Tìm hiểu cấu tạo bộ chế hoà khí máy phát điện - Cách tối ưu nhiên liệu

Cấu tạo cơ bản của bộ chế hòa khí gồm buồng phao giúp duy trì mức xăng ổn định, van tiết lưu điều chỉnh lượng hỗn hợp khí-nhiên liệu đưa vào buồng đốt, kim xăng điều tiết lượng nhiên liệu, và ống Venturi tạo lực hút không khí nhờ chênh lệch áp suất. Khi máy hoạt động, không khí đi qua ống Venturi sẽ hút nhiên liệu từ buồng phao lên, tạo hỗn hợp cháy lý tưởng đi vào xi lanh.

Để tối ưu nhiên liệu, cần đảm bảo các yếu tố: vệ sinh định kỳ lọc gió và buồng chế hòa khí, điều chỉnh vít gió đúng thông số kỹ thuật, không để lẫn cặn trong xăng và tránh sử dụng nhiên liệu kém chất lượng. Nếu hỗn hợp quá đậm, máy hao xăng và dễ muội than; nếu quá nhạt, máy yếu và dễ nóng máy.

Tóm lại, bảo trì và điều chỉnh đúng bộ chế hòa khí giúp tiết kiệm nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ máy phát điện và duy trì hiệu suất ổn định trong quá trình vận hành.

1. Chế hòa khí máy phát điện là gì?

Chế hòa khí máy phát điện, hay còn được gọi là bình xăng con, là một bộ phận cơ học quan trọng có trong các động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng. Chức năng cốt lõi của nó là pha trộn nhiên liệu (xăng) với không khí theo một tỷ lệ nhất định, sau đó cung cấp hỗn hợp hòa khí này vào buồng đốt của động cơ để thực hiện quá trình đốt cháy và sinh công, từ đó làm quay đầu phát và tạo ra điện.

Phân biệt với các hệ thống khác:

• Chỉ có ở động cơ xăng: Chế hòa khí là đặc trưng của động cơ xăng, đặc biệt là các dòng máy phát điện xách tay, máy phát điện dân dụng và một số model công nghiệp đời cũ.
• Động cơ diesel: Sử dụng hệ thống bơm cao áp và vòi phun để phun trực tiếp nhiên liệu diesel vào buồng đốt đã được nén với áp suất và nhiệt độ cao, không cần chế hòa khí.
• Động cơ phun xăng điện tử (EFI - Electronic Fuel Injection): Đây là công nghệ hiện đại hơn, sử dụng các cảm biến điện tử và một máy tính (ECU) để điều khiển kim phun, giúp phun nhiên liệu vào đường nạp với tỷ lệ chính xác tuyệt đối. Các dòng máy phát điện cao cấp hoặc đời mới hiện nay thường sử dụng hệ thống EFI thay cho chế hòa khí để tiết kiệm nhiên liệu hơn, giảm khí thải và hoạt động ổn định hơn.

Các vấn đề thường gặp với chế hòa khí: Do có cấu tạo cơ khí với nhiều chi tiết nhỏ (như giclơ, phao xăng, kim ga), chế hòa khí rất dễ bị tắc nghẽn nếu sử dụng nhiên liệu bẩn, có lẫn cặn hoặc để xăng cũ quá lâu trong bình, gây ra hiện tượng máy khó nổ, hoạt động không ổn định hoặc hao xăng.

2. Cấu tạo và chức năng của chế hòa khí máy phát điện

2.1. Cấu tạo bộ hòa khí

Một chế hòa khí điển hình được cấu thành từ nhiều bộ phận cơ khí chính, mỗi bộ phận đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể trong chu trình tạo hòa khí. Các thành phần quan trọng này bao gồm buồng phao và kim phao, họng khuếch tán (ống Venturi), hệ thống giclơ (jet), bướm gió, bướm ga, và các vít điều chỉnh. Cụ thể như sau:

• Buồng phao và Kim phao (Float Bowl & Float Needle):
  • Cấu tạo: Buồng phao là một khoang chứa nhỏ nằm ở đáy chế hòa khí, dùng để chứa một lượng xăng nhất định. Bên trong buồng chứa có một chiếc phao (thường bằng nhựa hoặc kim loại nhẹ) được nối với một van kim (kim phao).
  • Chức năng: Chức năng chính là duy trì một mức xăng ổn định trong chế hòa khí. Khi xăng từ bình chứa lớn chảy vào buồng phao, phao xăng sẽ nổi lên. Khi đạt đến mức quy định, phao xăng sẽ đẩy kim phao đóng van lại, ngăn không cho xăng chảy vào thêm. Khi động cơ tiêu thụ xăng và mức xăng hạ xuống, phao xăng cũng hạ xuống, kim phao sẽ mở ra để xăng chảy vào, cứ thế lặp lại. Điều này đảm bảo nguồn cung xăng cho các bộ phận khác luôn ổn định, không bị thừa hoặc thiếu.
• Họng khuếch tán (Ống Venturi - Venturi Tube):
  • Cấu tạo: Là một đoạn ống có thiết kế đặc biệt, thắt lại ở giữa và loe ra ở hai đầu.
  • Chức năng: Đây là bộ phận hoạt động dựa trên nguyên lý vật lý Bernoulli, là "trái tim" của quá trình tạo hòa khí. Khi không khí bị hút qua đoạn thắt hẹp của ống Venturi, tốc độ của nó tăng lên đột ngột, đồng thời áp suất tại đó giảm mạnh, tạo ra một vùng chân không. Chính vùng chân không này sẽ hút xăng từ buồng phao qua các giclơ để hòa vào luồng không khí.
• Hệ thống Giclơ (Jet System):
  • Cấu tạo: Là những chiếc vòi phun rất nhỏ bằng đồng, có các lỗ được khoan với kích thước cực kỳ chính xác. Một chế hòa khí thường có hai giclơ chính:
    • Giclơ chính (Main Jet): Cung cấp phần lớn lượng xăng khi bướm ga mở từ 1/2 đến hết.
    • Giclơ phụ (Pilot Jet / Slow Jet) hay Giclơ ga-lăng-ti: Cung cấp xăng khi động cơ chạy ở chế độ không tải (ga-lăng-ti) hoặc tốc độ thấp.
  • Chức năng: Định lượng xăng được phun vào họng khuếch tán. Kích thước lỗ của giclơ quyết định lượng xăng đi qua, từ đó ảnh hưởng đến tỷ lệ hòa khí giàu hay nghèo xăng.
• Bướm gió (Choke Valve):
  • Cấu tạo: Là một lá kim loại hình tròn, đặt ở cửa vào của chế hòa khí (nơi không khí đi vào). Nó được điều khiển bằng một cần gạt hoặc nút kéo bên ngoài.
  • Chức năng: Dùng để hỗ trợ khởi động nguội. Khi đóng bướm gió (kéo e), nó sẽ hạn chế lượng không khí đi vào, làm tăng độ chân không và hút nhiều xăng hơn, tạo ra một hỗn hợp giàu xăng. Hỗn hợp này rất dễ bắt lửa, giúp động cơ khởi động dễ dàng hơn khi máy còn lạnh. Sau khi động cơ đã nóng, cần phải mở hoàn toàn bướm gió để có tỷ lệ hòa khí bình thường.
• Bướm ga (Throttle Valve):
  • Cấu tạo: Là một lá kim loại hình tròn tương tự bướm gió nhưng được đặt ở phía sau họng khuếch tán (phía cửa ra của chế hòa khí, nối với động cơ). Nó được kết nối với cần điều khiển ga của máy phát điện.
  • Chức năng: Điều khiển tốc độ và công suất của động cơ. Khi bạn tăng ga, bướm ga sẽ mở lớn hơn, cho phép nhiều hỗn hợp hòa khí đi vào buồng đốt, làm động cơ quay nhanh hơn và mạnh hơn. Ngược lại, khi giảm ga, bướm ga đóng lại, hạn chế lượng hòa khí, làm động cơ chạy chậm lại.
• Vít điều chỉnh (Adjustment Screws):
  • Cấu tạo: Thường có 2 vít chính để tinh chỉnh:
    • Vít gió (Pilot Air Screw) hoặc Vít xăng (Pilot Fuel Screw): Điều chỉnh tỷ lệ hòa khí ở chế độ không tải.
    • Vít ga-lăng-ti (Idle Speed Screw): Điều chỉnh độ mở của bướm ga ở chế độ không tải, từ đó điều chỉnh tốc độ vòng quay của động cơ khi không tải.
  • Chức năng: Cho phép người dùng hoặc thợ kỹ thuật tinh chỉnh để động cơ hoạt động ổn định và tiết kiệm nhiên liệu nhất ở chế độ không tải.

Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận này đảm bảo động cơ máy phát điện nhận được một hỗn hợp hòa khí lý tưởng, giúp máy hoạt động ổn định, hiệu quả và đạt được công suất tối ưu.

2.2. Chức năng của chế hòa khí

Về cơ bản, chế hòa khí đảm nhận ba vai trò chính để động cơ có thể hoạt động ổn định và hiệu quả. Các vai trò này bao gồm việc tạo ra hỗn hợp không khí - nhiên liệu dễ cháy, điều chỉnh tỷ lệ của hỗn hợp này cho phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ, và kiểm soát lượng hỗn hợp đi vào buồng đốt để điều chỉnh tốc độ và công suất. Cụ thể như sau:

• Pha trộn không khí và nhiên liệu: Đây là chức năng cơ bản nhất. Chế hòa khí sử dụng nguyên lý chênh lệch áp suất (hiệu ứng Venturi) để hút xăng từ buồng phao và xé tơi nó thành những hạt nhỏ li ti, sau đó hòa trộn đều với luồng không khí đi vào, tạo thành một hỗn hợp dễ bắt lửa.
• Điều chỉnh tỷ lệ hòa khí (giàu hoặc nghèo xăng): Tùy thuộc vào tốc độ và tải của động cơ, chế hòa khí sẽ tự động điều chỉnh tỷ lệ xăng/không khí cho phù hợp. Ví dụ:
  • Khi khởi động hoặc tăng tốc: Cần hỗn hợp "giàu xăng" (nhiều xăng hơn không khí) để động cơ dễ nổ và có đủ sức mạnh.
  • Khi chạy ở chế độ không tải (ga-lăng-ti) hoặc tốc độ ổn định: Cần hỗn hợp "nghèo xăng" hơn để tiết kiệm nhiên liệu.
• Kiểm soát công suất và tốc độ động cơ: Thông qua một bộ phận gọi là bướm ga (throttle valve), được kết nối với cần điều khiển tốc độ, chế hòa khí sẽ kiểm soát lượng hỗn hợp hòa khí được nạp vào động cơ. Mở bướm ga lớn hơn sẽ cho nhiều hòa khí vào hơn, làm động cơ chạy nhanh hơn và tạo ra công suất lớn hơn, và ngược lại.

3. Cách giảm mức tiêu thụ nhiên liệu từ chế hòa khí

Các cách giảm mức tiêu thụ nhiên liệu từ chế hòa khí bao gồm việc xác định và vệ sinh sạch sẽ các chi tiết, đặc biệt là các vít điều chỉnh của bộ hòa khí, loại bỏ cặn cacbon tích tụ trong hệ thống, duy trì một lịch trình bảo trì định kỳ nghiêm ngặt, vận hành máy ở mức tải phù hợp, kiểm tra và tinh chỉnh lại tỷ lệ nhiên liệu/không khí, cũng như kiểm tra và thay thế các bộ phận đã bị mài mòn. Cụ thể như sau:

3.1. Xác định và vệ sinh các vít của bộ hòa khí

Vệ sinh chế hòa khí là bước cơ bản nhất để cải thiện hiệu suất.

• Xác định các vít chỉnh: Một chế hòa khí thường có 2 vít chỉnh quan trọng bên ngoài: vít ga-lăng-ti (điều chỉnh tốc độ không tải) và vít gió/xăng (điều chỉnh tỷ lệ hòa khí ở chế độ không tải). Việc xác định đúng vị trí và chức năng của chúng theo sách hướng dẫn là rất cần thiết trước khi thao tác.
• Vệ sinh bên ngoài và bên trong: Sử dụng dung dịch vệ sinh chế hòa khí chuyên dụng để làm sạch các cặn bẩn, dầu mỡ bám bên ngoài. Quan trọng hơn, cần tháo và vệ sinh kỹ các chi tiết bên trong như buồng phao, các giclơ (jet phun xăng). Giclơ có các lỗ rất nhỏ, rất dễ bị tắc nghẽn bởi cặn xăng hoặc bụi bẩn, gây ra tình trạng thiếu xăng và làm động cơ hoạt động không ổn định, hao nhiên liệu.

3.2. Loại bỏ cặn cacbon

Cặn cacbon (muội than) hình thành từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn sẽ tích tụ trong buồng đốt, trên đỉnh piston và bugi, làm giảm hiệu suất động cơ và tăng mức tiêu thụ nhiên liệu.

•  
  • Cách thực hiện:Sử dụng dung dịch chuyên dụng: Cách đơn giản nhất là sử dụng các loại dung dịch làm sạch buồng đốt, được pha trực tiếp vào bình xăng theo tỷ lệ của nhà sản xuất. Các dung dịch này sẽ giúp làm mềm và loại bỏ dần các mảng bám cacbon trong quá trình động cơ hoạt động.
  • Vệ sinh bugi thủ công: Tháo bugi ra kiểm tra và vệ sinh sạch lớp muội than bám trên đầu bugi để cải thiện khả năng đánh lửa.

3.3. Tầm quan trọng của bảo trì định kỳ

Bảo trì định kỳ là cách tốt nhất để ngăn ngừa các vấn đề gây hao xăng trước khi chúng trở nên nghiêm trọng.

• Lọc gió: Luôn giữ cho bộ lọc gió sạch sẽ. Lọc gió bẩn sẽ hạn chế lượng không khí vào chế hòa khí, gây ra hỗn hợp giàu xăng không cần thiết và làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu. Hãy vệ sinh hoặc thay thế lọc gió theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
• Sử dụng nhiên liệu mới và sạch: Tránh để xăng cũ trong bình chứa quá lâu (trên 1 tháng) vì xăng sẽ biến chất và tạo cặn. Luôn sử dụng xăng sạch từ các nguồn uy tín.

3.4. Tránh sử dụng máy quá tải hoặc dưới tải

Vận hành máy phát điện ở mức tải tối ưu không chỉ giúp máy bền hơn mà còn tiết kiệm nhiên liệu.

• Quá tải (Overload): Khi máy phải hoạt động vượt công suất thiết kế, động cơ sẽ phải làm việc nặng nhọc, đòi hỏi lượng hòa khí lớn, dẫn đến đốt cháy không hoàn toàn và cực kỳ hao xăng.
• Dưới tải (Underload): Ngược lại, việc thường xuyên cho máy chạy ở mức tải quá thấp (non tải) trong thời gian dài cũng không hiệu quả. Động cơ sẽ không đạt được nhiệt độ hoạt động tối ưu, gây ra nhiều muội than và tiêu thụ nhiên liệu không hiệu quả trên mỗi kW điện tạo ra.
• Giải pháp: Luôn vận hành máy trong khoảng 50% đến 80% công suất định mức để đạt hiệu suất tốt nhất.

3.5. Kiểm tra và điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu/không khí

Đây là một kỹ thuật tinh chỉnh có thể mang lại hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu rõ rệt, nhưng đòi hỏi kinh nghiệm và sự cẩn thận.

• Dấu hiệu cần điều chỉnh: Máy phát ra khói đen (thừa xăng), máy chạy yếu, hụt hơi hoặc có tiếng nổ lạ ở pô e (thiếu xăng).
• Cách điều chỉnh (khuyến nghị cho người có kinh nghiệm): Sau khi làm nóng máy, hãy từ từ điều chỉnh vít gió/xăng cho đến khi động cơ hoạt động ở vòng tua cao nhất và ổn định nhất, sau đó điều chỉnh lại vít ga-lăng-ti để có tốc độ không tải phù hợp.
• Lưu ý an toàn: Việc điều chỉnh sai có thể gây hư hỏng động cơ. Nếu bạn không chắc chắn, hãy tìm đến các thợ sửa chữa chuyên nghiệp.

3.6. Kiểm tra và thay thế các bộ phận bị mòn

Sau một thời gian dài hoạt động, các bộ phận bên trong chế hòa khí có thể bị mài mòn, làm ảnh hưởng đến hiệu suất.

• Các bộ phận cần kiểm tra:Giclơ (Jets): Lỗ giclơ có thể bị mòn rộng ra, làm tăng lượng xăng đi qua.
• Kim phao và đế kim phao: Bị mòn có thể gây rò rỉ xăng, làm sai mức xăng trong buồng phao.
• Các gioăng, phớt cao su: Bị chai cứng hoặc nứt vỡ gây rò rỉ khí hoặc xăng.

Cách khắc phục: Thay thế các bộ phận đã bị mòn bằng phụ tùng mới, chính hãng. Nhiều nhà sản xuất có bán các bộ "rebuild kit" bao gồm đầy đủ các chi tiết nhỏ này để phục hồi lại chế hòa khí.

Bằng việc kết hợp các phương pháp trên, bạn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu cho máy phát điện sử dụng chế hòa khí, giúp tiết kiệm chi phí vận hành một cách hiệu quả.