này tuy hệ trục và 2 cặp bánh răng côn có phức tạp, chế tạo
khó, nhưng cơ cấu làm việc dịu êm hơn. Bởi vì không có chi tiết máy chuyển động
tịnh tiến qua lại có điểm dừng.
Loại này có xupap rỗng, ghép. Bulông 6 giúp ta điều chỉnh chiều dài xupap, sẽ cho
phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữa mặt tựa của cam và đuôi xupap).
Tuy nhiên khi làm việc, xupap xả thường nóng tới 300 – 400
0
C, vì vậy các đường
ren dễ bị kẹt do han rỉ, làm cho việc điều chỉnh đệm điều chỉnh 6 khó khăn. Lò xo
xupap ở đây gồm hai cái khác nhau, chiều xoắn ngược nhau, chiều dài bằng nhau,
có tác dụng tránh cộng hưởng nên tăng độ bền.
Với các máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền thành một khối, như vậy không điều
chỉnh được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này người ta để khe hở nhiệt lớn một
chút, khi mòn càng lớn ta có thể nghe tiếng gõ khi máy làm việc. Nhưng hệ hống

xoáy do đóng mở các xupap cùng tên trong xylanh lệch nhau, do đó hoàn thiện quá
trình hình thành khí hỗn hợp và cháy để cải thiện tính năng làm việc của động cơ.
Trang-17-
18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hiện nay đã có một số động cơ dùng 5 (hay nhiều hơn) xupap cho 1 xylanh, trong
đó 3 xupap nạp và 2 xupap thải.
2.2.2. Bố trí xupap :
Hình 2.7
Để tận dụng nhiệt của khí thải sấy nóng khí nạp mới,nhờ đó tăng cường quá trình
bay hơi và hòa trộn nhiên liệu với không khí trên đường nạp đối với động cơ xăng,
người ta bố trí các xupap thải và nạp xen kẽ nhau nên các đường thải và nạp nằm
cùng một phía động cơ.
Nhưng có những trường hợp, nhằm hạn chế ảnh hưởng tăng nhiệt độ của khí
nạp,đường nạp thải được bố trí về hai phía của động cơ. Hầu hết động cơ diesel và
một số động cơ xăng bố trí đường nạp thải theo phương án này.
Xupap thường được bố trí song song với đường tâm xylanh nhưng có một số trường
hợp phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy, xupap được bố trí nghiêng đi để buồng cháy
gọn.
2.2.3. Dẫn động xupap :
Xupap được dẫn động gián tiếp thông qua các chi tiết trung gian như con đội, đũa
đẩy, đòn gánh, cò mổ Ngoài ra, để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung gian,
xupap được dẫn động trực tiếp từ cam hoặc dẫn động qua một số chi tiết trung gian
như đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupap. Tuy vậy phải giải quyết vấn đề dẫn
động trục cam với khoảng cách xa.
Trang-18-
19
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
2.2.4. Dẫn động trục cam :
Các phương pháp dẫn động trục cam bao gồm: Truyền động bằng bánh răng,Truyền

- Phải bôi trơn thường xuyên cho xích và bánh xích
- Phải chăm sóc thường xuyên bộ truyền động
Trang-20-
21
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình 2.10. Truyền động xích
1 – Xích cam; 2 – Bộ căng xích; 3 – Thanh chống trượt; 4 – Thanh bảo vệ; 5 – Trục
cam xả; 6 – Trục cam nạp; 7 – Đệm; 8 – Xupap nạp; 9 – Xupap xả; 10 – Bánh xích
cam; 11 – Dấu đặt cam; 12 – Bánh xích trục khuỷu.
Trang-21-
22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Chương III :
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA CƠ CẤU
PHÂN PHỐI KHÍ
Trang-22-
23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Hình 3.1.kết cấu nắp xilanh
1-roăng xupap; 2-ống lót vòi phun; 3- bulông áp lực; 4- vòi phun; 5- roăng vòi
phun; 6-đĩa lò xo; 7-móng hãm; 8-lò xo lớn xupap; 9- lò xo nhỏ xupap; 10-bộ phận
làm xoay xupap; 11-đế xupap xả; 12-xupap xả; 13-ống dẫn hướng xupap; 14-ống
bảo vệ vòi phun; 15-Xupap nạp; 16- Đế xupap nạp ; a- nước làm mát động cơ lên;
b-đường dầu bôi trơn; c- Khí xả; d- khí nạp.
3.1. TRỤC CAM: ( hình 3.2)
3. 1.1. Vai trò :
Trục cam mang các cam dẫn động cơ cấu phối khí. Trong một số trường hợp, trên
trục cam còn có các bộ phận của hệ thống khác như : cam của bơm chuyển nhiên
liệu, bánh răng dẫn động bơm dầu, dẫn động chia điện – đánh lửa….
3. 1.2. Điều kiện làm việc :

a) b)
Hình 3.3. Cam ghép
a)Ghép bằng đai ốc có rãnh côn ; b)Ghép cam bằng then
Trang-24-
25
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
Máy lớn, tốc độ chậm, trục cam dài người ta có thể ghép từ 2 đoạn lại. Để tiện cho
việc lắp ghép, các quả cam có thể chế tạo riêng rồi ghép vào trục bằng đai ốc (hình
3.3).
Hình 3.4. Cam rời lắp trên trục
Đôi khi người ta chế tạo quả cam rời ( hình 3.4), các nửa cam được lắp vào trục
phân phối nhờ các đai ốc đặc biệt có rãnh tiện hình côn.
Có trường hợp khác, cam là loại liền nhưng được lắp ghép vào một bạc lót có đai ốc
hãm ở mặt bên (hình 3.5). Những loại kết cấu này cho phép ta thay đổi được góc
lệch giữa các cam . Hình dạng của quả cam được xác định bởi qui luật chuyển động
đã chọn của xupap và các thời điểm phân phối khí.
Hình 3.5. Quả cam rèn liền với trục
Ở các động cơ có tốc độ quay cao, với đường kính xylanh dưới 200 mm, quả cam
thường được rèn hoặc dập liền với trục cam (hình 3.3a).
Trang-25-