Van động cơ là các thành phần cơ khí được sử dụng trong động cơ đốt trong để cho phép hoặc hạn chế dòng chất lỏng hoặc khí đến và đi từ các buồng đốt hoặc xi lanh trong quá trình vận hành của động cơ.
Về mặt chức năng, chúng hoạt động tương tự như nhiều loại van khác ở chỗ chúng chặn hoặc chuyển dòng chảy, tuy nhiên, chúng là một thiết bị cơ học thuần túy giao tiếp với các thành phần động cơ khác như cánh tay đòn để đóng mở theo trình tự chính xác và đúng thời gian.
Thuật ngữ van động cơ cũng có thể đề cập đến một loại van một chiều được sử dụng để phun khí như một phần của hệ thống kiểm soát khí thải và tuần hoàn khí thải trên xe. Loại van động cơ này sẽ không được đề cập trong bài viết này.
Van động cơ phổ biến đối với nhiều loại động cơ đốt, cho dù chúng chạy bằng nhiên liệu như xăng, dầu diesel, dầu hỏa, khí tự nhiên (LNG) hoặc propan (LP). Các loại động cơ khác nhau tùy theo số lượng xi lanh là các buồng đốt tạo ra năng lượng từ việc đốt cháy nhiên liệu.
Chúng cũng khác nhau tùy theo loại hoạt động (2 chu kỳ hoặc 4 chu kỳ) và theo vị trí thiết kế của các van trong động cơ [van trên cao (OHV), cam trên (OHC) hoặc van trong khối (VIB)] .
Động cơ van trên cao (OHV) là động cơ piston có các van nằm ở đầu xi lanh phía trên buồng đốt. Điều này trái ngược với các động cơ đầu phẳng trước đó, nơi các van được đặt bên dưới buồng đốt trong khối động cơ.
Trục cam trong động cơ OHV truyền thống nằm trong khối động cơ. Chuyển động của trục cam được chuyển bằng cách sử dụng thanh đẩy và tay gạt để vận hành các van ở đầu động cơ.
Động cơ trục cam trên không (OHC) cũng có các van trên cao; tuy nhiên, để tránh nhầm lẫn, động cơ van trên không sử dụng thanh đẩy thường được gọi là “động cơ đẩy”. Một số động cơ "hút vào qua xả" ban đầu sử dụng thiết kế hỗn hợp kết hợp các yếu tố của cả van bên và van trên cao.
Van cho phép hỗn hợp vào xi lanh là van đầu vào; cái mà qua đó các khí đã qua sử dụng thoát ra ngoài là van xả. Chúng được thiết kế để mở và đóng vào những thời điểm chính xác, để cho phép động cơ chạy hiệu quả ở mọi tốc độ.
Hoạt động được điều khiển bởi các thùy hình quả lê, được gọi là cam, trên một trục quay, trục cam, được truyền động bằng xích, dây đai hoặc một bộ bánh răng từ trục khuỷu.
Ở nơi trục cam được gắn trong khối động cơ, các miếng đệm xi lanh nhỏ bằng kim loại nằm trong các rãnh phía trên mỗi cam và từ các trục cam, một thanh đẩy kim loại kéo dài lên đầu xi lanh. Phần trên của mỗi thanh đẩy gặp một cánh tay quay tựa vào thân van, được giữ ở vị trí nâng lên (đóng) bằng một lò xo cuộn chắc chắn, lò xo van.
Khi thanh đẩy tăng trên cam, nó sẽ xoay cánh tay quay, đẩy van xuống (mở) chống lại áp lực của lò xo. Khi thùy cam quay thêm, lò xo van có tác dụng đóng van. Đây được gọi là hệ thống van trên không (OHV).
Một số động cơ không có thanh đẩy; các van được vận hành trực tiếp hơn bởi trục cam đơn hoặc đôi trong chính hệ thống cam trên đầu của xi lanh.
Do có ít bộ phận chuyển động hơn giữa trục cam và van nên phương pháp cam trên (OHC) hiệu quả hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn cho một công suất động cơ nhất định so với động cơ có thanh đẩy, vì nó có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn. Với một trong hai hệ thống, phải có một số hoạt động tự do trong thiết bị vận hành, để van vẫn có thể đóng hoàn toàn khi các bộ phận giãn nở do nhiệt.
Một khe hở khe hở được thiết lập trước là cần thiết giữa thân van và cánh tay đòn hoặc cam, để cho phép mở rộng. Khoảng cách đoạn rối rất khác nhau trên các xe khác nhau và việc điều chỉnh sai có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng.
Nếu khe hở quá lớn, van mở muộn và đóng sớm, làm giảm công suất và tăng tiếng ồn của động cơ.
Khe hở quá nhỏ ngăn không cho các van đóng đúng cách, do đó làm mất sức nén. Một số động cơ có tappets tự điều chỉnh, được vận hành bằng thủy lực nhờ áp suất dầu động cơ.
Hầu hết các van động cơ được thiết kế như van kiểu poppet vì chuyển động bật lên và xuống của chúng và có đầu van hình nón phù hợp với chân van được gia công để bịt kín sự lưu thông của chất lỏng hoặc khí. Chúng còn được gọi là van nấm vì hình dạng đặc biệt của đầu van.
Hai yếu tố chính là thân van và đầu van. Đầu có chứa một phi lê dẫn vào mặt ghế được gia công ở một góc xác định để phù hợp với quá trình gia công của chân van mà nó sẽ khớp. Chỗ ngồi của mặt van vào chân van là thứ cung cấp vòng đệm cho van chống lại áp suất đốt cháy.
Thân van kết nối van với các phần tử cơ học trong động cơ vận hành van bằng cách tạo ra một lực để di chuyển thân van chống lại áp suất đệm do lò xo van cung cấp. Rãnh giữ được sử dụng để giữ lò xo ở vị trí và đầu của thân van được tiếp xúc nhiều lần bởi một tay vặn, con rối hoặc bộ nâng để kích hoạt van.
Có 3 loại van động cơ khác nhau như sau:
Nó còn được gọi là van nấm vì hình dạng của nó. Nó được sử dụng để kiểm soát thời gian và số lượng của dòng khí vào động cơ. Đây là loại van được sử dụng rộng rãi nhất trong động cơ ô tô. Van poppet được đặt tên vì chuyển động bật lên và xuống của nó.
Nó bao gồm một đầu và một thân. Mặt van thường có góc từ 30 ° đến 45 ° được mài hoàn hảo, vì nó phải khớp với chân van để có độ kín hoàn hảo. Thân có rãnh khóa lò xo và đầu của nó tiếp xúc với cam để chuyển động lên và xuống của van. Trong khí thải, một chênh lệch áp suất giúp làm kín van. Trong các van nạp, chênh lệch áp suất giúp mở chúng.
Van tay áo như tên gọi của nó, nó là một ống hoặc ống bọc khớp giữa piston và thành xi lanh trong xi lanh của động cơ đốt trong, nơi nó quay / trượt.
Các cổng ở mặt bên của ống bọc khớp với các cổng vào và xả của xi lanh ở các giai đoạn thích hợp trong chu trình của động cơ.
Bề mặt bên trong của ống bọc tạo thành thùng xi lanh bên trong, trong đó piston trượt. Ống bọc trong chuyển động liên tục cho phép và loại bỏ khí nhờ sự trùng hợp định kỳ của cổng cắt trong ống bọc với các cổng được hình thành thông qua đúc xi lanh chính.
Ưu điểm: Các van này cấu tạo đơn giản và hoạt động không ồn. Có tiếng ồn do không có các bộ phận tạo ra tiếng ồn như cam van, cánh tay đòn, van tappets, ... nên van tay áo ít có xu hướng kích nổ hơn. Làm mát rất hiệu quả vì van tiếp xúc với áo nước.
Có nhiều loại van quay. Hình bên cho thấy van quay kiểu đĩa. Nó bao gồm một đĩa quay có một cổng. Trong khi quay, nó liên lạc luân phiên với ống dẫn khí vào và ống xả.
Ưu điểm: Van quay có cấu tạo đơn giản và được sản xuất với chi phí rẻ hơn. Chúng thích hợp cho động cơ tốc độ cao. Các van này có ít ứng suất và rung động hơn. Bê quay thực hiện các hoạt động trơn tru, đồng đều và không gây tiếng ồn.
Sprocket là gì? - Định nghĩa, Loại và Thuật ngữ
Bánh đà là gì? - Định nghĩa, Bộ phận, Loại và Chức năng
Khung gầm ô tô là gì? - Định nghĩa, Các loại và Chức năng
Piston là gì? - Định nghĩa, Bộ phận và Loại