Hiểu những gì đang diễn ra bên trong buồng đốt và những gì thoát ra từ van xả là rất quan trọng để giải quyết lượng khí thải hoặc khả năng lái xe các vấn đề. Và việc chẩn đoán các sự cố cháy nổ và khí thải ngày càng khó khăn hơn trên các động cơ hiện đại. Bạn phải hiểu điều gì đã xảy ra và điều gì sẽ xảy ra vào thời điểm bugi đốt cháy nhiên liệu. Bạn cũng phải biết các kỹ sư đã nghĩ gì khi họ cố gắng tạo ra sự kiện đốt cháy hoàn hảo.
Động cơ đốt trong sẽ không bao giờ hoàn hảo, nhưng chúng ta đang tiến rất gần. Trong 25 năm qua, động cơ đã tiến bộ không chỉ về lượng khí thải mà còn về sức mạnh. Các động cơ được sản xuất cách đây chưa đầy một thập kỷ sẽ bị phá hủy bởi sự kiện đốt cháy mỏng hơn mà chúng ta đang thấy ngày nay. Điều này có thể thực hiện được bằng cách di chuyển cổng phun nhiên liệu vào xi lanh và hoàn thiện quá trình đốt cháy.
Một số động cơ hút khí tự nhiên cho năm 2016 sẽ có tỷ số nén 12:1. Năm 1964, 426 Chrysler HEMI chỉ có tỷ số nén 10,25:1. Một nhà chế tạo động cơ những năm 1960 có thể chế tạo một HEMI với động cơ tỷ số nén 12:1, nhưng nó sẽ yêu cầu “khí đua” và luôn có khả năng xảy ra sự cố với bộ chế hòa khí, hệ thống van hoặc hệ thống đánh lửa có thể phá hủy động cơ trong tích tắc nếu nó chạy quá gầy và có vấn đề về kích nổ. Trong một động cơ hiện đại, tỷ lệ 12:1 có thể đạt được với bơm khí và piston đúc, tất cả đều có lượng khí thải rất thấp và bảo hành lượng khí thải 80.000 dặm.
Điều gì đã thay đổi? Các kỹ sư biết nhiều hơn về những gì xảy ra bên trong buồng đốt hơn bao giờ hết nhờ máy ảnh tốc độ cao và mô hình máy tính. Ngoài ra, tốc độ tính toán của bộ vi xử lý nhanh hơn rất nhiều so với 15 năm trước. Mô-đun có thể thực hiện các thay đổi đối với tia lửa và nhiên liệu nhanh hơn trong khi xử lý nhiều đầu vào cảm biến hơn bao giờ hết. Điều này đã tạo nên sự kiện đốt cháy gần như hoàn hảo.
Một chiếc xe đốt trong hoàn hảo sẽ có thể đưa lượng nhiên liệu và không khí chính xác vào buồng đốt. Hạt nhân tia lửa sẽ đạt cực đại khi hỗn hợp được khuấy đúng cách và piston ở đúng vị trí. Mặt trận ngọn lửa sẽ lan tỏa đồng đều và không phải chống chọi với sóng gió.
Nếu sự kiện đốt cháy hoàn hảo xảy ra, bạn sẽ không nhận được gì hơn ngoài nước và carbon dioxide như một sản phẩm phụ. Sẽ không có bất kỳ nhiên liệu hoặc oxy chưa được đốt cháy. Nó cũng sẽ xảy ra ở nhiệt độ thích hợp để các oxit (oxy “hiếu động” được kích hoạt bởi nhiệt độ cao hơn) sẽ không kết hợp với nitơ và cacbon để tạo thành oxit nitric (NOx) và cacbon monoxit (CO). Chiếc xe hoàn hảo này sẽ không cần bất kỳ thiết bị kiểm soát khí thải nào.
Vì chúng tôi chưa có mặt ở đó nên chúng tôi có hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR), bộ chuyển đổi xúc tác và phun khí thứ cấp.
Về lý thuyết, bugi không thay đổi trong 100 năm. Trên thực tế, chúng là một trong những thành phần phát triển nhất trong động cơ. Với các động cơ hiện đại ngày nay, khu vực tạo ra tia lửa điện là phần nhỏ hơn và mịn hơn nhiều của điện cực trong khi các khe hở của phích cắm là khá giống nhau.
Tuy nhiên, thay đổi lớn nhất là vị trí và đường kính của bugi hiện đại khi động cơ giảm kích thước nhưng có độ phức tạp gấp đôi so với 25 năm trước.
Mọi người đều phàn nàn về bugi trên Ford 5.4 Triton V8 vì chúng rất khó tháo, tuy nhiên rất ít người hỏi tại sao chúng lại được đặt ở đó ngay từ đầu. Các bugi trên Triton dài và hẹp, vì vậy các điện cực được đặt hoàn hảo gần van xả và van nạp, đồng thời chúng được bố trí tránh trục cam, van và cổng nạp. Ford đã sử dụng phích cắm 12 mm có ống nối kết hợp dây đeo điện cực. Vị trí được xác định bằng mô hình máy tính để đảm bảo ngọn lửa phía trước trải đều khắp buồng đốt và đốt cháy tất cả nhiên liệu. Điều này có nghĩa là bộ chuyển đổi xúc tác không phải xử lý các hydrocacbon chưa cháy.
Hệ thống EGR đưa một lượng nhỏ khí trơ vào buồng đốt để kiểm soát nhiệt độ. Vì khí thải thường không đốt cháy, điều này làm giảm nhiệt độ đốt cháy và giảm lượng khí thải NOx từ động cơ.
Khi mọi thứ nóng lên trong buồng đốt đến nhiệt độ khoảng 1.300 ° C hoặc 2.500 ° F, oxy và nitơ bắt đầu kết hợp với nhau và tạo thành NOx và CO.
Bằng cách đưa khí thải vào buồng đốt, hỗn hợp không khí / nhiên liệu được tưới xuống bởi các khí thải trơ. Điều này làm chậm quá trình đốt cháy và giảm nhiệt độ đốt cháy xuống mức mà NOx không hình thành.
Các loại xe mới hơn có van biến thiên trên cả trục cam nạp và xả có thể điều chỉnh thời gian để một lượng nhỏ khí xả được hút trở lại buồng trong hành trình nạp qua van xả. Điều này được thực hiện bằng cách kích hoạt thời gian và lực nâng của trục cam. Trong những năm qua, các phương tiện giao thông có thể tiến và lùi trục cam nhanh hơn, và cơ cấu chấp hành có mức độ quay lớn hơn.
Vấn đề với sự kiện đốt cháy hoàn hảo là nó phải xảy ra trong một phạm vi rộng của nhiệt độ động cơ và không khí. Động cơ hiện đại vẫn gặp khó khăn khi khởi động và kiểm soát khí thải khi khởi động nguội.
Hệ thống phun khí thứ cấp bơm không khí bên ngoài vào dòng khí thải để có thể đốt cháy nhiên liệu chưa cháy hết. Các hệ thống ban đầu có một máy bơm không khí dẫn động bằng dây đai. Các hệ thống hút khí mới hơn sử dụng chân không do xung khí thải tạo ra để hút không khí vào đường ống. Các hệ thống mới nhất sử dụng động cơ điện để bơm không khí. Các hệ thống này rất quan trọng đối với tuổi thọ của bộ chuyển đổi xúc tác.
Trong điều kiện lý tưởng, chất xúc tác ba chiều có thể giảm khoảng từ 50% đến 95% lượng khí thải NOx và 99,9% lượng nhiên liệu chưa cháy hết. Đây là điểm dừng cuối cùng của các chất ô nhiễm và nếu các cảm biến ngược dòng của hệ thống khí thải bị xâm phạm, nó chỉ có thể bù đắp rất nhiều trước khi lượng khí thải từ ống xả tăng lên.
Để chẩn đoán đúng một chiếc xe phát thải cao, đôi khi bạn phải suy nghĩ như một kỹ sư. Các động cơ hiện đại có thể hoạt động trên ranh giới giữa kích nổ và hiệu quả sử dụng nhiên liệu tối đa vì chúng có khả năng cảm nhận, kiểm soát và thích ứng.
Phần cảm biến có nghĩa là trên xe có nhiều cảm biến hơn như cảm biến oxy ngược dòng và xuôi dòng. Các cảm biến này nhạy hơn và có thể hiển thị nhiều độ phân giải hơn. Ngoài ra, các mô-đun xử lý thông tin có thể sử dụng thông tin nhanh chóng để vạch ra đường cắt nhiên liệu, đường cong tia lửa và thời gian van.
Việc kiểm soát sự kiện cháy trở nên dễ dàng hơn với điều khiển van biến thiên, đánh lửa điện tử và phun xăng trực tiếp. Những công nghệ này đảm bảo hỗn hợp không khí / nhiên liệu chính xác ở trong buồng đốt và được đốt cháy vào thời điểm tối ưu để đạt được hiệu quả và sự kiện đốt cháy mạnh mẽ nhất.
Các động cơ hiện đại cũng có thể thích ứng tốt hơn với các điều kiện như thay đổi chất lượng nhiên liệu, nhiệt độ môi trường và nhu cầu của người lái bằng cách cảm nhận và kiểm soát sự kiện đốt cháy gần như trong thời gian thực.
Sửa chữa Mercedes:Sự cố cháy động cơ
Vấn đề tiêu thụ dầu
Cuộn dây đánh lửa
Chẩn đoán và hiểu 5 vấn đề thường gặp nhất về chỉ đạo