§éng c¬ ®èt trong

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

.1. Định nghĩa và phân loại:Định nghĩa: Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, nhiên liệu được đốt cháy trực

tiếp trong không gian công tác của động cơ và cũng tại đó diễn ra quá trình biến đổi nhiệt năng

thành cơ năng.

Phân loại: Căn cứ theo nguyên lý hoạt động, ta chia động cơ đốt trong thành các loại

sau:

+ Động cơ phát hoả bằng tia lửa (Spark Ignition Engine): là loại động cơ đốt trong hoạt

động theo nguyên lý nhiên liệu được phát hoả bằng tia lửa sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoài

không gian công tác của xy lanh. Các tên gọi khác: động cơ Otto, động cơ xăng, động cơ gas,

động cơ đốt cháy cưỡng bức.

+ Động cơ Diesel (Diesel Engine): là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý

nhiên liệu tự phát hoả khi được phun vào buồng đốt chứa không khí bị nén đến áp suất và nhiệt

độ đủ cao.

+ Động cơ 4 kỳ (Four Stroke Engine): là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác

được hoàn thành sau 4 hành trình của piston.

+ Động cơ 2 kỳ (Two Stroke Engine): là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác

được hoàn thành sau 2 hành trình của piston.

1.2. Một số thuật ngữ và khái niệm thông dụng:

1

§éng c¬ ®èt trong

Thân có xi lanh chịu lực: Thân máy và nắp máy liên kết với nhau bằng gudông. Loại này lam thân máy chịu lực kéo. Lực khí thể tác dụng lên thân máy truyền qua các gudông cấy ở thân máy. (Xilanh là khối liền với thân máy).Loại vỏ thân chịu lực: Thân máy và nắp máy cũng liên kết với nhau bằng gudông. Loại này sơmi xilanh được chế tạo riêng rối lắp vào thân máy. Thân máy cũng chịu ứng suất kéo( Sơ mi xialnh không chịu ứng suất kéo). Sơ mi xilanh bị mòn, tháo ra thay cái mới rất tiện lợi.

2

§éng c¬ ®èt trong

Thân máy là chi tiết có kết cấu khá phức tạp của động cơ đốt trong. Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đều lắp trên thân máy. Bởi vậy thân có khối lượng lớn. Với ô tô – máy kéo thân máy chiếm 30 – 60% khối lượng động cơ.

3

§éng c¬ ®èt trong

+ Điểm chết: là vị trí của cơ cấu truyền lực mà tại đó dù có tác dụng lên đỉnh piston một lực lớn đến bao nhiêu thì cũng không làm cho trục khuỷu quay.

+ Điểm chết dưới: là vị trí của cơ cấu truyền lực, tại đó piston ở gần trục khuỷu nhất.

+ Điểm chết trên: là vị trí của cơ cấu truyền lực, tại đó piston cách xa trục khuỷu nhất.

+ Hành trình của piston (S): là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới.

+ Không gian công tác của xy lanh: là khoảng không gian bên trong được giới hạn bởi:

đỉnh piston, nắp xy lanh, thành xy lanh. Thể tích công tác của xy lanh (V) thay đổi khi piston

chuyển động.

+ Buồng đốt (Vc): là phần không gian công tác của xy lanh khi piston ở điểm chết trên.

+ Dung tích công tác của xy lanh (Vs): là phần không gian công tác của xy lanh được

giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với đường tâm của xy lanh và đi qua điểm chết trên,

điểm chết dưới.

+ Tỷ số nén (ε): là tỷ số giữa thể tích lớn nhất của không gian công tác của xy lanh (Va)

và thể tích của buồng đốt (Vc).

Công thức: ε = Va / Vc

+ Môi chất công tác: là chất có vai trò trung gian trong quá trình biến đổi nhiệt năng

thành cơ năng. Ở những giai đoạn khác nhau của chu trình công tác, môi chất công tác có

thành phần và trạng thái khác nhau.

+ Quá trình công tác: là quá trình thay đổi trạng thái và thành phần của môi chất công

tác của xy lanh diễn ra trong một giai đoạn nào đó của chu trình công tác.

+ Chu trình công tác: là tổng cộng tất cả các quá trình công tác diễn ra trong một

khoảng thời gian tương ứng với một lần sinh công ở một xy lanh.

4

§éng c¬ ®èt trong.3. Các bộ phận cơ bản của động cơ đốt trong:1.3.1. Bộ khung của động cơ:

Bộ khung động cơ bao gồm

các bộ phận cố định có chức năng

che chắn hoặc là nơi lắp đặt các bộ

phận khác của động cơ. Các bộ

phận cơ bản của bộ khung động cơ

bao gồm: nắp xy lanh, khối xy

lanh, cacte, các nắp đậy, đệm kín,

bulông , v.v.

+ Nắp xy lanh: là chi tiết

đậy kín không gian công tác của động cơ từ phía trên, nơi đây lắp đặt một số bộ phận như:

xupap, đòn gánh xupap, vòi phun, buji, ống góp khí nạp, ống góp khí thải, van khởi động, v.v.

Vật liệu chế tạo: gang, hợp

kim nhôm.

Phương pháp chế tạo: đúc.

Nắp xy lanh có thể được chế

tạo thành một khối (nắp xy lanh

chung), hoặc được chế tạo riêng

cho mỗi xy lanh (nắp xy lanh

riêng).

+ Khối xy lanh: Các xy lanh

của động cơ nhiều xy lanh thường

được đúc liền thành một khối (khối xy lanh). Mặt trên và mặt dưới của khối xy lanh được mài

phẳng để lắp với nắp xy lanh và cacte. Vách của xy lanh được doa nhẵn (mặt gương).

Vật liệu chế tạo: gang, hợp kim nhôm, hoặc được hàn từ các tấm thép.

Đối với động cơ được làm mát bằng không khí, khối xy lanh có gắn thêm các tấm tản

nhiệt.

Đối với động cơ được làm mát bằng nước, khối xy lanh có các khoang để chứa nước

làm mát.

5

§éng c¬ ®èt trong+ Lót xy lanh: là bộ phận có chức năng dẫn hướng piston và cùng với mặt dưới của nắp

xy lanh và đỉnh piston tạo nên không gian công tác của xy lanh. Lót xy lanh được chế tạo riêng

và lắp vào khối xy lanh.

Lót xy lanh khô: không tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát.

Lót xy lanh ướt: tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát. Phần dưới của lót xy lanh có các

vòng cao su ngăn cản nước lọt xuống cacte.

+ Cacte: là bộ phận bao bọc, nơi lắp đặt các bộ phận chuyển động chủ yếu của động cơ.

Phần trên cacte (cacte trên) lắp đặt khối xy lanh, trục khuỷu, trục cam, v.v.

Phần dưới cacte (cacte dưới, cacte nhớt) có chức năng đậy kín không gian trong động

cơ từ bên dưới. Nơi đây chứa dầu bôi trơn.

Ở động cơ nhỏ và trung bình, cacte và khối xy lanh được đúc liền (thân động cơ).

Ở động cơ lớn, cacte dưới vừa là nơi chứa dầu bôi trơn vừa là nơi lắp đặt trục khuỷu và

các bộ phận liên quan. Ví dụ: các động cơ công suất lớn của hãng Man B & W, Cummins, v.v.

1.3.2. Hệ thống truyền lực:

Hệ thống truyền lực có chức

năng tiếp nhận áp lực khí trong xy

lanh rồi truyền cho hộ tiêu thụ và

biến chuyển động tịnh tiến của

piston thành chuyển động quay của

trục khuỷu.

Các bộ phận chính: piston, thanh

truyền, trục khuỷu, bánh đà.

Các bộ phận liên quan:

xecmang, chốt piston, bạc lót cổ chính, bạc lót cổ biên, v.v.

+ Piston là bộ phận

chuyển động trong lòng xy lanh.

Nó tiếp nhận áp lực của môi chất

công tác rồi truyền cho trục

khuỷu qua trung gian là thanh

6

§éng c¬ ®èt trongtruyền. Ngoài ra, nó còn có tác dụng như một bơm trong việc nạp, nén, đẩy khí thải ra khỏi

không gian công tác của động cơ.

Vật liệu chế tạo: gang, hợp kim nhôm, thép.

Piston có các phần cơ bản: đỉnh, váy, rãnh xecmang, ổ đỡ chốt piston, gân chịu lực.

Đỉnh piston có hình dáng đa dạng tuỳ thuộc vào đặc điểm tổ chức quá trình cháy, quá

trình nạp - xả.

Váy piston có chức năng dẫn hướng cho piston và chịu lực ngang khi piston chuyển

động.

Rãnh xecmang là nơi lắp đặt các xecmang. Có rãnh xecmang dầu và rãnh xecmang khí.

Rãnh xecmang khí được bố trí ở phía trên chốt piston.

Rãnh xecmang dầu ở phía dưới xecmăng khí, có thể ở trên hoặc dưới chốt piston.

Xecmang khí có chức năng làm kín buồng đốt và dẫn nhiệt từ đỉnh piston ra thành xy lanh.

Trên đỉnh piston có từ 2 - 4 xecmang khí. Xecmang phía trên cùng là xecmang lửa, mặt ngoài

được mạ crom.

Xecmang dầu có chức năng san đều dầu bôi trơn lên mặt gương xy lanh và gạt dầu bôi

trơn từ mặt gương xy lanh về cacte dầu. Trên đỉnh piston có từ 1 - 2 xecmang dầu, được bố trí

ở phía dưới xecmang khí.

+ Chốt piston là chi tiết liên kết piston với thanh truyền.

Có 3 phương án liên kết như sau:

Phương án 1: chốt piston được cố định với thanh truyền và chuyển động tương đối với

piston.

Phương án 2: chốt piston được cố định với piston và chuyển động tương đối với thanh

truyền.

Phương án 3: chốt piston chuyển động tương đối với cả thanh truyền và piston.

+ Thanh truyền là bộ phận trung gian liên kết piston với trục khuỷu và cho phép biến

chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.

Vật liệu chế tạo: thép.

Phương pháp chế tạo: rèn, dập.

Thanh truyền được cấu thành từ 3 phần: đầu to, đầu nhỏ, thân.

7

§éng c¬ ®èt trong+ Trục khuỷu là bộ phận có chức năng tiếp nhận toàn bộ áp lực khí trong xy lanh rồi

truyền cho các hộ tiêu thụ, hộ tiêu thụ bên trong (trục cam, các bơm dầu, bơm nước, v.v.), hộ

tiêu thụ bên ngoài (chân vịt, máy phát điện, v.v.).

Vật liệu chế tạo: thép.

Phương pháp chế tạo: rèn hoặc đúc.

Trục khuỷu có các bộ phận: cổ chính

(lắp trong ổ đỡ chính của động cơ), cổ biên

(lắp với đầu to của thanh truyền), má khuỷu

(liên kết cổ chính và cổ biên), các đối trọng

(để cân bằng lực quán tính).

1.3.3. Hệ thống nạp - xả:

Hệ thống nạp - xả có chức năng lọc

sạch không khí, cung cấp không khí cho

không gian công tác của xy lanh, thải khí

xả từ động cơ ra ngoài.

Các bộ phận cơ bản của hệ thống

nạp - xả bao gồm: lọc không khí, ống nạp,

ống xả, bình giảm thanh, cơ cấu phân phối khí.

+ Cơ cấu phân phối

khí:

Cơ cấu phân phối

khí có chức năng điều

khiển quá trình nạp khí

mới vào không gian công

tác của xy lanh, thải khí

thải ra khỏi động cơ.

8

§éng c¬ ®èt trongHầu hết động cơ 4 kỳ hiện nay có cơ cấu phân phối khí kiểu xupap.

Đối với động cơ 2 kỳ, không nhất

thiết phải có xupap, chức năng điều khiển

quá trình nạp xả được đảm nhiệm bởi

piston, cửa nạp, cửa xả.

+ Xupap là một loại van đặc trưng

của động cơ đốt trong, có chức năng đóng

mở đường ống nạp, xả.

Trong quá trình hoạt động của

động cơ, xupap thải chịu nhiệt thường

xuyên của khí thải 600 - 700 (độ C). Nên

xupap thải được chế tạo từ thép hợp kim

chất lượng cao.

.3.4. Hệ thống bôi trơn:Hệ thống bôi trơn có chức năng lọc, cung cấp dầu đến các

bề mặt chuyển động tương đối với nhau nhằm làm giảm lực ma sát

và hao mòn.

Các phương pháp bôi trơn: hơi dầu, vung toé dầu, áp suất.

Đa số động cơ đốt trong hiện nay được trang bị hệ thống

bôi trơn dưới áp suất. Hệ thống này dùng bơm dầu nén dầu đến áp

suất 1.5 - 8 bar, rồi cung cấp vào mạch dầu chính của động cơ, từ

mạch dầu chính dầu được chuyển đến các bề mặt cần bôi trơn: cổ

chính, cổ biên trục khuỷu, cam, mặt gương xy lanh, v.v.

1.3.5. Hệ thống làm mát:

Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng của động cơ (piston, xy

lanh, nắp xy lanh, xupap, v.v.) để chúng

không bị quá tải về nhiệt. Hệ thống bôi trơn

còn có chức năng thứ hai là duy trì nhiệt độ

của dầu bôi trơn trong một phạm vi nhất

định để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật của

dầu bôi trơn.

9

§éng c¬ ®èt trongMôi chất làm mát là chất có vai trò trung gian trong việc truyền nhiệt từ các chi tiết

nóng của động cơ ra ngoài. Môi chất làm mát có thể là dầu, nước, không khí, hoặc là một dung

dịch đặc biệt.

1.3.6. Hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel:

Hệ thống nhiên liệu có chức năng lọc sạch nhiên liệu và cung cấp cho buồng đốt của động cơ.

Các bộ phận cơ bản của hệ thống nhiên liệu

động cơ Diesel như sau:

+ Thùng nhiên liệu: bao gồm thùng nhiên liệu hằng ngày và thùng nhiên liệu dự trữ.

+ Bơm thấp áp: có chức năng hút nhiên liệu từ bình chứa hằng ngày cung cấp cho bơm

cao áp. Hệ thống nhiên liệu có thể có hoặc

không có bơm thấp áp.

+ Lọc nhiên liệu: lọc sạch nhiên liệu

trước khi đưa đến bơm cao áp.

+ Ống dẫn nhiên liệu: có ống dẫn thấp

áp và ống dẫn cao áp.

+ Bơm cao áp: nén nhiên liệu có áp

suất rất cao (100 - 1500 bar) rồi đẩy đến vòi

phun. Bơm cao áp còn có chức năng điều

chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt

(chức năng định lượng), định thời điểm bắt

đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu

(chức năng định thời).

+ Vòi phun nhiên liệu: có

cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với

phương pháp tổ chức quá trình

cháy. 

10

§éng c¬ ®èt trong

So sánh giữa 2 loại động cơ

Hiện nay, lượng xe 4 kỳ trên thị trường tiêu thụ mạnh hơn nhiều xe 2 kỳ. Người tiêu dùng cho rằng xe 2 kỳ chạy hao xăng hơn và máy

không bền như 4 kỳ, chỉ có thanh niên mới "chơi" loại xe này.

Cấu tạo động cơ 4 kỳ phức tạp hơn nhiều động cơ 2 kỳ, động cơ 4 kỳ phải dùng cơ cấu súp-páp (giống như nút chai) đóng mở để hòa khí và thoát khí cháy. Sự đóng mở của súp-páp liên quan đến nhiều bộ phận khác trong máy như sên cam, cam, cốt cam, cò mổ. Trong quá trình hoạt động, các cơ phận này va đập, mài mòn ở nhiệt độ cao. Do đó việc toả nhiệt phải được đặc biệt chú trọng.

Ở động cơ 2 kỳ, việc hút và thoát khí cháy nhờ vào pít-tông và các lỗ hút, lỗ thoát nằm ngay tại xilanh máy. Cơ cấu động cơ đơn giản hơn. Việc sửa chữa xe 2 kỳ cũng đơn giản hơn. Tuy nhiên nếu cứ sử dụng lâu ngày, pít-tông, bạc bị lỏng, thì một phần hòa khí bị thất thoát qua khe hở giữa pít-tông và xilanh. Điều này làm xe bị hao xăng hơn so với động cơ 4 kỳ cùng tình trạng.

Động cơ 2 kỳ có hành trình máy ngắn hơn nên xe bốc hơn nhưng cũng chính vì vậy mà các linh kiện động cơ phải chịu nhiều lực hơn, khiến tuổi thọ không thể cao bằng xe 4 kỳ. Hơn nữa, lực hút nhiên liệu ở động cơ 2 kỳ phụ thuộc trực tiếp vào lực nén của pít-tông, nên với những xe đã bị dão thường là rất khó nổ, nhất là vào buổi sáng.

Tuy nhiên độ bền của xe còn tùy thuộc vào người sử dụng. Ở xe 4 kỳ, chạy khoảng 1.500 km, nên thay nhớt và nên dùng nhớt có cấp chất lượng API SE hoặc SF, SG.

Với xe 2 kỳ, phải pha nhớt với xăng đúng liều lượng, khoảng 4-5% để việc bôi trơn dàn đầu của máy được tốt. Pha nhớt quá ít, việc tản nhiệt và bôi trơn máy kém. Pha nhiều quá, việc đốt cháy hỗn hợp khí không tốt, cũng làm ảnh hưởng đến hoạt động của máy. Một số loại xe 2 kỳ đời mới có chế độ tự pha dầu bằng bơm, tuy nhiên cần cảnh giác với loại bơm này vì bơm hỏng đồng nghĩa với việc phá tan luôn động cơ. Hơn nữa không nên ép ga, côn quá mạnh bởi điều này làm các linh kiện phải chịu lực quá lớn khiến chúng bị mòn nhanh. Khi đã không chuẩn, động cơ 2 kỳ dão rất nhanh.

Động cơ 4 kỳ chạy đầm hơn, bền hơn nhưng cũng cần để ý đến chế độ dầu bởi nếu độ nhớt kém sẽ làm linh kiện nhanh mòn và do cấu tạo phức tạp nên việc sửa chữa cũng rất khó khăn.

Không biết tương lai của em này ra sao, hay cũng kém phổ dụng như

động cơ Wankel trước đây, nhưng theo lời giới thiệu của Hãng chế tạo ra nó thì thật là ấn tượng, có

11

§éng c¬ ®èt trongthể phù hợp để sử dụng cho rất nhiều lọai nhiên liệu: xăng, diesel, khí nén, khí hóa lỏng, và đặc biệt là hydro, cái nhiên liệu sau cùng này chính là mục tiêu của Pivotal. Lọai động cơ này đặc biệt chính là ở chổ piston không chuyển động tịnh tiến mà là chuyển động quay quanh một chốt (xem hình sẽ rõ), cũng chính vì thế mà nó ít bị rung lắc hơn so với động cơ thông thường. Một điểm nổi bật của lọai động cơ này chính là tỷ số công suất/trọng lượng, cao hơn rất nhiều so với các lọai động cơ hiện tại. Pivotal đã kết hợp với viện công nghệ Mace (chả biết cái viện này là viện nào) để chế tạo động cơ thử nghiệm đầu tiên, lọai 2.1 lít, bốn buồng đốt (vì lọai này không thể gọi là xy-lanh được), nhiên liệu sử dụng là xăng. Kết quả là cho ra công suất 170 KW, trong khi động cơ chỉ nặng 65 kg, có nghĩa là tỷ số công suất/trọng lượng khỏang chừng 2,6 KW/Kg (quá ấn tượng!!!!!). Nếu được chế tạo để sử dụng nhiên liệu hydro, tỷ số này có thể là 1,8 Kw/Kg, vẫn còn rất xuất sắc, khi so sánh với lọai động cơ xăng nạp thông thường (không tăng áp) tốt nhất hiện nay là V10 của BMW với tỷ số 1,55 KW/Kg.

Với những ưu điểm đó, lọai động cơ này đã đạt được giải thưởng của hội kỹ sư ô tô quốc tế (AEI)

Môt số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong  [18/03/2010]

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay khí: xả khí thải ra khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh trong quá trình làm việc của động cơ, đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trong quá trình. 

1. Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo:

Hình 1 Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo.Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo (Hình 1), các xupáp được bố trí ở phía trên của nắp máy. Hệ thống nạp xả này được dùng hầu hết trong động cơ diesel và động cơ cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupáp treo gồm:trục cam, con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống đẫn hướng và đế xupáp.

12

§éng c¬ ®èt trongĐối với cơ cấu xupáp treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy. Thì có thể không có đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng. Và có thểcó hoặc không có đòn gánh.Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội làm cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho đòn gánh quay quanh trục đòn gánh. Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động tịnh tiến đi xuống mở cửa nạp và xả để thực hiện quá trình trao đổi khí. Vào lúc cam không đôi con đội thì lò xo xupáp sẽ giãn ra, làm cho xupáp chuyển động đi lên đóng cửa nạp và xả lại để thực hiện quá trình nén, cháy, giãn nở và sinh công. Ở tư thế này, lúc máy còn nguội, giữa đầu đòn gánh và đuôi xupáp sẽ có khe hở, gọi là “khe hở nhiệt”. Nhờ nó, khi máy làm việc, do nóng lên, xupáp có giãn nở, buồng đốt cũng không bị hởnhiệt.

2.Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng (xupáp đặt): 

Hình 2. Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng.1 –đế xupap; 2 – xupap; 3- ống dẫn huớng xupap; 4 – lò xo xupap; 5 – móng

hãm hình côn; 6 – đĩa chặn lò xo; 7 – bulông điều chỉnh; 8 – đai ốc hãm;9 – con đội; 10 – trục cam.

Cơ cấu phân phối khí có xupáp đứng trình bầy trên (Hình 2), loại này thường dùng ở máy xăng. Ở đây không có đũa đẩy, đòn gánh, con đội 9 trực tiếp truyền động cho xupap 2. Thay đổi chiều cao tuyệt đối của con đội bằng bu lông 7 và ốc hãm 8 sẽ điều chỉnh được khe hở nhiệt. Loại hệ thống nạp xả có xupáp đứng này làm tăng diện tích buồng đốt nhưng ít chi tiết hơn so với loại xupáp treo do đó độ tin cậy khi làm việc của loại này cao hơn hệ thống nạp xả có xupáp treo. Và an toàn hơn loại xupáp treo, vì giả sử móng hãm xupáp có tuột ra, xupáp cung không rơi vào xylanh, không gây hư hỏngcho piston, xy lanh đặc biệt khi khi động cơ đang làm việc. 3.Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp: 

Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp thể hiện trên hình vẽ (Hình 3). khi trục cam đặt trên nắp xylanh, và cam trực tiếp điều khiển việc đóng, mở xupáp, không qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh…… Tuy nhiên hệ trục và hai cặp bánh răng côn có phức tạp, chế tạo khó, nhưng nó có ưu điểm là làm việc êm hơn, ít gây tiếng ồn. Bởi vì cơ cấu này không có chi tiết làm việc theo chuyển động tịnh tiến có điểm dừng như trường hợp có đòn gánh và đũa đẩy. Loại này có xupáp rỗng, ghép. Bulông 5 giúp ta điều chỉnh chiều dài xupáp, sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa của cam và đuôi xupáp). Tuy nhiên, đối với xupáp xả thường làm việc ở nhiệt độ tới (300 – 400)0C. vì vậy các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ, điều chỉnh bu lông 5 rấtkhó. Lò xo xupáp ở đây có hai chiếc có độ cứng khác nhau, chiều quấn nguợc nhau và có chiều dài

13

§éng c¬ ®èt trongbằng nhau. Nhờ vậy tránh được sự cộng hưởng nên bền lâu hơn. Với máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền một khối, như vậy không điều chỉnh được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn một chút, khi mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn.

Hình 3. Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo, trục cam đặt trên nắp xupáp.1–xupáp xả; 2–lò xo xupáp; 3–trục cam; 4–đĩa tựa; 5–bulông điều chỉnh;

6–thân xupáp rỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ; 9–đĩa tựa lò xo;4 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn gánh: 

Hình 4 .Sơ đồ cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưngvẫn có đòn gánh.

Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn gánh được thể hiện trên hình vẽ (Hình 4). Trục cam đặt trên nắp xylanh, nhưng cam không trực tiếp tỳ vào xupáp mà thông qua đòn gánh số. Chuyển động từ trục khuỷu cho trục cam bằng xích. Điều chỉnh khe hở nhiệt được thực hiện nhờ vít điều chỉnh và ốc hãm ở đầu đòn gánh.5. Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử: a. Sơ đồ nguyên lý tổng quát: Hệ thống điều khiển đông cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt đông của động cỏ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cả biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chẩn đoán khi có sự cố xảy ra. Điều khiển đông cơ bao gồm điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển góc phối cam, điều khiển ra tự động.

14

§éng c¬ ®èt trong

Hình 5: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trìnhb. Sơ đồ cấu tạo:

Hình 6:Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển kiểu Valvetronic.1:Mô tơ bước; 2:Bộ truyền trục vít bánh vít; 3:Cần dẫn hướng; 4:Trục nắp

cần dẫn hướng; 5: Đòn gánh; 6:Lò xo xupap; 7: Xupap.Hê thống cung cấp nhiên liệu kiểm soát số lượng không khí đi qua cổ họng bướm ga và quyết định số lượng nhiên liệu tương ứng mà động cơ yêu cầu. Bướm ga mở càng rộng thì lượng không khí đi vào buồng đốt càngnhiều. Tại vùng họng bướm ga, bướm ga đóng một phần thậm chí gần như đóng, nhưng những piston vẫn còn hoạt động, không khí được lấy vào từ một phần của ống thông của đường ống phân phối đầu vào, ống thông nằm giữa vị trí bướm ga và buồng đốt có độ chân không thấp ngăn cản tác động của sự hút vào và bơm vào của những piston, làm lãng phí năng lượng.Các kỹ sư ô tô nói đến hiện tượng này như sự bỏ phí năng lượng khi có sự bơm. Động cơ hoạt động càng chậm thì các bướm ga đóng càng nhiều, và sự lãng phí năng lượng càng lớn. Valvetronic giảm tối thiểu mất mát khi bơm bằng sự giảm bớt sự tăng lên của trục van và số lượng không khí đi vào buồng cháy. So với những động cơ cam đôi kiểu cũ với sự xuất hiện của bánh con lăn có bộ phận định hướng, valvetronic sử dụng thêm một trục lệch tâm, một mô tơ điện và một số cần đẩy (đòn gánh) trung gian, mà lần lượt dẫn động sự đóng và mở của các xupáp. Nếu đòn gánh đẩy xuống sâu, những van nạp sẽ bị đẩy xuống ở vị trí mở xupáp lớn nhất và làm cho tiết diện lưu thông qua các van là lớn nhất. Như vậy, valvetronic có khả năng nạp nhiều, thời gian nạp dài (hành trình van lớn) và quá trình nạp được đầy hoàn toàn, tiết diện lưu thông nhỏ (hành trình van ngắn) tuỳ thuộc vào vị trí định trước trên động cơ.

15

§éng c¬ ®èt trong

Công nghệ động cơ đốt trong 5 kỳ

Hãng Ilmor, ông "kẹ" trong làng công nghệ ôtô thế giới, vừa trình làng sáng chế mới với động 3 xi-lanh hoạt động thêm kỳ thứ 5 so với 4 như thường lệ.

Ilmor tuyên bố với 3 xi-lanh dung tích 700 phân khối, kiểu động cơ mới có công suất lên tới 130 mã lực ở vòng tua 7.000 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 166 Nm ở vòng tua 5.000 vòng/phút. Các giá trị này tương đương với động cơ dầu dung tích 2.000 phân khối.

Mặt cắt và cấu trúc tổng thể động cơ 5 kỳ của Ilmor. Ảnh: Ilmor.

Nguyên tắc của Ilmor, dĩ nhiên, vẫn dựa trên động cơ 4 kỳ nhưng được sắp xếp lại. Động cơ 3 xi-lanh sử dụng hai trục cam. Trong đó trục cam áp suất cao (HP - high pressure) dùng để vận hành các van của 2 xi-lanh ngoài cùng (có bán kính nhỏ). Trục cam áp suất thấp (LP - low pressure) điều khiển van xi-lanh giữa (bán kính lớn hơn). Trục HP có tốc độ quay bằng nửa trục khuỷu còn LP bằng đúng tốc độ trục khuỷu.Hai xi-lanh ngoài (sơ cấp) vẫn hoạt động theo 4 kỳ nạp-nén-nổ-xả. Đến kỳ xả, cả hai không thoát khí thải ra ngoài mà lần lượt đưa vào xi-lanh ở giữa. Tại đây, hỗn hợp khí áp suất cao sẽ đẩy piston, cung cấp thêm năng lượng để tăng tỷ số nén.Xi-lanh thứ cấp (áp suất thấp) tách riêng quá trình nén và giãn nên có thể giúp tăng mức độ giãn và nén cho hai xi-lanh còn lại. Nhờ đó mà tỷ số nén có thể đạt đến 14,5:1, gần bằng động cơ dầu.5 kỳ của động cơ được chia thành:- Nạp hòa khí vào buồng đốt (2 xi-lanh ngoài cùng).- Nén hòa khí trong buồng đốt.- Nổ và giãn.- Xả khí thải vào xi-lanh thứ cấp.- Xả khí khỏi động cơ.Theo Ilmor, động cơ này có những ưu điểm như cần áp suất bơm thấp, tăng tỷ số nén nên tăng hiệu suất đốt cháy. Các công nghệ sử dụng là đơn giản nên không cần quá nhiều chi phí. Động cơ gọn nhẹ do hai xi-lanh ngoài có kích cỡ nhỏ.

 

16

§éng c¬ ®èt trong

Cấu tạo trục cam và vị trí các van của từng buồng đốt

17