Hay thì share!
  • 2
  •  
  •  
  •  
  •  
    2
    Shares

Trừ khi bạn là sư phụ máy móc, chỉ cụm từ “thông khí hộp trục khuỷu tích cực” đủ làm bạn choáng đầu vì nghe khá phức tạp. Nhưng thật ra nó cũng khá đơn giản, nhất là sau khi bạn đọc hết bài này. Để bắt đầu, bạn cần hiểu cách động cơ đốt trong làm việc như thế nào.

Động cơ đốt trong gồm có một dãy các xy lanh rỗng, trong mỗi xy lanh là một piston có thể di chuyển lên xuống. Hỗn hợp nhiên liệu-khí được bơm vào buồng đốt, tại đó bugi đánh lửa đốt cháy hỗn hợp tạo ra vụ nổ. Áp lực từ vụ nổ đẩy piston đi xuống, làm quay trục khuỷu. Trục khuỷu quay không chỉ đẩy piston đi lên mà con làm quay các bánh răng trong hộp số và kết quả là làm xe chuyển động. Trong khi đó, piston đi lên đẩy không khí và nhiên liệu thừa ra ngoài qua van xả. Nếu bạn muốn hiểu rõ hơn thì hãy xem cách động cơ ô tô vận hành với minh họa hoạt hình cụ thể và sinh động.

Thông khí hộp trục khuỷu tích cực PCV

Tuy nhiên, trong quá trình làm việc của động cơ luôn có một lượng khí lọt qua bạc sec-măng vào hộp trục khuỷu. Phần khí thoát này chứa hỗn hợp chưa cháy, hơi nước, và các khí thải khác. Điều này gây ra một số tác hại như

  • Làm bẩn dầu bôi trơn, làm dầu bôi trơn bị biến chất do những tạp chất có trong khí cháy;
  • Khí lọt xuống dưới làm cho áp suất phía dưới piston tăng cao gây khó khăn cho chuyển động tịnh tiến của piston;
  • Áp suất tăng cao ở hộp trục khuỷu có khả năng đẩy nhớt qua các ron/phốt làm kín ra ngoài làm cho tính năng của dầu bôi trơn không còn đảm bảo.
Khí thoát ở 2 kỳ nén và nổ
Khí thoát ở 2 kỳ nén và nổ

Trước những năm 1960, người ta loại bỏ khí thoát này bằng cách cho thoát ra dưới dạng khí thải. Tuy nhiên cách này có thể làm ô nhiễm môi trường và cũng không tận dụng được hơi nhiên liệu có trong đó. Và trong một số trường hợp lượng khí thoát xuống hộp trục khuỷu không được thải hoàn toàn ra ngoài. Sau đó, vào đầu những năm 1960, hệ thống thông khí trục khuỷu tích cực (PCV) đã được phát minh. Đây được coi là sự khởi đầu của việc kiểm soát khí thải ô tô.

1. Van PCV

Ý tưởng của hệ thống PCV là toàn bộ khí ở hộp trục khuỷu sẽ được đưa về đường nạp chung với lượng khí nạp mới vào buồng đốt để đốt cháy. Tuy nhiên nếu khí từ hộp trục khuỷu lúc nào cũng được đưa hết vào van nạp thì hỗn hợp nhiên liệu-khí sẽ không ổn định và không phù hợp với các yêu cầu làm việc khác nhau của động cơ. Ý tưởng là dùng một van được thiết kế đặc biệt ngăn giữa hộp trục khuỷu và đường khí nạp, gọi là van PCV, để thông khí theo nguyên tắc sau:

Thông khí hộp trục khuỷu tích cực PCV
Thông khí hộp trục khuỷu tích cực
  • Ở chế độ không tải, cổ hút khí nạp có độ chân không cao, nhưng việc hút một lượng lớn khí bổ sung sẽ dẫn đến tăng áp (rò rỉ chân không), khiến động cơ bị nghèo nhiên liệu. Vì vậy, ở độ chân không cao, van PCV chỉ cho phép tốc độ dòng chảy thấp. Điều này cũng phù hợp vì ở tốc độ động cơ thấp, có ít khói được tạo ra trong hộp trục khuỷu.
  • Ở tốc độ động cơ cao hơn, cổ hút khí nạp có độ chân không thấp, van PCV cho phép tốc độ dòng chảy lớn hơn để theo kịp với khối lượng khói lớn hơn trong hộp trục khuỷu; do tốc độ động cơ cao hơn, lượng không khí “phụ” lớn hơn thông qua hệ thống PCV có thể được chấp nhận mà không làm đảo lộn hoạt động của động cơ.
  • Khi họng ga mở hết cỡ, cỗ hút khí nạp có rất ít chân không, do đó có rất ít khí thoát hút qua van PCV. Tuy nhiên, trường hơp này khí thoát đạt thể tích tối đa, và hầu hết có thể thoát qua ống thông hơi hộp trục khuỷu vào đường khí nạp qua bộ lọc gió.
  • Một chức năng thứ hai của van PCV là bảo vệ động cơ trong trường hợp xảy ra cháy ngược, có thể gây ra xung áp suất cao đột ngột trong đường ống nạp. Điều này buộc van PCV đóng lại để ngọn lửa ngược không thể chạm tới hộp trục khuỷu, nơi nó có thể đốt cháy khói dễ cháy và gây ra thiệt hại. Động cơ tăng áp cũng trải qua các giai đoạn áp suất cổ hút khí nạp cao, khi đó van PCV được đóng lại và khói của hộp trục khuỷu được đưa vào động cơ thông qua ống thông hơi và lọc gió.

Vì hệ thống PCV đẩy không khí và khí thoát vào đường ống nạp, nên sẽ có ảnh hưởng lên hỗn hợp nhiên liệu-khi, tương tự như hiện tượng rò rỉ chân không. Lúc này bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun nhiên liệu sẽ điều chỉnh để bù vào. Do đó, bản thân hệ thống PCV không có tác dụng nào đến việc tiết kiệm nhiên liệu, khí thải, hoặc hiệu suất động cơ

Lưu ý: Loại bỏ hoặc ngắt kết nối hệ thống PCV để cải thiện hiệu suất động cơ là vô ích. Hơn nữa, bỏ hệ thống PCV cũng có thể làm cặn bẩn tích tụ trong hộp trục khuỷu, làm giảm tuổi thọ dầu và thúc đẩy sự hình thành bùn thải động cơ.

2. Ống thông hơi

Để hệ thống PCV đẩy khói ra khỏi hộp trục khuỷu, cần có nguồn không khí sạch, lấy từ ống thông hơi hộp trục khuỷu. Ống thông hơi này được nối vào từ sau lọc gió, và trước họng ga. Ống thông hơi thường có các vách ngăn và bộ lọc để ngăn hơi dầu làm tắc nghẽn bộ lọc khí.

Khi lực hút của cổ hút khí nạp hút khí hộp trục khuỷu(qua van PCV), đồng thời cũng hút không khí sạch (lấy từ ống thông hơi) vào hộp trục khuỷu. Luồng khí đi qua hộp trục khuỷu và bên trong động cơ sẽ quét sạch các khí phụ phẩm sau cháy, bao gồm một lượng lớn hơi nước và các hợp chất hữu cơ bị đốt cháy không hoàn toàn. Hỗn hợp không khí và khí hộp trục khuỷu này sau đó thoát ra, thường thông qua một vách ngăn, màng, hoặc lưới để loại bỏ các giọt dầu, đi qua van PCV và vào ống nạp. Trên một số hệ thống PCV, việc tách dầu này xảy ra ở một bộ phận gọi là ‘bộ tách dầu’.

3. Bộ tách dầu và khí của hệ thống PCV

Bên dưới trục khuỷu có một cái khay được sử dụng làm nơi chứa dầu. Tuy trục khuỷu và dầu được tách biệt nhau (vì nếu tiếp xúc, dầu sẽ bị nổi bọt như sữa đặc, và đen), hơi dầu vẫn có thể lẫn vào khí thoát và dẫn đến các tác hại sau

  • Nếu hơi dầu này tuần hoàn trở lại vào các xy lanh cùng với khí thoát, chúng sẽ làm cho hỗn hợp nhiên liệu-khí quá dễ cháy, tương đương với việc giảm chỉ số octan của xăng. Với một số động cơ có thể làm giảm hiệu suất một chút, và với các động cơ cũ thậm chí có thể gây cháy ngược khi hỗn hợp nhiên liệu-khí cháy sớm.
  • Hơi dầu có thể tạo màng ở cửa nạp khí, dần dần làm tắc nghẽn luồng khí theo thời gian. Với xe công suất thấp, những vấn đề này không thực sự quan trọng, và có thể được loại bỏ định kỳ khi bảo dưỡng, nhưng một số người (và một số nhà sản xuất ô tô) thích có một cái gì đó để loại bỏ dầu ra khỏi khí thoát trước khi chúng tuần hoàn lại ống nạp. Dẫn đến việc cần cần có bộ tách dầu và khí.

Ý tưởng của thiết bị tách dầu và khí là tách dầu khỏi khí trước khi nó được đẩy trở lại cổ hút khí nạp và đặt nó ở một nơi nào đó mà nó sẽ không gây ra vấn đề, như là trở lại hộp trục khuỷu hoặc trong một chỗ chứa nhỏ gọi là hộp bẫy. Không phải tất cả các xe đều có sẵn bộ tách dầu và không phải tất cả các xe đều cần nó, nhưng bạn có thể mua nó và gắn thêm. Loại phổ biến nhất thổi không khí lẫn dầu qua bộ lọc lưới. Các giọt dầu bị mắc kẹt trong lưới trong khi khí đi qua. Các bộ lọc hiệu quả nhất loại này được làm từ microfibers, có thể bẫy các hạt dầu rất nhỏ.

Kết luận

Thông khí hộp trục khuỷu tích cực là hệ thống quan trọng của động cơ ô tô. Nó giúp dọn những khí thừa không cần thiết, tăng tuổi thọ dầu và động cơ. Nếu việc thông khí bị lỗi có thể dẫn đến hiệu suất kém, rỉ dầu, và gây hao mòn nghiêm trọng động cơ. Trong đó quan trọng nhất là van PCV và ống thông hơi cần được kiểm tra và thay thế định kỳ để tránh gây ra những hỏng hóc lớn hơn.

Blog Xế Cưng hi vọng rằng bài viết này giúp bạn hiểu rõ về cách động cơ xe ô tô vận hành. Nếu bạn là người yêu xe và thích bài viết này, hãy đăng ký theo dõi Blog Xế Cưng, và chia sẻ đến bạn bè. Nếu có câu hỏi cũng như đề nghị về bài viết, hãy để lại bình luận bên dưới, chúng tôi sẽ cùng bạn thảo luận.

  •  
    2
    Shares
  • 2
  •  
  •  
  •