Nhập môn công nghệ kĩ thuật ô tô

Nhập môn CNKT ô tô

Chuyên đề: Động cơ đốt trong
Mục đích: Giới thiệu khái quát về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong và ứng dụng
của nó trong nền kinh tế quốc dân.
Nội dung: Lý thuyết 8 tiết, thực hành 24 tiết.
Tài liệu tham khảo: Động cơ đốt trong, 2001-2008, tác giả: Phạm Minh Tuấn
Giảng viên: PGS. TS.Hoàng Đình Long, Tel. 0983658884, Email:
Chương 1. Giới thiệu chung về động cơ đốt trong
1.1 Khái niệm về động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt,
biến đổi nhiệt năng do đốt cháy nhiên liệu thành cơ
năng kéo máy công tác, trong đó quá trình đốt cháy
nhiên liệu, giãn nở và sinh công của khí cháy được
thực hiện bên trong động cơ.
• Động cơ: là 1 thiết bị biến đổi một dạng
năng lượng này thành 1 dạng năng lượng khác
(thường là biến đổi một dạng năng lượng nào đó
thành cơ năng).
• Động cơ nhiệt: là 1 thiết bị biến đổi nhiệt
năng thành cơ năng.
Động cơ đốt trong gồm:

5

6

4

7

3
2
1

- Động cơ đốt trong kiểu pít tông (thường gọi
tắt là động cơ đốt trong): Là động cơ đốt trong,
trong đó quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng
được thực hiện nhờ tác động của áp lực của khí cháy lên pít tông truyền qua thanh truyền làm quay
trục khuỷu.
Động cơ đốt trong kiểu pít tông được sử dụng rất rộng rãi trên các phương tiện vận tải như
xe máy, ô tô, máy kéo, tàu thuỷ…, trên các thiết bị công trình như máy ủi, máy xúc, máy đào … và
trên các thiết bị tĩnh tại như máy phát điện, bơm
nước…
- Hai loại động cơ đốt trong khác là động
cơ tua bin khí và động cơ phản lực nhưng thường
không được liệt vào động cơ đốt trong:
+ Động cơ tua bin khí: Là động cơ đốt
trong, trong đó quá trình biến đổi nhiệt năng thành
cơ năng được thực hiện nhờ tác động của năng
lượng dòng khí cháy lên các cánh tua bin làm
quay tua bin.
Động cơ tua bin khí được sử dụng rộng rãi
trên các trạm phát điện, các thiết bị vận tải cỡ lớn như tàu biển, máy bay.

1


+ Động cơ phản lực: Là động cơ đốt trong, trong đó năng lượng dòng khí cháy gãn nở thoát
ra ngoài tạo nên phản lực lên động cơ.
Động cơ phản lực được sử dụng rộng rãi trên các máy bay phản lực.

Ống phun

Tua bin

Máy nén
Không khí

Khí cháy
Buồng đốt

Trục

1.2 Sự ra đời và phát triển của động cơ đốt trong kiểu pít tông
Động cơ đốt trong được phát minh vào năm 1860 bởi kỹ sư người Pháp có tên Jean Joseph
Etienne Lenoir. Chiếc động cơ đầu tiên mà Lenoir chế tạo sử dụng nhiên liệu khí than và được trang
bị một xy-lanh nằm ngang. Sau đó, vào năm 1864, Siegfried Marcus, người Áo, đã cải tiến động cơ
đốt trong của Lenoir từ sử dụng nhiên liệu khí than sang sử dụng gas. Chiếc động cơ này được gắn
vào một một chiếc xe có thể vận hành với vận tốc 16km/h.
Từ đó động cơ đốt trong phát triển rất mạnh. Hiện nay sản lượng hàng năm có thể đạt đến
trên 40 triệu chiếc với công suất từ 0,1 đến khoảng 70.000 kW dùng cho các lĩnh vực giao thông
vận tải, xây dựng, nông lâm nghiệp, năng lượng … và gia dụng.
1.3 Phân loại động cơ đốt trong kiểu pít tông
Động cơ ô tô thuộc về động cơ đốt trong, đó là một loại động cơ nhiệt thực hiện việc biến đổi
nhiệt năng, do nhiên liệu cháy trong xi lanh tạo ra, thành cơ năng làm quay trục khuỷu để dẫn động
máy công tác (ô tô, xe lửa, tàu thuỷ, máy phát điện, v.v).
Động cơ ô tô có nhiều loại, khác nhau ở nhiên liệu sử dung, nguyên lý hoạt động và kết cấu.
- Dựa theo loại nhiên liệu sử dụng, động cơ ô tô được chia thành động cơ xăng, động cơ diesel
và động cơ ga (dùng nhiên liệu khí).
- Dựa theo số hành trình của pít tông để thực hiện một chu trình công tác, động cơ được chia
thành động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ.

- Dựa theo phương pháp làm mát, động cơ được chia thành động cơ được làm mát bằng nước
và động cơ được làm mát bằng gió.
- Dựa theo đặc điểm cấu tạo, động cơ được chia thành động cơ một xi lanh, động cơ nhiều xi
lanh, động cơ xi lanh bố trí một hàng, động cơ hai hành xi lanh bố trí hình chữ V, v.v.
Trên ô tô hiện nay sử dụng phổ biến là động cơ bốn kỳ nhiều xi lanh, làm mát bằng nước và
chạy bằng xăng hoặc dầu diesel. Động cơ xăng thường được dùng nhiều cho các xe du lịch, còn
động cơ diesel thì được dùng nhiều cho các loại xe tải. Động cơ hai kỳ và động cơ ga được sử dụng
không nhiều.

2


1.4 Ứng dụng của động cơ đốt trong (kiểu pít tong)
Động cơ đốt trong ngày nay có công suất từ rất nhỏ (một vài mã lực) đến rất lớn (hàng chục
nghìn mã lực) và được áp dụng trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân.

Động cơ cỡ nhỏ (Động cơ ô tô và các máy công tác khác)

Động cơ cỡ lớn (động cơ kéo máy phát điện, động cơ kéo chân vịt tàu thủy)

3


Động cơ đốt trong được sử dụng làm nguồn động lực trên rất nhiều lính vực: Giao thông vận
tải đường bộ (ô tô, xe máy), đường sắt (tàu hỏa), đường không (máy bay trực thăng), máy phát điện,
máy làm đất, v.v…

4

Chương 2. Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
2.1 Sơ đồ cấu tạo động cơ một xi lamh và các khái niệm cơ bản
a) Sơ đồ
6

7

8
Va

Sơ đồ cấu tạo của động
cơ bốn kì
1- trục khuỷu; 2- thanh
truyền; 3- pít tông; 4xi lanh; 5- ống nạp; 6xupáp nạp; 7- bugi (vòi
phun); 8- xupáp thải; 9ống thải;
10- chiều
quay của động cơ (nhìn
từ phía đầu máy).

Vc

5

§CT
S

4
9

§CD

3
2
1

10

Điểm chết, thể tích buồng cháy
Vc, thể tích toàn phần Va và
hành trình S.

b) Các khái niệm cơ bản
- Điểm chết: là vị trí của pít tông mà tại đó pít tông đổi chiều chuyển động. Có hai điểm chết là
điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới (ĐCD).
+ ĐCT là điểm chết tương ứng với vị trí pít tông ở xa tâm trục khuỷu, khi đó buồng công tác
của xi lanh có thể tích nhỏ nhất gọi là thể tích buồng cháy Vc.
+ ĐCD là điểm chết tương ứng với vị trí pít tông ở gần tâm trục khuỷu, khi đó buồng công tác
của xi lanh có thể tích lớn nhất Va gọi là thể tích toàn phần.
- Tỷ số nén ε - là tỷ số giữa thể tích toàn phần của xi lanh Va và thể tích buồng cháy Vc, ε =

Va
.
Vc

- kỳ: là một phần của chu trình làm việc của động cơ xảy ra trong thời gian pít tông dịch chuyển
một hành trình.
- Thể tích công tác Vh - là thể tích xi lanh tương ứng với hành trình S của pít tông và được tính
πD 2
.S
như sau: Vh =

4
Trong đó: D - đường kính xi lanh (dm);
S - hành trình pít tông (dm).

5


2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp

(a)

(b)

(c)

(d)

Chu trình làm việc của động cơ 4 kì
(a)- kì nạp; (b)- kì nén; (c)- kỳ cháy và giãn nở; (d)- kì thải.

a) Kì nạp - Ở kỳ nạp, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, pít tông di chuyển từ ĐCT xuống ĐCD,
tạo ra chênh áp hút khí nạp mới vào xi lanh qua cửa nạp. Đối với động cơ xăng tạo hỗn hợp bên
ngoài xi lanh, khí nạp mới là hỗn hợp của hơi xăng và không khí, còn đối với động cơ diesel và
động cơ phun xăng trực tiếp (tạo hỗn hợp bên trong xi lanh) thì khí nạp mới là không khí.
b) Kì nén - Ở kì nén, các xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, pít tông di chuyển từ ĐCD lên
ĐCT, thực hiện nén khí trong xi lanh làm cho áp suất và nhiệt độ của khí tăng lên. Gần cuối kì nén
thì bu-gi bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp không khí và hơi nhiên liệu trong xi lanh (đối với
động cơ xăng) hoặc vòi phun phun dầu diesel dưới dạng sương mù vào không khí nén ở nhiệt độ
cao trong xi lanh và tự bốc cháy (đối với động cơ diesel). Quá trình cháy bắt đầu ở cuối kì nén và
tiếp diễn sang kì tiếp theo.

c) Kì cháy và giãn nở (kì nổ) - diễn ra sau kì nén. Ở kì này, các xupáp vẫn đóng kín, quá trình
cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí diễn ra rất mãnh liệt ở đầu hành trình khi pít tông đã qua
ĐCT, làm tăng nhiệt độ và áp suất khí cháy lên rất cao. Áp suất khí cháy cao gây áp lực lớn lên pít
tông và đẩy pít tông chuyển động xuống ĐCD, thông qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi pít
tông đi xuống thì áp suất trong xi lanh giảm dần.
d) Kì thải - diễn ra sau kì cháy giãn nở. Ở kỳ này, xupáp nạp vẫn đóng kín, xupáp thải mở, pít
tông di chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí đã cháy ra ngoài qua cửa thải.

Kết thúc kỳ thải là kết thúc một chu trình làm việc của động cơ, sau đó chuyển động của pít
tông tiếp tục được lặp lại theo trình tự của chu trình làm việc nói trên.
Nhận xét về chu trình làm việc của động cơ bốn kì

- Trong bốn kì giới thiệu ở trên chỉ có duy nhất kì cháy giãn nở là kì sinh công làm quay trục
khuỷu, các kì còn lại là các kì cản được trục khuỷu dẫn động nhờ năng lượng tích trữ (động năng)
của bánh đà và nhờ công của các xi lanh khác (động cơ nhiều xi lanh) trong quá trình làm việc. Khi
khởi động động cơ, phải quay trục khuỷu bằng động cơ điện hoặc tay quay để thực hiện ba kì cản
nói trên cho tới khi động cơ bắt đầu làm việc.
- Để bảo đảm phần lớn nhiên liệu được cháy khi pít tông ở lân cận ngay sau ĐCT, tia lửa điện
phải được bật sớm hoặc nhiên liệu diesel phải được phun sớm để quá trình cháy bắt đầu trước ĐCT.
Thời điểm bật tia lửa điện hoặc phun nhiên liệu diesel trước ĐCT được tính theo góc quay trục
khuỷu và được gọi là góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm.
- Để thải sạch khí thải và nạp đầy khí nạp mới vào trong xi lanh để cho động cơ làm việc khỏe
cần phải mở sớm và đóng muộn các xupáp với ĐCT và ĐCD. Các góc mở sớm, đóng muộn vào
khoảng 20o-60o góc quay trục khuỷu.
6


2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ
2.3.1 Nguyên lý làm việc

Xu páp
Cửa quét

Vòi phun

Pít tông

Xi lanh

Dầu bôi trơn

Động cơ 2 kỳ quét thẳng

Động có 2 kỳ quét vòng

Chu trình làm việc được thực hiện trong 2 hình trình pít tông (1 vòng quay trục khuỷu)
đóng cửa quét), nén, cháy.
- Hành trình 1: Pít tông đi từ ĐCT đến ĐCD, xảy ra các quá trình sau:
+ Ở đầu hành trình xảy ra quá trình cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu làm tăng nhiệt độ và
áp suất khí trong xi lanh;
+ Tiếp theo là quá trình giãn nở sinh công, khí có áp suất cao gây áp lực lên pít tông đẩy pít
tông chuyển động xuống, truyền qua thanh truyền làm quay trục khuỷu;
+ Khi pít tông đến gần ĐCD mở cửa thải xảy ra quá trình thải tự do thải tự do làm áp suất
trong xi lanh giảm;
+ Khi pít tông mở cửa quét, khí quét (không khí hoặc hỗn hợp không khí – nhiên liệu) có áp
suất cao hơn áp suất khí cháy trong xi lanh đi vào xi lanh đẩy khí cháy ra ngoài và điền đầy xi lanh.
- Hành trình 2: Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT, xảy ra các quá trình sau:
+ Đầu hành trình khi cửa quét vẫn mở, quá trình quét khí vẫn tiếp tục;
+ Khi pít tông đóng cửa quét, cửa thải còn mở thì xảy ra quá trình lọt khí;
+ Khi cửa thải đóng thì quá trình nén bắt đầu;

+ Khi pít tông đến gần ĐCT, khí trong xi lanh bị nén đến nhiệt độ và áp suất cao, bu gi bật
tia lửa điện (trong động cơ xăng) hoặc vòi phun phun nhiên liệu (trong động cơ diesel) thì quá trình
cháy bắt đầu.
2.3.2 So sánh động cơ 2 kỳ và 4 kỳ

- Nếu cùng đường kính xi lanh D, hành trình S và tốc độ vòng quay thì về mặt lý thuyết động cơ 2
kỳ có công suất gấp đôi động cơ 4 kỳ nhưng thực tế do tổn thất hành trình cho quét khí nên công
suất chỉ cao hơn 1,6-1,8 lần.
- Mô men động cơ 2 kỳ đều hơn.
- Cơ cấu phối khí động cơ 2 kỳ đơn giản nhưng chất lượng nạp thải kém động cơ 4 kỳ.
2.4 Nguyên lý làm việc của động cơ tăng áp

Phương pháp hiệu quả để tăng công suất động cơ trong khi động cơ vẫn nhỏ gọn là tăng lượng
khí nạp mới vào xi lanh nhờ nén khí trước khi nạp vào động cơ. Như vậy khí nạp sẽ được qua máy
nén để được đẩy vào xi lanh động cơ. Máy nén có thể được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu của
7


động cơ gọi là tăng áp cơ khí, hoặc được dẫn động từ một tuabin hoạt động nhờ năng lượng khí
thải. Khí thải từ động cơ được dẫn vào tuabin để làm quay tuabin, và tuabin lại dẫn động máy nén.
Tuabin và máy nén được làm thành một cụm tuabin-máy nén có trục quay chung, khi động cơ chạy
toàn tải tốc độ cụm tuabin-máy nén có thể tới 100.000v/p.
2.5 Nguyên lý làm việc của động cơ nhiều xi lanh

Trong hầu hết các động cơ nhiều xi lanh, kích thước
các chi tiết ở các xi lanh là như nhau nên đặc điểm chu
trình làm việc của các xi lanh cũng giống nhau chỉ lệch
pha về góc quay giữa các khuỷu trục trên trục khuỷu. Do
đó, điều kiện bảo đảm cho tốc độ động cơ quay đều là các
kì “cháy giãn nở” (hay gọi là kì nổ) của các xi lanh phải

được phân chia đều trong thời gian ứng với một chu trình
(hai vòng quay của trục khuỷu). Nếu gọi ϕ là khoảng cách
tính theo góc quay trục khuỷu giữa hai kỳ nổ của hai xi
lanh nổ kế tiếp nhau và i là số xi lanh thì điều kiện để trục khuỷu quay đều là ϕ =

720 o
. Ví dụ đối
i

với động cơ 4 xi lanh thì ϕ = 180o, động cơ 6 xi lanh ϕ =120o, động cơ 8 xi lanh ϕ =90o, v.v...
2.6 Các thông số kinh tế kỹ thuật cơ bản của động cơ đốt trong

Các thông số làm việc chính của động cơ gồm công suất có ích Ne, mô men có ích Me, suất tiêu
hao nhiên liệu có ích ge, tốc độ vòng quay n ở chế độ thiết kế (ứng với vị trí tay ga mở hoàn toàn.
Công suất có ích của động cơ Ne (công suất của động cơ) - là công suất đo được trên đuôi trục
khuỷu của động cơ để kéo máy công tác. Công suất thường được tính bằng mã lực (hp) hoặc kW, (1
mã lực=0,736 kW).
Mômen của động cơ Me - là mômen đo được trên đuôi trục khuỷu của động cơ. Giữa mômen và
60N e
N
= 9,55 e (Nm) trong đó Ne (W) - công suất động cơ; n
công suất có mối liên hệ sau: M e =
2π n
n

(vòng/phút) - tốc độ động cơ. Từ đây ta có: N e =

Men
9,55

Để xác định công suất của động cơ, người ta đo tốc độ và mômen trên đuôi trục khuỷu động cơ
trên băng thử rồi tính ra công suất theo công thức trên.
Hiệu suất của động cơ η e - là tỷ số giữa nhiệt lượng chuyển thành công có ích chia cho nhiệt

ηe =

lượng sinh ra do nhiên liệu cháy trong xi lanh:

Ne
trong đó: Gnl (kg/s) - lượng nhiên
G nl .Q nl

liệu cấp cho động cơ trong 1 giây; Qnl (J/kg) - nhiệt trị thấp của 1 kg nhiên liệu.
Suất tiêu hao nhiên liệu ge - là lượng nhiên liệu tiêu thụ thính theo gam cho một mã lực hoặc
G
kW trong 1 giờ (g/mãlực.h hoặc g/kW.h): g e = nl
Ne

Suất tiêu hao nhiên liệu thể hiện tính kinh tế của động cơ, động có tính kinh tế càng cao thì ge
càng nhỏ. Động cơ ô tô có ge vào khoảng 210-250 g/mãlực.h đối với động cơ xăng và 160-190
g/mãlực.h đối với động cơ diesel.

8


Chương 3. Các cơ cấu và hệ thống của động cơ đốt trong

Để hoạt động được bình thường, động cơ đốt trong có các bộ phận và hệ thống sau:
- Thân máy và ắp xi lanh;
- Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền;

- Cơ cấu phân phối khí;
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu;
- Hệ thống bôi trơn;
- Hệ thống làm mát;
- Hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng;
- Hệ thống khởi động;
Ngoài ra còn có hệ thống xử lý khí thải (trung hoà thành phần độc hại).
3.1 Thân máy, nắp xi lanh
Nhiệm vụ: mang giữ các chi tiết, cơ cấu và hệ thống khác của động cơ.
Gu giông và
bu lông nắp

Nắp xi lanh

Nắp xi lanh

Đệm nắp máy
Thân máy
Thân máy

Thân máy và nắp xi
lanh

Mặt cắt ngang của một động cơ

3.2 Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

3.2.1 Nhiệm vụ: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền gồm nhóm pít tông, nhóm thanh truyền, trục
khuỷu và bánh đà có nhiệm vụ chung là tiếp nhận áp lực khí thể trong xi lanh và biến lực này thành
mô men làm quay máy công tác.

9


3.2.2 Các chi tiết chính
4

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
1- trục khuỷu;
3
2- thanh truyền;
3- chốt pít tông;
4- xéc măng;
5- pít tông;
2
6- bu lông thanh truyền;
7- bạc lót đầu to thanh truyền.

5
6

1

7

a) Nhóm pít tông
- Nhiệm vụ: bao kín buồng cháy, truyền lực từ áp lực khí (ở kỳ giãn nở sinh công) qua thanh truyền
làm quay trục khuỷu và nhận dẫn động từ trục khuỷu thực hiện các quá trình hút, nén và thải khí.
-Cấu tạo pít tông:
Đỉnh

Rãnh lắp xéc
măng

Đầu

Lỗ lắp chốt pít
tông
1

Thân

2
3
Pít tông
1- chốt pít tông; 2- vòng chặn chốt;
3- đường dẫn dầu lên bôi trơn chốt.

10


b) Thanh truyền
- Nhiệm vụ: truyền chuyển động giữa pít tông và trục khuỷu

Đầu nhỏ

- Cấu tạo:
Thân

Đầu to

Thanh truyền

c) Trục khuỷu
1

2

3

4

5

6

7
Trục khuỷu của động cơ 4 xi lanh
1- ngõng trục và then lắp bánh răng và puli; 2- cổ trục; 3- chốt khuỷu;
5- bích lắp bánh đà; 6- bánh đà; 7- pu li và giảm chấn.

4- đối trọng;

3.3 Cơ cấu phân phối khí

3.3.1 Nhiệm vụ: Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình thay đổi khí trong xi lanh
động cơ bằng cách đóng mở các cửa nạp và cửa thải đúng lúc để nạp đầy khí nạp mới vào xi lanh và
thải sạch khí thải ra ngoài.

11

3.3.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động
2

3

1

4
5

(a)

(b)

Sơ đồ nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối khí
(a) vấu cam đẩy mở xu páp; (b) lò xo giãn đóng xu páp
1- xu páp; 2- cần bẩy; 3- đũa đẩy; 4- con đội; 5- trục cam; →- hướng
chuyển động của các chi tiết.

Cam 5 trên trục cam được dẫn động quay từ trục khuỷu với tỷ số truyền 2:1 với động cơ 4 kỳ và 1:1
với động cơ 2 kỳ. Khi cam quay, trong 1 vòng quay, vấu cam đẩy con đội 4 qua đũa đẩy 3 và đòn
bẩy 2 mở van 1 một lần. Khi cam quay xuống thì van đóng. Quy luật đóng mở van được thiết kế để
phù hợp với chu trình công tác của động cơ.
Về kết cấu, cơ cấu phân phối khí có nhiều dạng, ví dụ như một số dạng hình dưới đây:
2

1

3

4
5
(a)

(b)

(c)

(d)

Các dạng cơ cấu phân phối khí thường gặp
(a) trục cam dẫn động xu páp qua con đội, đũa đẩy và cần bẩy; (b) trục cam dẫn
động xu páp qua con đội và cần bẩy; (c), (d) trục cam dẫn động xu páp qua cần
bẩy; (e) trục cam dẫn động trực tiếp xu páp
1- xu páp; 2- cần bẩy; 3- đũa đẩy; 4- con đội; 5- trục cam.
(e)

12


3.3.3 Cấu tạo các chi tiết chính
a) Nhóm xu páp
1

Cụm xu páp
1- đĩa lò xo và móng hãm;
2- lò xo xu páp;
3- ống dẫn hướng xu páp;
4- xu páp;

5- đế xu páp.

2
3

4
5

b) Trục cam
Vấu cam
Chiều
cao
nâng

Bạc lót ổ trục cam
Trục cam

c) Các bộ truyền dẫn động trục cam

(a)

(b)

Một số bộ truyền dẫn động cơ cấu phân
phối khí
(a) bộ truyền bánh răng; (b), (c) bộ
truyền xích; (d) bộ truyền đai răng
(c)

13

(d)


3.4 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

3.4.1 Nhiệm vụ: Cung cấp nhiên liệu và tạo hỗn hợp không khí – nhiên liệu đáp ứng yêu cầu
làm việc của động cơ ở mọi chế độ.
3.4.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
- HTNL dùng bộ chế hoà khí: Không khí qua họng khuyếch tán làm giảm áp suất tạo ra độ hút
hút nhiên liệu từ buồng phao của bộ chế hoà khí vào hoà trộn với không khí đi vào động cơ.
6
Xăng vào từ
bơm xăng

3
Δh

2
1
5

4

7
8
9
10

11

Bộ chế hòa khí đơn giản
1- bầu phao; 2- phao; 3- van kim; 4- gíc lơ; 5- vòi phun; 6- khí
vào từ bầu lọc gió; 7- họng khuyếch tán; 8- buồng hỗn hợp; 9bướm ga; 10- hỗn hợp không khí và xăng; 11- đường ống nạp
của động cơ.

- HTNL phun xăng vào đường ống nạp
4

3

1

2

6
123456-

14

Thùng xăng
Bơm xăng
Vòi phun
Hộp điều khiển điện tử
Ống nạp
Bướm ga

5

Xăng được bơm lên đường nhiên liệu với một áp suất ổn định nhất định, vòi phun là một van
điện từ được điều khiển đóng mở nhờ hộp điều khiển điện tử ECM (ECU), khi vòi phun mở, xăng
được phun vào đường ống nạp hoà trộn với không khí đi vào xi lanh động cơ.
- HTNL phun xăng trực tiếp vào trong xi lanh động cơ; Xăng được phụ trực tiếp vào trong xi
lanh động cơ tạo hỗn hợp trước khi bu gi bật tia lửa điện
Bộ điều
khiển điện tử
ECU
Bu
gi

Khí nạp

Khí thải

Bướm ga

Vòi phun

Trục khuỷu

3.4.2 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

Thùng nl
Vòi phun
Bơm nl cao áp

Bộ lọc
nl

Bơm thấp áp
Bộ
Bộ lọc tinh nl
điều tốc
Bơm thấp áp cấp nhiên liệu lên khoang thấp áp của bơm cao áp và duy trì một áp suất nhất định
ở đây. Bơm cao áp là bơn kiểu pít tông cấp nhiên liệu từ khoang thấp áp lên vòi phun với áp suất
cao phun tơi vào buồng cháy của động cơ ở cuối kỳ nén, nhiên liệu sẽ tự bốc cháy.

15


3.5 Hệ thống bôi trơn

2.5.1 Nhiệm vụ: Đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát để bôi trơn, làm mát và tẩy rửa bề mặt
ma sát khỏi mạt kim loại.
2.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
7

Sơ đồ hệ thống bôi trơn
1- các te; 2- phao lọc dầu;
3- bơm dầu; 4- van an toàn;
5- bầu lọc toàn phần (lọc thô);
6- van an toàn của bầu lọc;
7- đồng hồ chỉ thị áp suất dầu;
8- đường dầu chính;
6
9- đường dầu bôi trơn trục khuỷu;
10- đường dầu bôi trơn trục cam;
11- đường dầu nhánh đi bôi trơn
giàn cần bẩy và xu páp;

12- bầu lọc tinh (lọc một phần);
13- đường dầu về các te;
14- thước thăm dầu;
15- đồng hồ chỉ thị nhiệt độ dầu; 5
16- két làm mát dầu;
17- van điều chỉnh làm mát dầu.

8

9

11

10

12

13
14
15
16

4

3

2

17

1

Các bộ phận chính của hệ thống gồm bơm dầu, bộ lọc dầu, két làm mát dầu và các đường dầu.
Bơm dầu hút dầu từ các te đẩy qua bầu lọc lên đường dầu chính đi bôi trơn các bề mặt ma sát của
các chi tiết (ổ trục khuỷu, trục cam, vung té bôi trơn xi lanh, pít tông…) rồi chảy tự do về lại các te.
3.6 Hệ thống làm mát

2.6.1 Nhiệm vụ: Tản nhiệt và duy trì chế độ nhiệt thích hợp cho các chi tiết nóng do tiếp xúc
với buồng cháy để đảm bảo động cơ hoạt động bình thường.
2.6.2 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
3

4

5

6

7

8

2
9

10

1

13

12

11

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
1- két nước; 2- nắp két nước; 3- bơm nước; 4- đường nước nóng về két; 5- van hằng
nhiệt; 6- đường nước nóng nối tắt về bơm; 7- cụm ống nạp; 8- đường nước đi sưởi ấm ca
bin; 9- khoang nước trong nắp xi lanh; 10- khoang nước trong thân máy; 11- đường nước
mát từ két vào bơm; 12- đường nước mát từ thiết bị sưởi ấm trở về bơm; 13- quạt gió.

16


Các bộ phần chính gồm bơm nước, két nước, quạt gió, van hằng nhiệt và áo nước. Bơm nước
tạo ra sự tuần hoàn thành vòng kín của nước từ két nước vào động cơ rồi lại qua két. Nước sẽ nhận
nhiệt của các chi tiết nóng của động cơ rồi tản nhiệt ra ngoài không khí qua két nước, két nước
chính là bộ tản nhiệt. Quạt gió làm tăng hiệu quả tản nhiệt của két nước.
3.7 Hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng

3.7.1 Nhiệm vụ: Bật tia lửa điện ở bu gi vào cuối kỳ nén đển đốt cháy hỗn hợp không khí –
nhiên liệu.
3.7.2 Phân loại: Có hệ thống đánh lửa bằng ác quy dùng cho ô tô (có loại cơ khí và loại điện tử),
hệ thống đánh lửa bằng manhêtô, vô lăng manhêtíc (xe máy).
3.7.2 Hệ thống đánh lửa bằng ác quy
2
3

1

4

7

5

6

8
11
9

10
12

Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có bộ chia điện
1- ác qui; 2- khoá điện; 3, 4- cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của biến áp đánh lửa; 5- con quay
chia điện; 6- các đường dây cao áp; 7- mô đun đánh lửa; 8- tín hiệu cảm biến đánh lửa; 9cuộn dây cảm biến đánh lửa; 10- rô to cảm biến đánh lửa; 11- các bu gi; 12- mát.

Nam châm 10 được dẫn động quay từ trục khuỷu tạo ra xung điện cảm ứng trong cuộn dây 9.
Các xung này gây đóng mở transitor 7 làm cho dòng điện trong cuộn dây sơ cấp 3 bị đóng ngắt gây
cảm ứng sức điện động cao áp trong cuộn dây thứ cấp 4 truyền qua bộ chia điện 5 đến bu gi và đánh
lửa vào xi lanh động cơ theo thứ tự làm việc của các xi lanh.
Một sơ đồ hệ thống đánh lửa hiện đại được chỉ ra dưới đây:
3

2

4

C u é n lö a 1

1

ECU

M ¹ch
lo g Ýc

C u é n lö a 2
C u é n lö a 3

5

+

_

Bu gi 6

Bu gi 1
M ¸t

Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử không bộ chia điện
1- các cảm biến; 2- Bộ điều khiển trung tâm; 3-Mô đun đánh lửa; 4- Biến áp đánh lửa; 6- Bugi

17


3.8 Hệ thống khởi động

2.8.1 Nhiệm vụ: Làm quay động cơ đến tốc độ vòng quay khởi động để khởi động động cơ.

2.8.2 Phân loại: Khởi động bằng tay, khởi động bằng động cơ điện, khởi động bằng động cơ
khí nén.
3.9 Hệ thống xử lý khí xả

2.9.1 Nhiệm vụ: Trung hoà các thành phần độc hại trong khí thải trước khi khí thải được xả ra
môi trường.
2.9.2 Các bộ xúc tác xử lý khí thải
Sử dụng bộ xúc tác 3 chức năng trong động cơ phun xăng đa điểm;

Bộ xúc tác 3 chức năng
BXT có thành phần chất xúc tác là Pt, Ni, Rd giúp ôxi hoá CO, HC và khử NOx. Các phản
ứng chính xảy ra trong BXT gồm:
CO + O2

⇒ CO2

CnHm + O2

⇒ CO2 + H2O

NO + CO

⇒ CO2 + N2

18