Hiệu suất động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận hành của ô tô. Nếu đạt được hiệu suất tối đa, xe sẽ tăng tốc nhanh hơn và di chuyển dễ dàng. Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác mà người dùng nên quan tâm để hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của động cơ.
>>> Tìm hiểu thêm: Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong dùng cho ô tô
Lượng khí nạp trong động cơ
Yếu tố đầu tiên chi phối trực tiếp đến hiệu suất động cơ xăng chính là lượng khí được nạp vào trong xi lanh. Khi khí nạp ít hoặc bị lọt khí sẽ khiến hiệu suất giảm. Cụ thể, trong suốt chu trình nạp thải của động cơ, piston sẽ dịch chuyển từ điểm chết trên [ĐCT] xuống điểm chết dưới [ĐCD] tạo thành lực hút không khí ở trong buồng đốt.
Nếu chế độ tải lớn, bướm ga sẽ mở hoàn toàn để không khí bên ngoài được hút vào bên trong dễ dàng hơn. Ngược lại, nếu chế độ tải nhỏ, bướm ga chỉ mở được một phần. Khi đó, piston phải chịu một lực khá lớn, đồng thời phải tiêu hao công năng để hút khí.
>>> Tìm hiểu thêm: Hệ thống động cơ xăng ô tô: Cấu tạo, nguyên lý và cách sử dụng
Thế nhưng trên thực tế, động cơ luôn xuất hiện một lượng môi chất trong lòng xi lanh bị rỉ ra ngoài gây ra hiện tượng lọt khí. Tình trạng này làm giảm áp suất và môi chất khiến công suất động cơ ở quá trình nén bị giảm đi. Vì vậy, lượng khí nạp cần phải đảm bảo để động cơ hoạt động ổn định.
Khí sót
Khí sót là chất cháy còn sót lại trong buồng đốt của động cơ sau khi diễn ra quá trình thải. Lượng khí này sẽ chiếm một phần thể tích của xi lanh, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí được nạp vào. Vì vậy, tỷ lệ hòa khí ở quá trình nạp và cháy ở chu trình tiếp theo sẽ bị sai lệch, làm giảm chất lượng quá trình cháy cũng như hiệu suất động cơ.
Ngoài ra, nếu hỗn hợp quá giàu nhiên liệu, quá trình đốt cháy không triệt để dẫn đến năng lượng không đủ, thậm chí gây ra tình trạng muội than và sản sinh ra chất độc hại. Ngược lại, nếu hỗn hợp quá nghèo nhiên liệu, động cơ sẽ không đủ năng lượng để duy trì hoạt động như mong muốn.
Tốc độ đốt cháy nhiên liệu
Thời gian đốt cháy lý tưởng của động cơ đốt trong bằng 0 và tốc độ cháy là cực kỳ nhanh. Chu trình bắt đầu từ lúc bugi đánh lửa, nhiên liệu được đốt cho đến khi cháy hoàn toàn. Muốn quá trình này diễn ra hoàn hảo, tốc độ đốt cháy nhiên liệu phải phù hợp với tốc độ quay và tải của động cơ. Đồng thời, bugi cần phát ra tia lửa điện đúng vào thời điểm cuối của kỳ nén.
Nếu tốc độ cháy quá chậm, cả chu trình sẽ kéo dài đến kỳ sau của động cơ, làm công suất động cơ giảm đi đáng kể. Để hệ thống đánh lửa không làm ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ, cần đặt bugi sát vào giữa buồng cháy và gần bộ phận nóng, tạo điều kiện cho quá trình đốt nhiên liệu diễn ra thuận lợi.
>>> Tìm hiểu thêm: 5 lợi ích của xe điện góp phần thay đổi toàn diện cuộc sống
Sự chuyển đổi nhiệt trong quá trình nén
Trong quá trình nén, piston thực hiện nén môi chất khiến thể tích thay đổi nên một phần công năng sẽ bị chuyển thành nhiệt năng. Lượng nhiệt này sẽ thất thoát ra ngoài qua vách ngăn xi lanh. Nếu nhiệt lượng bị lọt ra ngoài nhiều sẽ làm giảm cơ năng vừa được sinh ra trong quá trình này khiến hiệu suất động cơ bị ảnh hưởng.
Tỷ số nén
Tỷ số nén tỉ lệ thuận với hiệu suất của động cơ. Khi tỷ số nén tăng đồng nghĩa với việc áp suất lẫn nhiệt độ quá trình nén cao, giúp tốc độ cháy cũng như hiệu suất tăng theo. Tuy nhiên, tỷ số này càng cao thì khả năng xảy ra cháy kích nổ càng lớn
Chính sự ảnh hưởng của các yếu tố chi phối hiệu suất động cơ đã thúc đẩy các nhà sản xuất không ngừng cải tiến động cơ trên ô tô, mang đến cảm giác lái hoàn hảo cho người dùng.
Để trải nghiệm, khách hàng có thể đăng ký lái thử và đặt cọc các mẫu xe của VinFast như VinFast Fadil, VinFast Lux A2.0, VinFast Lux SA2.0, VinFast President và VinFast VF e34 hoặc nhận thông tin hỗ trợ qua hotline 1900 232389.
Nắp máy làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, lại phân bố không đều. Do đó thường bị những hư hỏng như cong vênh, rạn nứt vùng buồng đốt bị cháy rỗ bám muội than, khoang chứa nước bị ăn mòn do trong nước có lẫn nhiều tạp chất ăn mòn. Các mối ghép ren bị hỏng do tháo lắp không đúng quy trình và kỹ thuật. Các đệm bị hỏng do làm việc lâu ngày.
Tất cả các hư hỏng trên gây nên hiện tượng rò hơi, lọt nước, chảy dầu và làm giảm tỷ số nén của động cơ. Nước lọt vào buồng đốt gây vỡ piston, sự cố cho cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền. Muội than bám trên buồng đốt sẽ gây nên kích nổ, muội than rơi xuống còn làm cào xước xilanh - piston, kẹt xécmăng. Như vậy đông cơ giảm công suất, nếu nặng thì động cơ có thể không làm việc được.
- Thân máy bị nứt, vỡ do sự cố của piston thanh truyền, hoặc do đổ nước lạnh vào khi động cơ còn nóng . Làm giảm công suất của động cơ hoặc động cơ sẽ không làm việc được.
- Đường ống dẫn nước, vùng chứa nước thường bị ăn mòn hóa học. Gây tắc hoặc làm thủng đường ống dẫn nước làm mát, dẫn đến thiếu hoặc không có nước làm mát khi động cơ làm việc làm động cơ nóng lên nhanh chóng, giảm công suất của động cơ, tuổi thọ của động cơ giảm.
- Các đường dẫn dầu bôi trơn bị bẩn, tắc do làm việc lâu ngày.
Gây thiếu dầu bôi trơn hoặc không có dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc làm các chi tiết đó nhanh bị mòn, hỏng dẫn tới công suất động cơ giảm. Tuổi thọ động cơ giảm.
- Các lỗ bắt ren bị hỏng do tháo, lắp không đúng kỹ thuật. Gây khó khăn cho việc sữa chữa, bảo dưỡng.
Xilanh làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn, chế độ bôi trơn khó khăn vì vậy thường có những hư hỏng sau:
- Bề mặt làm việc bị mòn theo chiều ngang không bằng nhau tạo nên độ ôvan.
+ Nguyên nhân: Do thành phần lực ngang tác dụng đẩy xécmăng và xi lanh miết vào thành xilanh gây nên hiện tượng mòn méo.
+ Tác hại: Làm tăng khe hở lắp ghép giữa piston và xi lanh gây giảm công suất của động cơ.
- Bề mặt làm việc bị mòn theo chiều dọc không bằng nhau tạo nên độ côn.
+ Nguyên nhân: Vùng xéc măng khí trên cùng có áp suất và nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu bôi trơn bị phá hủy sinh ra ma sát khô hoặc nữa ướt giữa xilanh,xécmăng và piston vì vậy vùng đó bị mòn nhiều nhất tạo nên độ côn.
+ Tác hại: Gây lọt khí ở buồng đốt làm dầu bôi trơn bị biến chất, phá hủy màng dầu, dầu bôi trơn sục lên buồng đốt. Làm công suất của động cơ giảm.
- Ngoài ra xilanh bị cào xước.
- Bề mặt làm việc của xilanh bị cháy rỗ và ăn mòn hóa học.
- Xilanh đôi khi còn bị nứt vỡ.
Tất cả các hư hỏng trên do mạt kim loại có lẫn trong dầu bôi trơn hoặc xécmăng bị gẫy. Do tiếp xúc với sản vật cháy, do piston bị kẹt trong xialanh, do chốt piston thúc vào hoặc tháo lắp không đúng kỹ thuật hoặc nhiệt độ thay đổi đột ngột.
Các hư hỏng trên đều làm giảm công suất của động cơ, tốc độ mài mòn giữa xilanh và piston tăng nhanh tạo ra khe hở lớn. Tạo ra nhiều muội than trong buồng đốt, gây nên hiện tượng cháy sớm.
- Xéc măng làm việc trong điều kiện phức tạp, chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, bôi trơn khó khăn do đó nó là chi tiết nhanh mòn, hỏng nhất trong động cơ, hư hỏng chủ yếu là do ma sát với thành xylanh, mòn mặt cạnh do va đập giữa xéc măng và rãnh gây xục dầu lọt, hơi công suất của động cơ giảm.
- Trong một bộ thì xéc măng trên cùng bị mòn nhiều nhất, làm khe hở xécmăng tăng làm giảm độ kín khít gây va đập xéc măng và rãnh gây xục dầu, lọt hơi làm giảm công suất của động cơ.
- Xéc măng đôi khi bị bó kẹt, gãy do nhiệt độ cao, thiếu dầu bôi trơn. Xéc măng gẫy có thể gây nên cào xước xy lanh.
+ Phần thân piston:
Bị mòn do ma sát với thành xy lanh, piston bị mòn và giảm đường kính thay đổi độ côn và độ ô van, khe hở giữa piston và xy lanh tăng, piston chuyển động không vững chắc trong xy lanh gây ra va đập khi làm việc.
+ Rãnh lắp xéc măng: Bị mòn do va đập với xéc măng trong đó rãnh trên cùng mòn nhiều nhất, trong cùng một rãnh thì mặt dưới bị mòn nhiều hơn.
+ Lỗ bệ chốt: Bị mòn côn hoặc ô van do va đập với chốt piston.
+ Đỉnh piston:Thông thường đỉnh piston bị cháy rỗ, ăn mòn hoá học do tiếp xúc với khí cháy ngoài ra thân piston con bị cháy rỗ cào xước trong dầu có cặn bẩn, đôi khi piston còn bị nứt vỡ do sự cố của động cơ hoặc do kích nổ.
+ Chốt piston
Chốt piston bị mòn ở vị trí lắp với đầu nhỏ thanh truyền, tạo lên độ côn và độ ô van. Chốt bị mòn làm tăng khe hở với bạc lót gây va đập khi động cơ làm việc [gọi là gõ ắc] nguyên nhân gây mòn là do ma sát khi làm việc và làm việc trong điều kiện năng nề, bôi trơn không hoàn thiện.
+ Thanh truyền:
Thanh truyền là chi tiết làm việc trong điều kiện chịu lực phức tạp luôn thay đổi về phương chiều và trị số nên thường có những hư hỏng sau:
* Thanh truyền bị cong:
Thanh truyền bị cong làm cho piston đâm lệch về một phía piston và xéc măng bị nghiêng làm giảm độ kín khít cum piston xéc măng và xy lanh mòn nhanh.
* Thanh truyền bị xoắn:
- Thanh truyền bị xoăn làm cho đường tâm của lỗ đầu to thanh truyền và đầu nhỏ thanh truyền không cùng nằm trên một mặt phẳng. Piston xoay lệch trong xy lanh bạc đầu to thanh truyền mòn nhanh thanh truyền bị mòn rỗng lỗ đầu to đầu nhỏ do bạc bị xoay làm khe hở lắp ghép mòn nhanh gây va đập bó kẹt [ do bị tắc đường dầu ] Khi động cơ làm việc.
- Đôi khi thanh truyền bị đứt gãy bu lông ê cu bị trờn, gãy do piston bị bó kẹt trong xy lanh.
- Thanh truyền bị đứt gãy ảnh hưởng đến các chi tiết khác dẫn đến [Phá huỷ động cơ]
Hình 5: Piston bị mòn bề mặt tiếp xúc với xi lanh
VI.Trục Khuỷu
| STT | Hư hỏng | Nguyên nhân | Hậu quả |
| 1 | Bề mặt làm việc của các cổ trục và cổ biên bị cào xước. | - Do dầu có chứa nhiều cặn bẩn, nếu vết cào xước sâu có thể do cát hoặc kim loại. | - Làm cho các cổ trục bị mòn nhanh, mòn thành gờ. |
| 2 | Các vị trí cổ trục, cổ biên bị mòn côn và ôvan. | - Do ma sát giữa bạc và cổ trục. - Chất lượng dầu bôi trơn kém, trong dầu có chứa nhiều tạp chất. - Do bạc bị mòn. - Do lực khí cháy thay đổi theo chu kỳ. - Do làm việc lâu ngày. | - Làm tăng khe hở lắp ghép sinh ra va đập trong quá trình làm việc. - Làm tăng khe hở giữa cổ trục và cổ biên dẫn tới giảm áp suất dầu bôi trơn. |
| 3 | Bề mặt làm việc của bạc bị cháy xám, tróc rỗ. | - Do thiếu dầu bôi trơn, chất lượng dầu bôi trơn kém trong dầu có chứa nhiều tạp chất. - Do khe hở của bạc và trục quá nhỏ.- Do đường dầu bị tắc dẫn tới hiện tượng thiếu dầu bôi trơn. - Do khe hở lắp ghép giữa trục và bạc quá nhỏ. | - Làm các chi tiết bị mài mòn nhanh. |
| 4 | Trục bị bó cháy lớp kim loại trên bề mặt làm việc. | Do thiếu dầu bôi trơn, tắc đường dẫn dầu hoặc do lỗi chế tạo. | Làm giảm tuổi thọ của trục khuỷu cũng như của bạc. Nếu lặng có thể phá hỏng chi tiết của trục khuỷu. |
| 5 | Cổ trục bị cong, xoắn | - Do lọt nước vào trong buồng cháy, do kích nổ hoặc do sự cố piston thanh truyền. - Do làm việc lâu ngày. - Do tháo, lắp không đúng kỹ thuật | - Làm cho piston chuyển động xiên trong xilanh. - Gây hiện tượng mòn côn và ôvan cho xilanh, piston. |
| 6 | Đường dầu bị tắc | - Do trong dầu bôi trơn có chứa nhiều cặn bẩn - Do các đường dầu lâu ngày không được thông rửa. - Do hiện tượng kích nổ.- Do sự cố piston thanh truyền gây ra.- Do hiện tượng lọt nước vào buồng đốt | - Làm cho các vị trí cổ trục, cổ biên bị mòn nhanh do thiếu dầu bôi trơn.- Nếu thiếu dầu lớn có thể gây hiện tượng cháy, bó bạc. |
| 7 | Trục bị nứt, gãy | .- Do nỗi của nhà chế tạo hoặc do vật liệu chế tạo không đảm bảo yêu cầu. - Do tháo lắp không đúng kỹ thuật. | - Làm phá hỏng trục khuỷu. - Phá hỏng động cơ. |
Hình 6: Trục khuỷu động cơ đốt trong
VII - Bạc lót thanh truyền và bạc lót trục khuỷu
| STT | Hư hỏng | Nguyên nhân | Tác hại |
| 1 | Bề mặt làm việc của bạc bị cào xước thành những đường tròn. | Do trong dầu có nhiều cặn bẩn, nếu vết xước sâu có thể do cát hoặc kim loại. | Làm cho bạc và các ổ trục bị mài mòn nhanh hơn. |
| 2 | Bề mặt làm việc của bạc bị mòn côn, ôvan. | - Do ma sát giữa bạc và trục. - Chất lượng dầu bôi trơn kém trong dầu có nhiều tạp chất. - Do cổ biên bị cong, xoắn. - Do tác dụng của lực khí cháy thay đổi theo chu kì. | - Làm tăng khe hở lắp ghép và sinh ra va đập trong quá trình làm việc. - Làm giảm áp suất dầu bôi trơn. |
| 3 | Bề mặt làm việc của bạc bị cháy xám, tróc rỗ. | - Do thiếu dầu bôi trơn, chất lượng dầu kém trong dầu có nhiều tạp chất. - Do khe hở giữa bạc và trục quá nhỏ. - Do khả năng truyền nhiệt của bạc kém. | - Làm tăng nhanh mài mòn các chi tiết. |
| 4 | Bạc bị bó, cháy lớp hợp kim ở trên bề mặt làm việc của bạc. | - Do khe hở lắp ghép giữa bạc và trục quá nhỏ. - Do thiếu dầu bôi trơn. - Do tắc đường dẫn dầu. - Do chất lượng chế tạo bạc không đảm bảo. | - Làm xước, gẫy trục. |
| 5 | Bạc bị xoay lưng | - Do không đảm bảo độ găng. - Do lắp ghép không đúng chiều. | - Làm bịt lỗ dầu bôi trơn gây nên hiện tượng phát. |
Nếu bạn muốn tìm hiểu về Tự động hóa trong nhà máy và Giải pháp hệ thống, hãy liên hệ với chúng tôi. Với phương châm làm việc chuyên nghiệp, tận tâm Bảo An Automation luôn cam kết mang tới cho khách hàng sản phẩm với chất lượng tốt nhất, giá thành hợp lý và đảm bảo giao hàng đúng tiến độ.
Nguồn tham khảo
64.327 20/05/2022