Tại Sao Xupap Mở Sớm Đóng Muộn

(chungcuad1.com) – Trên động cơ 4 kỳ theo lý thuyết trục khuỷu quay 2 vòng ứng 720o. Một kỳ ứng 180o, pít tông di chuyển từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD) hoặc ngược lại. Xupap nạp và xupap thải phải đóng mở để nạp khí vào và thải khí ra để thực hiên 4 quá trình: nạp, nén, cháy giãn nở, thải. Dưới đây là những ảnh hưởng tạo ra do việc thay đổi thời điểm đóng mở xupap trong động cơ đốt trong.

Bạn đang xem: Tại sao xupap mở sớm đóng muộn


*
Pha phân phối khí.

Pha phân phối khí động cơ bốn kỳ không tăng áp:

j1- góc mở sớm xupap nạp. j2 – góc đóng trễ xupap nạpj3- góc mở sớm xupap xả. j4 – góc đóng trễ xupap xảjs- góc đánh lửa hoặc phun dầu sớm.

1. Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap xả (Exhaust Valve Opening Timing – EVO):

Xupap thải bắt đầu mở sẽ làm cho áp suất cao trong xylanh trong quá trình đốt cháy được thoát ra ngoài qua hệ thống xả.

Xupapthải mở sớm trước khi piston tới điểm chết dưới (điểm b’ trên hình) sẽ tạo điềukiện thuận lợi cho quá trình thải bằng cách cho sản vật cháy tự thoát ra ngoàinhờ chênh áp giữa xylanh và đường thải. Với mục đích giảm tải trọng động choxupap cần phải cho xupap mở và đóng đường thông một cách từ từ. Chính vì vậyviệc mở sớm xupap thải nhằm tạo ra giá trị “thời gian-tiết diện” đủ để áp suấttrong xylanh giảm tới mức yêu cầu khi piston đi ngược từ điểm chết dưới lênđiểm chết trên. Khi đã mở sớm xupap thải vào thời điểm hợp lý sẽ làm giảm côngtiêu hao cho việc đẩy khí thải ra ngoài.

Nhưng nếu mở xupap thảiquá sớm sẽ làm giảm công giãn nở trên đồ thị công qua đó làm giảm công suấtđộng cơ.

Hai yêu cầu trên mâu thuẫn với nhau. Trên các động cơ đốt trong cổ điển thì pha phân phối khí được chọn cố định nên phải cân đối lợi ích giữa hai yếu tố trên. Còn trên các động cơ có trang bị hệ thống phân phối khí thông minh thì hệ thống sẽ thay đổi thời điểm mở xupap thải sao cho động cơ đạt được hiệu suất cao nhất ở mọi tốc độ và tải động cơ.

Xem thêm: Đáp Án Tại Sao Có Các Mùa Trong Năm ? Nguyên Nhân Tạo Nên Các Mùa Trong Năm

Ở chế độ tải nhỏ hay một phần tải động cơ sẽ đạt hiệu suất cao hơn nếu như thời điểm mở xupap thải càng gần ĐCD hơn càng tốt vì ở chế độ này áp lực khí cháy trong xylanh nhỏ hơn nên cũng cần ít thời gian hơn để đẩy khí cháy ra ngoài.

Ngược lại khi động cơ ở chế độ toàn tải thì cần mở xupap thải sớm tức trước khi piston tới ĐCD vì cần có đủ thời gian để đẩy sạch khí cháy ra ngoài, tuy mất một ít công trên đồ thị P-V nhưng bù vào đó quá trình nạp trong chu kỳ kế tiếp có lợi ích lớn hơn nên nhìn chung động cơ sẽ đạt được hiệu quả cao hơn.


*
Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap xả.

3. Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap nạp (Intake Valve Opening Timing – IVO):

Việc mở xupap nạp cho phép hòa khí vào xylanh từ ống góp hút (trong động cơ diesel hay động cơ phun xăng trực tiếp thì chỉ có không khí). Thời gian bắt đầu mở xupap nạp cần chọn sao cho khi áp suất trong xylanh (do giãn nở của khí sót) hạ thấp hơn áp suất môi chất trên đường nạp thì tiết diện lưu thông của xupap nạp đã đủ lớn để môi chất mới đi vào. Do đó thường mở sớm xupap nạp trước ĐCT (BTDC).

Thời điểm mở xupap nạp là thông số thứ hai xác định góc trùng điệp của xupap nạp và xupap xả (cả hai xupap đều mở) đó thời điểm đóng xupap xả và mở xupap nạp thay đổi sẽ làm thay đổi thời điểm phối khí, thay đổi lượng luân hồi khí thải.


*
Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap nạp.

Thời gian mở sớm và đóng muộn của các xupap theo góc quay trục khuỷu tính bằng độ tạo thành pha phân phối khí của động cơ. Động cơ vận tải hoạt động ở các tốc độ khác nhau mà mỗi tốc độ lại tương ứng với một pha phân phối khí tối ưu đảm bảo cho hệ số nạp đạt cực đại. Nhưng trên thực tế các động cơ cổ điển không thể thay đổi được điều này. Pha phân phối khí trong mỗi động cơ được quyết định sau khi thử nghiệm và lấy ở tốc độ xe hay hoạt động.