Hệ thống phân phối khí ô tô: Cấu tạo, chức năng và phân loại

Hệ thống phân phối khí là bộ phận đảm nhiệm việc đóng mở dòng khí nạp và khí thải trong động cơ ô tô. Hiểu rõ nguyên lý, cấu tạo và cách hoạt động của hệ thống này sẽ giúp bạn sử dụng xe hiệu quả hơn, đồng thời nhận biết sớm các dấu hiệu hỏng hóc bất thường.

Hệ thống phân phối khí là gì?

Hệ thống phân phối khí là một phần quan trọng trong động cơ đốt trong của ô tô, có nhiệm vụ kiểm soát quá trình đưa hỗn hợp nhiên liệu – không khí vào buồng cháy và thải khí ra ngoài sau khi đốt. Hệ thống này làm việc đồng bộ với chu trình của động cơ nhằm đảm bảo khả năng vận hành ổn định và tiết kiệm nhiên liệu.

Có thể xem hệ thống phân phối khí như “lá phổi” của động cơ, giúp điều hòa lượng khí ra vào một cách chính xác theo từng thời điểm. 

Chức năng chính của hệ thống phân phối khí

Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ đưa hỗn hợp hòa khí (gồm xăng và không khí) hoặc không khí sạch vào xi lanh trong kỳ nạp, đồng thời thải sạch khí cháy ra ngoài trong kỳ xả. Với vai trò then chốt này, hệ thống cần đáp ứng các yêu cầu sau:

• Xupap phải được điều khiển mở sớm và đóng muộn tùy theo thiết kế và chế độ vận hành của từng loại động cơ.
• Thời điểm đóng mở phải chính xác theo thông số kỹ thuật đã được tính toán từ trước.
• Trong các kỳ nén và nổ, buồng cháy cần được đảm bảo kín tuyệt đối để duy trì hiệu suất động cơ.
• Độ mở của xupap phải đủ lớn để luồng khí lưu thông dễ dàng, tối ưu quá trình nạp và xả.
• Cấu tạo cần cho phép việc điều chỉnh, sửa chữa và bảo dưỡng diễn ra thuận tiện.

Cấu tạo chi tiết của hệ thống phân phối khí ô tô

Hệ thống phân phối khí gồm các bộ phận chính sau:

• Trục cam: Trục cam có nhiệm vụ điều khiển thời điểm đóng mở xupap. Trục cam thường đúc liền khối, các vấu cam được sắp xếp đúng theo thứ tự nổ của động cơ.
• Xupap: Xupap dùng để mở cửa nạp khí sạch hoặc thải khí cháy ra khỏi xi lanh. Chúng được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt cao và yêu cầu độ chính xác lớn.
• Lò xo xupap: Lò xo xupap đảm bảo xupap luôn đóng kín khi cần thiết. Lò xo thường làm từ thép đàn hồi, thiết kế dạng trụ xoắn để chống cộng hưởng và gãy vỡ.

Các loại hệ thống phân phối khí phổ biến hiện nay

Dựa trên cấu tạo và nguyên lý làm việc, hệ thống phân phối khí được phân thành ba loại chính:

Hệ thống dùng xupap

Trong nhóm hệ thống dùng xupap, cấu trúc lại được phân thành hai loại riêng biệt.

Cơ cấu phân phối khí sử dụng xupap treo

Ở loại cơ cấu này, xupap được bố trí trên nắp máy, trong khi trục cam lại lắp đặt bên trong thân động cơ. Hệ thống xupap treo bao gồm các chi tiết như: trục cam, con đội, đũa đẩy, lò xo xupap, vít điều chỉnh khe hở, cần mở, ống dẫn hướng và xupap.

Một số động cơ ô tô hiện đại sử dụng hai trục cam riêng biệt để điều khiển xupap nạp và xupap xả. Nếu chỉ có một trục cam đặt trên nắp máy, các xupap sẽ được sắp xếp thành một hoặc hai hàng. Đặc biệt, trong thiết kế này, hệ thống không sử dụng đũa đẩy mà truyền động trực tiếp qua dây đai, xích cam hoặc bánh răng.

Cơ cấu phân phối khí sử dụng xupap đặt

Với cơ cấu này, xupap được bố trí ngay trong thân máy và thiết kế có phần phức tạp hơn.

Các chi tiết cấu thành bao gồm: lò xo, xupap, trục cam, cửa nạp, cửa xả và con đội. Trên con đội được gắn thêm bu lông để dễ dàng điều chỉnh khe hở giữa các chi tiết. Phần đuôi xupap sẽ được cố định bằng móng hãm. Trong cơ cấu này, trục cam nhận lực truyền động từ trục khuỷu thông qua bộ bánh răng hoặc xích truyền động.

Hệ thống dùng van trượt

Hệ thống phân phối khí sử dụng van trượt có thiết kế khá đơn giản, vì vậy trong quá trình sử dụng, người dùng gần như không cần phải điều chỉnh hay bảo dưỡng nhiều. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là mức tiêu hao nhiên liệu tương đối cao.

Ở cơ cấu phân phối khí van trượt của động cơ hai kỳ, các-te đóng vai trò chứa hòa khí. Khi piston trong các-te chuyển động lên xuống, nó sẽ tạo ra áp suất nén khí. Sau đó, piston mở cửa thổi và cửa xả, cho phép hòa khí từ các-te đi qua cửa thổi và vào buồng đốt bên trên piston.

Hệ thống phân phối khí hỗn hợp

Hệ thống phân phối khí hỗn hợp được kết hợp giữa cơ cấu xupap truyền thống và các công nghệ hiện đại như VVT hay turbo tăng áp. Hệ thống này giúp tối ưu luồng khí nạp và khí xả theo từng điều kiện vận hành, từ đó nâng cao công suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu. 

Đây là loại hệ thống thường xuất hiện trên các dòng xe thể thao hoặc xe cao cấp.

Câu hỏi thường gặp về hệ thống phân phối khí trên ô tô

Những công nghệ tiên tiến nào được áp dụng trong hệ thống phân phối khí hiện đại?

Các dòng xe hiện đại thường tích hợp các công nghệ như VVT-i, VANOS hay DOHC trong hệ thống phân phối khí. Những công nghệ này giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu đáng kể.

Dấu hiệu nhận biết hệ thống phân phối khí gặp sự cố là gì?

Khi hệ thống phân phối khí gặp trục trặc, bạn có thể nhận thấy động cơ phát ra tiếng lạ, xe yếu đi rõ rệt hoặc rung bất thường khi để máy nổ không tải. Cần kiểm tra càng sớm càng tốt để tránh hư hỏng nặng hơn.

Có thể tự khắc phục lỗi hệ thống phân phối khí tại nhà không?

Việc tự sửa hệ thống phân phối khí tại nhà là điều không dễ, bởi các bộ phận như xupap, trục cam hay lò xo đều yêu cầu thiết bị chuyên dụng và hiểu biết kỹ thuật sâu. Tốt nhất, bạn nên đưa xe đến các xưởng dịch vụ uy tín để được kiểm tra và xử lý đúng cách.

Việc hiểu rõ hệ thống phân phối khí không chỉ giúp bạn nắm được cách động cơ ô tô vận hành hiệu quả mà còn hỗ trợ phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường để kịp thời xử lý, tránh hư hỏng nghiêm trọng. Với sự phát triển của công nghệ, các hệ thống phân phối khí ngày càng hiện đại và phức tạp, đòi hỏi phụ tùng chất lượng cao và dịch vụ kỹ thuật đáng tin cậy. 

Nếu bạn đang tìm kiếm phụ tùng cho hệ thống phân phối khí hoặc các bộ phận động cơ khác, Phụ tùng Đức Anh là địa chỉ uy tín, cam kết cung cấp sản phẩm chất lượng cho mọi dòng xe. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua số điện thoại 0979722210 hoặc nhắn tin Zalo để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng, giúp xe của bạn luôn vận hành mượt mà!