Bài 20: Các hệ thống trong động cơ đốt trong

b. Nguyên lí làm việc

Chú thích:

b. Nguyên lí làm việc

- Nhiệt độ áo nước trong quá trình động cơ đốt trong làm việc tăng lên do nhiệt từ động cơ.

- Nước làm mát được bơm từ bình chứa dưới két nước, chạy qua các ống để làm mát các chi tiết.

- Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 80°C, van hằng nhiệt đóng đường thông với két và mở hoàn toàn đường thông với ống để nước được chảy thẳng vào bơm.

- Khi nhiệt độ nước lên tới giới hạn từ 80°C đến 95°C, van hằng nhiệt mở cả hai đường thông với két và ống.

- Khi nhiệt độ nước vượt quá giới hạn (lớn hơn 90°C), van hằng nhiệt mở đường thông với két và đóng đường thông với ống.

- Nước nóng qua két được làm mát bằng quạt gió, sau đó nước được bơm trở lại áo nước để tiếp tục vòng làm việc mới.

3. Hệ thống làm mát bằng không khí

a. Cấu tạo

Hệ thống làm mát bằng không khí có cấu tạo đơn giản bao gồm:

- Quạt gió.

- Cánh tản nhiệt.

- Tấm hướng gió.

- Vỏ bọc.

- Cửa thoát gió.

b. Nguyên lí làm việc

- Nhiệt từ các chi tiết động cơ làm việc sẽ được truyền tới các cánh tản nhiệt rồi tỏa ra không khí.

- Hệ thống sử dụng quạt gió làm mát để tăng:

+ Lưu lượng gió.

+ Hiệu quả làm mát.

- Tấm hướng gió có tác dụng phân phối không khí sao cho các xi lanh được làm mát đồng đều.

III. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

1. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

a. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ: dự trữ, cung cấp nhiên liệu và tạo thành hoà khí phù hợp.

- Hiện nay có hai loại hệ thống chính là:

+ Hệ thống chế hoà khí.

+ Hệ thống phun xăng.

b. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Cấu tạo hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí:

Nguyên lí:

- Xăng được bơm từ thùng chứa và qua lọc đến buồng phao của bộ chế hoà khí trong hệ thống nhiên liệu động cơ xăng.

- Tại kì nạp:

+ Không khí được hút vào động cơ qua họng khuếch tán.

+ Xăng được hút từ buồng phao qua gíc lơ hoà trộn với không khí thành hoà khí và được nạp vào xi lanh.

- Lượng hòa khí nạp vào động cơ phụ thuộc vào độ mở của bướm ga, phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ.

* Cấu tạo hệ thống phun xăng gồm có:

Nguyên lí:

- Xăng được bơm từ thùng xăng, qua bầu lọc và bộ điều chỉnh áp suất đến vòi phun với áp suất cao và ổn định.

- Xăng được phun vào đường ống nạp để:

+ Hoà trộn cùng với không khí.

+ Nạp vào xi lanh.

- Bộ điều khiển phun nhận tín hiệu từ các cảm biến sau đó điều khiển vòi phun để hoà khí có tỉ lệ phù hợp với các chế độ làm việc khác nhau của động cơ.

2. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

a. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ: dự trữ, cung cấp không khí và dầu diesel vào trong xi lanh phù hợp.

- Phân loại:

+ Hệ thống nhiên liệu diesel thông thường.

+ Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử.

b. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel bao gồm:

* Nguyên lí làm việc:

- Khi động cơ làm việc, không khí:

+ Được hút qua bầu lọc khí.

+ Đi vào xi lanh ở kì nạp.

- Dầu diesel được bơm hút từ thùng chứa qua bầu lọc để tạo áp suất cao, sau đó được phun vào xi lanh ở cuối kì nén để:

+ Hoà trộn với không khí.

+ Tự bốc cháy.

IV. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

1. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ: quay trục khuỷu động cơ để đạt tốc độ vòng quay cần thiết cho động cơ tự nổ máy.

- Phân loại:

+ Hệ thống khởi động bằng tay.

+ Hệ thống khởi động bằng động cơ điện.

+ Hệ thống khởi động bằng động cơ phụ.

+ Hệ thống khởi động bằng khí nén.

2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Chú thích:

* Ví dụ: hệ thống khởi động bằng động cơ điện trên ô tô.

* Nguyên lí làm việc:

- Khi khoá khởi động được đóng:

+ Để kích hoạt rơ le điện và khớp bánh răng khởi động để vành răng của nó ăn khớp với vành răng của bánh đà trong động cơ đốt trong.

+ Đồng thời tiếp điểm K-K đóng lại để truyền mô men quay của động cơ điện sang bánh đà và quay trục khuỷu động cơ đốt trong.

- Sau khi động cơ đốt trong bắt đầu hoạt động:

+ Khoá khởi động được tắt để dừng cấp điện cho rơ le.

+ Tiếp điểm K-K mở ra để ngắt dòng điện vào động cơ điện.

- Lò xo đẩy rơ le trở lại vị trí ban đầu và khớp bánh răng khởi động tách khỏi bánh đà.

V. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG

1. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ: tạo ra tia lửa năng lượng cao để đốt cháy hòa khí trong xi lanh động cơ xăng đúng thời điểm.

- Hệ thống đánh lửa phân chia thành:

+ Hệ thống đánh lửa thường.

+ Hệ thống đánh lửa điện tử: có tiếp điểm và không có tiếp điểm.

2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Chú thích:

- a là khoảng cách tiếp điểm.

- XL 1, XL 2, XL 3, XL 4 bu gi cho các xi lanh thứ 1, thứ 2, thứ 3, thứ 4.

* Nguyên lí làm việc:

- Động cơ sử dụng nguyên lý cảm ứng để:

+ Tạo ra tia lửa điện.

+ Biến dạng hỗn hợp trong xi lanh động cơ.

- Khi động cơ hoạt động, dòng điện sơ cấp từ nguồn điện:

+ Đi qua các linh kiện như khóa điện, điện trở.

+ Cuối cùng là cặp tiếp điểm đóng mở bởi trục cam được dẫn động từ khớp khuỷu động cơ. 

- Khi cặp tiếp điểm mở, sẽ tạo ra tia lửa điện để biến dạng hỗn hợp trong xi lanh động cơ. 

- Tuy nhiên, việc này cũng làm giảm tuổi thọ của cặp tiếp điểm.

- Để giảm tác động này, một hội tụ điện được gắn song song với cặp tiếp điểm để tắt hoặc giảm đáng kể tia lửa điện.

VI. HỆ THỐNG XỬ LÍ KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ

1. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ: xử lí, giảm bớt nồng độ các chất độc hại trong khí thải của động cơ trước khi thải ra môi trường.

- Gồm 2 loại chính là hệ thống xử lí khí thải sử dụng trên:

+ Động cơ diesel.

+ Động cơ xăng.

2. Hệ thống luân hồi khí thải EGR kết hợp bộ DOC và DPF trên động cơ Diesel

a. Cấu tạo

- Hệ thống EGR: sử dụng để tuần hoàn khí thải.

- Bộ lọc DOC: đốt cháy muội than và oxi hóa NO trên đường xả của động cơ Diesel. 

- Bộ lọc hạt DPF: sử dụng để loại bỏ thành phần PM (muội than, hạt mài,...) trong khí thải.

b. Nguyên lí làm việc

- Khí thải đi qua bộ xử lí oxi hoá DOC và các thành phần CO, HC, NO trong khí thải bị oxi hoá để tạo thành CO₂, H₂O và NO₂. 

- Sau đó, khí thải đi qua bộ lọc DPF để giữ lại PM.

- Một phần thích hợp khí thải được đưa quay trở lại đường nạp thông qua van định lượng EGR để giảm phát thải NOx.

- Để đảm bảo nhiệt độ khí nạp không quá cao, khí luân hồi cần được làm mát.

3. Bộ xử lí ba thành phần trên động cơ xăng

a. Cấu tạo

- Bộ xử lí ba thành phần được bố trí nằm giữa đường ống thải động cơ và bộ giảm âm.

- Cấu tạo bên trong bộ xử lí bao gồm:

+ Phần lõi và các lớp phủ chất xúc tác.

+ Hai đầu có lắp mặt bích để nối với các đường ống trung gian trong hệ thống thải. 

- Bộ xử lí được đặt gần đường ống thải hơn để:

+ Tận dụng nhiệt lượng cho các phản ứng hoá học.

+ Nhiệt độ lí tưởng từ 200°C đến 300°C.

b. Nguyên lí làm việc

- Khí thải của động cơ đi qua bộ xử lí ba thành phần, các thành phần CO, HC và NO trong khí thải bị oxi hóa để tạo thành CO₂, H₂O và NO₂.

- Phản ứng oxi hóa CO và HC sử dụng chất xúc tác là Pt, Pd; phản ứng khử NO với chất xúc tác Rh:

2CO + O2 → 2CO2

HC + O2 → H₂O + CO₂

2NO + 2CO → N₂ + 2CO₂

- Bộ xử lí ba thành phần được sử dụng rộng rãi trên các phương tiện giao thông đường bộ từ năm 1975 trên động cơ xăng.