(News.oto-hui.com) – Hệ thống nạp khí rất quan trọng đối với chức năng của động cơ bao gồm việc thu thập và truyền dẫn không khí đến các xilanh riêng biệt giúp động cơ hoạt động ổn định. Dưới đây là những điều cần biết về 6 bộ phận của hệ thống nạp khí trên ô tô ngày nay.
Trên một hệ thống nạp khí sẽ bao gồm các đường ống và các van điều khiển đường khí nạp giúp đưa lượng không khí tối ưu vào buồng đốt động cơ. Tại đây piston sẽ nén hỗn hợp và bốc cháy. Lực được sinh ra trong quá trình nổ đẩy piston đi xuống, trục khuỷu quay và cuối cùng tạo ra lực cơ học để di chuyển chiếc xe, chạy máy phát hay bơm nước,…. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết từng bộ phận của hệ thống nạp khí của ô tô; những bộ phận giữ cho động cơ của hoạt động hiệu quả trong suốt quá trình sử dụng; trong bài viết dưới đây.
Mọi động cơ đốt trong, từ động cơ xe máy nhỏ bé đến động cơ tàu thủy khổng lồ, đều cần đến hai yếu tố cơ bản để hoạt động – đó là oxy và nhiên liệu. Không khí từ bên ngoài khoang động cơ thường có nhiệt độ thấp hơn và nhiều phân tử hơn. Do đó chúng giàu oxy hơn, tốt hơn cho quá trình đốt cháy giúp duy trì hiệu suất hoạt động của động cơ.
1. Bộ lọc không khí động cơ:
Không khí đi vào từ đầu đường ống nạp đi qua bộ lọc không khí của động cơ, thường nằm trong một “hộp lọc gió”. Không khí tại môi trường bên ngoài là hỗn hợp của các khí có chứa 78% nito, 21% oxy, và một lượng nhỏ của các khí khác.
Tùy thuộc vào khu vực địa lý và mùa ở mỗi nơi, không khí cũng có thể chứa nhiều chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như bồ hóng, phấn hoa, bụi bẩn, lá cây và côn trùng,… Một số chất gây ô nhiễm này có thể gây mài mòn quá mức cho các bộ phận của động cơ, trong khi những chất ô nhiễm khác có thể làm tắc nghẽn hệ thống.
Hộp lọc gió động cơ thường ngăn chặn hầu hết các hạt lớn hơn, chẳng hạn như côn trùng và lá cây, trong khi bộ lọc không khí “bắt” các hạt mịn hơn, chẳng hạn như bụi, chất bẩn và phấn hoa.
Bộ lọc không khí bình thường thu được 80% đến 90% các hạt có kích thước từ 5 µm. Bộ lọc không khí loại cao cấp hơn có thể bắt được 90% đến 95% các hạt có kích thước nhỏ đến 1 µm hoặc hơn thế nữa, như Hệ thống siêu lọc của Tesla,….
2. Các cảm biến không khí nạp:
Để biết chính xác lượng nhiên liệu cần phun vào bất kỳ thời điểm nào của chu trình hoạt động. Bộ điều khiển động cơ (ECM) cần biết lượng không khí đi vào hệ thống nạp khí. Hầu hết các phương tiện sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) cho mục đích này, trong khi những loại khác sử dụng cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) thường được đặt trên đường ống nạp (phía sau bướm ga).
Một số động cơ, chẳng hạn như động cơ tăng áp, có thể sử dụng cả hai loại cảm biến này. Hầu hết các cảm biến lưu lượng khí nạp đều bao gồm cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) ở gần và đôi khi là một phần trong cùng một chi tiết cảm biến.
3. Ống hút khí và buồng cộng hưởng:
Sau khi được đo đạc, không khí tiếp tục qua ống nạp khí đến bướm ga. Trên ống hút khí, có thể có các buồng cộng hưởng, đó là các ống “rỗng” được thiết kế để hấp thụ và loại bỏ các dao động trong dòng khí, làm trơn tru luồng không khí trên đường đến bướm ga.
Một điều cần lưu ý là, đặc biệt là sau cảm biến MAF, không được có rò rỉ trong hệ thống nạp khí. Việc cho phép không khí chưa qua lọc vào hệ thống sẽ làm sai lệch tỷ lệ nhiên liệu – không khí. Khi ở mức tối thiểu, điều này có thể khiến ECM phát hiện ra sự cố, làm xuất hiện mã lỗi (DTC) và làm sáng đèn báo động cơ. Tệ nhất, động cơ có thể không khởi động được hoặc có hiệu suất kém.
4. Bộ tăng áp và bộ làm mát khí nạp:
Trên các xe được trang bị bộ tăng áp có thể là bộ siêu nạp hay turbo tăng áp. Trên bộ turbo tăng áp, không khí đi qua cửa nạp của bộ tăng áp. Khí thải sẽ làm quay tuabin trong bộ turbo tăng áp làm quay cánh nén. Không khí vào được nén lại, làm tăng mật độ và hàm lượng oxy của nó – nhiều oxy hơn có thể đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn để tạo ra nhiều năng lượng hơn từ các động cơ nhỏ hơn.
Hãy tìm hiểu qua bài viết: Turbo tăng áp động cơ hoạt động như thế nào?
Do quá trình nén làm tăng nhiệt độ của khí nạp, dòng khí nén đi qua bộ làm mát liên động để giảm nhiệt độ nhằm giảm khả năng phát ra tiếng kêu của động cơ, kích nổ và đánh lửa sớm.
5. Bướm ga và van điều khiển tốc độ không tải:
Thân bướm ga được kết nối, bằng điện tử hoặc qua dây cáp, với bàn đạp ga hay được điều khiển thông qua hệ thống điều khiển bướm ga điện tử.
Khi đạp ga, van tiết lưu hay còn gọi là van bướm ga sẽ mở ra cho phép nhiều không khí vào động cơ hơn, dẫn đến tăng công suất và tốc độ động cơ.
Khi có hệ thống điều khiển bướm ga điện tử một tín hiệu điện sẽ được gửi. ECU sẽ tính toán và điều khiển tín hiệu để vận hành van bướm ga, duy trì tốc độ xe mong muốn của người lái.
Khi xe chạy ở tốc độ không tải, một lượng nhỏ không khí vẫn cần phải đi tới động cơ để duy trì hoạt động của động cơ. Một số loại xe mới hơn, với điều khiển bướm ga điện tử (ETC), tốc độ không tải của động cơ được điều khiển bằng cách điều chỉnh từng phút đối với van bướm ga.
Trên hầu hết các loại xe hiện nay, van điều khiển tốc độ không tải riêng biệt sẽ kiểm soát một lượng nhỏ không khí để duy trì tốc độ không tải của động cơ. Van điều khiển tốc độ không tải có thể là một phần của bướm ga hoặc được kết nối với đường nạp qua ống nạp nhỏ hơn.
6. Đường ống nạp:
Sau khi khí nạp đi qua bướm ga, nó sẽ đi vào đường ống nạp, một loạt các ống dẫn khí được chia đến các xupap nạp ở mỗi xi lanh. Các đường ống nạp đơn giản có thể di chuyển khí nạp trực tiếp theo con đường ngắn nhất đến xupap nạp. Trong khi các phiên bản phức tạp hơn có thể di chuyển không khí đi theo đường “xoắn” hơn hoặc thậm chí phân ra nhiều đường phụ khác, tùy thuộc vào tốc độ và tải của động cơ.
Kiểm soát luồng không khí theo cách này có thể tạo ra nhiều hiệu năng của động cơ hơn đặc biệt khi tăng tốc.
Bạn đọc có thể tham khảo qua các bài viết như: Hệ thống điều khiển xoáy lốc đường nạp, Dòng chảy xoáy lốc trong động cơ,…
Cuối cùng trước khi vào buồng đốt, khí nạp được điều khiển bởi các xupap nạp thường là 10 ° đến 20 ° trước điểm chết trên, van nạp mở ra để cho phép xi lanh hút không khí vào khi piston đi xuống. Khi piston đến sau chết dưới, xupap nạp đóng lại, cho phép piston nén không khí khi nó quay trở lại điểm chết trên.
Hệ thống nạp khí có thể phức tạp hơn một chút so với một ống đơn giản đi đến bướm ga. Từ bên ngoài xe đến các xupap nạp, khí nạp đi theo đường uốn khúc, được thiết kế để cung cấp không khí sạch và đủ đến các xi lanh.
Biết được chức năng của từng bộ phận trong hệ thống nạp khí của ô tô có thể giúp quá trình học tập, chẩn đoán và sửa chữa trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Bài viết liên quan:
- Bộ làm mát khí nạp – Intercooler
- Kiểm tra cảm biến DPFE trong hệ thống tuần hoàn khí thải EGR như thế nào?
- Tìm hiểu về hệ thống điều khiển tốc độ không tải ISC
