1. Xéc măng xe ô tô là gì?
Xéc măng xe ô tô (segment) là những vòng tròn hở được làm bằng kim loại, nằm ở các rãnh của đầu piston. Với động cơ đốt trong, ba bộ phận piston, nắp xi lanh và nắp máy phối hợp với nhau để tạo ra buồng đốt. Trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, bộ phận này sẽ phải chịu tác động lớn của các yếu tố như nhiệt độ, lực ma sát, áp suất, lực va đập cũng như sự ăn mòn của khí cháy và dầu nhờn trong buồng đốt.
Khi chế tạo xéc măng xe ô tô, các nhà sản xuất sử dụng những vật liệu có hệ số ma sát và hệ số giãn nở nhỏ để tránh bị biến dạng, đứt gãy trong môi trường nhiệt độ cao. Hơn nữa, vật liệu này cũng phải có độ cứng, độ bền tốt và tính đàn hồi cao để chịu mài mòn trong điều kiện ma sát giới hạn, đảm bảo thực hiện tốt những chức năng như:
– Bao kín xi lanh để duy trì nén khí giữa piston và thành xi lanh
Khí đốt bị rò rỉ không chỉ gây lãng phí mà còn khiến các bộ phận khác bị bám cặn hoặc mài mòn. Để khắc phục điều này, các vòng xéc măng được tạo ra để bao kín xi lanh và buồng đốt, ngăn cách không gian trong xilanh thành 2 phần nhằm ngăn cản khí đốt bị rò rỉ vào khe hở giữa xi lanh và piston.
– Điều chỉnh lượng dầu bôi trơn để chống trầy xước
Mặt khác, quá trình đánh lửa khiến piston phải chuyển động lên xuống liên tục với tần số hàng nghìn lần mỗi phút. Trong điều kiện làm việc như vậy kèm theo nhiệt độ cao, lượng dầu nhớt có xu hướng giảm dần. Lúc này, xéc măng ô tô sẽ đóng vai trò điều chỉnh lượng dầu bôi trơn trong piston để giảm ma sát và giúp bộ phận này hoạt động trơn tru hơn.
– Tản nhiệt cho động cơ, hỗ trợ hoạt động của piston
Nhiệt độ có thể đạt tới 300oC khi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, thời gian dài có thể làm hỏng động cơ. Tuy nhiên, vấn đề này sẽ được hạn chế bởi xéc măng sẽ truyền nhiệt lượng từ piston sang xi lanh, đồng thời điều chỉnh nước làm mát để tản nhiệt. Ngoài ra, xéc măng còn có thể giúp piston hoạt động trơn tru mà không bị nghiêng, tránh va đập vào thành xi lanh gây hư hỏng động cơ.
2. Phân loại xéc măng xe ô tô
Xéc măng ô tô được chia thành 2 loại khí và dầu nhưng nguyên lý hoạt động lại giống nhau.
– Xéc măng khí (hơi)
Xéc măng khí có nhiệm vụ ngăn không khí rò rỉ xuống các khe, đồng thời giúp giải phóng nhiệt lượng. Loại xéc măng này được thiết kế với nhiều tiết diện khác nhau, bao gồm xéc măng có vát mặt trên, xéc măng côn và xéc măng côn – cắt phía dưới.
Do phải thường xuyên tiếp xúc với khí đốt, chịu nhiệt độ và sự ăn mòn hóa học cao nên xéc măng vát mặt trên được chế tạo bằng vật liệu dày hơn và bền hơn xéc măng côn. Xéc măng đầu vát có tác dụng giữ muội than giúp tránh tình trạng bó kẹt trong rãnh. Trong khi đó, xéc măng côn có áp suất tiếp xúc lớn và khả năng rà khít nhanh chóng với xi lanh nhưng việc chế tạo khá phức tạp.
– Xéc măng dầu
Xéc măng dầu gồm 2 loại là xéc măng có lò xo và xéc măng 3 vòng, có tác dụng ngăn dầu bôi trơn chảy vào buồng đốt, phân bổ đều lượng dầu trên bề mặt xi lanh để giảm ma sát giữa các bộ phận. Khác với xéc măng khí, xéc măng dầu dày hơn và có thêm các lỗ, rãnh thoát dầu.
3. Nguyên lý hoạt động của xéc măng xe ô tô
Dù được phân ra thành nhiều loại với nhiều hình dạng khác nhau nhưng nguyên lý hoạt động của xéc măng xe ô tô các loại đều giống nhau. Chúng có xu hướng bung ra, ôm vào thành xi lanh do luôn bị ma sát trong khi hoạt động.
Theo đó tại kỳ hút, xéc măng xe ô tô chuyển động lên phía trên, sát vào thành trên của rãnh xéc măng. Ngược lại, xéc măng di chuyển xuống, sát vào thành dưới của rãnh trong kỳ xả và nén. Tại vị trí ở giữa rãnh, xéc măng không nằm sát vào thành trên và thành dưới mà sẽ lắc qua lắc lại, chuyển động tự do khi piston di chuyển lên xuống liên tục.
Trong kỳ nổ, áp suất nén sẽ đẩy xéc măng xe ô tô xuống, nằm sát cạnh dưới của rãnh để giúp khí nén di chuyển vào khoảng trống dễ dàng hơn. Lúc này, khí nén sẽ đẩy các xéc măng sát vào thành xilanh khiến chúng bung mạnh tối đa nhằm bao kín buồng cháy động cơ.
