Kiến thức cơ bản cấu tạo ô tô từ A-Z (II)

Bài 6: Cấu tạo của Xupap và cơ cấu truyền động trục cam

Trục cam và xupap là 2 bộ phận chính của cơ cấu phân phối khí. Trước tiên hãy xem trục cam dẫn động xupap ra sao nhé
Hình 6.1 - Cơ cấu dẫn động trục cam

Cái trục cam nằm ngang trên cùng đấy, nó có 8 vấu cam để điều khiển 8 xu pap đấy. Trục cam lại được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua xích cam. Xem hình ảnh trong thực tế nào
 Hình 6.2 - Trục cam thực tếVà trong cụm máy Hình 6.3 - Cơ cấu phân phối khí trong động cơ xăng đốt trongVà mặt cắt ngang chi tiết
Hình 6.4 - Mặt cắt ngang trục cam và xupapLưu ý, khi mở nắp capo lên thấy trên nắp máy có chữ DOHC thì đó là xupap đc dẫn động bởi 2 trục cam, còn OHC hoặc SOHC là 1 trục cam. Còn VVT-i thì là hệ thống cảm biến liên quan đến thời gian đóng mở xu pap.
Trục cam thì đơn giản thế thôi, còn xu páp thì sao.* Cấu tạo xu páp Hình 6.5 - Cấu tạo xupap
Nhìn hình chắc ko cần giải thích gì về cấu tạo thêm. Chỉ lưu ý các bác có cái khe hở xupap (cái phần sát giữa mấu cam và đầu xu páp ấy, trong hình vẽ sát nịt vậy là chưa đúng). Cái khe hở này để khi xupap nó nóng nó nở ra thì ko bị cấn vào vấu cam. Đợt trước trên diễn đàn có bác hỏi là xe để lâu ko chạy thì khởi động rất dễ, còn khi chạy được 1 đoạn đường dài, tắt máy xong khởi động lại ko được là vì cái khe hở này đây. Nhiều bác cười vì vô lý tưởng bác đó hỏi ngu. Nhưng là vì cái xu pap nóng nó nở ra đội lên vấu cam, làm cái đế xupap (cái banh ra như cái kèn bên dưới đó) ko liền được với xi lanh, buồng đốt ko kín nên ko đủ áp suất buồng đốt, ko nổ được máy.
Lưu ý 2 là cái bạc dẫn hướng xu pap, màu vàng vàng trên hình đó. Xu pap trượt lên trượt xuống trong cái bạc dẫn hướng này. Trên bạc dẫn hướng có cái phớt dầu để ngăn ko cho dầu nhớt lọt từ ngoài vào trong buồng đốt. Cùng xem xupap trong thực tế ra sao nào
Hình 6.6 - Xupap (lưu ý xupap nạp thường to hơn xu pap xả)

Nói chung nắp quy lát như là cái nắp máy có chứa các bộ phận như xu páp, trục cam...cái nắp này đậy lên thân máy đc ngăn cách bằng 1 cái gioăng cho kín. Thân máy là phần có chứa piston trở xuống đó. Các pác phải nhớ mấy cái tên này, chứ ra ngoài gara người ta bảo nắp quy lát, rồi thì gioăng nắp quy lát lại ngơ ngơ, thợ nó tinh lắm, nhìn bác nào ngơ ngơ là nó vặt lông ngay... ))
Nói thật các bác ngày xưa e chả hiểu éo gì về dầu với mè, đi thay dầu thợ hỏi có thay dầu trợ lực, dầu phanh, dầu hộp số ko hay chỉ thay dầu động cơ thôi. Èo mẹ, chả hiểu nó khác nhau thế éo nào và thời gian bao lâu thì nên thay mấy cái dầu đó nhưng cũng tỏ vẻ ta đây bảo thôi, đang có việc gấp, thay dầu động cơ đc rồi. Ô, sao càng viết bài ngôn ngữ của e càng trở nên giang hồ thế nhở, biến chất vãi. Thôi các bác thông cảm, con người mà, ai đầu tiên chả giả nai, sau rồi quen mùi rồi thì lộ rõ nguyên hình...khà khà. Nói chứ ngoài đời e hiền khô, trên diễn đàn chém tí cho zui thôi. Các bác thông cảm nhé.
Nói chung các bác chưa cần quan tâm tới dầu hộp số dầu trợ lực gì sất, chỉ biết là trong động cơ cần có dầu nhớt (dầu nhờn) để làm gì, làm gì??? bác nào đọc đến đây mà hóng câu trả lời tiếp thì éo phải đàn ông. )) bởi câu trả lời quá ư là đơn giản. Các bác cứ tưởng tượng lúc "ấy con em" mà ko có nhớt bôi trơn, bố con thằng nào chịu đc ko? haha. Đùa chứ dễ cũng phải nói, lỡ có bác pê đê nào đọc đến đây ko hiểu thì sao, lại mang dầu ăn đổ vào động cơ bỏ mẹ.
Nếu động cơ là trái tim của xe thì dầu nhớt giống như là máu của trái tim. Dầu nhớt hay dầu nhờn tùy mỗi xe, mỗi động cơ mà nó khác nhau 1 chút và dầu cho động cơ thì khác dầu cho hộp số khác dầu phanh...còn khác thế nào thì kệ bà nó đi, tìm hiểu sau, đi xe nào thì các bác tìm hiểu loại phù hợp với xe đó là đc (tra cụ Gu Gồ hoặc hỏi mấy thằng cha bán xe, hãng xe, xem trong quyển Manual kèm theo xe). Tác dụng của nó là bôi trơn và làm mát các chi tiết trong động cơ vì động cơ hoạt động mà ko có nhớt sẽ bị mài mòn, nóng và dẫn đến mòn gãy chỉ trong vài nốt nhạc là bình thường.
Bây giờ ta cùng tìm hiểu nguyên lý dầu động cơ hoạt động trong động cơ ra sao nhé. Đầu tiên là xem cái lỗ để cho dầu vào nằm ở đâu đã:

Hình 8.1 - Thay dầu động cơ
Trên động cơ nào cũng có 1 cái nắp to to, đó chính là cái lỗ thay dầu động cơ.
Giờ ta cùng xem xét cái nguyên lý làm việc của dầu động cơ nhé, xem nó chảy trong động cơ ra sao. Trước tiên xem kỹ hình này và nhớ tên các bộ phận chính. Cái đường đỏ đỏ để dần dầu từ các te đến các bộ phận. Thực tế ở thân máy, nắp máy người ta thiết kế các ống dẫn sẵn, trên trục cam, trục khuỷu, piston đều có các cái lỗ nhỏ nhỏ thông nhau, đó chính là đường ống dẫn dầu đấy.

Hình 8.2 - Các bộ phận của hệ thống bôi trơn động cơ (dầu động cơ là dung dịch tím tím đựng trong các te dưới cùng đó)
Cùng xem nguyên lý làm việc của dầu bôi trơn qua video

Chúng ta lưu ý là dầu động cơ này chỉ bôi trơn phần sau:
- Trục cam, các vấu cam.
- Phần trên các xu páp (bài trước có nhắc rằng trên xupap có cái phớt dầu là để chặn dầu bôi trơn này đây).
- Piston: để ý trong video người ta có chiếu rõ cái dầu bôi trơn giữa piston và thành xilanh được cái xéc măng dầu gạt lên gạt xuống đấy. Xe đi mà bị khói xanh xanh tanh tanh là có thể cái xéc măng này bị gãy làm cho dầu nhớt lọt vào buồng đốt bị đốt cháy thải ra đấy.
- Thanh truyền (tay biên, tay dên)
- Trục khuỷu (xem lại bài trước, chúng ta sẽ thấy có nhiều cái lỗ nhỏ nhỏ trên trục khuỷu là để dầu bôi trơn chảy qua đấy)
Đệch, viết xong lại thấy thừa thừa, rốt cuộc là bôi trơn hết cả bà nó mọi bộ phận trong động cơ rồi gì nữa, trừ mỗi cái phần buồng đốt trong đó có bugi và vòi phun nhiên liệu thôi. Tất cả dầu bôi trơn xong thì lại tự rớt xuống cái Các te dầu bên dưới và cứ lặp đi lặp lại vậy.
Mỏi tay vãi, làm hớp bia đã.
Bài tiếp theo ta sẽ cùng xem các bộ phận bơm dầu, các te... trong thực tế hình thù nó ra làm sao nhé.
Có pác nào xem phần 1 xong vẫn chưa hình dung ra được trong đầu dầu nó chạy như thế lào ko, thì lại phải ảnh:

Hình 8.2 - Nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn động cơ
Và trong thực tế, để ý tơí các đường ống dẫn dầu, đặc biệt đường ống dẫn chính nó đâm vào những chỗ nào nhé

Hình 8.3 - Hệ thống ống dẫn dầu bôi trơn trong động cơ
(Các bác lưu ý hình 8.2.2 là trục cam để ngang gần với trục khuỷu, ngang với piston vì ở đây ng ta dùng hệ thống xupap treo, dùng cần đẩy và cò mổ đẩy xu pap ở phía trên, nguyên lý thì giống như cái mà chúng ta hôm giờ thấy, chỉ có thêm cái đũa đẩy với cò mổ thôi, nói chung ko cần quan tâm lắm, quan tâm cái ống dẫn dầu thôi, trục cam nằm đâu thì nối ống tới đó, lo gì)
(Các bác lưu ý hình 8.2.2 là trục cam để ngang gần với trục khuỷu, ngang với piston vì ở đây ng ta dùng hệ thống xupap treo, dùng cần đẩy và cò mổ đẩy xu pap ở phía trên, nguyên lý thì giống như cái mà chúng ta hôm giờ thấy, chỉ có thêm cái đũa đẩy với cò mổ thôi, nói chung ko cần quan tâm lắm, quan tâm cái ống dẫn dầu thôi, trục cam nằm đâu thì nối ống tới đó, lo gì)
Tóm lại là chu trình nó như lày:

Bây giờ ta xe xem xét từng chu trình một theo số thứ tự e đánh dấu ở sơ đồ trên nhé
Chu trình 1. Các te dầu -> Lưới lọc dầu
Đầu tiên xem cái các te trong thực tế nó ra sao nhé (cái này e lấy của con Captiva)

Hình 8.4 - Các te dầu bôi trơn động cơ
và ống hút + lưới lọc dầu

và ống hút + lưới lọc dầu

Và hai cái gắn lại với nhau trong thực tế xem sao nhé

Hình 8.5 - Ống hút dầu bôi trơn và lưới lọc (hay còn gọi là lược dầu)
Dầu được hút lên qua lưới lọc và lưới lọc này sẽ để lưng chừng ở trong các te chứ ko phải để sát đáy để hút được dầu sạch và có 1 lưới lọc thô tránh hút phải các mạt sắt có kích cỡ lớn.
Và lược dầu trong máy thì sao

Hình 8.6 - Lược dầu trong máy (để ý đây là thân máy đã lật ngược lên)
Và khi tháo cái lược dầu ra
Và khi tháo cái lược dầu ra
Hình 8.7 - Lỗ hút dầu vào bơm dầu (các bác để ý cái này để phần tới nói về bơm dầu các bác dễ hình dung
Và chụp cái các te lên thì sao

Hình 8.8 - Các te máy (máy đã lật ngược lại rồi nhé, các te này bình thường nó nằm dưới)
Và chụp cái các te lên thì sao

Hình 8.8 - Các te máy (máy đã lật ngược lại rồi nhé, các te này bình thường nó nằm dưới)
Chu trình 2. Lưới lọc dầu -> Bơm dầu
Bơm dầu là bộ quạn quan trọng nhất trong hệ thống bôi trơn này. Cùng xem nó trong thực tế nhé
(E đổi lại tên từng phần cho các bác dễ theo dõi chứ cứ 8.1 8.2 nhìn hoa mắt vãi)
Chu trình 2: Dầu bôi trơn đi từ lưới lọc dầu (lược dầu) -> Bơm dầu
(Các bác lưu ý, ở phần 2 e bổ sung thêm 1 số hình ảnh, các bác xem lại cho dễ hình dung hơn)
Giờ ta tìm hiểu cái bơm dầu nhé, đây là hình em nó trong thực tế

Hình 8.9 - Bơm dầu
Các bác để ý bơm dầu này được lắp vào đầu trục khuỷu luôn, trên đầu trục khuỷu nó có cái gờ ngang ngang và cái bánh răng bên trong của bơm dầu cũng đc thiết kếc gờ ngang vậy để khi trục khuỷu quay thì làm bánh răng của bơm dầu quay luôn.
Tháo em bơm ra xem nào

Hình 8.10 - Phần tiếp giáp giữa bơm dầu và thân máy
E biết đến giờ nhiều bác vẫn đang thắc mắc ko biết trong máy nó có thiết kế hệ thống dẫn dầu bằng cách gắn thêm các ống như ông nước ko thì xin thưa là ko, người ta chế tạo thân máy dày nhô vào nhô ra lung tung để thiết kế thêm mấy cái ống nằm trong dẫn dầu luôn. Xem thêm phát ảnh nữa cho dễ hình dung

Hình 8.11 - Hướng đi của dầu
Các bác sẽ thấy là dầu được bơm hút từ các te lên qua lỗ dầu rồi đi vòng vòng trong thân máy ra cái lọc dầu như trên đấy. Rồi, quày lại các bơm dầu nào, xem em nó tháo rời ra nhé

Hình 8.12 - Em bơm dầu bị đè lật ngửa ra (phần này là tiếp giáp với thân máy đấy)
Đè ra, lột đồ e nó...

Hình 8.13 - Eo ơi, em í lõa thể
Giờ làm gì tiếp nhở, xoay núm...Hê hê...Ý e là vặn cái ốc của van an toàn ra thì các bác sẽ thấy nó chỉ là cái lò xo bên trong mà thôi

Hình 8.14 - Van an toàn của bơm dầu
Ok, đến đây các bác hình dung ra được chưa, ko được thì nghỉ bà đi, đàn ông gì mà lột hết đồ đến thế rồi mà đứng mặt nghệt ra thế thì vứt...Đùa chứ, tiếp nhé các bác, xem nguyên lý hoạt động của em bơm dầu nào

Hình 8.15 - Hoạt động bơm dầu
Cũng đơn giản thôi nhở, giờ các bác xem cái nguyên lý van an toàn nhé 
Hình 8.16 - Nguyên lý van an toàn bơm dầu động cơ
Các bác để ý thấy dầu được bơm từ các te lên đi qua bơm vào đường dầu chính, bình thường thì nó ko đi qua van an toàn, nhưng khi áp suất dầu cao (chữ P hiện lên đó) thì dầu nó sẽ đẩy cái van nó mở để dầu chạy ngược về cácte giảm áp suất. Áp suất cao khi bị tắc nghẽn gì đó chẳng hạn, hoặc động cơ chạy quá nhanh, nếu ko có van, dầu bị bơm lên quá nhanh hết bà nó dưới các te thì quá trình bôi trơn nó ko đồng đều, chỗ có dầu chỗ ko có thì các bác biết điều gì xảy ra rồi đó.
Chu trình 3: Bơm dầu -> Lọc dầu -> Bộ làm mát dầu
Sau khi dầu được bơm dầu bơm lên sẽ đi qua cái Lọc dầu và Bộ làm mát dầu (Két làm mát, két sinh hàn), lưu ý chút là bộ làm mát dầu này có nhiều máy thì được nhà sản xuất lắp sẵn trên máy, nhiều xe giờ thì lắp thêm.
1. Ta cùng nghiên cứu cái lọc dầu nhé
Xem em nó này

Hình 8.17 - Lọc dầu
Và xem nguyên lý em nó

Các bác để ý xem xong video, các bác sẽ thấy khi phần tử lọc bị tắc, thì dầu bôi trơn sẽ ko đi qua được, áp suất tăng, van an toàn mở để dầu bôi trơn chảy trực tiếp vào động cơ, lọc dầu mất tác dụng, điều này rất nguy hiểm, nên sau 2 lần thay dầu bôi trơn, các bác thay 1 lần lọc dầu nhé. Dầu bôi trơn thì cứ phải thay sau 3000-5000km, các xe đời mới giờ có thể lên tận 15000km ko cần thay.
Bên cạnh đó, có cái van 1 chiều để ngăn các cáu bẩn ở trên phần tử lọc không quay trở lại bơm dầu, các te làm tắc bơm, nghẽn ống dẫn dầu khi động cơ ngừng hoạt động.
Thường cạnh lọc dầu người ta gắn thêm cái cảm biến áp suất như thế này:

Hình 8.18 - Cảm biến áp suất dầu
Em cảm biến đây

Hình 8.19 - Cảm biến áp suất dầu
Nguyên lý cảm biến
 
Hình 8.20 - Cảm biến áp suất dầu
Nguyên lý cái cảm biến này là khi có áp suất tác dụng lên cái màng, cái màng bị biến dạng, thông qua cơ cấu điện tử của nó tạo thành tín hiệu điện truyền lên đồng hô đo áp suất, đồng hồ này đặt ở sau vô lăng lái đó, cạnh đồng hồ đo nhiệt độ dầu và công tơ mét đó. Nói chung ko cần hiểu sâu cái này, kệ bà nó đi.
2. Giờ là đến cái két làm mát (sinh hàn dầu nhớt)
Lưu ý cái này là khác cái bộ làm mát động cơ bằng nước nhé (bài sau sẽ học)
Cái sinh hàn này trên động cơ 4 xi lanh thường ng ta hay lắp thêm chứ ko có sẵn trên động cơ khi sản xuất, vì động cơ 4 xilanh dầu nó truyền nhiệt qua thân máy và nước làm mát là đủ rồi. Nhưng khi lắp cái tăng áp cho động cơ hoặc trên các động cơ 6 xi lanh trở lên thì cần có sinh hàn. Xe đời mới giờ sinh hàn nó đơn giản hơn (Các bác cứ xem hết bài này đã rồi kéo xuống các comment tiếp theo của e để xem sinh hàn bây giờ)
 
Hình 8.21 - Bộ sinh hàn nhớt động cơ
Các bác xem cái nguyên lý của nó nhé (lưu ý trong video là cái động cơ hình chữ V, tức là động cơ có xi lanh xếp theo hình chữ V, tiện thể giải thích luôn, các bác thấy ng ta nói động cơ I4, V6, V8 thì I là động cơ có xi lanh xếp thẳng hàng, V là xi lanh xếp hình chữ V, còn số phía sau là số lượng xi lanh), nói chung là ko cần để ý tới động cơ, để ý tới cái bộ sinh hàn thôi.

Và xem trong thực tế ng ta lắp nó trên xe ra sao (phải xem)

Và dầu đi qua lưới tản nhiệt (các lá nhôm mỏng, rống bên trong) sẽ truyền nhiệt lên lá nhôm này, sau đó lá nhôm sẽ truyền nhiệt vào không khí, quạt gió sẽ thổi để làm mát nhanh hơn.
Trong cái cục tròn tròn cũng có 1 cái van để khống chế lượng dầu qua két làm mát, vì khi mới khởi động động cơ, cần phải bôi trơn ngay, nếu mà chạy từ các te lên rồi loằng ngòa loằng ngoằng qua bơm, qua lọc, qua bộ làm mát thì mất thời gian quá, đồng thời lúc này dầu vẫn đang còn mát, nên cái van này nó tự khóa lại, ko để dầu qua bộ làm mát (tất nhiên vẫn qua lọc dầu, chỉ là ko đi qua cái lưới tản nhiệt thôi). Khi dầu nóng lên giãn nở ra và tốc độ chạy nhanh hơn làm áp suất tăng lên, van này nó sẽ mở ra để dầu vào làm mát. Cái van này cũng có cái lò xo với nguyên lý như trong bơm và trong lọc dầu.
Ok, vậy là ta đã nghiên cứu xong chu trình tiếp theo, dầu đi từ bơm dầu đến lọc dầu (đi qua phần tử lọc) rồi qua két làm mát, quay trở lại lọc dầu (phần lõi ở giữa đấy), tiếp đó sẽ đi qua cái cảm biến áp suất dầu rồi đi tiếp vào đường dầu chính.
Chu trình cuối: Sinh hàn -> Đường dầu chính -> Trục khuỷu
Trước khi tiếp tục, ta cùng nhìn lại cái chu trình dầu bôi trơn 1 lần nữa dưới dạng 3D nhé

Xong rồi, mời các bác cùng với e cùng tháo cái động cơ ra xem nó ra làm sao nhé (phải xem nhé các bác, xem mới hiểu được phần dưới nhanh hơn)

Ok, vậy là các bác có 1 cái nhìn thực tế hơn về động cơ rồi đúng ko, bây giờ ta cùng xem cái đường dầu chính ở trong động cơ nó ra làm sao nhé.
Đường dầu chính nó là 1 đường ống được thiết kế sẵn trong thân máy và song song với trục khuỷu, các bác xem cái ảnh phía dưới cho dễ hình dung nhé
E lấy cái lốc máy này là "máy Mỹ" lỗ nó to mới thọc vào được, cái lốc máy trong video trên là "máy châu Á" nên lỗ nhỏ quá...))
Ok, dầu sẽ được bơm từ bơm dầu vào cái lỗ dầu chính này, lỗ này thông với lỗ ở trên bạc cổ trục như hình trên đó. Các bác cần phân biệt giữa cổ biên và cổ trục nhé, cổ trục nằm trên 1 đường thẳng còn cổ biên thì không, xem hình dưới.
 
Hình 8.22 - Trục khuỷu
Ta cứ gọi cổ trục và cổ biên cho dễ nhớ nhé, cổ trục sẽ quay trong bạc cổ trục, còn cổ biên thì quay trong bạc đầu to thanh truyền.

Hình 8.23 - Piston và Trục khuỷu
Ở trên trục khuỷu ta thấy có rất nhiều lỗ dầu, 2 lỗ dầu trên cổ trục sẽ thông với lỗ dầu trên cổ biên như thế này
 
Hình 8.24 - Đường dầu trong trục khuỷu
Vậy là giờ các bác hình dùng được dầu từ đường dầu chính đi vào trục khuỷu qua cái lỗ trên bạc cổ trục sau đó chạy lên cổ biên để bôi trơn những cổ này. Cái rãnh nhỏ nhỏ trên bạc cổ trục là để dẫn hướng dầu đấy.
Ta sẽ cùng xem dầu đi từ cổ biên lên thanh truyền ra sao, các bác xem hình
 
Hình 8.25 - Đường dầu trong thanh truyền
Các bác thấy là trên bạc lót và nửa trên đầu to thanh truyền, đều có 1 cái lỗ dầu. Vậy là dầu đi từ cổ biên ra thanh truyền, chỉ khi lỗ dầu trên bạc trùng với lỗ dầu trên thanh truyền thì dầu sẽ phun lên trên piston để bôi trơn đầu nhỏ và phần tiếp giáp piston/xilanh. Còn nếu ko trùng thì dầu chỉ có nhiệm vụ là bôi trơn cổ biên.
Ok, còn cái chu trình đi từ trục khuỷu lên trục cam thì cũng na ná như thế thôi, e khỏi phải nói nhé các bác.
Vậy đến đây, các bác đã hình dung được toàn bộ về hệ thống bôi trơn trong động cơ chưa nào? Các bộ phận? Vị trí của chúng, dầu bôi trơn chảy trong chúng ra sao? Nếu chưa thì các bác hãy đọc lại toàn bộ bài 8 một lần nữa nhé. Để chúng ta qua bài 9 nhé

Bài 7: Một số các bộ phận khác của động cơ
Bài 8 (phần 1) - Dầu động cơ và cơ chế bôi trơn của dầu động cơ
Bài 8 (Phần 2) - Nguyên lý dầu bôi trơn và những hình ảnh thực tế
Bài 8 (Phần 3) - Nguyên lý dầu bôi trơn và những hình ảnh thực tế
Bài 8 (Phần 4) - Nguyên lý dầu bôi trơn
Bài 8 (phần cuối) - Nguyên lý dầu bôi trơn động cơ

Nguồn https://www.otosaigon.com/threads/kien-thuc-co-ban-cau-tao-o-to-tu-a-z-danh-cho-nguoi-chua-biet-gi.8688662/