a) Sự thay đổi tiết diện lưu thông của xupap xả (Ax) và xupap nạp (An); b) Đồ thị công ; c) Đồ thị góc
Q trình nạp-xả ở động cơ 4 kỳ kéo dài từ thời điểm xupap xả bắt đầu mở đến thời điểm xupap nạp đóng hồn tồn. Căn cứ vào đặc điểm làm việc của cơ cấu nạp-xả, có thể chia q trình nạp-xả ở động cơ 4 kỳ thành 5 giai đoạn : xả tự do, xả cưỡng bức, quét buồng đốt, nạp chính và nạp thêm.
1) Xả tự do
Giai đoạn Xả tự do (còn gọi là giai đoạn Xả sớm) kéo dài từ thời điểm xupap xả bắt đầu mở (điểm b1- Hình 2.3 đến thời điểm piston ở ĐCD trong hành trình dãn nở. Góc quay của trục khuỷu tính từ điểm xupap xả bắt đầu mở đến ĐCD trong hành trình giãn nở được gọi là Góc xả sớm (ϕxs).
Trong giai đoạn xả tự do, MCCT trong không gian cơng tác của xilanh tự thốt ra ngoài qua xupap xả. Ở những thời điểm đầu của giai đoạn xả tự do, khí thải lưu
động với tốc độ truyền âm do chênh lệch khá lớn giữa áp suất trong và ngồi xilanh. Chính do chênh lệch khá lớn về áp suất nên chỉ trong một thời gian ngắn của giai đoạn xả tự do đã có khoảng 60 ÷70 % tổng lượng khí thải tự thốt ra ngồi.
2) Xả cưỡng bức
Giai đoạn Xả cưỡng bức kéo dài từ thời điểm piston rời ĐCD trong hành trình xả đến thời điểm xupap nạp bắt đầu mở (điểm d1). Góc quay trục khuỷu tính từ điểm xupap nạp bắt đầu mở đến ĐCT trong hành trình xả được gọi là Góc nạp sớm (ϕns). Trong giai đoạn này khí thải được piston đẩy ra khỏi khơng gian công tác qua xupap xả.
3) Quét buồng đốt
Giai đoạn Quét buồng đốt kéo dài từ thời điểm xupap nạp bắt đầu mở đến thời điểm xupap xả đóng hồn tồn (điểm r1). Góc quay trục khuỷu tính từ ĐCT đến điểm xupap xả đóng hồn tồn được gọi là Góc xả muộn (ϕxm).
Trong giai đoạn quét buồng đốt, cả xupap nạp và xupap xả đều mở và có thể có một lượng khí mới cùng khí thải thốt ra khỏi khơng gian cơng tác qua xupap xả.
4) Nạp chính
Giai đoạn Nạp chính kéo dài từ thời điểm xupap xả đóng hồn toàn đến thời điểm piston ở ĐCD trong hành trình nạp. Phần lớn lượng khí mới được nạp vào khơng gian cơng tác của xilanh trong giai đoạn nạp chính.
5) Nạp thêm
Giai đoạn Nạp thêm kéo dài từ thời điểm piston rời ĐCD trong hành trình nén đến thời điểm xupap nạp đóng hồn tồn (điểm a1). Góc quay trục khuỷu ứng với giai đoạn nạp thêm được gọi là Góc nạp muộn (ϕnm). Trong giai đoạn nạp thêm sẽ có một lượng nhất định khí mới được bổ sung vào không gian công tác của xilanh.
Từ những điều trình bày ở trên, có thể rút ra một số nhận xét sau :
● Quá trình nạp-xả ở động cơ 4 kỳ được điều khiển bằng cơ cấu nạp-xả kiểu xupap. Thời điểm bắt đầu mở và đóng hồn tồn của các xupap có thể khơng trùng với ĐCT hoặc ĐCD.
xupap xả, cịn khí mới được piston "hút" vào khơng gian cơng tác qua xupap nạp. ● Quá trình nạp-xả ở động cơ 4 kỳ diễn ra trong khoảng thời gian lớn hơn 360 0 góc quay trục khuỷu. Trong khoảng thời gian trên, chỉ có một giai đoạn ngắn, trong đó cả xupap nạp và xả cùng mở.
Ảnh hưởng của góc phối khí đến chất lượng q trình nạp-xả ở động cơ 4 kỳ
Các góc xả sớm (ϕxs), xả muộn (ϕxm), nạp sớm (ϕns) và nạp muộn (ϕnm) được gọi là các Góc phối khí. Các vị trí của trục khuỷu tương ứng với các thời điểm bắt đầu mở và đóng hồn tồn các xupap (các điểm b1, d1, r1 và a1) được gọi là các Thời điểm phối khí.