(News.oto-hui.com) – Động cơ ô tô sẽ phải hoạt động với các điều kiện khác nhau như địa hình, thời tiết, tốc độ… Vậy nguyên tắc cơ bản của động cơ xăng 4 kỳ là gì để nó hoạt động hiệu quả, tối ưu và tính kinh tế cao nhất?
Sau đây là 3 nguyên tắc cơ bản của một động cơ xăng 4 kỳ đảm bảo xe hoạt động tốt trong các điều kiện khác nhau:
- Hỗn hợp nhiên liệu-không khí tốt
- Nén tốt
- Đánh lửa tốt
I. Hỗn hợp nhiên liệu – không khí tốt:
1. Điều kiện cần:
- Xăng phải được hóa hơi tốt và hòa trộn đều với không khí
- Xe phải hoạt động ở những điều kiện khác nhau như nhiệt độ không khí thay đổi từ cao xuống thấp(ngược lại), thay đổi địa hình bằng phẳng, lên dốc, xuống dốc,gồ ghề,thay đổi tải trọng nặng nhẹ và tốc độ của xe thay đổi,…Vì vậy mà hỗn hợp cũng cần phải thay đổi theo.
2. Tỷ lệ không khí và nhiên liệu:
Tỷ lệ không khí-nhiên liệu là tỷ lệ giữa khối lượng không khí và khối lượng nhiên liệu.
Khi lượng không khí quá nhiều hoặc quá ít thì xăng cháy không tốt, dẫn đến cháy không hết. Tối thiểu phải có 14,7 phần không khí để đốt cháy hoàn toàn một phần xăng. Tỷ lệ này được gọi là tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết. (14,7 – 1)
Tuy nhiên, trên thực tế thì dù xăng đã được phun vào động cơ theo tỷ lệ lý thuyết, không phải toàn bộ xăng đều được hoá hơi và trộn với không khí. Vì thế, trong một số điều kiện cần phải sử dụng tỷ lệ không khí-nhiên liệu đậm hơn.
3. Điều kiện vận hành của xe:
a. Khi khởi động:
Khi khởi động, thành của đường ống nạp, các xy lanh và nắp quy lát còn lạnh, nên nhiên liệu được phun vào bị dính lên các thành. Trong trường hợp này hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong buồng đốt bị nhạt đi. Vì thế cần có hỗn hợp không khí-nhiên liệu đậm.
b. Hâm nóng động cơ:
Nhiệt độ của nước làm mát càng thấp, xăng càng khó hoá hơi, làm cho xăng bắt lửa kém. Vì thế cần hỗn hợp không khí-nhiên liệu đậm.
c. Khi tăng tốc:
Khi bàn đạp ga được ép xuống, sẽ xuất hiện sự trì hoãn trong cung cấp nhiên liệu do thay đổi tải trọng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu nghèo đi. Vì vậy, cần bổ sung một lượng nhiên liệu phun vào hỗn hợp.
d. Khi chạy với tốc độ đều (không đổi):
Sau khi động cơ đã được hâm nóng, hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ gần như tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết.
e. Khi chịu tải nặng:
Khi cần sản ra công suất lớn, động cơ được cung cấp hỗn hợp nhiên liệu hơi giàu để giảm nhiệt độ đốt cháy và đảm bảo toàn bộ lượng không khí cung cấp sẽ được sử dụng để đốt cháy.
f. Khi giảm tốc:
Khi không cần công suất lớn, nhiên liệu được cắt giảm một phần để làm sạch khí xả
II. Nén tốt:
Hỗn hợp không khí-nhiên liệu không được nén ép sẽ cháy chậm vì mật độ của không khí và nhiên liệu thấp. Tuy nhiên, khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén và đánh lửa, mật độ cao sẽ làm cho hỗn hợp bốc cháy tức khắc (nổ).Với tỉ lệ hỗn hợp như nhau, khi được đốt cháy, hỗn hợp nhiên liệu được nén sẽ giải phóng năng lượng nhiều hơn hỗn hợp không được nén.
Ngoài ra, hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén sẽ làm cho không khí và nhiên liệu được trộn đều hơn, và xăng được hoá hơi tốt hơn, bốc cháy với nhiệt độ cao hơn. Hỗn hợp không khí-nhiên liệu nén cũng dễ bắt lửa hơn.
Mức độ nén của hỗn hợp không khí-nhiên liệu được biểu thị bằng tỷ số nén. Nói chung, khi áp suất nén càng cao thì đạt được áp suất nổ càng cao. Tuy nhiên, khi áp suất quá cao thì sẽ xuất hiện tiếng gõ. Vì vậy, tỷ số nén của động cơ xăng 4 kỳ thường được thiết kế vào khoảng 9 đến 11.
III. Đánh lửa tốt:
Động cơ ô tô chuyển hóa năng lượng hóa năng thành cơ năng để tạo ra động lực giúp xe hoạt động. Vì vậy để chuyển hóa tối ưu thì cần phải đánh lửa mạnh và đúng thời điểm.
- Bugi trong động cơ xăng tạo ra tia lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Nếu bugi yếu thì không đủ năng lượng để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Vì vậy, bugi mạnh là một yếu tố quan trọng.
- Thời điểm đánh lửa thay đổi theo tốc độ của động cơ và phụ tải để đảm bảo rằng luôn luôn có thời điểm đánh lửa chính xác.
Hy vọng bài viết sẽ cung cấp được những thông tin hữu ích về động cơ xăng 4 kỳ tới các bạn!
*****
Bài viết liên quan:
- Skyactiv – Công nghệ giúp Mazda trở thành ông vua tỷ số nén
- Khái quát hệ thống nhiên liệu động cơ xăng
- Những kiểu cung cấp nhiên liệu ở động cơ xăng
