Bài giảng Ly hợp ô tô

88 trang phuongnguyen 610

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Ly hợp ô tô", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_ly_hop_o_to.doc

Nội dung text: Bài giảng Ly hợp ô tô

Trường . Khoa . o0o Ly hợp ô tô
Ly hợp ô tô Trong quá trình chạy xe, để việc chuyển số được êm dịu thì việc truyền công suất từ động cơ đến hộp số phải diễn ra từ từ, tránh sự đột ngột là nhờ bộ ly hợp. Bộ ly hợp này nằm giữa động cơ và hộp số, việc điều khiển ly hợp thông qua một bàn đạp gọi là bàn đạp ly hợp để nối và ngắt công suất từ động cơ, đồng thời chuyển số được dễ dàng. Việc đánh giá khả năng làm việc của ly hợp thường thông qua các tiêu chuẩn như: thứ nhất phải đảm bảo nối hộp số với động cơ một cách êm dịu; thứ hai khi đã nối động cơ với hộp số rồi thì phải đảm bảo truyền hết công suất mà không bị trượt; thứ ba phải ngắt khỏi động cơ một cách nhanh và chính xác. Vậy để đảm bảo được các yêu cầu này ta hãy tìm hiểu kỹ kết cấu của ly hợp, nguyên lý hoạt động, các cách điều chỉnh ly hợp.
Về mặt cấu tạo, toàn bộ phần ly hợp gồm có hai phần, phần điều khiển cơ khí và phần điều khiển thuỷ lực. Quá trình điều khiển ly hợp có thể mô tả như sau: lực từ bàn đạp tác dụng lên pít tông của xi lanh chính làm áp suất dầu trong xi lanh chính tăng lên. Nhờ đường ống dẫn dầu thuỷ lực mà áp suất dầu này tác dụng lên pít tông trong xi lanh cắt ly hợp chuyển động đẩy càng cắt ly hợp chuyển động. Theo nguyên tắc đòn gánh, vòng bi cắt ly hợp bị càng cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa. Nhờ vậy mà đĩa ly hợp tách khỏi bánh đà và ngắt công suất từ động cơ đến hộp số. Bàn đạp ly hợp Vai trò của bàn đạp ly hợp là tạo ra áp suất thuỷ lực trong xi lanh chính, áp suất thuỷ lực này tác dụng lên xi lanh cắt ly hợp và cuối cùng đóng và ngắt ly hợp.
Trong quá trình sử dụng xe, nếu thấy có hiện tượng khi đạp hết bàn đạp ly hợp vào mà vẫn không thể cắt được động lực, đó là do ly hợp đã bị mòn hoặc hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không chuẩn. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp có thể dịch chuyển được cho đến khi vòng bi cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa. Khi đĩa ly hợp bị mòn thì hành trình tự do này bị giảm đi cho đến khi không còn hành trình tự do nữa có nghĩa là ly hợp đã quá mòn, cần phải thay thế hoặc phải điều chỉnh hành trình tự do của ly hợp. Việc điều chỉnh này được tiến hành bằng cách điều chỉnh chiều dài cần đẩy xi lanh cắt ly hợp và duy trì hành trình tự do không đổi qua việc điều chỉnh các bu lông trên nó. Trong các kiểu xe hiện nay người ta thường dùng các loại xi lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh giúp cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không thay đổi. Ngoài ra có thể điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp bằng bu lông chặn bàn đạp đồng thời điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp bằng bu lông chặn cần đẩy. Bên cạnh các loại bàn đạp ly hợp thông thường, người ta còn chế tạo các loại bàn đạp ly hợp kiểu quay vòng có tác dụng giảm lực điều khiển bằng các lò xo.
Lò xo này được lắp vào giữa bàn đạp ly hợp và giá đỡ bàn đạp qua một khớp xoay. Khi mới đạp bàn đạp, lò xo tác dụng lực (mũi tên mầu đỏ) cản trở bàn đạp, khi đạp bàn đạp thêm nữa đi quá một vị trí nhất định, lực tác dụng của lò xo đổi hướng theo chiều bổ xung thêm vào lực ấn giúp cho việc đạp dễ dàng hơn. Xi lanh chính của ly hợp Xi lanh chính của ly hợp gồm có cần đẩy, pít tông xi lanh chính, các lò xo hãm và lò xo côn, buồng chứa dầu. Trong quá trình hoạt động, sự trượt của pít tông tạo ra áp suất thuỷ lực để điều khiển đóng cắt ly hợp, đồng thời lò xo phản hồi của bàn đạp liên tục kéo cần đẩy về phía bàn đạp ly hợp.
Khi đạp chân vào bàn đạp, lực tác dụng lên bàn đạp đẩy cần dịch chuyển về phía bên trái (mũi tên mầu trắng), dầu trong xi lanh chính chảy theo hai đường, một đường đi đến xi lanh cắt ly hợp và một đường dầu chảy vào bình chứa. Khi thanh nối tách khỏi bộ phận hãm lò xo chuyển động sang trái đóng đường dầu vào bình chứa làm áp suất dầu trong xi lanh chính tăng lên, áp suất này đi đến điều khiển pít tông trong xi lanh cắt ly hợp. Khi nhả bàn đạp dưới tác dụng của lò xò nén đẩy pít tông về phía bên phải, áp suất dầu thuỷ lực giảm xuống. Khi pít tông trở lại hoàn toàn kéo thanh nối mở van nạp, dầu từ bình chứa trở về xi lanh chính. Chú ý rằng nếu không khí lọt vào đường dẫn dầu, khi tác dụng lực, không khí bị tăng áp, dãn nở và không tạo được đủ áp suất cần thiết. Dẫn đến không thể ngắt hoàn toàn công suất do tác dụng của ly hợp bị kém đi. Xi lanh cắt ly hợp.
Xi lanh cắt ly hợp nhận áp suất dầu thuỷ lực từ xi lanh chính để điều khiển pít tông dịch chuyển, từ đó điều khiển càng cắt ly hợp thông qua một thanh đẩy. Trong ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại xi lanh cắt ly hợp là loại tự điều chỉnh và loại có thể điều chỉnh được. Đối với loại tự điều chỉnh thì ngay trong buồng xi lanh cắt ly hợp bố trí một lò xo côn. Lò xo này luôn luôn ép cần đẩy vào càng cắt ly hợp. Nhờ vậy mà hành trình tự do của bàn đạp không thay đổi. Đối với loại thứ hai thì nếu ly hợp bị mòn, vị trí của lò xo đĩa thay đổi, vòng bi cắt ly hợp không áp sát vào lò xo
đĩa làm hành trình tự do của bàn đạp thay đổi. Do đó ta buộc phải điều chỉnh vít lắp ở đầu cần đẩy để càng ly hợp ép sát vào vòng bi. Vòng bi cắt ly hợp Vòng bi cắt ly hợp là bộ phận quan trọng trong ly hợp. Vì nó phải hấp thụ sự chênh lệch về tốc độ quay giữa càng cắt ly hợp (không quay) và lò xo đĩa (bộ phận quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa. Bởi vậy vòng bi này phải có cấu tạo đặc biệt, làm bằng vật liệu bền và có tính chịu mòn cao. Trong các ly hợp của xe FF, trục khuỷu và trục sơ cấp thường dịch chuyển với nhau một chút, nghĩa là đường tâm của lò xo đĩa và đường tâm của vòng bi ép ly hợp dịch chuyển với nhau một chút nên gây ra tiếng ồn do ma sát giữa vòng bi cắt ly hợp và lò xo đĩa. Để giảm tiếng ồn này, vòng bi này thường được chế tạo đặc biệt tự động điều chỉnh để đường tâm của lò xo đĩa và vòng bi cắt ly hợp trùng nhau. Bàn ép ly hợp (nắp ly hợp) và lò xo đĩa
Mục đích chủ yếu của cụm chi tiết này là để nối và ngắt công suất của động cơ. Yêu cầu của nó là phải cân bằng trong khi quay và phải đảm bảo toả nhiệt tốt khi nối với bánh đà. Để ép được đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp, nắp ly hợp thường sử dụng lò xo. Thông thường có hai loại lò xo, một loại dùng lò xo xoắn và một loại dùng lò xo đĩa. Trong các ô tô hiện nay thì loại có lò xo đĩa được áp dụng phổ biến hơn. Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằng đinh tán hoặc bu lông. Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt động như một trục xoay trong khi lò xo đĩa quay. Đối với loại bàn ép ly hợp thông thường có
các lò xo chịu kéo để nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa. Còn các kiểu xe hiện đại gần đây thường dùng loại bàn ép ly hợp gọi là DST (hay lật ngược lò xo đĩa). Đối với loại này người ta lật ngược bàn ép ly hợp để trực tiếp giữ lò xo đĩa ở vị trí thích hợp. Các dải băng bố trí theo chiều tiếp tuyến với bàn ép ly hợp có tác dụng truyền mômen quay từ trục khuỷu của động cơ. Để hiểu rõ các ưu điểm nổi bật của lò xo đĩa so với lò xo trụ, chúng ta hãy xem biểu đồ trên. Ở điều kiện làm việc bình thường, nghĩa là khi đĩa ly hợp hoàn toàn mới, khi đặt vào đĩa ép ly hợp một lực ép (P0) như nhau đối với cả hai loại: loại lò xo trụ và loại lò xo đĩa, khi ấn hết cỡ bàn đạp ly hợp, mỗi sức ép trở thành P2 và P’2. Điều này có nghĩa là đối với loại lò xo đĩa, lực cần phải ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn đối với lò xo trụ với mức chênh lệch được thể hiện bằng “a”. Còn khi độ mòn ở bề mặt tiếp xúc của đĩa ly hợp vượt quá một giới hạn cho phép, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lò xo trụ giảm đến P’1. Mặt khác, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lò xo đĩa là P1, cũng bằng P0. Điều đó có nghĩa là, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo đĩa không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa. Ngược lại, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lò xo trụ giảm xuống P’1. Do đó, khả năng truyền công suất giảm xuống, làm cho ly hợp bị trượt. Đĩa ly hợp (lá côn) Tác dụng của đĩa ly hợp là làm dịu đi sự va đập khi vào ly hợp. Để truyền công suất từ động cơ được êm và ít ồn, nó phải tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát
của đĩa ép ly hợp và bánh đà. Các bộ phận chủ yếu trên đĩa ly hợp gồm các lò xo chịu xoắn và các tấm đệm. Lò xo chịu xoắn được đưa vào moay-ơ ly hợp để làm dịu va đập quay khi vào ly hợp bằng cách dịch chuyển một chút theo vòng tròn. Tấm đệm được tán bằng đinh tán kẹp giữa các mặt ma sát của ly hợp. Khi ăn khớp ly hợp đột ngột, phần cong này khử va đập và làm dịu việc chuyển số và truyền công suất. Chúng ta hãy chú ý rằng nếu lò xo chịu xoắn bị mòn và tấm đệm bị vỡ sẽ gây ra mức va đập và tiếng ồn lớn khi vào ly hợp, khi đó cần kiểm tra lại và sửa chữa hoặc thay thế. Động cơ diesel sạch (CDC) Động cơ diesel được sử dụng rộng rãi bởi vì chúng có khả năng tiết kiệm nhiên liệu hơn, thải ra khí CO2 ít hơn và sinh ra công suất lớn hơn các động cơ xăng thông thường. Nhưng ngược lại, việc chăm sóc, bảo dưỡng, động cơ diesel lại tốn kém hơn bên cạnh đó nó tạo ra lượng ôxít nitơ NOx và muội than nhiều hơn. NOx là tên gọi chung của ôxít nitơ gồm các chất NO, NO 2 và N2O hình thành do sự kết hợp giữa ôxy và nitơ ở điều kiện nhiệt độ cao. Chất ô nhiễm này ngày càng được quan tâm và trong một số trường hợp, nó là chất ô nhiễm chính làm giới hạn tính năng kỹ thuật của động cơ. Các ô-xít nitơ gây ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con người, thay đổi nhiệt độ khí quyển, ảnh hưởng đến các loài thực vật giảm sự quang hợp của chúng, ảnh hưởng đến sinh thái
Đến nay, người ta đã xác định được các chất ô nhiễm trong không khí mà phần lớn những chất đó có mặt trong khí xả của động cơ đốt trong. Bảng dưới đây cho thấy sự gia tăng nồng độ một cách đáng ngại của một số chất ô nhiễm trong bầu khí quyển: Tùy theo chính sách năng lượng của mỗi nước, sự phân bố tỷ lệ phát sinh ô nhiễm của các nguồn khác nhau không đồng nhất. Bảng dưới đây cho thấy tỷ lệ khí thải từ ôtô cao nhất theo thống kê ở Nhật và Mỹ. Tỷ lệ : tính theo % Sự hình thành NOx trong động cơ Diesel. Quá trình cháy trong động cơ diesel gồm hai giai đoạn: giai đoạn cháy đồng nhất diễn ra ngay sau kì cháy trễ và giai đoạn cháy khuếch tán. Sự phân bố nhiệt độ và thành phần khí cháy trong không gian buồng cháy là không đồng nhất. Trong buồng cháy động cơ diesel luôn tồn tại những khu vực hay các “túi” không khí có nhiệt độ thấp. Nhờ bộ phận không khí này mà NOx hình thành trong buồng cháy động cơ diesel và được làm mát. Mặt khác, nhiệt độ cực đại là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự hình thành NO x trong quá trình cháy của động cơ diesel. Trong mọi loại động cơ, sản phẩm cháy của bộ phận nhiên liệu cháy trước tiên trong chu trình đóng vai trò quan trọng nhất đối với sự
hình thành NOx. Vì sau khi hình thành, bộ phận sản phẩm cháy đó bị nén làm nhiệt độ gia tăng, do đó làm tăng nồng độ NO x. Ngoài ra ở các động cơ diesel tăng áp, sự gia tăng áp suất dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ khi cháy cũng là nguyên nhân làm tăng nồng độ NOx. Hiện nay đang tồn tại một vài công nghệ ứng dụng để giảm bớt lượng khí thải ở động cơ diesel, nhưng Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (gọi tắt là EPA) và hiệp hội công nghiệp ôtô vẫn đang tiến hành các biện pháp đánh giá và phát triển công nghệ động cơ diesel sạch (gọi tắt là CDC), dựa vào đó cải tiến một vài công nghệ tốt nhất để thiết kế ra một động cơ vừa đáp ứng được yêu cầu về khí thải sạch, công suất cao mà giá thành hợp lý. Công nghệ giảm lượng khí thải ở động cơ diesel Động cơ diesel sạch (CDC) là gì? Phương pháp thiết kế CDC xoay quanh một loạt mẫu thiết kế thay đổi động cơ diesel truyền thống nhằm làm giảm lượng khí NO x sinh ra, duy trì những ưu điểm và cải thiện một cách hiệu quả động cơ diesel. Bản chất của công nghệ CDC là phát triển khả năng không chế lượng NO x sinh ra trong xilanh. Lượng NOx sinh ra được giảm đi đáng kể trong buồng đốt của động cơ nhưng không hề ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ. Nghiên cứu của EPA ban đầu đã chứng minh được rằng với thiết kế mới của động cơ diesel, lượng NO x sinh ra bên trong xi lanh thấp hơn rất nhiều so với mức thông thường trong công nghiệp.
Những đặc trưng mang tính bí quyết của công nghệ CDC. Hệ thống nhiên liệu của EPA : Sử dụng hệ thống nhiên liệu kiểu tăng áp bằng thủy lực để giảm muội than và giảm lượng khói sinh ra, tăng hiệu suất của động cơ. Hệ thống tăng áp: Tăng công suất của động cơ và tăng hiệu quả của quá trình cháy, như vậy làm giảm lượng khí cháy sinh ra và tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Khí xả có áp suất thấp: nhiệt độ cực đại là nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự hình thành NOx trong quá trình cháy của động cơ diesel do vậy sự hình thành khí NOx sẽ giảm đi nếu giảm bớt nhiệt độ buồng cháy. Muội than đã qua xử lý: giảm bớt lượng khói thừa và lượng hiđro-cácbon (HC) không cháy hết, các-bon ôxít trong khí xả giảm thiểu, do vậy phù hợp tiêu chuẩn đặt ra trong tương lai. Những thách thức mà công nghệ này phải đối mặt đó là giảm hạt khí thải sinh ra trực tiếp từ động cơ, chứng minh được sự thiết thực của việc áp dụng công nghệ này trên thực tiễn thế giới, giữ được giá trị/mức độ bền vững, từng bước tiếp cận những tiêu chuẩn chặt chẽ về khí thải của động cơ diesel trong tương lai. EPA vẫn đang tiếp tục hoàn thiện để phát triển công nghệ này bằng việc tập trung vào đáp ứng những yêu cầu đó.
Lợi ích của công nghệ CDC. Công nghệ CDC là một công nghệ tiên tiến trong việc giảm thiểu khí thải có hại ở động cơ diesel, nó mang lại những lợi ích như sau: Giảm chi phí: Việc khống chế được lượng NO x sinh ra trong xi lanh (NOx được giảm đi trong buồng cháy động cơ) được thực hiện hết sức đơn giản theo yêu cầu giống như các biện pháp xử lý thông thường (các biện pháp xử lý thông thường làm giảm lượng khói, muội than, và hidro- cacbon) Giảm lượng khí thải: đạt được mức độ khí thải sạch phù hợp với các quy định trong Tiêu chuẩn khí thải ở động cơ công suất lớn năm 2007/2010 và Tiêu chuẩn Tier 2 mà không cần áp dụng các biện pháp sau xử lí NO x thông thường. Mang tính ứng dụng cao: phù hợp với cả động cơ diesel công suất nhỏ và công suất lớn. Công nghệ tiến tiến đạt được những tiêu chuẩn cao về khí thải.
Công nghệ mới của EPA – áp dụng cho cả động cơ công suất lớn năm 2007 và Tiêu chuẩn Tier 2 cho các phương tiện chở khách - đã giảm được từ 77% đến 95% lượng khí NOx và muội than. Ngày nay một vài phương pháp sử lí khí NO x đang được khảo sát, nghiên cứu để có thể đạt được những tiêu chuẩn khí thải trong tương lai, nhưng các biện pháp chủ yếu để giảm lượng NO x sinh ra là sử dụng các thiết bị NO x sau xử lí. Lượng NOx sinh ra ở buồng đốt sau khi xử lí bằng thiết bị đi kèm được đưa vào hệ thống xả của động cơ. Nghiên cứu trong công nghệ CDC cho thấy rằng giá trị kinh tế mà nó mang lại có độ tin cậy cao hơn là biện pháp giảm lượng NOx bằng phương pháp sau xử lí. Công nghệ CDC có thể là một biện pháp hữu hiệu để đạt được các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khí thải động cơ diesel trong tương lai. Hiện nay, EPA đang tích cực thảo luận với các đối tác tiềm năng khác về công nghệ CDC để tiếp tục thúc đẩy các nghiên cứu và có thể áp dụng công nghệ đó vào trong các sản phẩm tương lai. Bộ giảm chấn
Các lò xo trong hệ thống treo của ô tô có tác dụng làm giảm các chấn động từ mặt đường lên thân xe nhờ khả năng đàn hồi của chúng. Tuy nhiên sự dao động lên xuống của lò xo không được dập tắt nhanh thì không những làm cho xe chạy không êm mà còn có thể ảnh hưởng đến sự vận hành ổn định, mặt khác còn gây mỏi mệt cho người ngồi trong xe. Bộ giảm chấn được thiết kế để khắc phục và ngăn ngừa hiện tượng này. Việc kết hợp giữa lò xo trụ và bộ giảm chấn không những tạo ra khả năng giảm chấn động từ mặt đường một cách hoàn hảo mà còn dễ tự động hoá, cải thiện đáng kể khả năng bám đường của các lốp xe, làm cho xe chuyển động ổn định hơn, tạo cảm giác thoải mái cho người điều khiển. Trong hầu hết các loại xe ô tô hiện nay đều sử dụng bộ giảm chấn kiểu ống lồng chứa một loại dung môi đặc biệt gọi là dầu giảm chấn. Lực ma sát sinh ra cản trở chuyển động chính là sức cản thuỷ lực phát sinh do pít-tông ép dầu qua một lỗ nhỏ. Lực giảm chấn càng lớn thì dao động của thân xe càng được dập tắt nhanh, nhưng chấn động do hiệu ứng làm tắt gây ra lại lớn hơn. Ngoài ra, lực giảm chấn còn thay đổi theo tốc độ của pít-tông. Có nhiều kiểu bộ giảm chấn khác nhau, tuỳ theo tính chất thay đổi của lực giảm chấn:
- Kiểu lực giảm chấn tỷ lệ thuận với tốc độ pít-tông. - Kiểu có hai mức lực giảm chấn, tuỳ theo tốc độ của pít-tông (hai kiểu này được sử dụng trong hầu hết các kiểu xe). - Kiểu lực giảm chấn thay đổi theo phương thức chạy xe, được sử dụng trong các xe có hệ thống treo EMS (hệ thống treo điều biến - điện tử). Các kiểu bộ giảm chấn Hầu hết các kiểu xe hiện nay đều sử dụng bộ giảm chấn có cấu tạo ống đơn và ống kép, và là kiểu đa tác dụng. Gần đây nhất, các bộ giảm chấn nạp khí thuộc các kiểu nói trên đã được đưa vào sử dụng. Kiểu ống đơn
Lấy một kiểu đại diện là kiểu bộ giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí nitơ áp suất cao (20 – 30 kgf/cm2) ở phía đáy xy lanh và được ngăn cách với khoang chứa dầu giảm chấn nhờ pít-tông chuyển động lên xuống một cách tự do khi nitơ giãn nở. Đặc tính của bộ giảm chấn loại này là toả nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí; Một đầu ống được nạp khí áp suất cao, và hoàn toàn cách ly với chất lỏng nhờ có pittông tự do. Kết cấu này đảm bảo trong quá trình vận hành sẽ không xuất hiện lỗ xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định, giảm được tiếng ồn. Bộ giảm chấn kiểu ống đơn hoạt động theo 2 quá trình:
Quá trình nén: Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pít-tông. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van. Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới và buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén. Điều này đảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn. Quá trình bật lại (hay giãn nở): Trong hành trình giãn, cần pít-tông chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng trên cao hơn áp suất trong buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van pít-tông, và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn. Vì cần pít-tông chuyển động lên, một phần
cần dịch chuyển ra khỏi xy lanh nên thể tích choán chỗ trong chất lỏng của nó giảm xuống. Để bù cho khoảng hụt này, pittông tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở dưới nó) một khoảng tương đương với phần hụt thể tích. Bạn đọc lưu ý đối với các xe lắp bộ giảm chấn DuCarbon có cấu tạo kiểu ống đơn cần lắp thêm một vỏ bảo vệ hướng về phía trước của xe để ngăn các vật lạ bắn vào vì loại này không cho phép ống bị biến dạng làm pít-tông không thể dịch chuyển tự do được. Kiểu ống kép Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy lanh (ống nén), và trong xy lanh có một pít-tông chuyển động lên xuống. Đầu dưới của cần pít-tông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra. Đáy xy lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại. Bên trong xy lanh được nạp chất lỏng hấp thu chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí quyển hoặc nạp khí áp suất thấp. Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xy lanh. Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất từ 3 – 6 kgf/cm2, làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm thực, thường xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng. Ngoài ra còn giúp tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vận hành ổn định của xe. Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không sử dụng van đáy, và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pít-tông trong cả hai hành trình nén và giãn.
Bộ giảm chấn kiểu ống kép hoạt động theo 2 quá trình: Quá trình ép (nén): khi pít-tông chuyển động nhanh xuống dưới áp suất trong buồng A (dưới pít-tông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van pít-tông) và chảy vào buồng B mà không bị sức cản nào đáng kể (không phát sinh lực giảm chấn). Đồng thời, một lượng dầu tương đương với thể tích choán chỗ của cần pít- tông (khi nó đi vào trong xy lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào buồng chứa. Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra.
Nếu tốc độ của cần pít-tông rất thấp thì van một chiều của van pít-tông và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ. Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van pít-tông và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ. Quá trình bật lại (giãn nở):
Khi pít-tông chuyển động lên cao và nhanh áp suất trong buồng B (trên pít-tông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van pít-tông) và chảy vào buồng A. Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn. Vì cần pít-tông chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xy lanh nên thể tích choán chỗ của nó giảm xuống. Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể. Khi cán pít-tông chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pít-tông thấp. Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van pít-tông vào buồng A. Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ. Một số chú ý khi thay thế và bảo dưỡng các bộ giảm chấn Vì các phớt chắn dầu, cần pít-tông và các chi tiết khác của bộ giảm chấn được chế tạo vô cùng chính xác nên khi tháo lắp hay bảo dưỡng các bạn cần chú ý không để phần cần pít-tông nằm ngoài xy lanh bị xước để chống rò rỉ dầu và không được để dính sơn hay dầu trong khi thao tác. Để chánh làm hỏng các phớt chắn dầu khi tiếp xúc với các van pít-tông, bạn không được quay cần pít-tông và xy lanh khi bộ giảm chấn đã giãn ra hết cỡ.
Đối với các bộ giảm chấn nạp khí, vì bên trong chứa khí với áp suất cao nên ngoài các chú ý trên bạn không nên tìm cách tháo các bộ giảm chấn kiểu không tháo (bao gồm các kiểu giảm chấn DuCarbon cũng như kiểu nạp khí áp suất thấp, trong đó đai ốc hãm đã được gắn chặt). Trước khi loại bỏ các bộ giảm chấn nạp khí để tránh nguy hiểm bạn nên xả hết khí ra trước đó. Đối với bộ giảm chấn kiểu DuCarbon, các bạn có thể làm như sau: Khoan một lỗ đường kính 2 – 3 mm, cách đáy của xy lanh khoảng 10 mm để xả khí nén ra trước khi loại bỏ bộ giảm chấn. (Khí này không độc hại, không màu, không mùi, nhưng mùn kim loại có thể bắn ra trong khi khoan, vì thế cần phải thận trọng. Có một cách để đảm bảo an toàn đã được áp dụng trong thực tế là: trùm một túi nilông lên đầu xy lanh định khoan, dùng dây cao su để chằng giữ túi trên xy lanh). Mặc dù các bộ giảm chấn thường được thay thế cả cụm tổng thành nhưng trong nhiều trường hợp đối với một số kiểu giảm chấn nạp khí áp suất thấp thì không cần thiết phải thay thế toàn bộ. Trường hợp này có thể chỉ cần tháo cần pít-tông và xy lanh ra và thay ống mới. Kiểu MacPherson chúng tôi sẽ giới thiệu trong bài tiếp theo. (ôtô. 01/03/2008 ) Góc đặt bánh xe
Phần I: Góc Camber và Caster Khi quan sát các bánh xe, bạn có cho rằng chúng bắt buộc phải thẳng góc với mặt đường. Sự thật là không hoàn toàn như vậy và rất khó nhận ra nếu chúng được đặt nghiêng. Đó là vì yêu cầu tối thiểu đối với một chiếc xe là phải có các tính năng vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đường vòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng, khả năng làm mềm các chấn động truyền từ bánh xe đến hệ thống treo. Do đó, các bánh xe được lắp đặt với những góc độ nhất định so với mặt đất và với những hệ thống treo riêng. Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe. Góc đặt bánh xe gồm 5 yếu tố sau đây: - Góc camber - Góc Caster - Góc nghiêng của trụ xoay đứng (Góc Kingpin) - Độ chụm của các bánh xe (góc chụm) - Bán kính quay vòng (Góc quay vòng). Nếu xe của bạn không đáp ứng được một trong các yếu tố này thì có thể xuất hiện các vấn đề như lái bị chém góc, lái không ổn định, trả lái trên đường vòng kém và tuổi thọ của lốp xe giảm.
Góc Camber Các bánh xe trước được lắp với phía trên nghiêng vào trong hoặc ra ngoài. Góc này được gọi là “góc camber”, và được xác định bằng góc nghiêng so với phương thẳng đứng. Khi phần trên của bánh xe nghiêng ra phía ngoài thì gọi là “Camber dương”. Ngược lại, khi bánh xe nghiêng vào trong thì gọi là “Camber âm”. Trong các kiểu xe trước đây, các bánh xe thường có camber dương để tăng độ bền của trục trước, và để cho lốp xe tiếp xúc thẳng góc với mặt đường nhằm ngăn ngừa hiện tượng mòn không đều vì phần tâm đường thường cao hơn phần rìa đường. (hay còn gọi là đường sống trâu rất phổ biến ở nước ta). Tuy nhiên nếu xe của bạn có góc camber dương hoặc âm quá lớn thì sẽ làm cho lốp xe mòn không đều. Nếu bánh xe có độ camber âm quá lớn thì phần phía trong của lốp xe bị mòn nhanh, còn nếu bánh xe có độ camber dương quá lớn thì phần phía ngoài của lốp xe bị mòn nhanh. Trong các kiểu xe hiện đại, hệ thống treo và trục có độ bền cao hơn trước đây, và mặt đường lại bằng phẳng nên bánh xe không cần nghiêng dương nhiều như trước nữa. Vì vậy góc camber được giảm xuống gần đến “không” (một số xe có góc camber bằng không). Trên thực tế, bánh xe có camber âm đang được áp dụng phổ biến ở các xe du lịch để tăng tính năng chạy đường vòng của xe. Chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn tìm hiểu kỹ hơn về góc camber qua phần dưới đây. Camber âm
Giả sử có một tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe nghiêng thì sẽ sinh ra một lực theo phương nằm ngang. Lực này được gọi là “lực đẩy ngang”, Nó tác động theo chiều vào trong khi bánh xe có camber âm, và theo chiều ra ngoài xe khi bánh xe có camber dương. Khi xe chạy trên đường vòng, vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nên camber của lốp xe trở nên dương hơn, và “lực đẩy ngang” về phía trong xe cũng giảm xuống, lực quay vòng cũng bị giảm xuống. Trường hợp này nếu xe bạn có góc camber âm thì bánh xe sẽ được giữ không bị nghiêng dương khi chạy vào đường vòng và duy trì lực quay vòng thích hợp. Khi xe chạy vào đường vòng, lực đẩy ngang ở các lốp xe phía ngoài sẽ có tác dụng làm giảm lực quay vòng. Lực ly tâm làm cho xe nghiêng đi vì tác động của các lò xo của hệ thống treo, làm thay đổi góc camber. Camber bằng không và Camber dương Lý do chính để chấp nhận góc camber bằng không là nó giúp cho lốp xe mòn đều. Nếu bánh xe có camber dương hoặc âm thì góc nghiêng của bánh xe so với mặt đường sẽ làm cho bán kính quay vòng của phần phía trong và phía ngoài khác nhau, và lốp xe sẽ mòn không đều. Camber bằng không giúp ngăn ngừa hiện tượng này.
Vậy so với góc camber âm thì camber dương có ưu điểm gì, có nên chọn camber dương hay âm? Thứ nhất, nó giúp giảm tải trọng thẳng đứng. Trong trường hợp góc camber bằng không, tải trọng tác dụng lên trục bánh xe theo hướng F’. Khi có camber dương, tải trọng F’ này chuyển thành lực F tác dụng theo hướng cam lái. Nhờ thế, mômen tác dụng lên trục bánh xe và cam lái giảm xuống. Thứ hai, ngăn ngừa tuột bánh xe khỏi trục. Tải trọng F tác dụng lên bánh xe có thể phân chia thành hai thành phần F1 và F2. F2 là lực theo chiều trục và có xu hướng đẩy bánh xe vào phía trong, giữ cho bánh xe không bị trượt ra khỏi trục. Thứ ba, ngăn ngừa phát sinh camber âm ngoài ý muốn do tải trọng, giữ cho phía trên của bánh xe không bị nghiêng về phía trong do sự biến dạng của các bộ phận của hệ thống treo và bạc lót, gây ra bởi trọng lượng hàng và hành khách. Thứ tư, giảm lực lái (chúng tôi sẽ phân tích kỹ hơn khi đề cập đến góc kingpin). Góc Caster và khoảng Caster Góc Caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng. Góc caster được xác định bằng góc nghiêng giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng, nhìn từ cạnh xe. Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được gọi là “góc caster dương”, còn trục nghiêng về phía trước thì được gọi là “góc caster âm”.
Khoảng cách từ giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng và mặt đường đến tâm điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được gọi là “khoảng caster” của trục quay đứng. Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy trên đường thẳng, còn khoảng caster thì ảnh hưởng đến tính năng hồi vị bánh xe sau khi chạy xe trên đường vòng. Bạn hãy lưu ý với bánh xe có góc caster dương lớn thì độ ổn định trên đường thẳng tăng lên, nhưng lại khó chạy trên đường vòng. Độ ổn định chạy thẳng và hồi vị bánh xe. Đối với những xe có góc caster, độ ổn định khi chạy trên đường thẳng sẽ tăng. Vì khi trục xoay đứng quay để xe chạy vào đường vòng, nếu các bánh xe có góc caster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra mômen “kích”, có xu hướng nâng thân xe lên. Mômen kích này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe, có xu hướng đưa thân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì độ ổn định trên đường thẳng của xe. Ngoài ra nếu bánh xe có góc caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước tâm điển tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường. Vì lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn át các lực có xu hướng làm cho bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định theo đường thẳng. Khi bánh xe được chuyển hướng sang một bên (do lái hoặc do trở ngại khi chạy trên đường thẳng) thì sẽ phát sinh các lực bên F2 và F’2. Những lực bên này có tác dụng làm quay trục xoay đứng (nhờ có khoảng caster) và có xu hướng hồi vị bánh xe về vị trí ban đầu của nó (lực hồi vị T và T’). Vào lúc này, với cùng một lực bên như nhau, nếu khoảng caster lớn, lực hồi vị bánh xe cũng lớn. Vì vậy, khoảng caster càng lớn thì độ ổn định trên đường thẳng và lực hồi vị càng lớn.
Trên thực tế để phù hợp với đặc tính của từng loại xe, có một vài phương pháp làm tăng khoảng caster mà không làm thay đổi góc caster. Người ta gọi các phương pháp này là Nachlauf (tăng khoảng caster) và Vorlauf (giảm khoảng caster) bằng cách đặt lệch trục xoay đứng về phía trước hoặc phía sau tâm bánh xe. (còn tiếp) Góc đặt bánh xe (Phần 2) Phần I, CarOnline đã giới thiệu với các bạn về các góc Camber và Caster. Trong phần II này chúng tôi tiếp tục đề cập đến các thành phần còn lại của góc đặt bánh xe gồm các góc Kingpin (hay còn gọi là góc nghiêng trục lái), góc chụm (hay độ chụm bánh xe) và bán kính quay vòng. Góc Kingpin Góc lệch được tạo thành giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng gọi là góc kinhpin hay góc nghiêng của trục lái. Trục xoay đứng là trục mà trên đó bánh xe có thể xoay về phía phải hoặc trái. Trục này được xác định bằng cách vạch một đường thẳng tưởng tượng đi qua tâm của ổ bi đỡ trên của bộ giảm chấn và khớp cầu của đòn treo
dưới (đối với trường hợp hệ thống treo kiểu thanh giằng). Nhìn từ phía trước xe, đường thẳng này nghiêng về phía trong. Khoảng cách L từ giao điểm giữa trục xoay đứng và mặt đường đến giao điểm giữa đường tâm bánh xe và mặt đường được gọi là “độ lệch hay độ lệch kingpin”. Vai trò của góc kinhpin là làm giảm lực đánh lái. Vì rằng bánh xe quay sang phải hoặc sang trái, với tâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên khoảng lệch càng lớn thì mômen cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe), vì vậy lực lái cũng tăng lên. Để giảm bớt lực lái, bạn có thể giảm độ lệch bằng 2 cách: làm nghiêng trục xoay đứng (tăng góc kingpin) hoặc làm lốp có góc camber dương. Một tác dụng khác của góc kingpin là làm giảm lực phản hồi và lực kéo lệch sang một bên. Nếu khoảng lệch quá lớn, lực dẫn động (lực đẩy xe) hoặc lực hãm sẽ tạo ra một mômen quay quanh trục xoay đứng lớn, tỷ lệ thuận với khoảng lệch. Mặt khác, mọi chấn động tác dụng lên bánh xe sẽ làm cho vô lăng bị dật lại hoặc phản hồi. Những hiện tượng này có thể được cải thiện bằng cách giảm khoảng lệch. Nếu góc nghiêng của các trục xoay đứng bên phải và bên trái khác nhau thì xe sẽ bị kéo lệch về phía có góc nghiêng nhỏ hơn (có khoảng lệch lớn hơn). Trong các xe FF có động cơ đặt trước và bánh trước chủ động, khoảng lệch thường là nhỏ (bằng không hoặc âm) để ngăn ngừa hiện tượng truyền chấn động từ lốp xe (do phanh hoặc chạy qua vật cản)
lên vô lăng, và giảm thiểu mômen quay quanh trục xoay đứng do động lực tạo ra khi khởi động nhanh hoặc tăng tốc. Khi bảo dưỡng hoặc sửa chữa, bạn phải điều chỉnh các góc kinhpin bằng nhau nếu không sẽ tạo ra độ lệch ở hai bên bánh xe khác nhau. Điều này gây ảnh hưởng xấu cho xe của bạn vì nếu góc quay vô lăng sang bên phải và bên trái khác nhau thì mômen quay quanh trục xoay đứng lái này cũng khác nhau (mômen xuất hiện khi phanh xe hoặc lực phanh sẽ phát sinh ở phía có góc quay vô lăng nhỏ hơn). Ngoài ra, sự khác nhau giữa khoảng lệch bên phải và bên trái cũng tạo ra sự khác nhau về phản lực dẫn động giữa bên phải và bên trái. Trong cả hai trường hợp, lực đều có xu hướng làm quay xe. Góc chụm (hay độ chụm) Độ chụm là độ lệch của phần trước và phần sau bánh xe khi nhìn từ trên xuống. Góc lệch của bánh xe được gọi là góc chụm. Khi phần phía trước của các bánh xe gần nhau hơn so với phần phía sau thì được gọi là “độ chụm”, và nếu ngược lại thì được gọi là “độ choãi”.
Thông thường, mục đích ban đầu của góc chụm là khử bỏ lực đẩy ngang do góc camber tạo ra. Vì vậy, góc chụm ngăn ngừa bánh xe mở ra hai bên khi có camber dương. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, do áp dụng camber âm và do hiệu quả của hệ thống treo và lốp tăng lên nên nhu cầu khử bỏ lực đẩy ngang không còn nữa. Do vậy, mục đích của góc chụm đã chuyển thành đảm bảo độ ổn định chạy trên đường thẳng. Khi xe chạy trên đường nghiêng, thân xe nghiêng về một bên. Khi đó xe có khuynh hướng quay về phía nghiêng. Nếu phần phía trước của mỗi bánh xe chụm vào trong (Độ chụm), thì xe có khuynh hướng chạy theo hướng ngược lại hướng nghiêng. Vì vậy, độ ổn định khi chạy trên đường thẳng được duy trì. Tuy nhiên nếu độ chụm vào quá lớn, độ trượt bên sẽ làm cho lốp xe mòn không đều. Nếu độ choãi ra quá lớn thì khó đảm bảo độ ổn định chạy đường thẳng. Bán kính quay vòng Bán kính quay vòng là góc quay của bánh xe phía trước bên trái và bên phải khi chạy trên đường vòng. Với góc quay của bánh xe trước bên trái và bên phải giống nhau lốp xe bên trong hoặc ngoài sẽ bị trượt về một bên và không thể quay xe một cách nhẹ nhàng. Điều này cũng làm cho lốp xe mòn không đều. Với góc quay của các bánh xe bên phải và bên trái khác nhau, phù hợp với tâm quay của cả bốn bánh xe thì độ ổn định của xe chạy trên đường vòng sẽ tăng lên.
Ví dụ, đối với loại hệ thống lái có thanh nối đặt phía sau trục lái, nếu các đòn cam lái được đặt song song với đường tâm xe, thì góc lái của bánh xe bên phải và bên trái bằng nhau ( = ). và mỗi bánh xe sẽ quay quanh một tâm quay khác nhau (O1 và O2), mặc dù chúng có bán kính quay bằng nhau (r1 = r2), vì vậy, sẽ xuất hiện sự trượt bên ở một trong hai bánh xe. Tuy nhiên, nếu đòn cam lái nghiêng đi so với đường tâm xe, các bánh xe bên phải và bên trái sẽ có góc quay khác nhau ( = ), nên chúng có thể điều chỉnh để có bán kính quay khác nhau (r1 > r2) để quay quanh cùng một tâm (O), nhờ thế mà có được góc lái đúng. Các cơ cấu chính của hệ thống lái Cơ cấu hấp thụ va đập Khi bị đâm xe người lái thường có xu hướng lao người về phía trước do quán tính lớn. Vậy nên rất dễ gây thương tích do đập người hoặc đầu vào vô lăng. Chính vì lý do này mà các nhà sản xuất đã nghĩ ra cách để giảm thiểu khả năng gây thương tích cho người lái bằng nhiều cách như lắp túi khí trên vô lăng hay chế tạo vô lăng với cơ cấu hấp thụ va đập trên trục lái chính. Cơ cấu này có thể tránh gây thương tích cho người lái bằng hai cách: gãy tại thời điểm xe bị đâm (va đập sơ cấp); và giảm va đập
thứ cấp tác động lên cơ thể người lái khi cơ thể người lái bị xô vào vô lăng do quán tính. Trục lái hấp thụ va đập hiện nay thường có một số loại như sau: - Kiểu giá đỡ uốn - Kiểu bi - Kiểu cao su silicon - Kiểu ăn khớp - Kiểu ống sếp Trong bài này, chúng tôi sẽ đề cập đến hoạt động của kiểu giá đỡ uốn cong. Cơ cấu hấp thụ va đập bao gồm một giá đỡ phía dưới, giá đỡ dễ vỡ, trục trung gian và tấm hấp thụ va đập. Trục lái được thiết kế để hấp thu va đập theo phương hướng trục, lắp với thanh tăng cứng bảng táp lô thông qua giá đỡ phía dưới và giá đỡ dễ vỡ. Trục lái và hộp cơ cấu lái được nối với trục trung gian.
Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch khi xe bị va đập (gọi là va đập sơ cấp) thì trục trung gian co lại, do đó làm giảm khả năng trục lái và vô lăng nhô lên trong buồng lái. Khi
một lực va đập được truyền vào vô lăng trong sự cố đâm xe (va đập thứ cấp) thì cơ cấu hấp thụ va đập và túi khí của người lái giúp hấp thu va đập. Hơn nữa, giá đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía dưới tách ra làm cho toàn bộ trục lái đổ về phía trước. Lúc này tấm hấp thụ va đập bị biến dạng để giúp hấp thu tác động của va đập thứ cấp. Cơ cấu khoá tay lái Để chống trộm xe, ở nhiều dòng xe cao cấp trang bị các thiết bị có khả năng vô hiệu hoá việc di chuyển như còi báo, khoá thông minh, ngắt nhiên liệu tự động hoặc cơ cấu khoá tay lái. Trong bài này chúng tôi muốn đề cập đến cơ cấu khoá tay lái lắp trong một số loại xe. Cơ cấu này hoạt động bằng cách cách khoá trục lái chính vào ống trục lái khi rút chìa khoá điện. Thường có hai loại: ổ khoá điện loại ấn hoặc ổ khoá điện loại nút bấm. Ta sẽ đi sâu tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của loại ổ khoá điện loại ấn. Tạm chia thành 5 bước như sau: - Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hoặc ON thì cữ chặn khoá và thanh khoá bị cam của trục cam đẩy sang phải. Cần nhả khoá sẽ tụt vào rãnh trong cữ chặn khoá, ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái, do vậy ngăn việc khoá vô lăng trong khi xe đang chạy.
- Khi chìa khoá điện chuyển từ vị trí ON sang ACC (tắt động cơ) thì cần nhả khoá sẽ đập vào mép trái của rãnh trong cữ chặn khoá, ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái (và do vậy ngăn việc khoá vô lăng).
- Chừng nào mà chìa khoá điện không bị ấn vào trong khi khoá đang ở vị trí ACC, tấm đẩy sẽ bị lò xo phản hồi của rô to ổ khoá đẩy ra ngoài. Do đó, tấm chặn nhô ra ngoài và va vào thân khoá ngăn rô to và chìa khoá điện xoay về vị trí khoá.
- Khi ta ấn chìa khoá vào trong khi ở vị trí ACC, rô to và tấm đẩy cũng bị đẩy vào. Phần trên của tấm chặn sẽ nhô lên vách chéo của rãnh trong tấm đẩy và phần thấp hơn của tấm đẩy chuyển động vào trong trục cam. Chìa khoá điện, tấm đẩy và trục cam sẽ tự do xoay theo một khối thống nhất từ vị trí ACC tới vị trí LOCK. Tuy nhiên do đầu của cần nhả khoá vẫn bị chìa khoá giữ xuống, cữ chặn khoá và thanh khoá không thể dịch chuyển được sang trái.
- Khi rút chìa khoá điện ra khỏi rô to, cần nhả khoá tách ra khỏi (dịch chuyển lên) cữ chặn khoá, và thanh khoá sẽ chui vào rãnh trục lái chính và khoá trục lái chính.
Cơ cấu tay lái nghiêng. Để thích hợp với vị trí lái của người lái xe, các loại xe hiện nay thường trang bị cho hệ thống lái khả năng thay đổi góc nghiêng. Cơ cấu tay lái nghiêng được phân loại thành loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới. Sau đây, chúng tôi sẽ trình bày về loại điểm tựa dưới.
Cấu tạo cơ bản của cơ cấu này bao gồm một cặp cữ chặn nghiêng, bulông khoá nghiêng, giá đỡ kiểu dễ vỡ, cần nghiêng v.v Các cữ chặn nghiêng xoay đồng thời với cần nghiêng. Khi cần nghiêng ở vị trí khoá, đỉnh của các cữ chặn nghiêng được nâng lên và đẩy sát vào giá đỡ dễ vỡ và gá nghiêng, khoá chặt giá đỡ dễ vỡ và bộ gá nghiêng. Mặt khác, khi cần gạt nghiêng được chuyển sang vị trí tự do thì sẽ loại bỏ sự chệnh lệch độ cao của các cữ chặn nghiêng và có thể điều chỉnh trục lái theo hướng thẳng đứng. Hộp số tự động và bộ truyền động (tiếp theo) Phần II: Nguyên lý vận hành của bộ truyền bánh răng hành tinh
Các phanh (B1, B2 và B3) Các phanh này được chia làm 02 loại theo kiểu phần tử cố định phanh gồm có: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho phanh B2 và B3. Ngoài ra trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho phanh B1. Phanh kiểu dải B1 Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Pít tông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Người ta bố trí các cần đẩy pít tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh. Khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía trái trong xi lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với pít tông và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên
đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển động được. Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít tông và cần đẩy pít tông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài ra, lò xo trong có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh. Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)
Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moay-ơ B3 của cần dẫn sau. Moay-ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Các phanh kiểu đĩa ướt hoạt động ra sao? Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh. Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép khác nhau
tuỳ theo kiểu hộp số tự động. Thậm trí trong các hộp số tự động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát cũng có thể khác nhau tuỳ thuộc vào động cơ được lắp với hộp số. Ly hợp (C1 và C2) C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp số tiến. Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của ly hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của ly hợp số truyền thẳng. Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của ly hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của ly hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống ly hợp truyền thẳng. Tang trống ly hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau.
Khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh và ép các đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là ly hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao, và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao. Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực ly tâm tác động lên nó,và dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua van một chiều. Kết quả là, nhờ lực đẩy của lò xo ly hợp trở lại vị trí cũ, ly hợp được nhả ra. Trong cơ cấu của một ly hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực ly tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả ly hợp, người ta bố trí một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào ly hợp cần có thời gian để dầu điền đầy buồng áp suất dầu của pít tông. Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng áp suất thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực. Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực ly tâm tương đương sẽ tác động, làm triệt tiêu lực ly tâm tác động lên bản thân pít tông. Vì vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy. Khớp một chiều (F1 và F2)
Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1 và F2 là không cần thiết. Chỉ cần C1, C2, B1 và B3 là đủ. Nhưng rất khó thực hiện việc áp suất thuỷ lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thuỷ lực vận hành để nhả ly hợp. Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thuỷ lực lên một phần tử. Nghĩa là, chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm. Những hình ảnh dưới đây sẽ giải thích cho chúng ta hoạt động của mỗi số bằng sơ đồ nguyên lý.
(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. (2) Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ. (3) Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau. (4) Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. (1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cảu bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. (2) Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau. (3) Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ.
(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. (2) Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quay với nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay với cùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp. (1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. (2) ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim đồng hồ. Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì ly hợp số tiến (C1) và ly hợp truyền thẳng (C2) không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫn động bộ vi sai. Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe chuyển động. Hộp số tự động và bộ truyền động
Phần I: Trong xe hơi, bên cạnh hộp số thường khá phổ biến, các nhà sản xuất còn chế tạo hộp số tự động với những tính năng và ưu điểm vượt trội so với loại hộp số thường như chuyển số êm ái nhẹ nhàng hơn, tiết kiệm nhiên liệu, cải thiện khả năng tăng tốc Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga. Trong hộp số tự động, việc chuyển số hay ăn khớp giữa các bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT (Hộp số điều khiển điện tử) và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô ( bộ chuyển đổi momen) bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ lực để duy trì điếu kiện lái tối ưu thông qua các tín hiệu từ các cảm biến và các công tắc lắp trên động cơ và hộp số tự động. Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn. Các loại hộp số tự động. Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hộp số được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong, còn các hộp số của xe FR thì có bộ dẫn động cuối
cùng lắp bên ngoài. Loại hộp số tự động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động. Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối cùng được bố trí trong cùng một vỏ hộp. Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc (bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai. Một hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) gồm các bộ phận sau: - Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra. - Bộ truyền động bánh răng hành tinh: Để để điều khiển việc chuyển số như giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc, và vị trí số trung gian.
- Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm. - Các ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu. Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU. ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác định, từ đó điều khiển áp suất dầu thuỷ lực. Ngoài ra cón có loại hộp số tự động thuần thuỷ lực. Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như của ECT. Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh. Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp và phanh. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các li hợp và phanh. Các ly hợp và phanh này đóng vai trò là các bộ phận nối và ngắt công suất. Những cụm bánh răng
này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian. C1, C2 - Các ly hợp B1, B2, B3 - Các phanh F1, F2 - Các khớp 1 chiều Cấu tạo. Bộ truyền bánh răng hành tinh có các phần chính: bánh răng bao, bánh răng hành tinh, cần dẫn và bánh răng mặt trời. Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh. Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh. Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh.
Nguyên lý Bộ truyền bánh răng hành tinh thay đổi tốc độ truyền động và chiều quay bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định để giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều hoặc truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành. Sau đây ta có thể diễn giải lần lượt từng hoạt động đó như sau: Giảm tốc: Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay xung quanh bánh răng mặt trời. Do đó trục đầu ra giảm tốc độ quay so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh. Quan sát hình vẽ trên độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay lớn hay nhỏ và chiều rộng của mũi tên tướng ứng với độ lớn của mômen. Tăng tốc:
Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. Dẫn động trực tiếp:
Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn (đầu ra) cũng quay với cùng tốc độ đó. Kết quả là động lực được truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành thông qua cần dẫn. Ta nhận thấy ở đây mômen không thay đổi độ lớn từ đầu vào cho đến đầu ra. Đảo chiều quay: Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao nhờ các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó và hướng quay được đảo chiều. Đầu ra nối trực tiếp vào bánh răng bao kết quả là bộ phận chấp hành quay ngược chiều so với trước. Mômen đầu ra thay đổi lớn hơn so với đầu vào. Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi momen Nếu bạn đã biết qua về hộp số cơ, bạn sẽ biết rằng một động cơ được nối với hộp số qua một bộ ly hợp. Nếu không có sự kết nối này, một chiếc xe sẽ không thể dừng lại hẳn nếu không làm hư hại động cơ. Tuy nhiên, những chiếc xe có hộp số tự động thì không có khớp ly hợp để ngắt tách hộp số ra khỏi động cơ. Thay vào đó, chúng sử dụng một thiết bị có tên gọi là bộ chuyển đổi momen (bộ biến mô). Trông nó có vẻ không được bắt mắt lắm (tròn như quả bí, và đây cũng là tên gọi phổ biến của các kỹ thuật viên) nhưng bên trong nó lại là cả một chuỗi những điều thú vị.
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu tại sao những chiếc xe có hộp số tự động lại cần phải có một bộ chuyển đổi momen, chúng hoạt động như thế nào và ưu điểm cũng như nhược điểm của chúng là gì? Nguyên lý cơ bản Cũng giống như những chiếc xe dùng hộp số cơ, những chiếc sử dụng hộp số tự động cần phải có cách để cho động cơ vẫn quay trong khi những chiếc bánh xe và bánh răng trong hộp số chuyển động tới vị trí dừng. Những chiếc xe có hộp số cơ dùng một khớp ly hợp để tách hoàn toàn động cơ ra khỏi hộp số. Những chiếc xe có hộp số tự động dùng bộ chuyển đổi momen. Bộ chuyển đổi momen là một loại khớp nối dầu, cho phép động cơ quay có phần độc lập với hộp số. Nếu động cơ đang ở vòng tua thấp, như khi xe đang ở chế độ không tải hoặc chuẩn bị dừng xe, lượng momen xoắn đi qua bộ chuyển đổi momen rất nhỏ, do đó, giữ cho xe đứng yên chỉ cần một áp lực nhẹ trên peđan phanh. Nếu bạn định dậm lên peđan ga khi chiếc xe đang dừng thì xe sẽ lập tức chuyển động về phía trước ngay, khi đó nếu muốn xe dừng xe thì chuyển chân từ bàn đạp ga sang vị trí bàn đạp phanh. Điều này có thể giải thích như sau: khi bạn dậm lên chân ga, máy tăng tốc và bơm thêm dầu vào bộ chuyển đổi momen, làm cho nhiều momen xoắn được truyền tới 4 bánh xe hơn.
Cấu tạo bộ chuyển đổi momen Như hình vẽ bên dưới, cấu tạo của bộ chuyển đổi momen, ngoài hộp vỏ còn 4 phần chính như sau: - Bơm - Tuabin - Stato - Dầu hộp số Hộp vỏ của bộ chuyển đổi momen được gắn với một bánh đà của động cơ, nó quay theo tốc độ động cơ. Các cạnh bên cấu thành bơm của bộ chuyển đổi momen được gắn liền với hộp vỏ, do đó, chúng cũng quay theo tốc độ quay của động cơ. Nhìn vào mặt cắt bên dưới, ta có thể thấy các bộ phận bên trong bộ chuyển đổi momen được nối với nhau như thế nào.
Các bộ phận của bộ chuyển đổi momen nối với hộp số và động cơ bằng cách nào? Bơm bên trong bộ chuyển đổi momen là một loại bơm li tâm. Khi nó quay, dầu văng ra bên ngoài, giống như vòng quay của một máy giặt làm văng nước và quần áo hướng ra bên ngoài thành máy giặt. Khi dầu văng ra phía ngoài, chân không được tạo ra để hút nhiều dầu vào giữa. Phần bơm của bộ chuyển đổi momen được gắn vào hộp vỏ.
Sau đó, dầu đi vào các lá tuabin được nối với hộp số. Tuabin làm cho hộp số quay, đây chính là yếu tố cơ bản làm cho chiếc xe của bạn chuyển động. Bạn có thể thấy trong hình bên dưới các lá tuabin được uốn cong. Điều này có nghĩa là dầu đi vào tuabin từ bên ngoài và nó phải thay đổi hướng trước khi đi ra khỏi tâm tuabin. Chính sự thay đổi hướng này đã làm cho tuabin quay. Tuabin của bộ chuyển đổi momen Để thay đổi hướng chuyển động của một vật, bạn phải tác động một lực lên vật đó - -Sẽ chẳng có gì khác nhau nếu vật đó là một chiếc ô tô hay một giọt dầu. Và bất kể bạn dùng cái gì để tác động một lực làm vật đó chuyển động bạn cũng sẽ cảm nhận được một lực nhưng theo chiều ngược lại. Do đó, khi tuabin làm cho dầu chuyển hướng thì ngược lại, dầu làm cho tuabin quay. Dầu ra khỏi tuabin ở chính giữa tâm tuabin, chuyển động theo một hướng khác so với khi nó đi vào tuabin. Nếu nhìn vào mũi tên ở hình vẽ bên trên, bạn có thể thấy rằng dầu đi ra khỏi tuabin theo hướng chuyển động ngược với hướng quay của bơm (và động cơ). Nếu dầu đi đến bơm, nó sẽ làm cho động cơ quay chậm lại, gây hao phí công. Điều này lý giải vì sao bộ chuyển đổi momen cần có một stato.
Stato của bộ chuyển đổi momen Stato nằm ở chính giữa tâm của bộ chuyển đổi momen. Nhiệm vụ của nó là dẫn hướng cho dầu quay ngược trở lại từ tuabin trước khi nó chảy đến bơm một lần nữa. Việc này làm tăng hiệu suất của bộ chuyển đổi momen rất nhanh. Stato có thiết kế các lá đặc biệt gần như làm chuyển đổi hoàn toàn hướng đi của dầu. Khớp ly hợp một chiều (bên trong stato) nối stato với một trục cố định trong hộp số (hướng mà khớp ly hợp làm cho stato quay được chú thích trong hình vẽ trên đây). Do bố trí như vậy, stato không thể quay khi có dầu - - nó chỉ có thể quay theo chiều ngược lại, buộc dầu phải thay đổi hướng khi nó chạm vào các lá stato. Khi chiếc xe bắt đầu chuyển động, sẽ xảy ra một số vấn đề nhỏ. Tại một thời điểm, khoảng 40 dặm/h (64 km/h), lúc này, cả bơm và tuabin đều quay với một vận tốc gần bằng nhau (bơm luôn quay nhanh hơn một chút). Và cũng tại thời điểm này, dầu quay trở lại từ tuabin, đi vào bơm, chuyển động cùng chiều với bơm, do đó, không cần đến stato.
Mặc dù tuabin làm thay đổi hướng chuyển động của dầu và làm cho nó văng ra phía sau, dầu vẫn dừng chuyển động theo hướng tuabin đang quay vì tuabin đang quay theo một hướng nhanh hơn dầu được bơm theo một hướng khác. Nếu bạn đang đứng sau một chiếc Pickup chuyển động với tốc độ 60 dặm/h, và bạn ném một quả bóng về đằng sau của chiếc Pickup đó với tốc độ 40 dặm/h, quả bóng vẫn sẽ chuyển động về phía trước với tốc độ 20 dặm/h. Điều này tương tự những gì diễn ra trong tuabin: Dầu bị văng ra phía sau theo một hướng, nhưng không nhanh bằng khi nó bắt đầu chuyển động theo chiều ngược lại. Với các mức tốc độ như vậy, dầu sẽ đập vào các phần sau của các lá stato, làm cho stato quay tự do trên khớp ly hợp một chiều của nó, do đó, nó không gây cản trở cho dầu khi đi qua nó. Ưu điểm và nhược điểm Bên cạnh nhiệm vụ quan trọng là làm cho chiếc xe của bạn dừng hẳn lại mà không chết máy, bộ chuyển đổi momen tạo ra nhiều momen xoắn hơn cho chiếc xe trong những trường hợp cần dừng xe đột ngột (có tác dụng như phanh hãm). Các bộ chuyển đổi momen hiện đại có khả năng tăng momen xoắn cho động cơ gấp 2 hoặc 3 lần. Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi động cơ quay nhanh hơn rất nhiều so với hộp số. Ở tốc độ cao, lúc này hộp số và động cơ chuyển động với một vận tốc gần bằng nhau. Tuy nhiên, về mặt lý tưởng, hộp số cần chuyển động với tốc độ chính xác bằng tốc độ của động cơ vì vận tốc khác nhau sẽ gây hao phí công. Đây là một phần nguyên nhân vì sao những chiếc ô tô dùng hộp số tự động tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn những chiếc xe sử dụng hộp số cơ. Nhiên liệu và buồng đốt của FEV Từ khi thành lập năm 1978, FEV (FEV do giáo sư Franz Pischinger người Đức thành lập năm 1978, chuyên nghiên cứu và phát triển các động cơ đốt trong) đã có rất nhiều chương trình phát triển và nghiên cứu hiệu quả về các quá trình của loại buồng đốt diesel mới và sử dụng các nhiên liệu thay thế như DME, RME, methanol, ethanol, nhiều loại nhiên liệu hỗn hợp cồn-diesel, nhiên liệu sinh học như dầu lấy từ hạt cải dầu và nhiên liệu nước nhũ hóa.
Trong đó, sự phát triển hệ thống buồng đốt công suất cao cho động cơ xăng được FEV đặc biệt chú ý. Các quá trình đốt thay thế Buồng đốt diesel mới của FEV có đặc điểm là mặt máy được đặt nghiêng, giống như một mẫu buồng đốt xăng cũng do FEV phát triển, đáp ứng các yêu cầu về động cơ trong tương lai như quy định khí thải, nhu cầu công suất của khách hàng và tối ưu hoá chi phí sản xuất. Đặc điểm này đánh dấu một quá trình đốt cải tiến được tạo ra bằng áp suất khí nạp cao, vận hàng gọn nhẹ và kiểu kim phun với nhiều lỗ phun. Trong mẫu động cơ mới này, hiệu quả đốt vẫn được duy trì bằng việc điều khiển thời điểm phun theo kiểu động cơ diezen truyền thống. Ngoài hiệu quả giảm khí thải, hệ thống này còn tạo được công suất tối đa nhất. Hơn nữa, với thiết kế mặt máy có cấu trúc buồng đốt mới còn tạo ra áp suất tối đa cho động cơ. Qua một thời gian dài nghiên cứu và phát triển hệ thống buồng đốt cho động cơ xăng và diesel, hệ thống này có thể được coi là bước đệm để kết hợp hai kiểu buồng đốt trên cùng một động cơ.
Ngoài cách bố trí truyền thống, FEV tiến hành nghiên áp dụng một dạng kim phun được bố trí nhiều lỗ phun. Mục tiêu nghiên cứu là để kết hợp hiệu quả của đường kính vòi phun nhỏ (hỗn hợp nhiên liệu dạng giọt) và đường kính vòi phun truyền thống (phun sương mù). Ví dụ điển hình của hệ thống đốt này là vòi phun được sắp xếp theo hai cấp, tạo thông số phụ cho hệ thống vòi phun. Tiến hành các thí nghiệm chính xác để tối ưu hoá hệ thống đốt này sẽ tốn nhiều thời gian, vì vậy, FEV đã sử sụng các dụng cụ mô phỏng hiện đại nhất. Đầu tiên, kết quả thu được với cấu hình vòi tối ưu đã cho thấy khả năng tận dụng không khí tuyệt vời, tạo điện thế đáng kể để cải thiện cân bằng Nox-PM.
Hiện nay, nhiên liệu sinh học đóng một vai trò quan trọng trong một số thị trường nhất định như nông nghiệp, giao thông công cộng trong thành phố và các lĩnh vực sinh học. Việc sử dụng loại nhiên liệu này cho quá trình đốt diesel truyền thống đòi hỏi phải có sự tương thích tối ưu giữa hệ thống phun nhiên liệu và quá trình đốt. Bên cạnh đó, giảm NOx là yêu cầu quan trọng của mẫu động cơ diezen. Do vậy kiểu phun dạng giọt hay sương mù đều luôn luôn là mối quan tâm của các nhà thiết kế động cơ. Hiện nay, FEV có thể hỗ trợ các giải pháp công nghệ về sử dụng hệ thống kiểu phun dạng giọt hay sương mù cho khách hàng. Ngoài ra, FEV cũng cung cấp các giải pháp khả thi cho các yêu cầu cụ thể và các vấn đề với nhiên liệu hoá lỏng. FEV luôn tham gia phát triển hệ thống đốt trong của động cơ xăng. Do có chất lượng khí xả tuyệt vời nên động cơ xăng thường được áp dụng cho hệ thống động cơ tĩnh và động cơ ô tô để bảo vệ môi trường. Nhờ các chương trình phát triển và nghiên cứu lâu dài cùng kiến thức chuyên môn trong rất nhiều dự án phát triển động cơ, FEV đã có đóng góp lớn trong việc phát triển động cơ xăng. Ngoài hệ thống tiền khoang đốt cho động cơ đường kính lớn, FEV còn phát triển một hệ thống đốt công suất cao hoàn toàn mới và đặt tên là hệ thống hỗ trợ buồng đốt (Advanced Turbulence Assisted Combustion). Buồng đốt mới này sẽ có khả năng cung cấp công suất tối đa tượng tự như động cơ diesel nhưng vẫn đạt mức khí xả cực thấp.
Để diễn tả khái niệm về hệ thống này, FEV đã tạo một động cơ thử nghiệm với kim phun Micro-Pilot, sử dụng một hệ thống phun nhiên liệu tích áp. Đây là động cơ 6 xi lanh siêu nạp và tự làm mát. Không giống như hai loại động cơ nhiên liệu truyền thống, mức khí xả của động cơ này trong trạng thái hoạt động ổn định đã đạt dưới mức tiêu chuẩn Euro V (tiêu chuẩn này sẽ được áp dụng từ năm 2008) ngoại trừ khí methane. Không giống động cơ SI truyền thống, mức tiêu thụ nhiên liệu chỉ phù hợp với động cơ diesel hiện đại. Không lâu nữa, động cơ diesel thể tích lớn cho các hệ thống tĩnh, xe lửa, tàu biển sẽ phải phù hợp với tiêu chuẩn giảm khí thải áp dụng cho động cơ diesel siêu tốc độ. Để hỗ trợ tốt nhất cho khách hàng, FEV đã phát triển một động cơ thử nghiệm một xi lanh có thể tích lớn. Động cơ thử nghiệm này sẽ đáp ứng nhu cầu nghiên cứu các công nghệ đốt tiên tiến có thể tích lớn, đảm bảo tốt hai yếu tố: tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Sự khác biệt giữa xăng, dầu hoả, dầu diesel “Dầu thô” được bơm lên từ trong lòng đất, là một chất lỏng đen gọi là dầu mỏ. Chất lỏng này có chứa hydro-các bon aliphatic, hoặc hydro-các bon mà thành phần chỉ có hydro và các bon. Nguyên tử các bon liên kết với nhau theo dạng chuỗi có độ dài khác nhau. Phân tử CH4
Phân tử C2H6 Các phân tử hydro-cácbon với độ dài khác nhau có các thuộc tính và hoạt động khác nhau. Ví dụ, một chuỗi chỉ có một phân tử cácbon trong cấu trúc (CH4) là chuỗi nhẹ nhất, như metan. Metan là một chất khí nhẹ, nó lơ lửng giống như khí hêli. Các chuỗi hydro-cácbon càng dài, chúng càng nặng. 4 chuỗi đầu tiên – CH4 (mêtan), C2H6 (êtan), C3H8 (propan) và C4H10 (butan) – đều là chất khí, và chúng Phân tử C3H8 có nhiệt độ sôi lần lượt là -161, -88, -46, -1 độ F (tương đương -107, -67, -43, và -18 độ C). Các chuỗi có cấu trúc C18H32 hoặc hơn, là các chất khí tại mức nhiệt độ trong phòng, và các chuỗi trên C19 là chất rắn tại mức nhiệt độ trong phòng. Độ dài các chuỗi khác nhau có các điểm sôi tăng dần, vì vậy, chúng được phân loại nhờ quá trình chưng cất, đây là những gì diễn ra trong một quá trình lọc dầu – dầu thô được đun nóng, các chuỗi khác nhau được tách ra nhờ nhiệt độ làm bay hơi. Các chuỗi trong phạm vi C5, C6 và C7 là rất nhẹ, dễ dàng bay hơi, các chất lỏng sáng được gọi là naphtha. Chúng được dùng làm hoá chất dung môi – các chất lỏng làm sạch khô, sơn và các sản phẩm làm khô nhanh đều được chế tạo từ chất này. Phân tử C4H10 Các chuỗi có cấu trúc từ C7H16 tới C11H24 được hòa trộn với nhau và dùng để tạo ra xăng. Tất cả các chất này bay hơi ở mức nhiệt độ thấp hơn điểm sôi của nước. Đó là nguyên nhân tại sao khi ta làm rớt xăng xuống đất, nó bốc hơi rất nhanh. Tiếp đến là dầu hoả, có cấu trúc từ C12 tới C15, rồi đến diesel và nhiên liệu nặng (giống như dầu đốt dùng trong sinh hoạt hàng ngày). Tiếp theo là dầu bôi trơn. Tại mức nhiệt độ thường thì những loại dầu này không bốc hơi được. Ví dụ, dầu động cơ có thể chạy cả ngày tại mức nhiệt độ 250 độ F (121 độ C) mà không bốc hơn một tí nào. Dầu bôi trơn có nhiều dạng, từ loại rất nhẹ (giống như dầu 3 trong 1), đến các loại dầu nặng dùng cho ô tô, tiếp đến là các loại dầu rất nặng dùng để bôi trơn bánh răng và sau đó là mỡ dạng bánh rắn. Các chuỗi có cấu trúc từ C20 trở lên là chất rắn, loại nhẹ nhất là sáp parafin, tiếp đến là nhựa đường và cuối cùng là nhựa đường (bitum), được dùng để làm nhựa rải đường. Tất cả những chất này đều được chế từ dầu thô.Sự khác biệt duy nhất của các sản phẩm dầu chính là chiều dài của các chuỗi cácbon. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống làm mát ôtô Mặc dù các động cơ xăng đã có những cải tiến đáng kể, nhưng hiệu suất chuyển đổi cơ năng thành điện năng vẫn không cao. Phần lớn năng lượng trong xăng (khoảng 70%) được chuyển thành nhiệt, và nhiệm vụ của hệ thống làm mát là phải xử lý lượng nhiệt này. Trên thực tế, hệ thống làm mát trên một chiếc xe khi chạy trên đường cao tốc có thể tản một lượng nhiệt đủ để sưởi ấm cho cả 2 tòa nhà cỡ trung
bình. Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống làm mát là tản nhiệt từ động cơ ra ngoài môi trường, ngoài ra hệ thống làm mát còn có một vài nhiệm vụ quan trọng khác. Động cơ trong xe của bạn chỉ có thể hoạt động tốt nhất tại mức nhiệt độ cao vừa phải. Khi động cơ bị lạnh, các bộ phận bị mòn nhanh hơn, hiệu suất hoạt động của động cơ thấp và động cơ xả nhiều khói hơn. Vì vậy, một nhiệm vụ quan trọng nữa của hệ thống làm mát là cho phép động cơ tăng nhiệt rất nhanh và giữ động cơ ở mức nhiệt độ ổn định. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các bộ phận cấu thành hệ thống làm mát ô tô và nguyên tắc hoạt động của nó. Trước tiên, chúng ta hãy cùng xem qua một vài nguyên lý cơ bản. Nguyên lý cơ bản Bên trong động cơ ô tô, nhiên liệu luôn cháy. Trong kỳ cháy, một lượng nhiệt lớn thoát ra ngoài qua ống xả, nhưng một lượng nhiệt nhỏ tản ra ngoài qua động cơ, làm nóng động cơ. Động cơ hoạt động tốt nhất khi nhiệt độ nước làm mát là khoảng 200oF (93oC). Ở nhiệt độ này: Khoang cháy đủ nóng để làm cho nhiên liệu hóa hơi, tăng hiệu suất của kỳ cháy và giảm khí thải. Dầu bôi trơn động cơ có độ nhớt thấp (mỏng hơn), do đó, các bộ phận của động cơ chuyển động tự do hơn và động cơ không bị mất nhiều công suất khi các bộ phận của nó chuyển động. Các bộ phận bằng kim loại ít bị hao mòn. Có 2 loại hệ thống làm mát: làm mát bằng nước và làm mát bằng khí. Hệ thống làm mát bằng nước Nước di chuyển một vòng quanh các ống và đường dẫn trong động cơ. Khi nước di chuyển qua động cơ nóng, nó hút nhiệt và làm mát động cơ. Sau khi nước rút ra khỏi động cơ, nó di chuyển qua két nước. Két nước làm nhiệm vụ tản nhiệt từ nước thành dạng khí thoát ra ngoài môi trường. Hệ thống làm mát bằng khí Hiện nay, có một vài loại xe cổ và xe hiện đại được lắp hệ thống làm mát này. Thay vì dùng nước để làm mát, lốc máy được bọc trong các lá nhôm làm nhiệm vụ dẫn
nhiệt từ xilanh ra ngoài. Ngoài ra, quạt tản nhiệt làm nhiệm vụ thổi khí nóng ra ngoài qua các lá nhôm này, làm mát động cơ. Ống dẫn Hệ thống làm mát trong xe của bạn có rất nhiều ống dẫn. Chúng ta sẽ bắt đầu với BƠM và thực hiện một hành trình qua hệ thống, và trong các phần tiếp theo chúng ta sẽ xem xét chi tiết từng bộ phận của hệ thống làm mát. Bơm đẩy nước vào lốc máy, ở đây, nước đi theo các đường ống quanh xilanh trong động cơ. Sau đó, nước di chuyển qua xilanh để quay ngược trở lại mặt máy. Van hằng nhiệt được đặt ở nơi nước rời khỏi động cơ. Nếu van hằng nhiệt đóng, hệ thống ống dẫn quanh van hằng nhiệt đẩy nước quay ngược trở lại bơm trực tiếp. Nếu van hằng nhiệt mở, nước đi qua két nước trước rồi mới quay trở lại bơm. Đồng thời có một mạch riêng dành cho hệ thống sưởi ấm. Mạch này hút nước từ mặt xilanh và đẩy nước qua cuộn sưởi rồi quay trở lại bơm. Đối với những ô tô lắp hộp số tự động thường có một đường riêng để làm mát dầu chuyển số được lắp trong két nước. Dầu được bơm từ hộp số qua thiết bị tản nhiệt (két) thứ 2 nằm bên trong bộ tản nhiệt. Chất lỏng Ô tô hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ rộng, từ mức nhiệt độ cực thấp tới trên 100oF (38oC). Do vậy, chất lỏng nào được dùng để làm mát động cơ cũng phải có một điểm đóng băng và một điểm sôi nhất định, và có khả năng giữ nhiệt tốt. Nước là một trong những chất lỏng giữ nhiệt tốt nhất, nhưng nước lại bị đóng băng ở một nhiệt độ, vì vậy có thể ảnh hưởng đến quá trình sử dụng trong các động cơ ô tô. Để khắc phục vấn đề này, chất lỏng mà hầu hết các ô tô thường dùng là hỗn hợp nước và êtylen glycôn (C2H6O2), còn gọi là chất chống đóng băng. Thêm êtylen glycôn vào nước, điểm sôi và điểm đóng băng được cải tiến đáng kể. Nước sạch 50/50 C2H6O2/Nước 70/30 C2H6O2/Nước 70/30 Điểm đóng băng: 0oC/32oC -37oC/-35oC -55oC/-67oF Điểm sôi: 100oC/212oC 106oC/223oF 113oC/235oF Nhiệt độ của nước làm mát đôi khi lên tới 250-275 oF (121-135oC). Ngay cả khi thêm chất êtylen glycôn thì các mức nhiệt độ này cũng sẽ làm nước làm mát sôi, vì vậy, ta cần thêm một phụ chất nào đó để làm tăng điểm sôi. Hệ thống làm mát dùng áp suất để làm tăng điểm sôi của nước làm mát. Cũng như nhiệt độ sôi của nước trong nồi hơi là cao hơn, nhiệt độ của nước làm mát là cao hơn nếu bạn tạo áp suất cho hệ thống. Hầu hết các xe đều có một mức áp suất giới hạn từ 14 tới 15 psi, làm nhiệt độ sôi tăng lên 45 oF (25oC) do đó, nước làm mát có thể chịu được nhiệt độ rất cao. Bơm nước Bơm nước là một loại bơm li tâm đơn giản hoạt động bằng một dây đai nối với trục khuỷu của động cơ. Khi động cơ hoạt động, nước sẽ chuyển động theo một vòng tròn. Bơm nước sử dụng lực li tâm để đẩy nước hướng ra ngoài khi động cơ quay, làm cho nước liên tục bắn ra từ tâm máy. Ống nạp của bơm được đặt gần tâm máy do đó, dòng nước quay trở lại từ két nước đập vào các cánh tuabin. Các cánh tuabin này đẩy nước hướng ra ngoài bơm, ở đó, nước lại đi vào trong động cơ.
Trước tiên, nước rời khỏi bơm, di chuyển qua lốc máy và mặt xilanh, sau đó đi vào két nước và cuối cùng quay trở lại bơm. Động cơ Lốc máy và mặt xilanh có nhiều đường dẫn nước. Những đường dẫn này cho phép nước làm mát di chuyển tới những vùng quan trọng nhất của động cơ. Nhiệt độ trong khoang cháy của động cơ có thể lên tới 4500 oF (2500oC), vì vậy, việc làm mát những vùng quanh xilanh là rất quan trọng. Những vùng quanh van xả càng đặc biệt quan trọng hơn, và hầu hết tất cả các khoảng không bên trong mặt xilanh quanh các van không mấy quan trọng nhưng vẫn cần được làm mát. Nếu động cơ lâu không được làm mát thì động cơ sẽ bị kẹt. Khi đó, thì kim loại cũng đã đủ nóng để pittông dính chặt vào xilanh. Tóm lại, nếu không làm mát động cơ thì nó sẽ bị hư hại rất nhanh chóng. Một trong những cách tốt nhất để hạn chế nhu cầu làm mát động cơ là hạn chế lượng nhiệt truyền từ khoang cháy sang các chi tiết kim loại khác của động cơ. Để làm được việc này, thường người ta lót một lớp gốm mỏng ở bên dưới mặt xilanh. Gốm là một chất cách nhiệt rất tốt, nhờ đó, lượng nhiệt truyền tới các chi tiết kim loại sẽ giảm đi, còn lượng nhiệt thoát ra ngoài qua ống xả nhiều hơn. Két nước Két nước là một thiết bị dùng để tản nhiệt ra ngoài môi trường. Sau khi nước làm mát hoàn thành nhiệm vụ làm mát động cơ thì bản thân nó sẽ bị nóng lên, sau đó, đi qua bộ tản nhiệt và được làm mát trở lại bởi quạt tản nhiệt. Hầu hết các ô tô hiện đại sử dụng két nước bằng nhôm. Két nước được làm bằng cách cuốn những lá nhôm mỏng thành những ống nhôm. Dòng nước làm mát từ cửa nạp tới cửa xả qua nhiều ống gắn trên một đường song song. Những lá nhôm này dẫn nhiệt từ các ống và tản nhiệt ra ngoài qua két nước. Đối với một số thiết kế khác nhau, những ống này có gắn thêm một thiết bị khuấy, làm tăng chuyển động hỗn độn của dòng nước chảy qua ống. Nếu dòng nước chuyển động nhẹ nhàng qua ống thì chỉ có những phần nước chạm vào thành ống là được làm mát và những phần còn lại thì không. Lượng nhiệt từ nước tản ra thành ống khi nước chạy qua các ống đó phụ thuộc vào sự khác biệt về nhiệt độ của ống dẫn và dòng nước chạm vào nó. Do đó, lượng nước chạm vào thành ống tỏa nhiệt rất nhanh. Nhờ những chuyển động hỗn độn của chất lỏng trong ống dẫn, lượng nhiệt tản ra ngoài nhanh hơn, và toàn bộ chất lỏng trong ống dẫn lại tiếp tục chu trình làm mát một cách hiệu quả.
Mỗi bên của két nước có một bình đựng nước, bên trong bình đựng nước là một thiết bị làm mát hộp số. Dầu từ hộp số chảy vào két nước làm mát. Két nước làm mát hộp số trông giống một két nước nhỏ đặt trong một két nước lớn, thay vì tản nhiệt bằng không khí, dầu tản nhiệt bằng chất làm mát trong két nước. Nắp giữ áp suất Nắp két nước làm tăng điểm sôi của nước làm mát lên khoảng 45oF (25oC). Chiếc nắp đơn giản này hoạt động như thế nào? Cũng giống như cách két nước nhỏ làm tăng nhiệt độ sôi của nước. Trên thực tế, nắp giữ áp suất là một van xả áp suất, và trên các xe khác nhau thì mức áp suất đó được đặt ở mức chuẩn là 15 psi. Điểm sôi của nước tăng lên khi áp suất nước tăng lên. Mặt cắt của nắp két nước và bình đựng dầu Khi nhiệt độ nước trong hệ thống làm mát tăng lên, nước sẽ giãn nở, làm cho áp suất tăng lên. Nắp giữ áp suất là nơi duy nhất mà áp suất nước có thể thoát ra ngoài, vì vậy, việc thiết kế ren trên nắp quyết định áp suất tối ưu trong hệ thống làm mát. Khi áp suất ở mức 15 psi, áp suất đẩy van mở ra, cho chất làm mát thoát ra khỏi hệ thống làm mát. Chất làm mát chạy qua ống thoát nước ở dưới đáy bình nước. Thiết kế này làm cho không khí không thể lọt vào trong két nước được. Khi két nước trở lại mức nhiệt độ ban đầu, có một khoảng chân không được tạo ra trong hệ thống làm mát, đẩy van tải trọng kia mở ra, hút nước từ đáy két vào trong két để thay thế lượng nước đã được đẩy ra ngoài. Van hằng nhiệt Nhiệm vụ chính của van hằng nhiệt là làm cho nhiệt độ động cơ tăng nhanh, sau đó, giữ cho động cơ ở mức nhiệt độ ổn định. Nó điều khiển lượng nước chảy qua két nước. Ở mức nhiệt độ thấp, ống xả của két nước đóng hoàn toàn –toàn bộ nước làm mát lại quay vòng trở lại động cơ. Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên 180-195oF (82-91oC), van hằng nhiệt bắt đầu mở, để nước chạy qua két nước. Cùng thời điểm này, nước làm mát lên tới 200 đến 218oF (93-103oC), van hằng nhiệt mở hoàn toàn. Nếu có cơ hội thử nghiệm một lần thì van hằng nhiệt là cái đáng xem nhất vì những gì nó làm dường như là một điều khó có thể. Bạn có thể đặt một bình nước sôi lên một bếp lò. Khi nhiệt độ của bình tăng lên, nó làm van mở ra khoảng 1 inch (2.54 cm), rõ ràng là rất độc đáo! Nếu thích tự khám phá, bạn hãy đến một kho phụ tùng ô tô và mua một chiếc van để thử. Điều bí mật của van hằng nhiệt nằm ở chiếc xilanh nhỏ nằm về phía động cơ của thiết bị. Xilanh được đổ đầy sáp nến, tan chảy ở 180oF (các van hằng nhiệt khác nhau mở ở các nhiệt độ khác nhau nhưng chủ yếu là ở 180oF). Một thanh đẩy được nối với van cắm vào sáp nến này. Khi sáp nến tan chảy, nó giãn nở đáng kể, đẩy thanh đẩy đó ra khỏi xilanh và mở van. Nếu bạn đã đọc qua Nguyên tắc hoạt động của nhiệt kế và cũng thử thí nghiệm bằng một chai và một ống nhỏ, bạn sẽ được quan sát qui trình đó – bên cạnh việc giãn nở do nhiệt, sáp nến còn giãn nở một chút nữa vì nó đang chuyển đổi từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.
Công nghệ tương tự được sử dụng trong các van mở tự động của quạt thông khí nhà kính. Trong các thiết bị này, sáp nến tan chảy ở nhiệt độ thấp. Quạt làm mát Cũng giống như van hằng nhiệt, quạt làm mát cần được điều khiển sao cho nó cho phép động cơ luôn duy trì ở nhiệt độ ổn định. Những xe dẫn động bằng bánh trước được lắp quạt điện vì động cơ thường được lắp ngang nghĩa là công suất của động cơ hướng ra 2 bên xe. Quạt được điều khiển bằng công tắc hằng nhiệt hoặc bằng máy tính động cơ thông qua các cảm biến nhiệt, và những quạt này chỉ hoạt động khi nhiệt độ nước làm mát cao hơn mức định sẵn. Khi nào nhiệt độ thấp hơn mức định sẵn thì những quạt đó tự tắt. Những xe dẫn động bằng bánh sau với các động cơ đặt theo chiều dọc thường được lắp quạt làm mát chạy bằng động cơ. Những loại quạt này có một côn dầu điều khiển bằng nhiệt (Hay gọi là cụm ly tâm). Cụm này được lắp ở vị trí giữa cánh quạt và đầu trục bơm nước. Cụm ly tâm đặc biệt trông rất giống khớp li hợp dầu trong tất cả các xe dẫn động bằng 4 bánh. Hệ thống sưởi ấm Có thể bạn bạn đã từng nghe một lời khuyên của ai đó rằng nếu động cơ xe của bạn quá nóng, hãy mở tất cả các cửa kính và khởi động bộ sưởi ấm và mở quạt thật lớn. Đó là vì hệ thống sưởi ấm trên thực tế là một hệ thống làm mát thứ cấp, phản ánh hệ thống làm mát chính trên xe của bạn. Cuộn sưởi ấm, được đặt trong bảng điều khiển trung tâm của xe, thực sự là một bộ tản nhiệt nhỏ. Quạt sưởi ấm thổi không khí qua cuộn sưởi ấm, vào trong khoang người ngồi.
Cuộn sưởi ấm hút nước làm mát nhiệt độ cao từ mặt xilanh và đẩy nó quay ngược trở lại bơm – vì vậy, không cần biết van hằng nhiệt đóng hay mở nhưng bộ sưởi ấm vẫn hoạt động để làm ấm khoang xe khi thời tiết giá lạnh, và ở miền Bắc nước ta thiết bị này được coi là một tiện nghi hết sức quan trọng. Nhược điểm Nếu động cơ HEMI có tất cá những ưu điểm trên thì tại sao tất cả các động cơ khác lại không sử dụng mặt máy hình bán cầu? Đó là bởi vì ngày nay con người đã chế tạo ra các loại cấu hình hiện đại hơn nhiều. Một điều mà mặt máy hình bán cầu sẽ không bao giờ có được là 4 van trên một xilanh. Chỉ có 2 van trên một xilanh thì lại không phải là vấn đề trong một cuộc đua hay NASCAR vì các động cơ xe đua cũng chỉ giới hạn có 2 van trên một xilanh trong phân lớp này. Tuy nhiên, trên đường phố, một động cơ 4 van nhỏ hơn thì “dễ thở” hơn là 2 van lớn. Các động cơ hiện đại sử dụng thiết kế mái che kín để lấy chỗ đặt 4 van. Một nguyên nhân nữa khiến hầu hết các động cơ có công suất hoạt động cao không còn sử dụng thiết kế HEMI nữa là mong muốn tạo ra một khoang cháy nhỏ hơn. Các khoang cháy nhỏ hơn có thể giảm lượng nhiệt thoát ra ngoài trong quá trình cháy, và đồng thời, làm giảm khoảng cách giữa các lần đánh lửa trong khoang cháy. Ở đây, thiết kế mái che kín cũng rất có lợi. Với những ưu và nhược điểm của động cơ HEMI” vẫn cho ta một khái niệm. HEMI đã trở thành một thuật ngữ để miêu tả các động cơ xe hơi khổng lồ và mạnh mẽ. (ôtô. 13/10/2006 )
Động cơ hai kỳ Mô hình mô tả động cơ 2 kỳ hoạt động, píttông được nối với thanh truyền (tay biên), khi trục cơ quay kéo theo các hệ thống truyền động quay và truyền động ra bánh xe. Sau đây là các chu kỳ hoạt động của động cơ 2 kỳ Hoạt động của động cơ hai kỳ: Muốn hoàn thành xong một chu kỳ hoạt động, động cơ hai kỳ phải trải qua hai giai đoạn như sau: Kỳ thứ nhất: Píttông di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, lúc này cả hai cửa nạp và xả đều mở, hoà khí tiếp tục được nạp vào buồng cháy còn khí cháy tiếp tục được thải ra ngoài. Khi Píttông đi qua cửa nạp, nó tiếp tục đẩy nốt khí cháy cùng một lượng hoà khí nhất định ra ngoài đến khi thân píttông bịt kín cửa xả. Lúc này hoà khí bắt đầu được nén lại. Do píttông đi lên nên áp suất trong hộp trục khuỷu giảm hút hoà khí từ chế hoà khí vào. Kỳ thứ hai: Píttông đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới. Khi píttông đi đến điểm chết trên thì áp suất trong lòng xilanh là khoảng 6 đến 8 kg/cm2, nhiệt độ khoảng 280 oC, bugi được điều khiển của hệ thống đánh lửa đánh tia lửa điện đốt cháy hoà khí, đẩy píttông đi xuống. Đến 4/5 hành trình cửa xả được mở đẩy luôn hoà khí ra ngoài, tiếp theo đến cửa nạp mở. Hoà khí trong hộp trục khuỷu đang bị nén dưới píttông (do píttông đi xuống) lại theo cửa nạp đi vào xilanh, theo quán tính của đối trọng – bánh đà, píttông lại tiếp tục đi lên lặp lại chu kỳ trên.
ự khác nhau giữa động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ Để hiểu sự khác biệt cơ khí giữa động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ, hãy xem động cơ 4 kỳ hoạt động như thế nào. Động cơ 4 kỳ; Nạp: Piston chuyển động theo chiều xuống dưới xy lanh trong khi xupáp hút mở cho phép hỗn hợp nhiên liệu và gió vào buồng đốt. Nén: Xu páp hút đóng lại và piston chuyển động ngược lại chiều xi lanh do vậy nén hỗn hợp nhiên liệu. Đốt: Buzi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu gây ra sự đốt cháy, do đó đẩy piston xuống.
Xả: Piston chuyển động lên chiều xi lanh trong khí xupáp xả mở, cho phép piston dọn sạch buồng đốt để thực hiện lại quy trình. Mõi lần piston chuyển động tịnh tiến, nó tạo ra lực truyền lên trục cơ do đó làm quay bánh xe. Đó là nguyên lý của nhiên liệu được chuyển hoá thành lực đẩy. Các nguyên lý trên chỉ ra rằng buzi chỉ đánh lửa một lần mỗi chu kỳ. Cũng như vậy, một cơ cấu kỹ thuật phức tạp hoạt động đồng bộ đã tạo ra động cơ 4 kỳ. Một trục cam phải luân phiên đẩy trục cò mổ được nối liền nhau để đóng mở xupáp hút và xả. Trục cò mổ sẽ trở lại vị trí đóng của nó do 1 lò xo. Xu páp phải được lắp đúng và kín khít trên mặt máy để tránh áp xuất hơi bị rò dỉ. Trong động cơ 2 kỳ, bốn chuyển động đó hợp lại tại một kỳ xuống và một kỳ lên ( Hai kỳ ). Hút và xả đều kết hợp với nhau để nén và đẩy piston, bỏ qua sự cần thiết của xupáp. Nó được hoàn thành bởi chính các cửa hút xả trên thành buồng đốt. Khi piston chuyển động xuống sau khi hỗn hợp khí được đốt cháy, khe xả sẽ mở và cho một lượng nhiên liệu đốt vừa đủ thoát vào buồng đốt. Khi piston chuyển động lên, nó chặn van và cửa hút, nén nhiên liệu tại đỉnh buồng đốt, buzi đánh lửa đốt là lặp lại quy trình. Thật là có giá trị khi động cơ đốt cháy tại mọi chu kỳ, tạo cho động cơ 2 kỳ ưu điểm của riêng nó. Tuy nhiên, tại điểm chết dưới của hành trình piston, khi buồng đốt được nạp đầy hỗn hợp khí-nhiên liệu, cửa xả mở sẽ có một số nhiên liệu/khí lọt ra ngoài buồng đốt, Điều này thật dễ nhận ra ở xuồng máy, khi các vết nhiên liệu loang ra xung quanh động cơ, nhưng chỉ thấy tại động cơ 2 kỳ. Đó – cùng với sự đốt cháy dầu - tạo ra sự ô nhiễm đặc biệt do nhiên liệu. Vì những lý do đó, động cơ 2 kỳ đi ngược lại với mục đích sử dụng thông thường mà ở đó tỷ lệ trọng lượng đối với công suất hoặc xu hướng sử dụng thì quan trọng hơn là khoảng cách chặng đường. Trong khi đó, các nhà sản xuất đang hướng đến sự gia tăng sự tiện lợi cho động cơ 4 kỳ, làm cho nó nhỏ hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn. Để hiểu sâu hơn sự khác biệt giữa 2 kỳ và 4 kỳ, chúng ta hãy xem ưu điểm và khuyết điểm của chúng.
Ưu điểm của 2 kỳ: Mạnh mẽ hơn bởi vì động cơ đốt cháy nhiên liệu tại mỗi chu kỳ, tạo ra gấp đôi công năng so với 4 kỳ, khi mà 4 kỳ chỉ tạo ra công năng sau chu kỳ kế tiếp. Chịu đựng được tỷ lệ trọng lượng đối với công suất cao hơn, bởi vì nó nhẹ hơn. Rẻ tiền hơn vì thiết kế đơn giản hơn vì không có xu páp và các bộ phận khác của cơ cấu phối khí như trục cam, cò mổ Nhẹ hơn nếu cùng một công xuất do không có cơ cấu đóng mở xu páp và các cơ cấu phụ thuộc. Có thể hoạt động trong bất cứ hướng nào, bởi vì nó không có bình dầu như ở 4 kỳ. Đơn giản hơn trong sửa chữa và hiệu chỉnh. Đặc điểm trên đã tạo cho động cơ 2 kỳ sự thông dụng trong xe gắn máy, xe trượt tuyết, xuồng máy, máy cắt cỏ trong vườn, máy cắt tỉa hoa, cưa máy và máy cắt tỉa Nhược điểm của động cơ 2 kỳ: Tuổi thọ ngắn hơn 4 kỳ, do thiếu hệ thống bôi trơn. Yêu cầu phải có ngăn tiền trộn nhiên liệu trong mọi bình nhiên liệu, thêm phụ gia hoặc giảm tối đa cặn bẩn. Ô nhiễm nặng nề, vì thiết kế đơn giản hơn, ống xả thải ra khói bụi từ hỗn hợp nhiên liệu, và cũng tạo ra mùi khó chịu. Không kinh tế khi dùng nhiên liệu do thiết kế đơn giản, do vậy không chạy xa hơn xe 4 kỳ. Tiếng ồn to hơn sự cho phép tại một số nơi, tuỳ thuộc vào từng sản phẩm và luật pháp tại nơi đó. Thực tế hiệu suất động cơ hai kỳ thấp hơn. Về lý thuyết, công suất của động cơ phải gấp hai lần động cơ bốn kỳ có cùng dung tích, nhưng trên thực tế thì chỉ gấp rưỡi vì các lý do sau: - Sự cần thiết phải mở cửa xả sớm làm cho quá trình giãn nở khí cháy không trọn vẹn. - Một phần hoà khí bị thoát ra ngoài cùng khí thải.
- Dùng chính đáy piston để ép hoà khí dưới đáy hộp trục khuỷu làm giảm hiệu suất động của động cơ. Xét về sử dụng hiệu quả và kinh tế, động cơ 4 kỳ đều đáp ứng được các điều kiện yêu cầu. Chính vì vậy động cơ 4 kỳ đã được sử dụng rộng rãi ngay từ khi nó xuất hiện. Động cơ 4 kỳ có mặt trong hầu hết các lĩnh vựĐộng cơ Diesel hai kỳ hoạt động như thế nào Theo nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ sẽ cho thấy sự khác biệt rất lớn trong việc sản sinh công giữa động cơ 2 kỳ và 4 kỳ. Trong động cơ 2 kỳ 1 chu kỳ quay Buzi đánh lửa 2 lần (đánh lửa mỗi một chu trình quay của trục khuỷu). Ngược lại, ở động cơ 4 kỳ buzi chỉ đánh lửa khi trục khuỷu thực hiện được hai chu trình quay. Điều đó nghĩa là, xét về mặt năng lượng với hai động cơ cùng kích thước, động cơ 2 kỳ sản sinh công gấp hai lần động cơ 4 kỳ. Trong bài động cơ 2 kỳ cũng đề cập đến quy trình nhiên liệu, quy trình mà ở đó không khí và nhiên liệu sẽ được hoà trộn và nén cùng nhau, đây không phải là phương pháp tối ưu vì có một số nhiên liệu chưa đốt hết lọt ra ngoài mỗi khi xi lanh nạp hỗn hợp khí – nhiên liệu mới ( xem bài nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ để biết chi tiết). Phương pháp dùng nhiên liệu Diesel, chỉ nén không khí sau đó phun trực tiếp nhiên liệu vào khí nén áp xuất cao rất phù hợp cho động cơ 2 kỳ. Các nhà sản xuất động cơ Diesel cỡ lớn hiện nay đang sử dụng phương pháp này để tạo ra các động cơ mạnh mẽ hơn. Hình minh hoạ dưới đây là một động cơ Diesel 2 kỳ điển hình: Tại điểm chết trên, có 2 hoặc 4 van xả ( Xu páp) luôn mở cùng một lúc. Phun nhiên liệu Diesel vào buồng đốt được thực hiện do kim phun (xem hình mầu vàng). Khi piston di chuyển xuống phía dưới, tương tự như động cơ xăng 2 kỳ, piston hoạt động như một van hút (nạp). Tại điểm chết dưới, piston mở cửa nạp để khí lọt vào. Khí đã bị nén bởi Turbin tăng áp hoặc cụm tăng áp (mầu xanh nhạt). Trục khuỷu được bao bọc bởi dầu nhớt, tương tự như động cơ 4 kỳ. Quy trình của động cơ 2 kỳ Diesel như sau:
1. Khi piston tại điểm chết trên, xi lanh được làm đầy bởi khí nén. Dầu Diesel được phun dạng sương mù vào xi lanh bởi kim phun và ngay lập tức đốt cháy do nhiệt độ cao và áp xuất rất cao bên trong xilanh (Tỷ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15-25, cao hơn nhiều so với động cơ xăng từ 9 đến 13). Quy trình này giống như quy trình mô tả trong phần Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 2. Áp xuất được tạo ra bởi hỗn hợp bị đốt cháy trong buồng đốt sẽ đẩy piston chuyển động xuống. Đây là kỳ sinh công. 3. Khi piston gần đến điểm chết dưới của hành trình, các cửa van xả đều mở. Khí xả sẽ đi ra ngoài khỏi xi lanh, giải phóng áp xuất. 4. Khi piston tại điểm chết dưới, piston mở các cổng hút khí. Khí nén tràn vào đầy xi lanh, đẩy số khí xả còn lại ra ngoài. 5. Van xả đóng lại và piston bắt đầu chuyển động ngược lại, đóng cửa cổng hút gió nà nén số khí vừa mới nạp lại. Đây là kỳ nén. 6. Khi piston chuyển động gần đến điểm chết trên của xi lanh, quy trình lại lặp lại từ bước 1. Với mô tả trên, có thể thấy sự khác biệt lớn giữa động cơ Diesel 2 kỳ và động cơ xăng 2 kỳ. Trong động cơ Diesel, chỉ có khí được nạp vào xi lanh, khác hẳn khí và nhiên liệu được hoà trộn ở động cơ xăng 2 kỳ. Điều đó có nghĩa là động cơ Diesel 2 kỳ không phải gánh chịu vấn nạn môi trường như là động cơ xăng 2 kỳ. Tuy nhiên, một động cơ Diesel 2 kỳ phải có Turbin tăng áp hay Cụm tăng áp, do vậy giá thành của động cơ Diesel 2 kỳ rất cao, và điều này đã làm cho loại động cơ này không thể lắp rộng rãi như các loại động cơ khác được. c, đặc biệt là trong ngành ôtô. Động cơ Diesel hai kỳ hoạt động như thế nào Theo nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ sẽ cho thấy sự khác biệt rất lớn trong việc sản sinh công giữa động cơ 2 kỳ và 4 kỳ. Trong động cơ 2 kỳ 1 chu kỳ quay Buzi đánh lửa 2 lần (đánh lửa mỗi một chu trình quay của trục khuỷu). Ngược lại, ở động cơ 4 kỳ buzi chỉ đánh lửa khi trục khuỷu thực hiện được hai chu trình quay. Điều đó nghĩa là, xét
về mặt năng lượng với hai động cơ cùng kích thước, động cơ 2 kỳ sản sinh công gấp hai lần động cơ 4 kỳ. Trong bài động cơ 2 kỳ cũng đề cập đến quy trình nhiên liệu, quy trình mà ở đó không khí và nhiên liệu sẽ được hoà trộn và nén cùng nhau, đây không phải là phương pháp tối ưu vì có một số nhiên liệu chưa đốt hết lọt ra ngoài mỗi khi xi lanh nạp hỗn hợp khí – nhiên liệu mới ( xem bài nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ để biết chi tiết). Phương pháp dùng nhiên liệu Diesel, chỉ nén không khí sau đó phun trực tiếp nhiên liệu vào khí nén áp xuất cao rất phù hợp cho động cơ 2 kỳ. Các nhà sản xuất động cơ Diesel cỡ lớn hiện nay đang sử dụng phương pháp này để tạo ra các động cơ mạnh mẽ hơn. Hình minh hoạ dưới đây là một động cơ Diesel 2 kỳ điển hình: Tại điểm chết trên, có 2 hoặc 4 van xả ( Xu páp) luôn mở cùng một lúc. Phun nhiên liệu Diesel vào buồng đốt được thực hiện do kim phun (xem hình mầu vàng). Khi piston di chuyển xuống phía dưới, tương tự như động cơ xăng 2 kỳ, piston hoạt động như một van hút (nạp). Tại điểm chết dưới, piston mở cửa nạp để khí lọt vào. Khí đã bị nén bởi Turbin tăng áp hoặc cụm tăng áp (mầu xanh nhạt). Trục khuỷu được bao bọc bởi dầu nhớt, tương tự như động cơ 4 kỳ. Quy trình của động cơ 2 kỳ Diesel như sau: 1. Khi piston tại điểm chết trên, xi lanh được làm đầy bởi khí nén. Dầu Diesel được phun dạng sương mù vào xi lanh bởi kim phun và ngay lập tức đốt cháy do nhiệt độ cao và áp xuất rất cao bên trong xilanh (Tỷ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15-25, cao hơn nhiều so với động cơ xăng từ 9 đến 13). Quy trình này giống như quy trình mô tả trong phần Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 2. Áp xuất được tạo ra bởi hỗn hợp bị đốt cháy trong buồng đốt sẽ đẩy piston chuyển động xuống. Đây là kỳ sinh công. 3. Khi piston gần đến điểm chết dưới của hành trình, các cửa van xả đều mở. Khí xả sẽ đi ra ngoài khỏi xi lanh, giải phóng áp xuất.
4. Khi piston tại điểm chết dưới, piston mở các cổng hút khí. Khí nén tràn vào đầy xi lanh, đẩy số khí xả còn lại ra ngoài. 5. Van xả đóng lại và piston bắt đầu chuyển động ngược lại, đóng cửa cổng hút gió nà nén số khí vừa mới nạp lại. Đây là kỳ nén. 6. Khi piston chuyển động gần đến điểm chết trên của xi lanh, quy trình lại lặp lại từ bước 1. Với mô tả trên, có thể thấy sự khác biệt lớn giữa động cơ Diesel 2 kỳ và động cơ xăng 2 kỳ. Trong động cơ Diesel, chỉ có khí được nạp vào xi lanh, khác hẳn khí và nhiên liệu được hoà trộn ở động cơ xăng 2 kỳ. Điều đó có nghĩa là động cơ Diesel 2 kỳ không phải gánh chịu vấn nạn môi trường như là động cơ xăng 2 kỳ. Tuy nhiên, một động cơ Diesel 2 kỳ phải có Turbin tăng áp hay Cụm tăng áp, do vậy giá thành của động cơ Diesel 2 kỳ rất cao, và điều này đã làm cho loại động cơ này không thể lắp rộng rãi như các loại động cơ khác được. Sự khác biệt giữa cụm nhồi (Turbo) và siêu nạp (Supercharger) Cả hai cụm nhồi Turbo (Turbo) và siêu nạp (Supercharger) đều được gọi là Kích hoạt cưỡng chế. Cả hai dạng đều nén khí vào động cơ, ưu điểm của việc nén khí là nhồi thêm khí vào một xi lanh. Thêm khí cũng có nghĩa là có thêm nhiên liệu được nhồi vào, do vậy bạn có thể có thêm công xuất khi xi lanh đốt nhiên liệu. Xe ô tô sử dụng động cơ dùng cụm Turbo/cụm siêu nạp thì tạo ra thêm sức mạnh hơn các động cơ cùng loại không có bộ nạp. Việc nạp do cụm Turbo và do cụm Siêu nạp đều tạo ra áp xuất 6 đến 8 pound trên 1 inch vuông (psi), trong khi áp xuất không khí thông thường là 14,7 psi, có thể thấy bạn có thêm 50% lượng khí trong động cơ. Do vậy, hy vọng là có thêm 50% công xuất động cơ. Thật ra, đó không phải là hiệu quả hoàn hảo, tuy nhiên khả năng nhận được 30-40% sự cải thiện là rõ ràng.
Sự khác chính giữa Turbo và siêu nạp ở dây là nguồn điện. Phải có cái gì đó cung cấp điện cho lốc điều hoà hoạt động. Cụm siêu nạp dùng dây curoa nối thẳng ra từ động cơ. Nó lấy nguồn cũng giống như ở bơm nước và máy phát. Cụm Turbo, nói cách khác, lấy nguồn từ dòng xả. Dòng xả chạy qua Turbin, nơi mà làm quay lốc điều hoà (hãy xem Làm sao Động cơ Turbin hoạt động). Thật khó so sánh tính kinh tế giữa 2 hệ thống, Turbo thì hiệu quả hơn bởi vì sử dụng năng lượng thừa từ dòng xả cho chính nó. Nói cách khác, Turbo lại gây ra áp xuất ngược lại cho hệ thống xả và cung cấp ít khí nạp hơn cho đến khi động cơ đạt vòng tua cao hơn. Cụm siêu nạp thì dễ dàng lắp đặt hơn nhưng lại đắt tiền hơn. Động cơ 4 kỳ Mô hình mô tả các chu kỳ làm việc của động cơ 4 kỳ. Píttông được nối với trục cơ bằng thanh truyền (tay biên). Khi trục cơ quay kéo theo các hệ thống truyền động quay và truyền ra bánh xe. Sau đây là các chu kỳ hoạt động của động cơ 4 kỳ. Kỳ thứ nhất Khi píttông bắt đầu đi xuống, xu páp hút mở ra (Xu páp mở trên cơ sở dẫn động cơ khí trục cơ). Nhiên liệu hoà trộn theo tỉ lệ nhất định (14,7:1) được nạp vào buồng đốt. Khi pít-tông đi đến điểm cuối cùng (điểm chết dưới) xu páp sẽ được đóng lại.
Kỳ thứ 2 Pít tông bắt đầu di chuyển lên, lực sẽ tác động làm quay trục cơ. Khi pít-tông đến điểm trên cùng (điểm chết trên), nhiên liệu hoà trộn được nén với áp suất rất cao. Kỳ thứ 3 Ở thời điểm này, dòng điện cao áp được phóng ra từ bugi (Thời điểm phóng tia lửa điện của bugi được tính toán trên cơ sở quay của trục cơ). Bugi sẽ phóng tia lửa điện vào vùng hỗn hợp xăng và không khí đậm đặc. Tia lửa điện sẽ đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt (buồng đốt được hình thành do xi lanh, mặt máy, pít tông), nhiện liệu đốt cháy sẽ làm giãn nở không khí đẩy pít tông di chuyển xuống dưới. Lực này làm cho trục cơ tiếp tục quay.
Kỳ thứ 4 Lực quán tính sẽ đẩy pít tông quay tiếp, xu páp xả mở ra (xu páp xả cũng được mở trên cơ sở dẫn động cơ khí khi trục cơ quay), nhiên liệu đã bị đốt cháy được thải ra ngoài qua xu páp xả. Và khi pít tông lên đến điểm trên cùng (điểm chết trên), xu páp xả sẽ được đóng lại. Các chu kỳ của động cơ 4 kỳ lại được lặp lại như các bước trên.