Tham dự Tech Lounge

Tham dự Tech Lounge


Những điều cần biết về Hiệu suất khí nạp - Volumetric Efficiency của động cơ

Phúc Võ Hoàng
13/4/2019 9:15Phản hồi: 51
Những điều cần biết về Hiệu suất khí nạp - Volumetric Efficiency của động cơ
Volumetric Efficiency - VE gọi nôm na trong tiếng Việt là hiệu suất nạp khí của động cơ, được thể hiện bằng tỉ số giữa "tỉ trọng của hòa khí trong xi lanh ngay sau kì nạp đầu kì nén" chia cho "tỉ trọng của hòa khí tại họng nạp" – theo wikipedia. Hiểu đơn giản hơn nữa thì đây có thể gọi là tỉ số giữa khối lượng không khí nạp được sau kì nạp (xupap nạp xả đã đóng) so với cùng lượng thể tích không khí của buồng đốt tính ở áp suất khí quyển.

Sau khi anh em đọc 7x7=49 lần mấy câu phía trên mà vẫn chưa hiểu thì nên đọc câu mì ăn liền này: VE chính là con số nói lên độ “đặc” của khí nạp vào động cơ, so với áp suất không khí bên ngoài, thường được tính bằng đơn vị phần trăm (%).

2.png
Chắc chắn sẽ có anh em đặt ra câu hỏi: Tại sao lại có con số này? Tại sao không luôn là 100%? Câu trả lời khá đơn giản: vì đặc tính nhớt của hòa khí và quán tính của hòa khí. Nói đơn giản cho dễ hiểu thì hòa khí nạp (cũng như không khí) có độ lì nhất định và cũng có quán tính riêng, không phải cứ van nạp mở là tích tắc tràn đầy vào buồng đốt hay van xả hé mở là thoát toàn bộ ra khỏi buồng đốt ngay lập tức được. Hòa khí cần có đủ thời gian nạp vào và khí thải cần có thời gian để thoát ra, khi ở tốc độ máy khác nhau thì thời gian này cũng khác nhau, điều này khiến cho hệ số khí nạp liên tục thay đổi.

Trong suốt 120 năm phát triển động cơ 4 kì thì hệ số khí nạp luôn là vấn đề (phải) được nhà sản xuất quan tâm. Vậy hiệu suất nạp khí quyết định điều gì trong động cơ: câu trả lời là liên quan mật thiết tới sức mạnh động cơ, cụ thể ở đây là mã lực và lực kéo. Điều đơn giản mà ai ở đây cũng biết là càng nạp được nhiều hòa khí (hòa khí càng đặc) trong kì nạp thì ở kì nổ sẽ sản sinh nhiều năng lượng, từ đó động cơ mạnh hơn.

1.png

Note: Đồ thị của hệ số khí nạp và mô-men xoắn là gần giống nhau vì vấn đề trộn phối hòa khí ở những dải tua máy khác nhau là khác nhau. Điểm trộn phối tốt nhất được thiết kế sẽ tại đỉnh của 2 đồ thị (hòa khí trộn phối trong buồng đốt càng tốt thì hiệu quả đốt cháy sẽ càng cao).

Với việc sản xuất động cơ cũng như anh em độ xe thì phải cực kì quan tâm vấn đề này, và, bất cứ hành động thay thế các linh kiện mà anh em gắn cho xe mình đều ít nhiều làm thay đổi con số VE, ví dụ vài cái nhé: thay đổi lọc gió, thay bô, thay họng gió, thay họng nạp, thay (góc) cam, thay xupap, thay đổi những thứ liên quan đến hệ thống turbo cũng như một số việc gia công cơ khí cho động cơ… Mỗi linh kiện thay vào xe sẽ ảnh hưởng nhất định và có tác dụng mạnh ở một dải tua máy nhất định.

IMG_5228.JPG

Với mấy động cơ nạp hòa khí cưỡng bức như turbocharge (tăng áp) và supercharge (siêu nạp) thì VE dễ lớn hơn 100%, đặc hơn nhiều không khí ngoài môi trường, vì đơn giản đó là nạp cưỡng bức, luồng khí nạp sẽ bị gia tốc và nén lại, trở nên cô đặc hơn trước khi vào buồng đốt, tất cả phụ thuộc vào việc cài đặt và độ cho hệ thống nén khí của turbocharge và supercharge (bên cạnh một số việc gia công cơ khí). Áp suất khí nạp cho mấy xe “chơi hết cỡ” thậm chí có thể lên đến vài bar – 300%-400%. Vì lí do này mà người ta rất chuộng làm turbo hoặc cải thiện hệ thống turbo cho xe, vì dễ lụm nhiều mã lực hơn ở vòng tua thấp hơn so với động cơ hút khí tự nhiên.

5.png 4.png
Xe F1 và xe Top fuel dragster luôn là ví dụ kinh điển cho sức mạnh của động cơ turbocharge và supercharge
Với động cơ hút khí tự nhiên (Naturally aspirated engine - n/a engine) thì chuyện hòa khí nạp có áp suất thấp hơn áp suất khí quyển là chuyện thường như ở huyện, vì trên đường nạp có những thứ gây rối rắm cho dòng chảy của khí nạp làm hòa khí không chạy vào xilanh một cách trơn tru nhất được: đường nạp ngoằn ngoèo, vướng cái lọc, vướng bướm ga, vướng kim phun, vướng cái xupap, họng nạp thân xupap thì toàn muội than, chưa kể không khí còn bị gia nhiệt trong lúc bị hút vào động cơ nữa... như kiểu bạn đang hút vui vẻ nước trong li trà sữa mà mắc phải viên trân châu vậy. Tỉ số này chỉ bò bò ở khoảng 80-100% là tốt lắm rồi.

Tuy nhiên với rất nhiều nghiên cứu trào máu não của mấy ông kĩ sư và nhà vật lí thì con số này có thể đạt đỉnh điểm lên đến 130%, tuy chỉ ở một dải tua máy nhất định, và để giữ tỉ số này luôn tối ưu nhất trong dải hoạt động của động cơ thì lại phải biến thiên khá là nhiều thứ.

Quảng cáo


Nguồn: ACCEL Motorsports
51 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

Bổ não vl, 😁
Có thằng nào đọc qua 1 lần dek hiểu phải đọc lại 1 lần nữa mà vẫn đek hiểu không?
@quangloc999 Vậy cũng tốt, mấy anh Tinhte dịch thì thế nào cũng lỗi chính tả tùm lum hay lỗi kiến thức nào đó không đúng, cố hiểu chi cho mệt. Mà nhìn cái ảnh tôi lại sướng người vì nó phức tạp.
@KeniVinh Mình khá là chắc kèo về bài này, bác đừng đoán mò, mình buồn 😆, đúng sai thì bác hãy giải thích hoặc dẫn chứng để anh em bà con tham khảo bác ạ!
@Phúc Võ Hoàng Tuyên truyền rằng đó là truyền thống của Tinhte nên mình cứ thuận theo truyền thống thôi.
LINKIN-VAN
ĐẠI BÀNG
5 năm
Thêm bài nữa đi chủ thớt. Mới được có cái khái niệm.
@LINKIN-VAN Thì hiểu VE là gì được đã bác, mặc dù ghi khá kĩ nhưng vài bác sẽ khó hiểu. VE, tỉ số nén chính là mục đích của thiết kế động cơ, nên ít nhiều những bài viết về sau có dính dáng tới bác ạ.
LINKIN-VAN
ĐẠI BÀNG
5 năm
@Phúc Võ Hoàng Hóng bác.
Đọc xong từ ko biết thành chả biết gì
Cao siêu quá . Nói ra thì lại bảo spam rồi ăn thẻ phạt . Toàn bài viết như đánh đố nhau .
@minhthuvc Nói đi bác, hứa không báo spam 😁:D:D
Bài viết mạch lạch,cú pháp rõ ràng,chấm phẩy hợp lý,font chữ dễ đọc...đây là bài viết có bố cục tốt!
Lewisphi
TÍCH CỰC
5 năm
@never giver up Kaka, never give up!
Copy và pas, anh thớt share bài này lên đây nhiều khi cũng chẳng hiểu nổi “bài này nói cái gì”
@phutrongnhan Đây là bài viết của mình đó bác, tham khảo nhiều nguồn, đọc hiểu rồi viết lại chứ không phải copy paste đâu nói vậy tội mình!
Hình như để bù đắp cho biến thiên tỉ trọng khí nạp thì phun xăng điện tử được lập trình để nạp lượng nhiên liệu thích hợp tùy thuộc vào vòng tua. Cho nên thường thì sẽ có hiệu suất đốt nhiên liệu tốt hơn chế hòa khí.
Cảm ơn tác giả.
@Blitzwaffen Có thể ví dụ rằng khi có công nghệ FI thì chúng ta có 100x100x100 cái chế hòa khí, mỗi chế hòa khí phun xăng khá đúng (99-98% vì còn sai số cảm biến) cho từng rpm của động cơ luôn đó bác! Khác với xăng cơ vốn chỉ tốt nhất tại một vòng tua duy nhất.
Bài viết khá hay nhưng ko hỉu gì
@Vũ.Dư Thì đọc lại bác ạ, thắc mắc gì thì cùng nhau bàn!
0905245492
ĐẠI BÀNG
5 năm
Đọc đi. Nghiên cứu đi. Rồi tao thuê chúng mày làm
Dai Cong Tu
ĐẠI BÀNG
5 năm
Hiểu đơn giản ra cái buồng đốt của xe nó như cái bếp củi hoặc cái bếp than vậy . bạn càng quạt nhiều gió vào thì nó càng cháy to. Cháy to với xe thì xe nó mạnh ,với bếp đang nấu nước thì nước mau sôi.
Fivelions
TÍCH CỰC
5 năm
Mới đọc thì hơi khó hiểu, tuy nhiên sau khi đọc kĩ lại thì vẫn chả hiểu cmg 😁
@Fivelions Mưa dầm thấm lâu bác ơi 😆
Duongbeo12a1
ĐẠI BÀNG
5 năm
Bài hay bác ơi. Em cũng đang tìm hiểu mấy cái này mà ko có nguồn thông tin đọc
@Duongbeo12a1 Cảm ơn bác.
SOINGAMTRANG
ĐẠI BÀNG
5 năm
Đối với động cơ diesel thì không có gì thắc mắc, nhưng với động cơ xăng thì mình muốn hỏi những mẫu xe nào hiện nay sử dụng turbo cho động cơ xăng và turbo được đặt trước hay sau chế hoà khí ?
@SOINGAMTRANG Mình chỉ đọc về nguyên lí động cơ nên không biết xe nào lắp hay không lắp, còn turbo thì luôn luôn (chắc là luôn luôn) nằm trước chế hòa khí.
@SOINGAMTRANG Dĩ nhiên là đặt trước họng xăng để nạp gió và pha nhuyễn xăng. Máy dầu và xăng nạp xả như nhau cả, khác cách thức cung cấp xăng và đốt cháy thôi!
SOINGAMTRANG
ĐẠI BÀNG
5 năm
@NovaDash 125 Đọc ở các trang nước ngoài người ta vẫn nói về 2 loại tăng áp cho động cơ xăng trước và sau hoà khí, và khó khăn gặp phải của từng loại. Vậy theo như bạn nói thì có vẻ đơn giản, mình muốn hỏi thêm hiện những mẫu xe động cơ xăng nào áp dụng tăng áp trước hoà khí được không ạ.
SOINGAMTRANG
ĐẠI BÀNG
5 năm
@NovaDash 125 Mình đã tìm được rồi, đang tìm hiểu, cảm ơn bạn.
htc4
TÍCH CỰC
5 năm
Có cái hình vẽ mà Piston đi xuống dưới cả điểm chết dưới (BDC) là thấy kinh điển rồi 😁
@NovaDash 125 Nó vẫn bị kéo dãn và nén lại đó bác, tay dên từ bị nứt tế vi đến đứt khi và chỉ khi tốc độ động cơ vượt khỏi mức cho phép (vượt rpm hãm)
@Phúc Võ Hoàng Số vòng quay động cơ quá cao đầu tiên là ảnh hưởng trực tiếp tới các chi tiết ma sát và hệ thống đóng mở van, các lò xo van nạp xả không chịu được mức đó thì bị mỏi và thời gian đóng mở ko còn chính xác hậu quả là pít tông và van nốc nhau, nhẹ thì lủng pít tông, gãy van, nặng thì gãy dên và đục thủng lốc máy. Chứ dên mà tự nhiên gãy cũng lạ, chuyển động tịnh tiến được bộ má dên chuyển thành chuyển động xoay quanh trục má dên, cùng lắm là bộ má dên chịu không nổi thì gãy vỡ chính nó! Tay dên gãy chỉ thấy trường hợp thuỷ kích, nổ sớm( như trường hợp máy dầu đổ nhầm xăng), pít tông đụng nóc/ kẹp van..
@Phúc Võ Hoàng Còn b nói các kết cấu tế vi bị phá vỡ thì bất cứ vật liệu nào chịu lực tác động/ ứng suất đều bị, khi nào vượt quá ngưỡng chịu đựng của vật liệu thì dẫn đến nứt vỡ!
@NovaDash 125 bác tác dụng lực (gồm lực quán tính của piston (khá lớn thì gia tốc tức thời của piston 104277 m/s^2 theo vận tốc trung bình của piston trong động cơ thương mại hiện tại là 25 m/s -> lực từ piston lên tay dên có thể lên đến 44178 N ở kì sinh công và 36496 N khi không trong kì sinh công) lên là có biến dạng rồi nhưng nó trong mức đàn hồi lại được của vật liệu cộng với các khoảng hở giữa giữa bạc lót và cổ khuỷu, bạc lót vào chốt piton, bạc lót và cổ trực khuỷu các khoảng hở này sẽ bị thu hẹp lại do lực quán tính có xu hướng kéo piston lên khi gần TDC, đè piston xuống khi gần BDC nên piston có nhích ra khỏi BDC và TDC nhưng độ dịch chỉ là micro-mét thôi (thằng trên làm cái hình hơi bị lố). và tay dên luôn được thiết kế chịu lực gấp 1,6 lần so với lực sinh ra ở rpm hãm nên tay dên đúng là thường không gãy khi bác vượt tốc động cơ bởi vì thường bác cho máy vượt tốc ở mức mà lực vẫn nằm trong đoạn 0,6 dư ra của tay dên nên hiếm khi có hiện tượng gãy tay dên và thực tế chỉ có 10% thời gian hoạt động của cả cuộc đời động cơ đó là nằm trong mức độ đó nên về thời gian dài bác thường không thấy trường hợp tay dên gãy do vượt tốc.
Nksduy
ĐẠI BÀNG
5 năm
Ủng hộ những bài viết như thế này. Cá nhân mình thấy rất hữu ích. Đừng viết mấy bài hời hợt nữa. 😁
Có anh em nào biết cái hình minh hoạ đầu tiên lấy từ nguồn nào không nhỉ?
Hiến kế là bác chủ nên gắn với thực tế xe máy để nhiều người-không-hiểu dễ tiếp thu. Kiểu như phong trào mở cổ pô ngu-như-bò toàn giảm hiệu suất xe, ăn nhiên liệu =]] Bài viết tốt, bổ ích.
@Rich Leon Cảm ơn bác, chung là cần hiểu về VE thì mấy bài viết liên quan phía sau sẽ dễ hiểu, mấy trang mạng khác nhau thì cùng lắm cũng chi tiết như bài phía trên thôi không thể nói kĩ hơn.
Về mặt mở cổ bô và thay bô thì luôn có cái lí của nó, quan trọng mở và tune cổ bô như nào, chỉnh xăng như nào, thì xe sẽ mạnh hơn. Còn chuyện hao nhiên liệu hơn thì rõ ràng quá rồi hehe
@Phúc Võ Hoàng Ý mình cũng là mở cổ mà ko hiệu chỉnh đồng bộ ấy. Chứ đó cũng là một bài độ cơ bản ngon bổ rẻ. Thêm nhiều ông xe cả trăm triệu mà chơi cây pô dỏm vài triệu =]] À vậy là còn nhiều bài sau nữa, chờ đọc.
trieuluu
TÍCH CỰC
5 năm
@Rich Leon hehe nay giờ mới thấy đc cmt đồng cảm với tui , mở pộ vô tội vạ mở pô phong trào chán vl. mà có ai ý kiến cái là nay nảy lên ngay 😁:D

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019