Trong thiết kế động cơ đốt trong, tại sao xupap nạp lớn hơn xupap xả. Nguyên nhân gì dẫn tới điều này? Để giải thích cặn kẽ điều này, Teraco Bắc Á xin mời quý vị tham khảo chi tiết tại bài viết này. Chúng tôi sẽ đưa cho quý vị những góc nhìn chuyên môn chính xác và dễ hiểu nhất.
>>> Có thể bạn quan tâm: Xupap là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và vai trò trong động cơ
Tại sao xupap nạp lớn hơn xupap xả?
Trong hầu hết động cơ đốt trong, từ ô tô, xe máy đến máy phát điện, xupap nạp luôn có đường kính lớn hơn xupap xả. Nguyên nhân chính xuất phát từ đặc điểm dòng khí trong chu trình làm việc của động cơ:
#1. Khí nạp cần lưu lượng lớn hơn khí xả
Khi piston đi xuống trong kỳ nạp, áp suất trong buồng đốt thấp hơn áp suất khí quyển, khiến hỗn hợp không khí – nhiên liệu phải được hút vào nhanh chóng để đảm bảo động cơ nhận đủ “nguyên liệu cháy”. Do đó, cửa nạp cần diện tích lớn hơn, dẫn đến xupap nạp có đường kính lớn hơn xupap xả.
#2. Khí xả có áp suất cao nên thoát ra dễ dàng
Sau khi đốt cháy, khí thải có nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 600–1000°C). Khi piston đi lên, khí cháy được đẩy ra mạnh, ngay cả qua xupap xả nhỏ, nên không cần kích thước lớn bằng xupap nạp.
#3. Giảm tải nhiệt cho xupap xả
Khí thải quá nóng có thể làm xupap xả biến dạng hoặc cháy sém nếu diện tích tiếp xúc quá lớn. Vì vậy, xupap xả được thiết kế nhỏ hơn để tăng độ bền và khả năng chịu nhiệt.
#4. Tối ưu hiệu suất động cơ
Thiết kế xupap nạp lớn hơn xupap xả giúp động cơ đạt công suất tối đa, tiết kiệm nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ cho xupap, piston và buồng đốt.
Ý nghĩa của thiết kế xupap nạp lớn hơn xupap xả trong thực tế là gì?
Cải thiện hiệu suất động cơ
Việc thiết kế xupap nạp có đường kính lớn hơn xupap xả giúp tối ưu hóa quá trình nạp hỗn hợp không khí và nhiên liệu vào buồng đốt. Khi piston đi xuống trong kỳ nạp, áp suất trong buồng đốt giảm xuống dưới áp suất khí quyển, tạo ra chênh lệch áp suất giúp hút hỗn hợp khí vào nhanh chóng.
Để đảm bảo động cơ nhận đủ lượng “nguyên liệu cháy”, cửa nạp cần có diện tích lớn hơn, dẫn đến xupap nạp có đường kính lớn hơn xupap xả. Thiết kế này giúp động cơ đạt hiệu suất tối đa, đặc biệt ở vòng tua cao, cải thiện công suất và tiết kiệm nhiên liệu.
Giảm rủi ro hư hỏng, tăng tuổi thọ
Khí xả sau khi đốt cháy có nhiệt độ và áp suất rất cao, có thể lên đến 850°C đối với động cơ xăng và 600°C đối với động cơ diesel. Nếu xupap xả có kích thước quá lớn, diện tích tiếp xúc với khí thải tăng lên, dẫn đến khả năng chịu nhiệt kém, dễ gây biến dạng hoặc cháy sém.
Để giảm tải nhiệt và tăng độ bền, xupap xả được thiết kế nhỏ hơn, giúp tản nhiệt hiệu quả hơn và kéo dài tuổi thọ cho cả xupap và các bộ phận liên quan như piston và buồng đốt.
Như vậy, Teraco Bắc Á đã giải đáp chi tiết thắc mắc “Tại sao xupap nạp lớn hơn xupap xả” và ý nghĩ của nó trong thực tế. Hi vọng những chia sẻ của chúng tôi ở trên là hữu ích cho quý vị.
Tổng kết lại “Việc xupap nạp luôn lớn hơn xupap xả không chỉ là một thiết kế kỹ thuật mà còn là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Xupap nạp lớn đảm bảo lượng hỗn hợp không khí – nhiên liệu vào buồng đốt nhanh và đầy đủ, giúp động cơ đạt công suất tối ưu. Trong khi đó, xupap xả nhỏ hơn giúp khí thải thoát ra dễ dàng, giảm tải nhiệt và tăng độ bền của các chi tiết.
Thiết kế cân đối này vừa nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu, vừa kéo dài tuổi thọ của xupap và các bộ phận liên quan, đồng thời giảm nguy cơ hư hỏng nghiêm trọng. Nhờ vậy, nguyên lý này trở thành chuẩn mực trong chế tạo động cơ đốt trong hiện đại.”
>>> Có thể bạn quan tâm: #4 Cách xác định xupap nạp và xả chính xác trên động cơ
