Áp suất ngược là hiện tượng áp suất khí xả phản hồi trở lại buồng đốt, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thoát khí và hiệu suất động cơ. Nếu áp suất ngược quá cao, động cơ có thể mất công suất, tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn và tăng nhiệt độ làm việc. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm áp suất ngược, nguyên nhân hình thành và tác động của nó đến hiệu suất vận hành của động cơ.
1. Khái niệm
Áp suất ngược hay còn gọi là backpressure, là một thành phần quan trọng của hệ thống xả của động cơ đốt trong và đóng vai trò then chốt trong hiệu suất động cơ và kiểm soát khí thải.
Áp suất ngược là áp suất được tạo ra trong hệ thống xả của động cơ. Nó xảy ra khi khí thải bị cản trở dòng chảy hay không thể thoát ra khỏi động cơ một cách tự do sẽ khiến áp suất tăng lên.
2. Ảnh hưởng của áp suất ngược đối với động cơ
- Giảm công suất động cơ: Backpressure làm giảm khả năng xả khí thải của động cơ, khiến động cơ khó đạt được công suất tối đa.
- Tăng tiêu thụ nhiên liệu: Khi động cơ phải làm việc nhiều hơn để đẩy khí thải ra ngoài, nó sẽ tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn.
- Làm nóng máy nhanh hơn: Backpressure làm tăng nhiệt độ khí thải, khiến động cơ nóng lên nhanh hơn.
Backpressure đôi khi có lợi. Ví dụ, trong động cơ turbo, một chút backpressure có thể giúp duy trì mô-men xoắn ở vòng tua thấp. Tuy nhiên, backpressure quá cao sẽ gây ra những vấn đề như đã nêu trên.
3. Áp suất ngược được tạo ra như thế nào?
Trong mỗi chu kỳ của một động cơ 4 kỳ, ở thì xả, xupap xả mở ra để đẩy khí xả ra khỏi buồng đốt, lúc này khí xả tạo ra một làn sóng xung kích (giống như một làn sóng áp suất lan đi rất nhanh trong ống xả.
Xung này di chuyển trong ống, và khi gặp các điểm như co ống, bầu lọc, van, đầu ra… thì nó dội ngược lại – tạo thành sóng phản xạ (backpressure).
Chú thích:
- Pressure wave (Sóng áp suất) – màu đỏ: Là sóng áp suất sinh ra từ khí xả khi van xả của xi-lanh mở. Sóng này di chuyển từ trái sang phải trong ống.
- Reflected wave (Sóng phản xạ) – màu tím đứt nét: Khi sóng áp suất chạm vào vật cản (ô vuông đen bên phải, có thể là co ống, bộ lọc, van…) nó bị phản xạ lại. Sóng phản xạ quay ngược lại, đi từ phải sang trái.
- Interference (Giao thoa) – vùng giữa: Khi hai sóng (đi tới và phản xạ) gặp nhau, chúng giao thoa. Vùng này tạo ra nhiễu động, ảnh hưởng đến luồng khí xả tiếp theo.
4. Một số cách để giảm áp suất ngược trong động cơ
- Ống xả lớn hơn: Ống xả có đường kính lớn hơn cho phép khí thải thoát ra dễ dàng hơn, giảm áp suất ngược.
- Ống xả thẳng (straight pipe): Loại bỏ các khúc cua và bộ phận cản trở dòng khí thải, giúp khí thải thoát ra nhanh hơn.
- Loại bỏ bộ giảm thanh: Bộ giảm thanh tạo ra áp suất ngược để giảm tiếng ồn, nhưng việc loại bỏ nó sẽ giảm áp suất ngược. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc này có thể gây tiếng ồn lớn.
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về áp suất ngược (backpressure) và ảnh hưởng đến động cơ mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm kiến thức hay trong ngày cho mình.
