Hư phỏng và phương pháp sửa chữa con đội và đũa đẩy

I. CON ĐỘI

1. Công dụng

Con đội là chi tiết trung gian biến chuyển động quay của trục cam thành chuyển động tịnh tiến lên xuống của xu páp để đóng, mở cửa nạp hoặc cửa xả.

2. Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc, con đội chịu tác dụng của lực nghiêng do cam gây ra, chịu ma sát và va đập.

3. Vật liệu chế tạo

Con đội thường được chế tạo bằng thép hoặc gang.

4. Cấu tạo con đội

Trên cơ cấu phân phối khí thường dùng hai loại: con đội cơ khí và con đội thuỷ.

Con đội cơ khí

a. Con đội cơ khí

Trên động cơ dùng cơ cấu phối khí xu páp đặt, thường dùng con đội hình nấm có thân nhỏ và đặc, bề mặt nấm tiếp xúc với cam thường có đường kính lớn phụ thuộc vào kích thước của cam. (hình 21 -20a). Trên thân con đội có lắp bu lông điều chỉnh khe hở xu páp, đầu bu lông điều chỉnh có dạng hình cầu và được nhiệt luyện để tăng độ cứng bề mặt tiếp xúc với đuôi xu páp. Con đội này thường được bôi trơn bằng cách té dầu.
Trên động cơ dùng cơ cấu phân phối khí xu páp treo, thường dùng con đội hình trụ (hình 21 -20b), nhưng thân con đội thường làm rỗng để đặt đũa đẩy, mặt tiếp xúc với cam và thân con đội bằng nhau. Mặt tỳ với đũa đẩy có dạng bán cầu và bôi trơn bề mặt này bằng dầu nhờn từ lỗ ở nắp xi lanh theo đũa đẩy xuống hoặc bằng phương pháp văng dầu từ các te lên.
Cả hai loại con đội hình nấm, hình trụ đều có những đặc điểm cấu tạo sau: Mặt tiếp xúc hay mặt đáy của con đội có thể làm bằng hoặc lồi. Mặt lồi có bán kính lớn (r = 700 - 1000mm). Ngoài ra, người ta thường lắp con đội lệch tâm với mấu cam một khoảng  e = 1 - 3mm (hình   ). Như vậy, trong quá trình làm việc con đội vừa chuyển động tịnh tiến lên xuống trong ống dẫn hướng, đồng thời vừa xoay quanh đường tâm của nó để tránh mòn vẹt.

b. Con đội con lăn

Để giảm ma sát giữa cam và con đội, người ta dùng con đội con lăn (hình 21 - 20c). Con đội con lăn về nguyên tắc có thể sử dụng cho mọi dạng cam: cam lồi, cam lõm và cam tiếp tuyến.
Khác với con đội hình trụ, hình nấm thân con đội con lăn không được phép xoay trong quá trình làm việc nên phảI có kết cấu chống xoay cho con đội. để thực hiện được yêu cầu này, trên thân con đội phảy một  rãnh hãm nhỏ và trên thân máy lắp một vít hãm, đầu vít có chốt lắp khít trong rãnh hãm trên thân con đội.

c. Con đội thuỷ lực

Con đội thuỷ lực (hình 21 - 22) gồm có pit tông lắp khít vào thân con đội và luôn tỳ vào đuôi xu páp hoặc đũa đẩy dưới tác dụng của lò xo, đáy con đội tỳ lên vấu cam, còn thân con đội dịch chuyển trong ống dẫn hướng. Trên thân con đội có các lỗ khoan thông với đường dầu của hệ thống bôi trơn động cơ.
Nguyên tắc làm việc của con đội thuỷ lực như sau:
Xu páp mở: Cam đẩy con đội đi lên, dầu phía dưới pit tông bị nén, van bi đóng lại, pit tông và thân con đội như một khối cứng cùng đi lên để mở xu páp. Trong hành trình mở xu páp một ít dầu ở dưới pit tông bị rò rỉ giữa thân con đội và pit tông, do đó thực tế pit tông dịch chuyển tương đối với thân xuống dưới một chút.
Xu páp đóng: Khi cam thôi tác dụng vào con đội, dưới tác dụng của lò xo, thân con đội và pit tông bị đẩy về hai phía, áp suất dưới pit tông giảm, van bi mở ra, do đó dầu từ đường dầu chính của hệ thống bôi trơn qua đường dẫn dầu trên thân máy vào khoang dầu phía dưới pit tông.
Con đội thuỷ lực làm việc theo nguyên tắc trên sẽ không có khe hở nhiệt nên làm việc êm dịu, do đó thường được sử dụng ở động cơ ô tô du lịch.

 Con đội thuỷ lực

                      

5. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa con đội

a. Hiện tượng và nguyên nhân như hỏng

Trong quá trình làm việc, đặc biệt là con đội hình nấm, hình trụ thường bị mòn lõm và mòn lệch .

Thân con đội bị mòn côn, mòn méo, bị nứt vỡ;

Đối với con đội dùng cho xu páp đặt bị chờn cháy ren bu lông, đai ốc điều chỉnh, mòn đầu tiếp xúc với đuôi xu páp.

Đối với con đội thuỷ lực: mòn các van, hỏng lò xo.

Đối với con đội con lăn, ngoài hiện tượng mòn mặt tiếp xúc với cam còn bị mòn ở các chốt bạc.

Nguyên nhân hư hỏng:

Do các chi tiết chịu lực ma sát lớn trong quá trình làm việc, thiếu dầu bôi trơn, dầu bôi trơn bẩn.

Do quá trình lắp ghép chưa đúng kỹ thuật, điều chỉnh, bảo dưỡng không đúng định kỳ.

Kiểm tra mòn mặt tiếp xúc của con đội

b. Phương pháp kiểm tra phát hiện hư hỏng

Có thể kiểm tra bằng mắt thường hoặc dụng cụ đo kiểm tra phát hiện hư hỏng của con đội.

Kiểm tra rò rỉ dầu của con đội thuỷ lực

c. Phương pháp sửa chữa con đội

Sửa chữa mặt tiếp xúc của con đội

Bề mặt tiếp xúc của đầu con đội không được mòn sâu quá 0,01 mm, nếu vượt quá thì phải mài lại, cho phép mài vát xung quanh và mài phẳng nếu không có máy mài định hình mặt cầu.

Thân con đội mòn côn, mòn méo quá 0,04 mm  hoặc bị nứt vỡ thì phải  thay mới. Chú ý khi thay con đội phải theo kích thước sửa chữa của ống dẫn hướng của nó ở thân máy, khe hở giữa con đội với ống dẫn hướng trong phạm vị 0,018 – 0,09 mm.

Các bu lông, đai ốc điều chỉnh bị chờn ren, nứt gãy đều phải thay mới, sau đó phải điều chỉnh lại khe hở nhiệt đúng quy định của từng loại động cơ.

Sau khi sửa chữa con đội cần đảm bảo khe hở lắp ghép giữa con đội và ống dẫn hướng của nó, tuỳ theo mỗi loại động cơ nhưng thường khe hở này không được vượt quá 0,6 mm.

II. ĐŨA ĐẨY 

1. Công dụng: 

Đũa đẩy là chi tiết dùng để truyền lực trung gian từ con đội tới đòn mở.

Đũa đẩy và đòn mở

2. Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc đũa đẩy chịu lực uốn và ma sát ở hai đầu tiếp xúc của đũa đẩy với con đội và vít điều chỉnh khe hở nhiệt. 

3. Vật liệu chế tạo

Đũa đẩy thường được làm bằng thép hay hợp kim.

4. Cấu tạo

Đũa đẩy có dạng hình chiếc đũa dài, có thể làm đặc hoặc rỗng. Một đầu đũa đẩy đặt vào lỗ ở con đội, đầu kia đỡ hoặc bắt bằng ren vít vít điều chỉnh ở đòn mở. Đầu tiếp xúc với con đội thường có dạng hình cầu và được gia công nhiệt luyện, mài nhẵn để tăng khả năng chịu mài mòn.

5. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa đũa đẩy

- Trong quá trình làm việc, đũa đẩy có thể bị cong và mòn ở mặt tiếp xúc với vít điều chỉnh khe hở nhiệt.

- Bằng phương pháp quan sát để xác định cong và mòn của đũa đẩy.

- Sửa chữa đũa đẩy: Nếu đũa đẩy bị cong thì nắn lại, nếu đũa đẩy bị mòn quá thì phải hàn đắp rồi gia công lại. Nếu bị nứt, gãy phải thay mới đúng loại.

III. ĐÒN MỞ

1. Công dụng

Đòn mở là chi tiết trung gian dùng để truyền chuyển động từ cam hoặc đũa đẩy tới xu páp.

Nhờ có đòn mở mà chuyển động của con đội và đũa đẩy sẽ ngược chiều chuyển động của xu páp. Nghĩa là, khi con đội nâng đũa đẩy đi lên thì một đầu của đòn mở sẽ ấn xu páp đi xuống để mở cửa nạp hoặc cửa xả.

2. Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc đòn mở chịu va đập và ma sát ở hai đầu tiếp xúc của đũa đẩy với đuôi xu páp và lỗ quay.

3. Vật liệu chế tạo

Đòn mở làm bằng thép dập hoặc thép rèn. Đòn mở của động cơ cao tốc cỡ nhỏ được rèn hoặc đúc bằng gang.

4. Cấu tạo

Đòn mở quay trên trục cố định đặt trên nắp máy. Hai cánh tay đòn của đòn mở thường làm không bằng nhau, phía xu páp có cánh tay đòn dài hơn (khoảng 1,5 lần) để hành trình xu páp được dài hơn so với hành trình đũa đẩy và con đội.

Một đầu của đòn mở tiếp xúc hoặc nối bản lề với đũa đẩy, đầu kia tiếp xúc với đuôi xu páp (có lúc không tiếp xúc). Đầu tiếp xúc với đũa đẩy có khoan một lỗ ren để lắp vít và đai ốc điều chỉnh khe hở nhiệt giữa đầu đòn mở và đuôi xupáp. Nhờ có khe hở giữa đuôi xu páp với đầu đòn mở mà xu páp đóng kín hoàn toàn hoặc mở ra đúng lúc cửa nạp hoặc cửa xả. Đầu tiếp xúc của đòn mở với đuôi xu páp thường có dạng hình trụ đáy bằng hoặc hình cầu và cũng được gia công nhiệt luyện để nâng cao khả năng chịu mòn.

Đòn mở thường có một số kết cấu như sau: Đòn mở quay lắc quanh trục hay đòn mở quay lắc quanh bệ đỡ cầu lắp gugiông hoặc đòn mở quay lắc quanh đế tỳ hình trụ.     

5. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa đòn mở

a. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

Đòn mở bị mòn đầu tiếp xúc với đuôi xu páp, mòn bạc xoay, nứt gãy và chờn ren đai ốc, vít điều chỉnh khe hở nhiệt.

Trục đòn mở bị cong, bị nứt các trụ bắt trục đòn mở.

Do quá trình làm việc chịu ma sát, thiếu dầu bôi trơn, thiếu chăm sóc bảo dưỡng. Do chịu va đập mạnh giữa các chi tiết với nhau.

b. Phương pháp kiểm tra

Bằng phương pháp quan sát để xác định nứt, gãy, chờn ren của đòn mở, trục đòn mở và các vít và đai ốc điều chỉnh.

c. Phương pháp sửa chữa

Đòn mở hay cần mở phải quay trên trục nhẹ nhàng, nhưng khe hở giữa bạc đòn mở và trục cần mở không được vượt quá 0,02 mm, nếu lớn hơn phảI thay bạc mới, sau khi thay bạc mới cần phải chú ý khoan lỗ dầu ở bạc, còn khe hở theo hướng trục thường là 0,02 – 0,06 mm, nếu lớn hơn thì phảI thay vòng đệm khác.

Trường hợp đầu đòn mở tiếp xúc với đuôi xu páp bị mòn quá nhiều, nếu đường gân của nó có thể chạm vào đế lò xo làm cho móng hãm lò xo xu páp tuột ra ngoài, thì phải dũa cho đường gân thấp xuống để đảm bảo khe hở từ 1 – 1,5 mm giữa đòn mở và đế lò xo, nếu không làm như vậy xu páp sẽ rơi vào xi lanh làm hỏng động cơ. Nếu độ mòn quá 0,5 mm và không phẳng thì phải hàn đắp và dũa phẳng.

Đòn mở bị nứt có thể hàn đắp, dũa phẳng, nếu bị gãy phải thay.

Mặt cầu của vít điều chỉnh khe hở xu páp tiếp xúc với đũa đẩy bị mòn đầu xẻ rãnh và ren bị hỏng thì phải thay vít mới hoặc dùng giấy nhám mịn để đánh lại mặt cầu ở vít điều chỉnh

Trục đòn mở bị cong quá 0,1 mm phải nắn nguội bằng tay.

Trục đòn mở bị mòn quá 0,04 mm tiến hành hàn đắp và tiện láng đến kích thước ban đầu.

Trụ lắp trục đòn mở bị nứt vỡ tiến hành hàn đắp và dũa phẳng.

Sau khi sửa chữa, khi lắp ghép đòn mở phải đảm bảo đòn mở tiếp xúc đều và chính diện với đuôi xu páp. Trường hợp này có thể kiểm tra bằng cách dùng phấn bôi vào mặt tiếp xúc của đầu đòn mở.

YÊU CẦU KỸ THUẬT SAU KHI SỬA CHỮA

TT Yêu cầu kỹ thuật Giới hạn cho phép

1 Khe hở giữa trục đòn mở và bạc 0,04 – 0,09 mm

2 Độ cong của trục và đòn mở 0,05 – 0,1 mm

3 Độ dôi lắp ghép bạc vào đòn mở 0,1 – 0,15 mm

4 Độ mòn và ô van của trục và bạc 0,04 mm

5 Độ mòn đầu tiếp xúc của đòn mở với đuôi xu páp 0,5 mm