A. lý thuyết liên quan
4.3. Pha phân phối khí
Pha phân phối khí là đồ thị biểu diễn thời điểm và khoảng thời gian các xupáp đóng, mở. Hình 5.4.09a là đồ thị pha phối khí của động cơ bốn kỳ thực hiện một chu trình công tác tƣơng ứng với hai vòng quay trục khuỷu (7200). Để đảm bảo nạp đầy hoà khí (hoặc không khí) vào xi lanh động cơ thì xupáp nạp mở trƣớc khi piston lên ĐCT một khoảng ứng với góc 1 và đóng muộn góc 2 theo chiều quay trục
khuỷu. Hình 5.4.09a Đồ thị pha phối khí động cơ bốn kỳ
Đồng thời để thải sạch khí đã cháy ra khỏi xi lanh thì xupáp xả phải mở sớm một góc 4 và đóng muộn góc 5 theo chiều quay của trục khuỷu. Các góc mở sớm và đóng muộn xupáp tuỳ thuộc vào từng loại động cơ.
Hình 5.4.09b là đồ thị pha phối khí của động cơ hai kỳ quét vòng. Một chu trình công tác của động cơ tƣơng ứng với một vòng quay của trục khuỷu. Quá trình xả và quét khí diễn ra đồng thời. Việc đóng mở cửa xả và cửa quét đƣợc thực hiện bởi piston. Thông thƣờng cửa xả bố trí phía trên cửa quét nên góc mở cửa xả lớn hơn góc mở cửa quét (thời gian mở cửa xả dài hơn).
Hình 5.4.09b Đồ thị pha phối khí động cơ hai kỳ
Ví dụ: Hình 5.4.10 là sơ đồ pha phối khí của động cơ Ford. Các thời điểm pha phối khí đƣợc tính theo độ đối với các thời điểm trƣớc hoặc sau ĐCT và ĐCD.
Xupáp xả bắt đầu mở ở 470 trƣớc ĐCD trong kỳ cháy, xupáp này vẫn mở đến 270 sau ĐCT ở kỳ nạp. Điều này tăng thêm thời gian cho khí xả thoát ra khỏi xi lanh. Trong thời gian piston đạt đến 470 trƣớc ĐCD ở kỳ cháy, áp suất cháy sẽ giảm đáng kể. Công suất bị tổn thất không đáng kể trong thời gian khí xả thoát ra ngoài. Xupáp nạp bắt đầu mở ở 120 trƣớc ĐCT, cho đến 560 sau ĐCD khi kết thúc kỳ nạp. Điều này làm tăng thời gian cho hỗn hợp không khí-nhiên liệu đi vào xi lanh.
Hình 5.4.10 Đồ thị pha phối khí của động cơ FORD
Xupáp xả đóng ở 210 sau khi xupáp nạp mở có nghĩa là cả xupáp nạp và xả cùng mở trong khoảng 330 tính theo góc quay trục khuỷu. Khoảng thời gian cả xupáp xả và nạp cùng mở cho phép quét sạch khí xả còn lại trong xi lanh. Các xupáp này không đóng hoặc mở một cách tức thời mà cần vài độ theo góc quay của trục khuỷu để các xupáp mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Thời gian đóng, mở các xupáp phụ thuộc vào hình dạng biên dạng cam, góc mở và đóng xupáp, vị trí trục khuỷu. Sự thay đổi thông số của các bánh răng truyền động hoặc các đĩa xích sẽ thay đổi pha phối khí.
Ví dụ, đai bị giãn hoặc xích bị mòn sẽ làm lệch thời điểm mở xupáp, làm cho vị trí trục cam không tƣơng ứng với vị trítrục khuỷu, các xupáp đóng và mở muộn hơn, làm giảm hiệu suất động cơ và gây ra hiện tƣợng quá nhiệt. Các bánh răng và các đĩa xích, bánh đai dẫn động đƣợc đánh dấu để dễ dàng lắp ráp và điều chỉnh.