Bác sĩ HOWO - Chương trình thăm khám xe tận nơi miễn phí của U-TRUCK
04/10/2023
Kiến thức về xe
Xupap là bộ phận quan trọng trong cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình luân chuyển nhiên liệu của động cơ. Vậy cụ thể xupap là gì? Chức năng của xupap, cách hoạt động ra sao? Cách phân loại và phân biệt xupap hút, xupap xả thế nào?
Xupap là một loại van trong cơ cấu phối khí của động cơ đốt trong. Xupap có chức năng đóng và mở đường giúp tạo nên dòng chảy của hỗn hợp khí đốt vào buồng đốt hoặc đưa khí thải thoát ra ngoài. Xupap được phân loại theo chức năng, bao gồm xupap nạp và xupap xả.
Xupap động cơ đốt trong
Xupap có cấu tạo gồm ba phần chính: đầu, thân và đuôi.
Đây là bộ phận quan trọng nhất của xupap, có nhiệm vụ đóng mở cửa nạp hoặc xả của buồng đốt. Đầu xupap được làm bằng thép hợp kim, có hình dạng giống cây nấm. Phần đầu xupap có thể được thiết kế bằng phẳng, lõm hoặc lồi tùy theo loại động cơ và điều kiện hoạt động của động cơ.
Thân xupap có nhiệm vụ dẫn hướng chuyển động cho xupap, đảm bảo cho đế và mặt xupap chồng khít với nhau. Thân xupap được làm bằng thép hợp kim, có hình trụ đặc.
Đuôi xupap có nhiệm vụ gắn lò xo xupap. Đuôi xupap được làm bằng thép hợp kim, có hình dạng phù hợp với cách gắn ghép đĩa lò xo của xupap.
Ngoài ba bộ phận chính trên, xupap còn có một số bộ phận khác như:
Cấu tạo xupap trong động cơ đốt trong
Chức năng của xupap cụ thể như sau:
Nguyên lý hoạt động của xupap dựa trên sự dao động của trục cam. Trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu và vấu cam của trục cam tác động lên con đội. Con đội sẽ đẩy cò mổ lên và cò mổ sẽ nâng xupap lên. Khi xupap được nâng lên, cửa nạp hoặc xả của buồng đốt sẽ được mở ra.
Khi piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, xi lanh sẽ tạo ra một vùng chân không. Hỗn hợp khí sẽ được hút từ đường nạp vào xi lanh qua cửa nạp. Lúc này, xupap nạp sẽ được nâng lên và xupap xả đóng lại.
Khi piston di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, hỗn hợp khí trong xi lanh sẽ bị nén lại. Lúc này, cả hai xupap nạp và xả đều được đóng lại.
Khi piston di chuyển đến điểm chết trên, bugi sẽ đánh lửa, đốt cháy hỗn hợp khí trong xi lanh. Áp suất và nhiệt độ trong xi lanh sẽ tăng đột ngột, đẩy piston xuống.
Khi piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, khí cháy trong xi lanh sẽ được đẩy ra ngoài qua cửa xả. Lúc này, xupap xả sẽ được nâng lên và xupap nạp sẽ đóng lại.
Như vậy, xupap đóng và mở theo chu kỳ hoạt động của động cơ. Quá trình đóng và mở của xupap được điều khiển bởi trục cam.
Nguyên lý hoạt động của xupap trong động cơ đốt trong
Khe hở xupap là khoảng cách giữa đuôi xupap và đầu cò mổ khi xupap đóng. Khe hở nhiệt được thiết kế để bù đắp cho sự giãn nở của các chi tiết trong hệ thống phối khí khi động cơ hoạt động ở nhiệt độ cao. Nếu khe hở xupap quá lớn, xupap sẽ không đóng kín, dẫn đến rò rỉ khí và làm giảm hiệu suất hoạt động của động cơ. Nếu khe hở xupap quá nhỏ, xupap sẽ bị kẹt dẫn đến hư hỏng xupap và các chi tiết liên quan.
Nguyên nhân khiến khe hở xupap bị thay đổi như một số chi tiết của xupap bị mòn, thay đổi nhiệt độ hoạt động của động cơ, sử dụng nhiên liệu chất lượng thấp.
Nếu khe hở xupap bị thay đổi, cần phải điều chỉnh lại khe hở xupap để đảm bảo xupap hoạt động tốt.
Xupap hút và xupap xả là hai loại xupap trong động cơ đốt trong, có nhiệm vụ đóng mở các cửa nạp và xả khí trong xi lanh. Tuy nhiên, hai loại xupap này có một số điểm khác biệt như sau:
Tiêu chí | Xupap hút (xupap nạp) | Xupap xả |
Chức năng | Hút hỗn hợp nhiên liệu - không khí vào xi lanh | Xả khí thải ra khỏi xi lanh |
Kích thước | Thường có kích thước lớn hơn | Thường có kích thước nhỏ hơn |
Nhiệt độ làm việc | Nhiệt độ làm việc thấp hơn | Nhiệt độ làm việc cao hơn |
Vật liệu | Có thể được làm từ các loại vật liệu có độ bền và độ chịu nhiệt thấp hơn | Được làm từ vật liệu có độ bền và độ chịu nhiệt cao hơn |
Cấu tạo | Cấu tạo gồm thân xupap, đĩa xupap và lò xo xupap | Giống xupap hút, nhưng có đĩa xupap xả dày hơn |
Xupap xả phải được mở sớm để đảm bảo cho khí thải được xả ra ngoài một cách triệt để. Khi piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, áp suất trong xi lanh sẽ giảm dần. Tuy nhiên, khí thải trong xi lanh vẫn còn một lượng áp suất nhất định. Nếu xupap xả không được mở sớm, khí thải sẽ bị giữ lại trong xi lanh, làm giảm hiệu suất động cơ.
Xupap nạp thường lớn hơn xupap xả vì hai lý do chính sau:
Ngoài ra, xupap nạp thường được làm bằng vật liệu nhẹ hơn xupap xả để giảm trọng lượng động cơ. Điều này cũng góp phần giúp tăng hiệu suất nạp.
Khe hở nhiệt xupap hút nhỏ hơn xupap xả vì hai lý do chính sau:
Xupap xả chịu tác động của nhiệt độ cao hơn xupap nạp: Trong kỳ xả, khí thải trong buồng đốt có nhiệt độ lên tới 1.500 độ C. Điều này làm cho xupap xả giãn nở nhiều hơn xupap nạp. Nếu khe hở nhiệt xupap xả quá nhỏ, xupap có thể bị kẹt đóng, dẫn đến hiện tượng lọt khí thải ngược trở lại buồng đốt.
Tùy thuộc vào từng loại động cơ và mục đích sử dụng, khe hở nhiệt xupap hút và xả có thể có sự khác biệt nhất định. Tuy nhiên, nhìn chung, khe hở nhiệt xupap hút thường nhỏ hơn xupap xả từ 0,03 đến 0,05 mm.
Hy vọng qua bài viết, bạn đọc đã hiểu được xupap là gì và chức năng quan trọng của xupap. Xupap có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng vận hành của động cơ. Vì vậy, cần thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế phụ tùng xupap định kỳ để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và bền bỉ.
TIN LIÊN QUAN
