Giới Thiệu

Động cơ sử dụng bộ chế hòa khí (hay còn gọi là động cơ xăng) là loại động cơ phổ biến trên các phương tiện như ô tô, máy kéo, máy phát điện và các thiết bị động cơ tĩnh tại. Loại động cơ này có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, hoạt động ổn định, nhưng đòi hỏi nhiên liệu phải đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe, đặc biệt là khả năng bay hơi tốt.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về:

• ✅ Nguyên lý hoạt động của bộ chế hòa khí
• ✅ Quá trình hòa trộn nhiên liệu và không khí
• ✅ Tỷ lệ hòa khí tối ưu để đốt cháy hiệu quả

1. Quá Trình Hòa Khí Trong Động Cơ Bộ Chế Hòa Khí

1.1. Nguyên Lý Hoạt Động

Động cơ bộ chế hòa khí có thể là loại 4 kỳ hoặc 2 kỳ, nhưng phổ biến nhất là động cơ 4 kỳ. Quá trình tạo hỗn hợp cháy (xăng + không khí) diễn ra như sau:

1. Giai đoạn hút (nạp):
   • Piston di chuyển từ Điểm Chết Trên (ĐCT) xuống Điểm Chết Dưới (ĐCD).
   • Xupáp hút mở, xupáp xả đóng, tạo chân không trong xi-lanh.
   • Không khí được hút qua bộ lọc gió vào bộ chế hòa khí.
   • Tại cổ hút (họng Venturi), tiết diện nhỏ làm tăng tốc độ dòng khí, giảm áp suất tĩnh → hút xăng từ buồng phao phun vào dòng khí.
   • Xăng bị xé nhỏ thành các hạt sương (~0,01mm) và hòa trộn với không khí, tạo thành hỗn hợp cháy.
2. Giai đoạn nén:
   • Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, cả hai xupáp đều đóng.
   • Hỗn hợp cháy bị nén, nhiệt độ và áp suất tăng.
3. Giai đoạn nổ (cháy):
   • Khi piston gần tới ĐCT, bugi đánh lửa, hỗn hợp cháy bùng cháy.
   • Áp suất tăng đột ngột, đẩy piston xuống ĐCD (sinh công).
4. Giai đoạn xả:
   • Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, xupáp xả mở, đẩy khí thải ra ngoài.
   • Chu trình lặp lại.

1.2. Vai Trò Của Bộ Chế Hòa Khí

Bộ chế hòa khí có nhiệm vụ:

• Điều chỉnh tỷ lệ xăng – không khí phù hợp với từng chế độ hoạt động (khởi động, tải nhẹ, tải lớn).
• Đảm bảo hỗn hợp cháy đồng nhất, giúp động cơ hoạt động êm và tiết kiệm nhiên liệu.

2. Tỷ Lệ Hòa Khí Tối Ưu

2.1. Hệ Số Dư Không Khí (α)

Để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, tỷ lệ giữa không khí và xăng phải đạt giá trị lý tưởng. Người ta sử dụng hệ số dư không khí (α) để đánh giá:

Trong đó:

• L_tt: Lượng không khí thực tế cung cấp (kg).
• L_lt: Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg xăng (~14.7 kg không khí / 1kg xăng).

2.2. Phân Loại Hỗn Hợp Cháy

2.3. Giới Hạn Cháy Của Hỗn Hợp

• Giới hạn dưới (α = 0.4): Hỗn hợp quá giàu, không cháy được.
• Giới hạn trên (α = 1.3): Hỗn hợp quá nghèo, khó bắt lửa.
• Giá trị tối ưu (α ≈ 1.05): Đảm bảo hiệu suất đốt cháy cao nhất.