Home / Ô Tô / Xupap động cơ ô tô: cấu tạo, phân loại, nguyên lý làm việc

Xupap động cơ ô tô: cấu tạo, phân loại, nguyên lý làm việc

/

Cụm xupap là chi tiết trực tiếp đóng mở các cửa hút và cửa xả thực hiện quá trình trao đổi khí, tiếp xúc với môi chất có nhiệt độ cao, áp suất lớn, chứa chất độc hại, đuôi và đĩa xupap chịu ma sát va đập.

cụm xupap động cơ ô tô

1. Xupap ô tô là gì?

Là chi tiết trực tiếp đóng mở các cửa hút và cửa xả thực hiện quá trình trao đổi khí. Tiếp xúc với môi chất có nhiệt độ cao, áp suất lớn, chứa chất độc hại, đuôi và đĩa xupap chịu ma sát va đập. Vì vậy xupap hút được làm bằng thép hợp kim crôm – niken, xupap xả làm bằng thép chịu nhiệt (crôm-niken silic). Những vật liệu đó chống mài mòn và chống ăn mòn tốt.

2. Phân loại xupap

Dựa vào kết cấu của đĩa xupap người ta chia thành 4 loại:

– Xupap bằng.

– Xupap lõm.

– Xupap lồi.

– Xupap lồi chứa Na. 

3. Cấu tạo xupap

Cấu tạo xupap gồm 3 phần: đĩa xupap, thân và đuôi xupap. Đĩa xupap dược nối với thân bằng bán kính lượn lớn để xupap được cứng vững, dễ tản nhiệt và ít gây cản đối với dòng khí. Mép đĩa xupap có một góc nghiêng tạo mặt tỳ lên ổ đặt thường dùng góc 45° hoặc 30° so với mặt phẳng vuông góc với đường tâm xupap. Mặt tỳ này được gọi là một công tác. Mặt công tác trên đĩa xupap phải được ra khít với ổ dặt.

Cấu tạo xupap ô tô
Cấu tạo xupap ô tô

Đường kính đĩa và đuôi xupap hút thường lớn hơn xupap xả nếu dùng 2 hoặc 4 xupap cho mỗi xilanh, còn nếu dùng 3 xupap thì thường là 2 xupap hút. Trong điều kiện bị giới hạn về không gian đặt các xupap trên nắp xilanh, người ta luôn luôn ưu tiên mở rộng diện tích lưu thông cho xupap hút, để nạp được nhiều môi chất vào xilanh. Vì vậy đĩa xupap hút thường có đường kính lớn hơn đường kính đĩa xupap xả.

Chiều rộng b phụ thuộc tương quan giữa độ cứng của ổ đặt với đĩa xupap. Để tránh hiện tượng đĩa xupap bị mòn thành rãnh trên bề mặt và để thuận tiện khi sửa chữa, ổ đặt xupap được làm “mềm” hơn đĩa xupap. Khi đó bề rộng của đĩa xupap lớn hơn bề rộng của ổ đặt. 

Chiều rộng b của mặt công tác:

b = (0,05 – 0,12).dn

Trong đó: b – bề rộng mặt công tác. d – đường kính đĩa xupap. Thông thường chiều rộng mặt công tác vào khoảng 2 mm. 

3.1. Kết cấu đĩa xupap

Kết cấu của đĩa xupap bằng là chế tạo đơn giản, có diện tích chịu nhiệt nhỏ.

Các dạng kết cấu của đĩa xupap
Các dạng kết cấu của đĩa xupap

Kết cấu đĩa xupap lõm có đặc điểm là bán kính góc lượn giữa phần thân và phần đĩa rất lớn nên được dùng làm xupap nạp để cho dòng khí nạp đỡ bị ngoặt. Mặt dưới của đĩa xupap làm lõm vào tạo thành hình loa kèn để giảm trọng lượng của đĩa hay toàn bộ xupap.

Kết cấu của đĩa xupap lồi được dùng cho xupap thải để cải thiện quá trình thải khí đã cháy, cụ thể là giảm các vùng chết khi thải để thải sạch. Xupap lồi rỗng bên trong chứa Natri (Na) với lượng Na khoảng 50 – 60% thể tích của lỗ rỗng. 

Khi động cơ làm việc, natri nóng chảy (tº nóng chảy của Na là 97°C) và khi xupap chuyển động lên xuống natri lỏng sẽ sóng sánh trong lỗ rỗng và do đó có tác dụng tải nhiệt từ đĩa xupap lên phần thân để tản nhiệt.

3.2. Kết cấu thân xupap

Thân xupap có nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho đĩa xupap. Thân xupap có thể làm liên hoặc làm rời và có thể rỗng bên trong chứa Na như trên đã trình bày.

Kết cấu thân xupap ô tô
Kết cấu thân xupap ô tô

Thân xupap được mài chính xác suốt chiều dài, thân chuyển động tịnh tiến trong bạc dẫn hướng.

Đường kính thân xupap: d = (0,15 – 0,25).dn

Trong đó: d- đường kính thân xupap. d – đường kính đĩa xupap. 

Chiều dài của thân xupap: Lt = (2,5 – 3,5).dn

Trong đó: L – chiều dài thân xupap. d – đường kính đĩa xupap.

3.3. Kết cấu đuôi xupap

Đuôi xupap có hình côn, có rãnh để lắp móng hãm hoặc có lỗ để lắp chốt; chốt phải được chế tạo bằng vật liệu có sức bền cao, đuôi xupap ở một số động cơ được chế tạo bằng thép austenit và được tôi cứng.

Các dạng kết cấu đuôi xupap ô tô
Các dạng kết cấu đuôi xupap ô tô

Đối với cơ cấu phân phối khí xupap đặt được cam dẫn động trực tiếp không qua các chi tiết trung gian như cần bẩy (đòn gánh), cò mổ… thì đuôi xupap có ren để lắp đĩa tựa lò xo.

Đối với cơ cấu khí dẫn động gián tiếp, để tránh hiện tượng các chi tiết giãn nở làm kênh xupap nên phải có khe hở nhiệt. Khe hở này do nhà chế tạo quy định, thông thường được xác định bằng thước lá có độ dày 5 bằng khe hở quy định lắp vào đuôi xupap khi điều chỉnh.

Kết cấu để điều chỉnh khe hở nhiệt
Kết cấu để điều chỉnh khe hở nhiệt

Khi điều chỉnh khe hở nhiệt, xupap phải đóng kín. Sau khi điều chỉnh xong các vít điều chỉnh được hãm lại bằng các ốc hãm trên con đội đối với cơ cấu phối khí xupap đặt và trên cò mổ đối với cơ cấu phối khí xupap treo.

3.4. Xupap tự xoay

Để tăng tuổi thọ và đảm bảo độ kín khít cho xupap khi đóng, ở một số động cơ, xupap được thiết kế sao cho có thể xoay quanh đường tâm khi làm việc.

Kết cấu xupap tự xoay
Kết cấu xupap tự xoay

Khi xupap mở, lò xo xupap 1 bị nén lại. Lực của lò xo xupap, thông qua vỏ bọc 6 ép vành ngoài của lò xo đĩa 4 xuống phía dưới. Sau khi lò xo đĩa tì lên các viên bị 5, mặt đầu bên trong của lò xo đĩa dần dần tách khỏi mặt tì trên đế 8. Khi đó các viên bị 5 sẽ trượt trong các rãnh 10. 

Do ma sát ở các bề mặt tiếp xúc giữa bị 5 và lò xo đĩa 4 nên dĩa cùng với vỏ bọc 6, lò xo xupap 1 và xupap xoay đi một góc. Đồng thời các lò xo hồi vị 9 (có độ cứng rất nhỏ) bị nén lại. Khi xupap đóng dần, lực ép của lò xo 1 giảm, lò xo đĩa dần dần được giải phóng trở về trạng thái ban đầu. Đầu tiên, mặt đầu bên trong tì trở lại đế 8. Sau đó, đĩa lò xo tách hẳn khỏi các viên bị 5. Lò xo hồi vị 9 đẩy bị 5 trở lại vị trí ban đầu.

Với nguyên tắc làm việc nêu trên, sau vài chục lần xupap đóng mở, xupap có thể xoay được một vòng. Do xupap xoay được nên thân xupap sẽ lâu mòn và đĩa xupap tiếp xúc khít với ổ đặt hơn, do đó ít bị cong vênh.

3.5. Xoay cưỡng bức

Đặt đầu cần bẩy tỉ lệch tâm trên đuôi xupap. Nhờ lực ma sát tại đầu cần bẩy với khoảng lệch tâm này thì khi mở sẽ tạo ra một momen làm xoay xupap.

Xoay cưỡng bức
Xoay cưỡng bức

3.6. Làm mát xupap

Khi hoạt động các xupap tiếp xúc với buồng cháy, xupap thải lại luôn luôn tiếp xúc với khí thải có nhiệt độ từ 800 ÷ 1100°C. Vì vậy nhiệt độ xupap thải khi hoạt động có thể lên tới 800 ÷ 850°C (động cơ xăng) và 500 ÷ 600°C (động cơ diesel). Còn xupap nạp được khí nạp làm mát nên nhiệt độ của nó chỉ vào khoảng 300 ÷ 400°C.

Sự phân bố nhiệt độ và làm mát xupap
Sự phân bố nhiệt độ và làm mát xupap

Thân và mép đầu xupap mát nhất vì nhiệt độ ở khu vực này được truyền cho ống dẫn hướng và đế rồi tới nước làm mát máy xilanh. Khu vực giữa thân và mép dầu là nóng nhất.

Một số xupap thải có thân rỗng chứa đầy sodium (Na). Kim loại này nóng chảy ở 97.8°C, khi động cơ 1150°F (621°C) hoạt động, nhiệt độ của 1325°F (718°C) xupap khiến Na chuyển 1250°F (677°C) thánh chất lỏng, dễ luân < 1200°F (649°C) chuyển để lấy nhiệt từ phần nóng phía đầu xupap đưa tản ra phần thân. Nhờ đó nhiệt độ xupap xả có thể thấp hơn so với trường hợp tâm đặc tới 100°C.

Chú ý: Na là kim loại nguy hiểm. Một miếng Na rơi vào nước sẽ bùng lên ngọn lửa gây nổ lớn. Na rơi xuống da người sẽ gây vết bỏng sâu, vì vậy cần thận trọng khi cầm một xupap có chứa Na bị nứt hoặc bị gãy. Xử lý một xupap làm bằng Na cũ hỏng cần xử lý như một chất thải nguy hiểm.

4. Ổ đặt xupap

4.1. Nhiệm vụ

Ổ đặt xupap cùng với xupap thực hiện nhiệm vụ đóng mở cửa nạp và cửa thải trong quá trình làm việc của động cơ. Ổ đặt xupap tiếp xúc với đĩa xupap khi xupap đóng. Để tăng tuổi thọ và thuận tiện khi sửa chữa, ổ đặt xupap thường được chế tạo rời (bằng vật liệu chịu mòn) rồi lắp vào thân máy (cơ cấu phối khí xupap đặt bên) hoặc nắp máy (cơ cấu phối khí xupap treo). 

4.2. Cấu tạo ổ đặt xupap

Đối với thân máy hoặc nắp máy bằng nhôm, ổ đặt xupap nạp và ổ đặt xupap thải đều được làm rời. Còn thân máy và nắp máy bằng gang thì chỉ làm ổ đặt rời cho xupap thải. Ổ đặt xupap thường được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc gang trắng và được lắp có độ dối vào thân máy hoặc nắp máy.

Các dạng kết cấu ổ đặt
Các dạng kết cấu ổ đặt

Ổ đặt xupap được hãm trong thân máy hoặc nắp máy bằng các rãnh vòng và kim loại biến dạng khi ép như hình a, nhờ tính tự hãm của bề mặt côn như hình b hoặc kết cấu khoá do nòng ống sau khi lắp như hình c. Bề mặt tiếp xúc với đĩa xupap thường có 3 góc khác nhau như hình d để đĩa và ổ đặt tiếp xúc tốt, trường hợp này ứng với góc alpha của đĩa xupap bằng 45°.

Góc nghiêng giữa ổ đặt và xupap
Góc nghiêng giữa ổ đặt và xupap

Giữa góc nghiêng trên đĩa xupap và trên ổ đặt thường lệch nhau từ 0,5 ÷ 1°, góc lớn hơn là góc của ổ đặt, kết quả sẽ làm mặt tiếp xúc của hai chi tiết được chuyển ra mép ngoài của góc nghiêng của đĩa xupap, giúp hai mặt dễ tiếp xúc và khít với nhau. Góc lệch trên sẽ mất đi khi mặt công tác của xupap và ổ đặt mòn di. Với các xupap dùng mặt công tác cứng có ổ dặt cứng, cũng như những xupap có lắp bộ xoay thường không có sai lệch về góc nghiêng.

5. Lò xo xupap

5.1. Nhiệm vụ

Lò xo xupap có tác dụng làm cho bề mặt công tác của đĩa xupap ép kín vào ổ đặt.

Lò xo xupap
Lò xo xupap

5.2. Cấu tạo

Lò xo xupap thường là lò xo trụ, hai đầu mài phẳng với số vòng xoắn khoảng 4 – 10 vòng. Được chế tạo bằng thép với đường kính dây từ 3 – 5 mm, bề mặt được sơn một lớp sơn đặc biệt, mạ kẽm hoặc mạ cát mịn.

Các dạng lò xo tránh cộng hưởng
Các dạng lò xo tránh cộng hưởng

Để tránh cộng hưởng trong cơ cấu phân phối khí thì lò xo xupap còn có nhiều kiểu kết cấu hoặc kết hợp các lò xo có bước xoắn khác nhau. xupap tì chặt lên ổ đặt để đóng kín là nhờ lực đẩy của một hoặc hai lò xo xupap. Nếu mỗi xupap dùng hai lò xo thì chiều xoắn của chúng phải ngược nhau, để đề phòng trường hợp một trong hai lò xo bị gãy thì vòng gây không gây chèn vào rãnh của lò xo đang hoạt động.

Tránh cộng hưởng bằng giảm chấn
Tránh cộng hưởng bằng giảm chấn

Cũng có thể dùng vành giảm rung để tránh cộng hưởng.

6. Đĩa tựa lò xo

6.1. Nhiệm vụ

Đĩa tựa cùng với móng hãm giữ cho lò xo không bị bật ra khỏi xupap.

Đĩa tựu lò xo
Đĩa tựu lò xo

6.2. Cấu tạo đĩa tựa lò xo

Đĩa tựa lò xo được chế tạo bằng thép để có thể chịu được tải trọng động nhiệt độ và áp suất cao. Đĩa tựa có hình dạng vành khuyên một mặt phẳng, mặt tiếp xúc với lò xo có gờ và dược giữ với đuôi xupap bằng chốt hoặc mộng hãm.

7. Bạc dẫn hướng

7.1. Nhiệm vụ

Bạc dẫn hướng thực hiện việc dẫn hướng cho thân xupap chuyển động lên xuống.

Các dạng kết cấu bạc dẫn hướng
Các dạng kết cấu bạc dẫn hướng

7.2. Cấu tạo bạc dẫn hướng

Về mặt kết cấu, bạc dẫn hướng có kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp. Bạc này được làm liền với nắp xilanh hoặc làm thành một chi tiết rời bằng gang hoặc bằng thép, rồi được ép chặt vào nắp xilanh, mặt trong của bạc thường được phủ bằng một lớp phốt phát đồng. Để lắp ráp dễ dàng, bề mặt ngoài của bạc có độ côn nhỏ (ví dụ 1/100), bề mặt ngoài của bạc có vai là cữ khi lắp ép vào thân máy hoặc nắp máy. Đường kính trong của bạc dẫn hướng được gia công chính xác, khe hở giữa thân xupap và bạc dẫn hướng ở xupap thải thường lớn hơn so với xupap nạp do phải chịu nhiệt độ cao hơn.

8. Các chi tiết, bộ phận khác

8.1. Móng hãm

Móng hãm cùng với đĩa tựa giữ cho lò xo không bị bật khỏi xupap, thường được chế tạo bằng thép cacbon để có thể chịu được mài mòn, va đập và nhiệt độ cao.

Các dạng kết cấu móng hãm
Các dạng kết cấu móng hãm

Móng hãm được xẻ dọc làm hai, mặt ngoài hình côn đáy lớn ở trên. Mặt trong của đĩa lò xo cũng là mặt côn ăn khớp với mặt ngoài của móng hãm bóp chặt hai phần móng hãm ngàm vào rãnh.

8.2. Vấu cam

Trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình cam thường được chế tạo liền với trục, một số động cơ cỡ lớn có cam rời được lắp trên trục bằng than và kẹp chặt bằng đai ốc.

Các kiểu biên dạng cam
Các kiểu biên dạng cam

8.3. Con đội

Con đội là chi tiết trung gian truyền chuyển động từ cam đến xupap hoặc qua đũa đẩy, đòn gánh; được chế tạo bằng thép ít các bon hoặc thép hợp kim, bề mặt được thấm than và tôi cũng đến 52 – 65 HRC. 

8.3.1. Con đội cơ khí

Bề mặt tiếp xúc với cam của con đội thường không phẳng mà có dạng chỏm cầu để tránh hiện tượng cào xước mặt cam khi tâm con đội không hoàn toàn vuông góc với tâm trục cam. Bán kính cầu thường nằm trong khoảng 500 – 1000mm.

Khoảng lệch tâm giữa con đội và cam
Khoảng lệch tâm giữa con đội và cam

Để con đội tự xoay khi làm việc nhờ đó thân con đội mòn đều, tâm của cam lệch với tâm con đội một khoảng e = 1 – 3mm. Con đội hình nấm và con đội hình trụ chỉ dùng với cam lồi mà thôi.

Trong cơ cấu phân phối khí xupap đặt, con đội dẫn động cho xupap do đó con đội phải có vít điều chỉnh khe hở nhiệt ở tâm con đội (hình 2.20 a). Bề mặt con đội tiếp xúc với cam thường có đường kính lớn phụ thuộc vào kích thước của cam. Để con đội có trọng lượng nhỏ, thân con đội được chế tạo với đường kính nhỏ hơn đường kính bề mặt tiếp xúc với cam. Do đó con đội có hình nấm.

Trong cơ cấu phân phối khí xupap treo, con đội tì lên đũa đẩy nên có thể làm rỗng con đội để giảm trọng lượng mà vẫn giữ đường kính thân con đội bằng với đường kính với bề mặt tiếp xúc với cam. Do đó con đội có dạng hình trụ với đường kính phân thân lớn ít mòn hơn và chế tạo cũng như tháo lắp dễ dàng.

Các dạng con đội cơ khí
Các dạng con đội cơ khí

Để giảm ma sát giữa cam và con đội, người ta dùng con đội con lăn. Khác với con đội hình nấm và con đội hình trụ, con đội con lăn có thể dùng cho mọi dạng cam: cam lồi, cam lõm và cam tiếp tuyến. Tuy nhiên, thân con đội con lăn không được phép xoay nên phải có kết cấu chống xoay cho con dội, vì vậy trên thân con đội có phay một rãnh hãm nhỏ còn trên thân máy có lắp một vít hãm, đầu vít có chốt lắp khít trong rãnh hãm trên thân con đội.

Các loại con đội như con đội hình nấm, hình trụ và con đội con lăn trình bày ở trên đều phải có khe hở cho giãn nở nhiệt nên khi động cơ làm việc gây ra va đập và tiếng ồn. Con đội thuỷ lực khắc phục được nhược điểm này.

8.3.2. Con đội thuỷ lực

Con đội thuỷ lực có piston 3 luôn tì vào đuôi xupap 4 dưới tác dụng của lò xo 5. Khi cam đẩy thân con đội đi lên, đầu bên dưới piston bị nén, van bi 6 đóng lại, piston và con đội như một khối cứng đi lên để mở xupap. Tuy nhiên, giữa piston và thân cũng như van 6 có khe hở nên dầu bên dưới piston bị rò rỉ, do đó piston dịch chuyển tương đối so với thân xuống dưới một chút. Đến hành trình đóng xupap, dưới tác dụng của lò xo 5, thân con đội và lò xo bị đẩy về hai phía, áp suất dưới piston giảm, van bi 6 mở, do đó dầu được bổ đường dâu 2 trên thân máy vào khoang dâu bên dưới piston.

Con đội thủy lực
Con đội thủy lực

Con đội thuỷ lực theo nguyên tắc trên sẽ không có khe hở nhiệt nên làm việc rất êm dịu, do đó thường được sử dụng trên động cơ xe du lịch.

8.4. Cần bẩy

Là chi tiết trung gian để truyền chuyển động của cam hoặc đũa đẩy tới xupap. Cần bẩy được làm bằng thép dập hoặc thép rèn, cần bẩy động cơ cao tốc cỡ nhỏ được rèn hoặc đúc bằng gang. Cần bẩy thường làm không bằng nhau, phía xupap có cánh tay đòn dài hơn để hành trình xupap. được dài hơn so với hành trình đũa bẩy và con đội. Mặt tỳ lên đuôi xupap của cần bẩy được tôi cứng còn đầu tiếp xúc với đũa bầy có khoan một lỗ ren để lắp vít điều chỉnh 2 dùng để điều chỉnh khe hở nhiệt giữa đầu cân bẩy và đuôi xupap, đảm bảo cho xupap đóng kín và không gây tiếng gõ.

Cần bẩy
Cần bẩy

8.5. Đòn gánh

8.5.1. Nhiệm vụ

Truyền chuyển động của cam hoặc đũa đẩy tới xupap.

8.5.2. Cấu tạo

Đòn gánh được làm bằng thép dập hoặc thép rèn, đòn gánh động cơ cao ốc cỡ nhỏ được rèn hoặc đúc bằng gang. Hai cánh tay đòn của đòn gánh thường làm không bằng nhau, phía xupap có cánh tay đòn dài hơn (khoảng 1.5 lần) để hành trình xupap được dài hơn so với hành trình đũa đẩy và con đội. Mặt tỳ lên đuôi xupap của đòn gánh được tôi cứng còn đầu tiếp xúc với đũa dây có khoan một lỗ ren để lắp vít điều chỉnh (dùng để điều chỉnh khe hở nhiệt giữa đầu đòn gánh và đuôi xupap, đảm bảo cho xupap đóng kín và không gây tiếng gõ.

9. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng các chi tiết xupap

9.1. Hiện tượng 

Tụt áp suất trong buồng đốt: khí nén có tiếng xì hơi ở bình lọc không khí, có tiếng xì hơi ở ống xả; nhiệt độ ở két nước lớn hơn quy định.

– Có tiếng gõ khi động cơ làm việc: có thể nghe bằng tại trần hay bằng ống nghe ở vị trí tương ứng đuôi xupap và con đội hoặc mỏ đòn gánh. Có âm thanh cao, liên tục, Tiếng gõ tăng, giảm theo vòng quay trục cơ tăng, giảm. 

– Tiếng kêu ở hệ thống bánh răng phân phối hoặc của xích cam có cường độ tăng theo số vòng quay trục cơ.

– Động cơ khó nổ.

9.2. Nguyên nhân hư hỏng

– Khe hở nhiệt lớn hơn quy định.

– Độ tụt sâu của xupap lớn hơn quy định. 

– Xupap bị kênh, kẹt. Thân xupap bị cong vênh, mòn, cặn bẩn bám vào. 

– Ổ đặt xupap bị mòn, cháy rỗ bề mặt làm việc. 

– Đĩa xupap bị mòn, cháy rỗ bề mặt công tác.

– Lò xo xupap mất đàn tính, cong vênh, gãy. 

– Ống dẫn hướng xupap bị mòn.

– Mòn mặt răng, tăng khe hở răng; xích truyền động mòn, bánh răng truyền động mòn hoặc bộ phận căng xích mòn.

– Cháy, thủng gioăng mặt máy. 

10. Phương pháp kiểm tra các lỗi hỏng xupap

10.1. Kiểm tra độ kín xupap và ổ đặt xupap

– Dùng bút chì mềm vạch các đường cách đều nhau (12 – 16 đường thẳng đứng trên mặt vát của xupap, lắp xupap vào bệ xupap và gõ nhẹ mấy cái, lấy ra kiểm tra vết chì, nếu các vết chì đều bị cắt đứt thì chứng tỏ xupap ấy kín. Cũng có thể bôi bột màu lên mặt vát, rồi lắp xupap vào bệ xupap và xoay vòng tròn, nếu trên mặt vát của xupap đều có vết của bột màu một cách đều đặn thì chứng tỏ xupap ấy kín.

– Lắp xupap vào sau đó cho dầu hoả vào các ống hút và xả, nếu 5 – 10 phút ổ giữa mặt tiếp xúc của xupap không bị rò dâu hoặc thấm dầu chứng tỏ độ kín của xupap ấy đạt yêu cầu.

Thử độ kín xupap bằng dầu
Thử độ kín xupap bằng dầu

– Dùng không khí nén kiểm tra độ kín của xupap, lắp buồng không khí của máy vào bệ xupap, sau đó bóp bóng cao su để tạo nên áp suất 0,6 – 0,7kG/cm2 ở trong buồng không khí, nếu sau một nửa giờ mà trị số áp lực chỉ trên đồng hồ không giảm xuống là đạt yêu cầu.

Thử độ kín xupap bằng không khí
Thử độ kín xupap bằng không khí

10.2. Kiểm tra xupap và ổ đặt xupap

– Xupap được đặt trên khối V dài của đồ gá và kẹp bằng các lò xo lá, đuôi xupap luôn tì vào viên bi trong tấm cữ 4 để cố định vị trí dọc trục. Đồng hồ so 2 tì vào bề mặt làm việc của đĩa xupap, đồng hồ so 3 tì vào điểm giữa thân. Khi quay xupap 1 vòng, sự dao động của kim các đồng hồ so thể hiện độ không đồng tâm của đĩa xupap và độ cong của thân, các giá trị này không được vượt quá 0,025mm.

Kiểm tra xupap
Kiểm tra xupap

– Xupap phải loại bỏ nếu độ mòn thân > 0,1mm, bề dày đĩa xupap < 0,5mm, hoặc phải nắn lại nếu độ cong thân 20,03mm.

– Kiểm tra mặt làm việc của xupap nếu có các điểm rỗ nghiêm trọng, cháy và bị lõm thì phải mài bóng, sau khi mài chiều dày của mép tán xupap không nhỏ hơn 0,30mm.

– Kiểm tra mặt làm việc của ổ đặt xupap, nếu có các điểm rỗ nghiêm trọng, bị cháy hỏng và chiều rộng mặt tiếp xúc vượt quá 2mm thì phải mài bóng. Nếu ổ đặt xupap có vết nứt hoặc tiếp xúc lõm xuống thấp hơn bệ xupap 2mm thì phải thay vòng ổ đặt xupap.

11. Sửa chữa các chi tiết xupap

11.1. Sửa chữa xupap và ổ đặt xupap

11.1.1. Sửa chữa xupap

Mài bề mặt làm việc xupap trên thiết bị mài chuyên dùng: thiết bị gồm một đầu độc lập dẫn động xupap được gắn trên bàn chạy ngang, bàn này lại được đặt trên bàn chạy dọc của thiết bị. Đầu dẫn động kẹp chặt xupap bằng các côn kẹp đàn hồi và được đánh lệch một góc bằng góc nghiêng của bề mặt làm việc xupap, cùng với việc phối hợp hai bàn chạy cho phép điều chỉnh bề mặt cần mài của xupap tiếp xúc với đá mài một cách chính xác.

Sơ đồ mài đĩa xupap
Sơ đồ mài đĩa xupap

Đá mài được điều chỉnh tịnh tiến dọc trục để mài hết bề mặt xupap. Hành trình chuyển động tịnh tiến của đá có thể điều khiển tự động hoặc bằng tay. Kinh nghiệm cho thấy nếu góc nghiêng xupap được mài nhỏ hơn quy định khoảng 1/2° – 1/3° thì khi ra xupap với đế sẽ mau kín khít.

Xupap được mài hết vết rỗ, lõm trên bề mặt thì thôi, ở giai đoạn cuối không điều chỉnh đá song vẫn cho đá mài làm việc đến khi không còn tia lửa mới ngừng đá, làm như vậy bề mặt mài sẽ có độ bóng cao hơn. 

11.1.2. Mài ổ đặt xupap

Để khắc phục tình trạng mòn rộng ổ đặt xupap cần phải doa các góc kề hai phía của bề mặt làm việc xupap một cách hợp lý (góc 15° – 75° hoặc 30° – 60°), do đó sẽ điều chỉnh được bề rộng mặt ổ đặt phù hợp (1,7; 2mm) và nằm lọt vào vùng giữa của bề mặt tán xupap (nếu ổ đặt thiết kế mềm hơn xupap) hoặc xupap nằm lọt trong đế (khi ổ đặt cứng hơn xupap). Hình dưới đây giới thiệu sơ đồ xác định các góc ổ đặt cần mài theo đường kính của bề mặt làm việc xupap.

Kiểm tra kích thước khi doa các góc trên đế xupap
Kiểm tra kích thước khi doa các góc trên đế xupap

Bộ dao doa hay đá mài được chế tạo định hình có góc nghiêng và đường kính phù hợp với các kích thước xupap khác nhau. Trình tự cắt các góc ổ đặt là: 30° (45°) – 15° – 759 – 30° (45°). Như vậy bề mặt làm việc được cắt đầu tiên và sửa lần cuối để khử hết các ba via do bước gia công trước để lại.

Trình tự mài các góc ổ đặt xupap
Trình tự mài các góc ổ đặt xupap

Có thể mài ổ đặt bằng thiết bị mài cầm tay hoặc cắt bằng thiết bị doa cầm tay, trong cả hai trường hợp đều sử dụng bạc dẫn hướng xupap để lồng trục định vị đá mài hay đầu dao doa. Hình dưới giới thiệu thiết bị mài ổ đặt cầm tay được sử dụng phổ biến trong các ga ra sửa chữa.

Thiết bị mài đế xupap
Thiết bị mài đế xupap

Chú ý: Đối với ổ đặt xupap chế tạo rời khi độ nhẵn bóng của lỗ giảm thấp phải tăng độ chặt lên. Chiều cao của vòng phải thấp hơn chiều sâu của lỗ 2,0 – 2,5mm. Để cho vòng sau khi ép vào không bị rơi ra, đường kính ở phần đáy của lỗ phải lớn hơn đường kính miệng trên 0,05mm, vòng trong của mặt phẳng đáy lỗ phải cao hơn vòng ngoài 0,05mm (tức có độ dốc) để khi ép vào vòng sẽ tiếp xúc trước với vòng trong của mặt phẳng đáy lỗ, ngăn chặn hơi thừa chạy vào giữa lỗ và vòng. Sau khi ép xong vòng, vẫn phải dùng dao doa hoặc đá mài mài láng ổ đặt xupap, đồng thời phải rà và lắp thử theo các yêu cậu đã nói trên.

11.1.3. Rà xupap và ổ đặt

Sau khi cả xupap và ổ đặt đã được mài hết các chỗ mòn, cần phải thực hiện rà chúng với nhau nhằm bảo đảm độ kín khít. Rà xupap được thực hiện bằng tay hoặc bằng thiết bị rà. Lồng xuống phía dưới mỗi xupap một lò xo nhẹ để nâng xupap cách bề mặt của ổ đặt khoảng 5 – 10mm, dầu dẫn động xupap trên máy và có gờ ăn khớp với rãnh xẻ trên bề mặt đĩa xupap đã được làm sẵn cho mục đích này, nếu không có rãnh, phải khoan hai lỗ trên mặt đĩa xupap để dẫn động. Khi rà bằng tay có thể dùng chụp cao su hay dùng đầu vặn quay tay.

Rà xupap và ổ đặt bằng tay quay
Rà xupap và ổ đặt bằng tay quay

Khi rà, đầu rà sẽ thực hiện hai chuyển động: xoay một góc 45° – 60° và đập xupap xuống mặt đế. Bề mặt xupap được bôi lớp bột rà nhão có độ hạt 304 cho ra thô và loại có độ hạt 20µ cho rà tinh. Để tránh bột và không lọt xuống thân xupap gây mòn, có thể dùng một chụp cao su ôm khít thân xupap và phủ lên đầu ống dẫn hướng.

Máy rà xupap
Máy rà xupap

Trong các xí nghiệp sửa chữa, để bảo đảm năng suất thường sử dụng thiết bị rà bằng máy, cho phép rà đồng thời cả loạt xupap của một động cơ. Đầu dẫn động có lưỡi thép được cài vào rãnh phay sẵn trên đỉnh tán nấm phục vụ cho mục đích này. Trong trường hợp không có sẵn rãnh, phải khoan 2 lỗ nông có đường kính từ 4 – 6mm trên đỉnh xupap và chế tạo đầu dẫn động phù hợp. 

11.1.4. Yêu cầu kỹ thuật sau khi sửa chữa xupap

– Thân xupap cho phép cong không quá 0,02 – 0,05mm

– Đường tâm của mặt vát phải trùng với đường tâm của thân xupap, cho phép lệch không quá 0,03mm.

– Độ côn và ôvan của xupap cho phép không quá 0,01 – 0,03mm. 

– Độ bóng bề mặt vát phải đạt cấp 8.

– Khi rà xong mặt tiếp xúc giữa xupap và bệ xupap phải có độ rộng trong phạm vi 1,5 – 2mm.

– Khe hở giữa thân xupap và ống dẫn phải nằm trong phạm vi: 

+ Xupap hút 0,05 – 0,08mm, tối đa 0,22mm.

+ Xupap xả 0,08 – 0,10mm, tối đa 0,25mm. 

11.2. Kiểm tra, thay mới lò xo xupap

11.2.1. Kiểm tra lò xo

Trước khi kiểm tra cần tiến hành rửa sạch và lau khô.

– Kiểm tra sức căng lò xo: dùng cờ lê lực và dụng cụ để kiểm tra sức căng lò xo.

– Kiểm tra chiều dài lò xo: dùng thước kẹp để kiểm tra chiều dài lò xo.

Kiểm tra chiều dài lò xo
Kiểm tra chiều dài lò xo

– Kiểm tra độ vuông góc của lò xo: dùng êke thép để kiểm tra độ vuông góc của lò xo.

Kiểm tra độ vuông góc
Kiểm tra độ vuông góc

11.2.2. Sửa chữa lò xo

Đối với lò xo xupap thì chủ yếu là kiểm tra chiều dài tự do và sức căng của nó thường thường chiều dài tự do không được ngắn quá 3mm, sức căng không được yếu hơn 1/10 sức căng quy định ban đầu. Dùng thước góc 90° kiểm tra lò xo xupap nếu cong quá 2° thì phải thay. Lò xo bị gãy, sức đàn hồi kém đều phải thay.

Khi kiểm tra lò xo, ngoài các thiết bị thử sức căng ra, có thể dùng một lò xo mới và một lò xo cũ (lò xo cần kiểm tra lồng vào một bulông) ở giữa và hai đầu dùng vòng đệm bằng tôn để cách ra, kẹp bulông lên ô tô, vặn chặt đai ốc và quan sát mức độ co của hai lò xo. 

Nếu lò xo cũ bị nén xuống trước, thì chứng tỏ lực đàn hồi kém, nói chung nên thay cái mới, tuy nhiên cũng có thể nhiệt luyện lại để sử dụng. Trường hợp đặc biệt có thể lắp thêm một tấm đệm có chiều dài nhất định, nhưng không dày quá 2mm.

11.3. Kiểm tra, thay mới đĩa tựa lò xo

Đối với đĩa tựa lò xo thì ít khi bị hư hỏng hơn so với các chi tiết khác của cơ cấu phân phối khí. Người ta thường thay thế đĩa tựa lò xo mới khi kiểm tra thấy cong vênh, nứt vỡ.

11.4. Kiểm tra, thay mới bạc dẫn hướng xupap

11.4.1. Kiểm tra bạc dẫn hướng

Kiểm tra độ mài mòn của bạc dẫn hướng xupap, dùng cán xupap mới cắm vào ống dẫn, cho tán xupap cao hơn mặt phẳng thân máy khoảng 9mm, dùng đầu tiếp xúc của đồng hồ so chạm vào mép xupap, rồi lắc tán xupap, nếu khe hở xupap nạp vượt quá 0,25mm, xupap xả vượt quá 0,30mm thì phải thay bạc dẫn hướng xupap.

Kiểm tra bạc dẫn hướng xupap
Kiểm tra bạc dẫn hướng xupap

Dùng calíp để kiểm tra độ mòn của bạc dẫn hướng xupap, nếu quá 0,05mm thì phải sửa chữa. Bạc dẫn hướng xupap thường làm bằng gang, khi tháo lắp ống dẫn có thể dùng trục bậc để đẩy ra hoặc ép vào theo đúng phương của tâm lỗ.

Ống dẫn thường làm bằng gang, khi tháo lắp ống dẫn có thể dùng trục bậc để đẩy ra hoặc ép vào theo đúng phương của tâm lỗ. Khe hở giữa cán xupap và ống dẫn xupap một số xe ô tô.

Trước khi ép ống dẫn xupap vào, cần bôi một lớp dầu nhờn (hỗn hợp của bột graphite và dầu máy) ở ngoài ống dẫn, khi ép vào dùng máy ép thông qua một trục bậc để ép vào, độ dối là 0,02 – 0,03mm. 

Độ ôvan và độ côn của đường kính trong của ống dẫn không được lớn hơn 0,03mm. Sau khi ép vào, đỉnh của ống dẫn phải cách mặt bằng của nắp xilanh bằng trị số quy định ban đầu. Kinh nghiệm cho thấy cách kiểm tra độ chính xác về lắp ghép giữa thân xupap và ống dẫn là: lau sạch thân xupap và ống dẫn, sau đó kéo lên kéo xuống nhiều lần, khi xupap có thể lọt xuống dần dần nhà trọng lượng của bản thân nó thì chứng tỏ độ lắp ghép vừa phải. Nếu lắp quá chặt thì có thể dùng doa dọa bớt đường kính của ống dẫn. Tâm của ống dẫn và tâm của bệ xupap chênh lệch trong phạm vi 0,01 – 0,03mm.

11.4.2. Sửa chữa lò xo xupap

Đối với lò xo xupap thì chủ yếu là kiểm tra chiều dài tự do và sức căng của nó thường thường chiều dài tự do không được ngắn quá 3mm, sức căng không được yếu hơn 1/10 sức căng quy định ban đầu.

Khi kiểm tra lò xo, ngoài các thiết bị thử sức căng ra, có thể dùng một lò xo mới và một lò xo cũ (lò xo cần kiểm tra lồng vào một bulông, ở giữa và hai (đầu dùng vòng đệm bằng tôn để cách ra, kẹp bulông lên ô tô, vặn chặt đai ốc và quan sát mức độ co của hai lò xo. 

Nếu lò xo cũ bị nén xuống trước, thì chứng tỏ lực đàn hồi kém, nói chung nên thay cái mới, tuy nhiên cũng có thể nhiệt luyện lại để sử dụng. Trường hợp đặc biệt có thể lắp thêm một tấm đệm có chiều dài nhất định, nhưng không dày quá 2mm.

Lò xo qua một thời gian sử dụng nếu lực đàn hồi vượt qua các giá trị quy định thì phải thay mới.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :