Xupap là gì ? Số lượng xupap và cách bố trí trên động cơ

Xu páp là gì ?

Xupap là chi tiết phụ tùng xe ô tô thuộc hệ thống phân phối khí trên động cơ xe ô tô. Xu pap có hình dạng nấm vì vậy dân kỹ thuật ô tô còn gọi xu pap là nấm. Xupap có 2 loại là xu páp hút và xu pap xả, 2 xu pap này có nhiệm vụ khác nhau. Xupap hút có nhiệm vụ làm kín buồng đốt đồng thời đưa hỗn hợp không khí – nhiên liệu hoặc chỉ là không khí vào buồng đốt của động cơ. Xu páp xả cũng có nhiệm vụ làm kín buồng đốt và có nhiệm xả đưa khí xả của động cơ sau khi đốt cháy ra ngoài.

Trong tiếng anh xupap xả được gọi là Exhast Valve, còn xupap hút gọi là Intake Valve

Vai trò của Xupap

Các xupap có vai trò đồng mở các đường nạp và thải để thực hiện quá trình trao đổi khí.

Điều kiện làm việc xupap

– Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên các xupap chịu áp lực rất lớn và nhiệt độ cao, nhất là đối với xupap thải Ví dụ, Ở động có xăng, nhiệt độ xupap thải có thể đến 800 + 850°C còn ở động cơ diesel có thể tới 500 – 600°C, Ngoài ra, xupap còn bị ăn mòn hóa học do các hỏi axit trong khi cháy, đặc biệt là đối với xupap thải.

Khi xupap đóng mở, nấm xupap va đập với đế nên nấm dễ bị hiến dạng cong vênh và mòn rỗ bề mặt nấm.
– Vận tốc lưụ động của môi chất qua xupap rất lớn. Đối với xupap thải, vận tốc này có thể đạt 400 – 600 m/s gây ăn mòn cơ học bề mặt nấm và đế.

Số lượng xupáp trên động cơ

Thông thường mỗi xylanh có ít nhất 1 xupap nạp và ít nhất 1 xupap thải. Đường kính xupap nạp thường lớn hơn đường kính xupap thải để ưu tiên nạp đầy cho động cơ.

Để tăng tiết diện thông qua cho các dòng khí nạp và thải, nhất là đối với động cơ đường kính xy lanh lớn, số xupap có thể là 3 (2 nạp và 1 thải) hoặc 4 xupap (2 nạp và 2 thải). Hiện nay, ngay cả ở động cơ có đường kính xylanh nhỏ như động cơ ô tô du lịch người ta cũng thiết kế 4 xupap cho 1 xylanh. Ngoài việc tăng tiết diện thông qua cho đồng khí lưu động, người ta còn tạo ra dược chuyển động 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. Hiện nay đã có một số động cơ ô tô dùng 5 xupap cho một xylanh, trong đó 3 nạp và 2 thải.

Bố trí xupap

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 kế nhau nên các đường nạp và thải nằm cùng một phía của động cơ. Nhưng cũng có trường hợp, nhằm hạn chế ánh hưởng tăng nhiệt độ của khí nạp mới làm giảm hệ số 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 và thải theo phương án này.

Xupap thường được bố trí song song với tâm xylanh nhưng có một số trường hợp phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy, xupap được bố trí nghiêng để đi dễ cho buồng cháy.

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 dược dẫn động trực tiếp từ cam hoặc qua một chi tiết trung gian là đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupap. Tuy vậy phải giải quyết vấn đề dẫn động trục cam với khoảng cách xa.

Vật liệu chế tạo xupap 

+ Đối với xupap thải thường sử dụng thép hợp kim chịu nhiệt có các thành phần như silic, crôm, măng gan. Để tiết kiệm vật liệu có thể chỉ chế tạo nấm bằng hợp kim chịu nhiệt rồi hàn với thân xupap bằng thép thông thường. Dể chống mòn và chống gỉ, người ta mạ lên bề mặt làm việc của xupap một lớp mỏng hợp kim côban.

* Đối với xupap nạp, người ta cũng sử dụng thép hợp kim crôm, măng gan hoặc hợp kim chịu nhiệt có thêm thành phần silic. Tuy nhiên khả năng chịu nhiệt không cần cao như đối với vật liệu của xupap thải.

Kết cấu xupap 

Theo kết cấu, người ta chia xupap ra thành 3 phần : nấm, thân và đuôi. Sau đây ta khảo sát cụ thể từng phần

Nấm xupap

Phần quan trọng nhất của nấm là bề mặt làm việc với góc vát. Góc vát càng nhỏ, tiết điện thông qua của xupap càng lớn nhưng dòng khí càng bị ngoặt làm tăng sức cản lưu động của dòng khí, mặt khác khi đó chiều dày của nấm nhỏ ảnh hưởng đến sức bền của nấm. Do đó hầu hết xupap thải có góc vát = 45°, còn đối với xupap nạp thông thường 30 độ – 45 độ

Chiêu rộng b của nấm phụ thuộc tương quan giữa độ cứng của đế xupap và nấm xupap. Để tránh hiện tướng nấm bị mòn thành rãnh trên bề mặt và để thuận tiện khi sửa chữa, đế xupap được làm mềm hơn nấm. Khi đó bề rộng b của nấm lớn hơn bề rộng của đế xupap.

Theo kết cấu, nấm bằng đơn giản, để chế tạo và có diện tích chịu nhiệt nhỏ

Nấm lõm có bán kính chuyển tiếp giữa nấm và thân rất lớn nên được dùng làm xupap nạp để cho dòng khí nạp. Phần lõm nhằm giảm trọng lượng của nấm hay của toàn bộ xupap.

Năm lồi được dùng cho xupap thải nhằm cải thiên quá trình thải, cụ thể làm giảm các vùng chết khi thải để thải sạch.

Một số động cơ có xupap thải rỗng với 50-60% thể tích chứa natri. Khi động cơ làm việc, natri nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy của natri là 97). Mặt khác, xupap chuyển động lên xuống liên tục nên natri lỏng sẽ bị sóng sánh trong lỗ rỗng và do đó có tác dụng tải nhiệt từ đầu xupap lên phần thân rồi truyền qua ống dẫn hướng xupáp ra nước làm mát.

Thân xupap

Thân xupap có nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho nấm xupap. Phần nối tiếp giữa nấm và thân thường được làm nhỏ lại để dễ gia công và tránh bị kẹp xupap trong ống dẫn hướng vì phần dưới của thân có nhiệt độ cao hơn phần trên.

Đuôi xu pap

Đuôi xunap phải có kết cấu để lắp đĩa. Thân xupap lò xo xupap. Thông thưởng đuôi xupap có mặt côn hoặc rãnh vòng để lắp vòng găm. Kết cấu đơn giản nhất để lắp đĩa lò xo xupap là dùng chốt nhưng tạo ra tập trung ứng suấi. Để bảo đảm an toàn, chốt phải được chế tạo bằng vật liệu có
độ bền cao

Để tăng khả năng chịu mòn, bề mật đuôi xupap ở một số động có được chế tạo riêng bằng thép và được tôi cứng rồi hàn với thân.

Đối với xupap được cam dẫn động trực tiếp không qua các chi tiết trung gian như đòn gánh, cò mổ… đuôi xupap thường có ren để lắp đĩa lò xo xupap. Khe hở giữa đuôi xupap và cam được điều chỉnh bằng cách xoay đĩa phía trên. Sau khi điều chỉnh, do có Kết cấu răng hãm nên đĩa trên được ghép thành mối với đĩa dưới.

Đối với cơ cấu phối 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 qui định, thông thường được xác định bằng căn lá có độ dày lá bằng he hỗ qui dịnh lắp vào đuôi xupap khi điều chỉnh. Khi điều chỉnh khe 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 có cấu phối khí xupap treo

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 làm khi làm việc

Khi xupap mở, lò xo xupap bị nén lại. Lực của lò xo xupap, thông qua vỏ học ép vành ngoài của lò xo đĩa xuống phía dưới. Sau khi lò xe đĩa ủ lên các viên bi, mặt đầu bên trong của lò xo đĩa dần dần tách khỏi mặt tỳ trên đế  Khi đó các viên bi 5 sẽ trượt trong các rãnh 10, Do ma sát ở các bề mặt tiếp xúc giữa bi 5 và lò xo đĩa 4 nên đĩa cùng với vỏ bọc 6, lò xo xupap 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 trễ về trạng thái ban đầu. Đầu tiên, mặt đầu bên trong tý trở lại lên để 3. Sau đó, đĩa lò xo tách hẳn khỏi các viên bi 3. Lò xo phục hồi 9 đẩy bị 5 trở lại vị trí ban đầu.

Với nguyên tắc làm việc nêu trên, sau vài chục lần xupap đóng mỏ, xupap có thể xoay được một vòng. Do xupap xoay được nến thân xupap sẽ lâu mòn và nấm xupap tiếp xúc khít với đế hơn, do đó 1 bị cong vênh.

Liên hệ báo giá và tư vấn kỹ thuật đại tu động cơ thay thế xupap xe ô tô

Cố vấn dịch vụ: Hotline & zalo: 03.48.68.87.68 – Tư vấn kỹ thuật: Hotline & zalo: 09.62.68.87.68

Mọi tư vấn kỹ thuật đại tu động cơ thay thế xupap xe ô tô là hoàn toàn miễn phí