Khi động cơ chạy, nó hít thở không khí trong lành và thải ra khí thải nóng hàng nghìn lần mỗi phút. Bản giao hưởng cơ khí điều khiển hơi thở này được gọi là tàu van. Bài viết này hoàn toàn đáng đọc vì việc nắm vững cơ chế của hệ thống van sẽ mang lại cho bạn lợi thế lớn trong việc chẩn đoán và bảo trì. Bằng cách hiểu đúng cách điều chỉnh van các bộ phận và nhận ra sự khác biệt quan trọng giữa xe nâng chất rắn và chất lỏng, bạn có thể ngăn chặn những hư hỏng tốn kém và giữ cho máy móc của bạn hoạt động ở mức lợi nhuận tối đa.
Chính xác thì vòi trong động cơ đốt trong là gì?
Nếu phá bỏ khối động cơ cổ điển, bạn sẽ tìm thấy một dãy cốc kim loại hình trụ nhỏ. A cái vòi, cũng thường được gọi là người nâng lên hoặc một người theo dõi cam, là người trung gian quan trọng trong kiến trúc hệ thống van. Nó nằm an toàn bên trong một lỗ khoan được gia công chính xác nằm trong khối động cơ hoặc đầu xi lanh.
Công việc chính của tappet là liên tục và trơn tru theo dõi máy quay khi nó quay. Khi hình dạng lệch tâm của cam quay xung quanh, cái vòi sẽ di chuyển theo hình dạng của nó. Vòi lấy chuyển động quay đó và ngay lập tức chuyển nó thành chuyển động tuyến tính, lên xuống. Nếu không có bộ phận cực kỳ bền này hoạt động như một bộ đệm, lực ma sát trượt mạnh của cam quay sẽ nhanh chóng phá hủy phần kim loại mềm hơn của các bộ phận khác.
Bởi vì đầu vòi phải đối mặt với sự mài mòn do ma sát rất lớn, nó thường được làm cứng hoặc được sản xuất từ vật liệu có khả năng chống mài mòn cao. Trên thực tế, khi chúng tôi sản xuất các dụng cụ cắt chuyên dụng tại Drillstar, chẳng hạn như Chèn cacbua xi măng, chúng tôi sử dụng các nguyên tắc luyện kim giống hệt nhau có độ cứng cực cao để đảm bảo dụng cụ này bền hơn các vật liệu mài mòn mà nó cắt.
Làm thế nào để cam điều khiển phần còn lại của hệ thống van?
Toàn bộ quá trình thở bắt đầu ở dưới cùng của động cơ với lực nặng trục khuỷu. Khi trục khuỷu quay, nó sử dụng một đai truyền động dày hoặc một xích thép để dẫn động trục cam. Dọc theo trục này là một số vết sưng hình quả trứng được gọi là thùy. Mỗi một thùy cam được thiết kế về mặt toán học để kiểm soát chính xác thời điểm một xi lanh cụ thể thở.
Khi trục quay, phần nhô ra thùy đẩy mạnh vào mặt vòi. Trong các thiết kế cần đẩy cũ hơn, vòi đẩy một thanh kim loại dài thanh đẩy trở lên. Sự trỗi dậy này thanh đẩy sau đó xoay một kim loại cánh tay rocker. Phía đối diện của cánh tay rocker đu xuống và ấn mạnh vào đỉnh thân van.
Lực hướng xuống này phải đủ mạnh để nén được vật nặng, cuộn tròn lò xo van và đẩy mạnh truyền thống con rối phong cách van mở. Khi đỉnh của cam quay qua cần trục, năng lượng dự trữ khổng lồ trong lò xo van đóng van lại một cách mạnh mẽ, bịt kín hoàn toàn buồng đốt. Để thành công kích hoạt trình tự này diễn ra suôn sẻ ở tốc độ 6.000 vòng/phút đòi hỏi phải gia công hoàn hảo.
Tại sao độ hở van chính xác lại cực kỳ quan trọng?
Nhiệt thay đổi mọi thứ trong cơ học. Khi động cơ nổ máy và đạt đến nhiệt độ vận hành tối ưu, nhiệt lượng cực lớn sẽ khiến các bộ phận kim loại giãn nở về mặt vật lý. các xi lanh, các van và khối đều tăng kích thước. Nếu các kỹ sư chế tạo hệ thống van với khe hở bằng 0 khi động cơ nguội thì sự giãn nở nhiệt này sẽ khiến các bộ phận liên kết chặt chẽ với nhau.
Nếu không còn chỗ cho kim loại giãn nở, các bộ phận giãn nở sẽ thực sự giữ cho van mở nhẹ ngay cả khi lẽ ra nó phải đóng hoàn toàn. Việc mất vòng đệm kín này ngay lập tức phá hủy động cơ nén. Tệ hơn nữa, khí đốt quá nhiệt sẽ đốt cháy qua khe hở nhỏ, theo đúng nghĩa đen là đốt cháy một lỗ xuyên qua mép của van xả.
Để ngăn chặn thảm họa này, thợ máy để lại một khoảng trống nhỏ được tính toán trong mối liên kết. Khoảng cách thiết yếu này được gọi là khe hở van. Duy trì sự hoàn hảo sự trong sáng là nền tảng tuyệt đối của tiêu chuẩn bảo dưỡng xe cơ giới. Nếu giải phóng mặt bằng quá chật, bạn sẽ đốt cháy van. Ngược lại, nếu giải phóng mặt bằng quá lỏng lẻo, các bộ phận đập vào nhau theo đúng nghĩa đen. Tình trạng lỏng lẻo này tạo ra cảm giác khó chịu, nhanh chóng. tiếng ồn khai thác và dẫn đến sự mài mòn sớm và nghiêm trọng trên mặt cam.
Máy nâng thủy lực là gì và chúng làm giảm việc bảo trì xe cơ giới như thế nào?
Để loại bỏ công việc tẻ nhạt liên tục điều chỉnh khoảng hở bằng tay, các kỹ sư tài giỏi đã phát minh ra máy nâng thủy lực. A vòi thủy lực sử dụng nguồn cung cấp dầu điều áp của động cơ để tự động và liên tục xử lý mọi sự chậm trễ trong hệ thống.
Bên trong cơ thể của một vòi thủy lực, có một piston nhỏ bên trong và một van một chiều. Khi cam quay đi và giảm áp suất lên bộ nâng, dầu động cơ có áp suất sẽ lao vào bên trong. Cái này áp suất thủy lực bơm piston bên trong lên trên cho đến khi hết khe hở lỏng lẻo.
Bởi vì vòi thủy lực thích ứng linh hoạt với sự thay đổi nhiệt độ và hao mòn vật lý, chúng duy trì hoàn hảo không van mi mọi lúc. Máy nâng thủy lực tạo ra một cỗ máy vận hành êm ái, yên tĩnh và loại bỏ hoàn toàn nhu cầu điều chỉnh thủ công. Đối với người lái xe trung bình hàng ngày, độ tin cậy “cài đặt và quên nó đi” này là một yếu tố thay đổi cuộc chơi tuyệt đối.
Làm thế nào để so sánh các vòi rắn thủ công với thiết lập thủy lực?
Trong khi một thủy lực thiết lập là hoàn hảo đối với một chiếc ô tô đi lại nhưng nó có một điểm yếu rõ rệt trong các ứng dụng đua xe tốc độ cao. Ở tốc độ RPM cực cao, nhịp đập nhanh của dầu có thể khiến bộ nâng chứa đầy chất lỏng “bơm lên” và giữ các van mở, dẫn đến mất điện nghiêm trọng. Để chống lại điều này, các nhà chế tạo động cơ xe đua chỉ dựa vào nhiên liệu rắn vòi nước.
Xe nâng rắn chính xác giống như âm thanh của chúng—ống trụ kim loại rắn. Chúng không thể sụp đổ hoặc bơm lên dưới áp lực cực độ. Độ cứng này đảm bảo van tuân theo hình dạng cam một cách chính xác, ngay cả ở tốc độ 9.000 vòng/phút. Điều này ngăn chặn hoàn toàn tình trạng có sức tàn phá cao được gọi là van phao, trong đó van nặng không thể đóng đủ nhanh để theo kịp cam quay.
Tuy nhiên, chạy máy nâng rắn đồng nghĩa với việc phải chấp nhận gánh nặng bảo trì nặng nề. Họ yêu cầu thường xuyên, tỉ mỉ hướng dẫn sử dụng điều chỉnh vòi. Cơ khí phải thường xuyên mở nắp van và đo vật lý khe hở giữa cam và van các bộ phận để đảm bảo nó vẫn nằm trong thông số kỹ thuật của nhà máy.
Cần đẩy và cần gạt đóng vai trò gì trong các thiết kế cũ?
Nếu bạn mở mui xe trên một chiếc xe cơ bắp V8 cổ điển của Mỹ, bạn đang nhìn thấy một động cơ cần đẩy van trên cao (OHV) truyền thống. Trong cách bố trí này, đơn trục cam được chôn sâu bên trong tâm tối của khối động cơ.
Do trục cam nằm cách xa các van nằm trên đầu xi-lanh nên động cơ dựa vào kim loại dài và rỗng. cần đẩy để thu hẹp khoảng cách lớn. Người nâng đưa cam xuống khối, đẩy thanh đẩy hướng lên trên và thanh nghiêng người chơi nhạc rock lên trên.
Những cái cũ hơn hệ thống van cực kỳ nhỏ gọn và nổi tiếng mạnh mẽ. Chúng tạo ra mô-men xoắn lớn ở cấp thấp. Tuy nhiên, tất cả những bộ phận thép nặng và chuyển động đó tạo ra rất nhiều khối lượng của hệ thống van. Việc di chuyển kim loại nặng một cách nhanh chóng đòi hỏi năng lượng và khối lượng dư thừa đó hạn chế nghiêm trọng tốc độ mà động cơ cần đẩy có thể quay một cách an toàn trước khi các bộ phận nặng bắt đầu uốn cong và nảy ra khỏi tầm kiểm soát.
Thiết kế cam treo (OHC) khác với động cơ cần đẩy truyền thống như thế nào?
Để giải quyết vấn đề trọng lượng và mở khóa tốc độ động cơ cao hơn, ngành công nghiệp ô tô đã chuyển sang hướng cam trên cao thiết kế. Bằng cách kéo trục cam ra khỏi khối và đặt nó trực tiếp lên trên đầu xi-lanh, các kỹ sư đã loại bỏ nhu cầu sử dụng cần đẩy nặng.
trong một cam đơn trên cao (soc), một trục cam đơn nằm ngay phía trên các van, thường sử dụng một trục cam nhỏ người chơi nhạc rock để kích hoạt cả hai phía nạp và xả. Trong một cam đôi trên cao tiên tiến hơn (dohc), có hai trục cam riêng biệt trên mỗi dãy xi lanh—một dành riêng cho van nạp và một dành riêng cho van xả.
Ưu điểm lớn nhất của ôi và đặc biệt soc và dohc bố trí là sự giảm mạnh trong các bộ phận chuyển động. Khoảng cách giữa trục cam và van cực kỳ ngắn. Trong tác động trực tiếp động cơ cam, thùy ép thẳng xuống kiểu xô người theo dõi cam nằm ngay trên thân van. Thiết lập siêu nhẹ, cứng cáp này cho phép những chiếc xe thể thao hiện đại có thể vượt qua tốc độ 8.000 vòng/phút với độ tin cậy hoàn hảo.
Nếu bạn sở hữu một chiếc mô tô hoặc một cỗ máy hiệu suất cao có bộ nâng chắc chắn, hãy thực hiện một động tác điều chỉnh vòi là kỹ năng bắt buộc. Mục tiêu là thiết lập khe hở một cách hoàn hảo để khi động cơ nóng, khe hở sẽ tự nhiên đóng lại gần bằng 0 mà không bị ràng buộc.
Đầu tiên bạn phải quay trục khuỷu chính bằng tay cho đến khi đạt yêu cầu cụ thể. pít-tông bạn đang làm việc để đạt đến Top Dead Center (tdc) trên nó nén đột quỵ. Tại tdc, cả hai van đều đóng hoàn toàn và bộ nâng nằm trên vòng tròn đáy phẳng của cam. Đây là vị trí an toàn duy nhất để đo khoảng cách.
Tiếp theo, bạn lấy một dụng cụ đo thép mỏng, được mài chính xác gọi là máy đo cảm biến. Bạn trượt người sờ mó thẳng giữa đầu van và cơ cấu dẫn động. Nó sẽ trượt qua với lực cản kéo nhẹ và êm ái. Nếu một thước đo cảm nhận cảm thấy quá lỏng lẻo hoặc hoàn toàn bị ràng buộc, khoảng cách đó là sai.
Nếu bạn cần điều chỉnh vòi, bạn thường lấy một ít cờ lê, nới lỏng đai ốc khóa trên cần gạt và xoay tâm ren bộ điều chỉnh vít cho đến khi giải phóng mặt bằng phù hợp với nhà máy chính xác thông số kỹ thuật.
Không phải tất cả các xe nâng rắn đều sử dụng vít điều chỉnh ren tiện lợi. Nhiều động cơ cam trên cao tác động trực tiếp có vòng quay cao sử dụng gầu nâng đặc. Trong thiết lập này, để điều chỉnh van hở, bạn phải thay đổi về mặt vật lý độ dày của một đĩa kim loại nhỏ gọi là miếng chêm.
các miếng chêm nằm ngay trên đầu xô hoặc bên dưới nó, tựa vào thân van. Nếu phép đo của bạn hiển thị giải phóng mặt bằng quá chặt, bạn phải loại bỏ cái hiện có miếng chêm và thay thế nó bằng một cái mỏng hơn một chút.
Việc hoán đổi các miếng chêm này thường đòi hỏi một công cụ đặc biệt để nén các lò xo nặng xuống một cách vật lý để bạn có thể cẩn thận nhổ miếng chêm ra bằng nam châm. Đó là một quá trình tẻ nhạt và mang tính toán học cao. Bạn phải đo cẩn thận miếng chêm cũ, tính toán độ chênh lệch cần thiết và lắp miếng chêm mới. Tuy nhiên, sau khi được thiết lập, thiết kế miếng chêm dưới gầu sẽ cực kỳ ổn định và hiếm khi bị mất điều chỉnh.
Điều gì xảy ra khi van chồng lên nhau giữa hành trình nạp và xả?
Thời gian của động cơ là một điệu nhảy tốc độ cao, cực kỳ phức tạp. Có một khoảnh khắc rất ngắn ngủi và có tính kỹ thuật cao khi pít-tông tiếp cận đỉnh của hình trụ ở phần cuối của xả đột quỵ, trong đó cả hai cửa vào van và van xả thực sự bị buộc phải mở cùng một lúc.
Phần cụ thể của một giây này được gọi là chồng chéo van. Tại sao bạn muốn cả hai van mở cùng một lúc? Nó có mọi thứ liên quan đến động lực học chất lỏng. Nóng thoát ra nhanh chóng xả khí tạo ra một chân không mạnh mẽ phía sau chúng. Hiệu ứng thu gom này thực sự giúp hút hỗn hợp không khí-nhiên liệu lạnh, trong lành ngay qua khe hở. cửa vào cổng, làm đầy xi lanh hiệu quả hơn nhiều.
Lò xo truyền thống con rối van xử lý việc này rất tốt. Tuy nhiên, một số siêu xe độc lạ của Ý còn tiến thêm một bước nữa bằng cách sử dụng những bộ phận rất phức tạp. van khử lưu lượng. Hệ thống desmodromic sử dụng cánh tay đòn thứ hai, chuyên dụng để kéo van đóng lại một cách vật lý, loại bỏ hoàn toàn lò xo và đảm bảo tuyệt đối van đóng chính xác khi cam ra lệnh, loại bỏ hoàn toàn mọi cơ hội nổi.
Hãy xem xét ứng suất cơ học cực lớn xảy ra bên trong đầu xi lanh. Van thép dài và mỏng phải trượt lên xuống hàng triệu lần mà không bao giờ bị rò rỉ một giọt dầu hay mất đi độ đồng tâm hoàn hảo. Đồng thau hoặc đồng hướng dẫn van nó trượt qua phải được gia công với dung sai cực nhỏ, hoàn hảo.
Các ghế kim loại hình tròn nơi các van đóng lại để bịt kín xi lanh phải hoàn toàn phù hợp với góc của mặt van. Nếu chúng tắt dù chỉ một phần nhỏ, khí nóng sẽ ngay lập tức đốt cháy kim loại. Đây chính xác là nơi các công cụ cắt cao cấp và sản xuất CNC tiên tiến trở thành những người hùng tuyệt đối của ngành công nghiệp ô tô.
Tại Drillstar, chúng tôi thiết kế những công cụ cực kỳ sắc bén, cứng nhắc cần thiết để tạo nên những tuyệt tác hiện đại này. Khi một nhà sản xuất động cơ cần khoan một lỗ dẫn hướng van hoàn hảo, họ dựa vàoMũi doa có thể lập chỉ mục theo mô-đun (Công cụ doa & doa có độ chính xác cao) để đạt được một kết thúc giống như gương. Giống như một thợ cơ khí bậc thầy dựa vào miếng chêm chính xác để thiết lập sự hoàn hảo giải phóng mặt bằng, các nhà máy ô tô dựa vào các công cụ cacbua rắn của chúng tôi để đảm bảo rằng trục cam quay tự do và động cơ thở dễ dàng.
Tóm tắt: Những bài học quan trọng để nắm vững Cơ chế của hệ thống van
Hiểu được cơ chế tốc độ cao, tàn bạo bên trong động cơ mang lại cho bạn sự tôn trọng sâu sắc đối với kỹ thuật và sản xuất hiện đại. Dưới đây là những điểm quan trọng nhất cần nhớ:
- Người trung gian: các cái vòi hoạt động như một bộ đệm quan trọng, chống mài mòn giữa cam quay mạnh và phần còn lại của hệ thống van.
- Giãn nở nhiệt: Vì kim loại giãn nở đáng kể khi nóng nên việc duy trì nhiệt độ thích hợp khe hở van là điều hết sức cần thiết để ngăn chặn tình trạng cháy van và mất mát nén.
- Không cần bảo trì: Máy nâng thủy lực sử dụng dầu động cơ có áp suất một cách tuyệt vời để tự động duy trì không có lông mi, loại bỏ sự cần thiết phải hướng dẫn sử dụnglý điều chỉnh van.
- Độ cứng của cuộc đua: Động cơ vòng tua cao yêu cầu cần nâng chắc chắn để ngăn chặn hoàn toàn nguy hiểm van phao ở tốc độ RPM cực cao.
- Giảm cân: Chuyển từ thiết kế cần đẩy nặng sang thiết kế hiện đại cam trên cao thiết lập làm giảm đáng kể khối lượng chuyển động, cho phép động cơ quay nhanh hơn nhiều.
- Độ chính xác là tất cả: Cho dù bạn đang cẩn thận trượt một máy đo cảm biến giữa một cam và van hoặc sử dụng các công cụ cắt CNC tiên tiến để khoan hướng dẫn van, độ chính xác tuyệt đối quyết định thành công.
Bằng cách dành thời gian để hiểu chính xác làm thế nào để mở van hiệu quả và khi nào nên điều chỉnh vòi một cách chính xác, bạn đảm bảo máy móc hạng nặng của mình mang lại mã lực tối đa, độ tin cậy cao nhất và tuổi thọ sử dụng lâu dài, sinh lời.
