2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ bốn kỳ
* Câu tạo
1 2 3
4
5
6 7
8 9
10 12
Hình 2.2: Cấu tao động cơ đót trong
1. Trục khuỷu; 2. Thanh truyền; 3. Píttông; 4. Xilanh; 5. Thân máy; 6. Bu ji; 7. Dàn cò;
8. Đáy dầu; 9. Khoang nước; 10. Đường nạp; 11. Lò xo; 12. Trục cam; 13. Xupáp
* Nguyên lý làm việc của động cơ xăng :
Động cơ đốt trong 4 kỳ sử dụng nhiên liệu xăng, loại hình thành hòa khí bên ngoài (Vùng chế hòa khí) hoặc loại hình thành hòa khí bên trong (phun xăng trực tiếp vào xi lanh động cơ) đều có chu trình làm việc gồm 4 quá trình :
Hút (nạp) hòa khí vào xi lanh; nén; nổ (cháy – giãn nở) và xả.
Ở cuối quá trình nén, hòa khí được đốt cháy cưỡng bức nhờ tia lửa điện (nguồn bên ngoài) và sinh công.
Hình 2-2 : Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong 4 kỳ
Hình 2.3: Các hành trình làm việc của động cơ Kỳ hút. Kỳ nén Kỳ nổ Kỳ xả
-Kỳ hút (nạp): Khi pít tông chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD (xu páp hút mở, xu páp xả đóng) khí hỗn hợp (xăng hòa trộn với không khí ở dạng sương mù tại bộ chế hòa khí) được hút vào xi lanh của động cơ.
-Kỳ nén : Khi pít tông chuyển động từ ĐCD xuống ĐCT (lúc này cả hai xu páp đều đóng) khí hỗn hợp trong xi lanh bị nén dần lại.
-Kỳ nổ (cháy – giãn nở – sinh công) : Ở cuối kỳ nén, khí hỗn hợp ở nhiệt độ và áp suất cao gặp tia lửa điện sẽ bốc cháy và sinh công đẩy pít tông chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD (cả hai xu páp đều đóng). Ở kỳ nổ nhiệt năng được biến thành cơ năng làm quay trục khuỷu của động cơ.
-Kỳ xả : Khi pít tông chuyển động từ ĐCD xuống ĐCT (xu páp hút đóng, xu páp xả mở). Hòa hợp khí đã cháy trong xi lanh bị đẩy qua cửa xả ra ngoài.
Hình 2-4 : Các kỳ làm việc của động cơ đốt trong 4 kỳ
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ hai kỳ.
Cấu tạo nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ.
* Cấu tạo
Hình 2.5. Động cơ hai kỳ 2.2. Nguyên lý hoạt động
a. Kỳ 1: Cháy – giãn nở
Khi pittông lên gần tới ĐCT ở hành trình trước, bugi bật tia lửa điện để đốt cháy hoà khí. Khí cháy giãn nở sinh công đẩy pittông đi từ ĐCT - ĐCD làm quay trục khuỷu.
Khi pittông đi xuống đầu tiên mở cửa xả 3, do chênh lệch áp suất, khí cháy có áp suất cao tự thoát ra ngoài. Pittông tiếp tục chuyển động xuống ĐCD, đóng cửa nạp 4 và mở cửa quét 9 bắt đầu quá trình cuộn khí trong buồng trục khuỷu.
Lúc này thể tích trong buồng trục khuỷu giảm, áp suất tăng cao hơn áp suất trên đỉnh píttông. Hoà khí bị ép qua cửa quét đi lên xilanh, trên đỉnh pit tông thực hiện quá trình quét khí. Hoà khí đi vào xilanh chuẩn bị quá trình nén, đẩy khí cháy ra ngoài.
Như vậy: Trong kỳ 1 pittông đi từ ĐCT - ĐCD động cơ thực hiện đồng thời các quá trình cháy – giãn nở, xả khí cháy, quét khí và nạp môi chất mới vào xi lanh.
b. Kì 2 Kỳ nạp - Nén
Pittông chuyển động từ ĐCD - ĐCT, khi pittông chưa đóng cửa quét 9 thì trong xilanh của động cơ vẫn tiếp tục quá trình quét khí. Pittông đóng cửa quét 9 đồng thời đóng cửa xả 4, quá trình nén bắt đầu, thể tích trong xilanh giảm, áp suất tăng. Đồng thời ở phía dưới cửa nạp 4 được mở áp suất dưới các te giảm, hòa khí nạp được hút vào không gian cácte.
1. Bugi 2. Pittông 3. Cửa xả 4. Cửa hút 5. Thanh truyền 6. Trục khuỷu 7. Các te
8. Đường thông các te với cửa quét
9. Cửa quét 10. Xilanh
1
2
3 4
5 6 7
8 9
1 0
Như vậy, trong kỳ 2 của động cơ thực hiện đồng thời các quá trình: xẩ khí cháy, quét khí, nén khí và nạp hòa, khí mới.
2.3. So sánh ưu nhược điểm động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ
Về cấu tạo động cơ 4 kỳ phức tạp hơn nhiều động cơ 2 kỳ, động cơ 4 kỳ phải dùng cơ cấu xupap đóng mở để hòa khí và thoát khí cháy. Sự đóng mở của xupap liên quan đến nhiều bộ phận khác trong máy như sên cam, cam, cốt cam, cò mổ. Trong quá trình hoạt động, các cơ phận này va đập, mài mòn ở nhiệt độ cao. Do đó việc toả nhiệt phải được đặc biệt chú trọng.
Ở động cơ 2 kỳ, việc hút và thoát khí cháy nhờ vào pít-tông và các lỗ hút, lỗ thoát nằm ngay tại xilanh máy. Cơ cấu động cơ đơn giản hơn. Việc sửa chữa xe 2 kỳ cũng đơn giản hơn. Tuy nhiên nếu cứ sử dụng lâu ngày, pít-tông, bạc bị lỏng, thì một phần hòa khí bị thất thoát qua khe hở giữa pít-tông và xilanh. Điều này làm xe bị hao xăng hơn so với động cơ 4 kỳ cùng tình trạng.
Động cơ 2 kỳ có hành trình máy ngắn hơn nên xe bốc hơn nhưng cũng chính vì vậy mà các linh kiện động cơ phải chịu nhiều lực hơn, khiến tuổi thọ không thể cao bằng xe 4 kỳ. Hơn nữa, lực hút nhiên liệu ở động cơ 2 kỳ phụ thuộc trực tiếp vào lực nén của pít- tông, nên với những xe đã bị dão thường là rất khó nổ, nhất là vào buổi sáng.Tuy nhiên độ bền của xe còn tùy thuộc vào người sử dụng.
Với xe 2 kỳ, phải pha nhớt với xăng đúng liều lượng, khoảng 4-5% để việc bôi trơn dàn đầu của máy được tốt. Pha nhớt quá ít, việc tản nhiệt và bôi trơn máy kém. Pha nhiều quá, việc đốt cháy hỗn hợp khí không tốt, cũng làm ảnh hưởng đến hoạt động của máy.
Một số loại xe 2 kỳ đời mới có chế độ tự pha dầu bằng bơm, tuy nhiên cần cảnh giác với loại bơm này vì bơm hỏng đồng nghĩa với việc phá tan luôn động cơ. Hơn nữa không nên ép ga, côn quá mạnh bởi điều này làm các linh kiện phải chịu lực quá lớn khiến chúng bị mòn nhanh. Khi đã không chuẩn, động cơ 2 kỳ dão rất nhanh.
Động cơ 4 kỳ chạy đầm hơn, bền hơn nhưng cũng cần để ý đến chế độ dầu bởi nếu độ nhớt kém sẽ làm linh kiện nhanh mòn và do cấu tạo phức tạp nên việc sửa chữa cũng rất khó khăn.