Động cơ đốt trong là trái tim của rất nhiều loại phương tiện di chuyển và máy móc ngày nay. Hoạt động dựa trên nguyên lý đốt cháy nhiên liệu trực tiếp bên trong buồng kín, loại động cơ này tạo ra năng lượng mạnh mẽ để vận hành mọi thứ, từ chiếc xe máy thân thuộc trên đường phố đến những cỗ máy công nghiệp khổng lồ. Hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó là chìa khóa để nắm bắt công nghệ đằng sau sự vận hành mượt mà của xe cộ.
Động cơ đốt trong là gì?
Động cơ đốt trong (Internal Combustion Engine – ICE) là một loại động cơ nhiệt đặc biệt. Nó không chỉ đơn thuần tạo ra nhiệt mà còn chuyển hóa năng lượng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu (thường là xăng, dầu diesel, khí gas…) thành công cơ học. Quá trình đốt cháy diễn ra ngay bên trong một không gian giới hạn, gọi là buồng đốt, nơi hỗn hợp nhiên liệu và không khí được kích hoạt. Áp suất và nhiệt độ tăng đột ngột do phản ứng cháy tạo ra lực đẩy mạnh lên piston hoặc tuabin, từ đó sinh ra chuyển động quay cho trục khuỷu hoặc trục cánh quạt.
Công nghệ động cơ đốt trong đã cách mạng hóa ngành giao thông vận tải và công nghiệp. Sự nhỏ gọn, hiệu suất năng lượng tương đối cao và khả năng hoạt động độc lập đã giúp nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho đa số xe cộ trong suốt hơn một thế kỷ qua, từ ô tô, xe tải, tàu thuyền, máy bay cho đến các loại xe máy phổ biến mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Sự hiểu biết về bản chất và hoạt động của ICE rất quan trọng đối với những người quan tâm đến kỹ thuật ô tô, xe máy và các hệ thống năng lượng truyền thống.
Mô tả nguyên lý hoạt động cơ bản của động cơ đốt trong
Phân loại động cơ đốt trong phổ biến
Để đáp ứng đa dạng nhu cầu sử dụng và tối ưu hóa hiệu suất, động cơ đốt trong được phát triển với nhiều biến thể khác nhau. Người ta có thể phân loại chúng dựa trên nhiều tiêu chí kỹ thuật quan trọng, phản ánh cách thức hoạt động và đặc điểm cấu tạo của từng loại động cơ. Việc phân loại này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng kiểu động cơ cụ thể.
Theo loại nhiên liệu sử dụng
Loại nhiên liệu là yếu tố cơ bản nhất để phân biệt các kiểu động cơ đốt trong. Hai loại nhiên liệu hóa thạch phổ biến nhất là xăng và diesel, tạo nên đặc trưng riêng cho từng loại động cơ.
<>Xem Thêm Bài Viết:<>- Thế giới xe ô tô nhập khẩu: Toàn cảnh thị trường Việt
- Sức Hút Của Xe Gầm Cao Cỡ Nhỏ Tại Việt Nam
- Túi Dán Xe Ô Tô: Giải Pháp Tổ Chức Nội Thất Tiện Lợi
- Đặt Vé Xe Trung Nga: Hướng Dẫn Chi Tiết Từ A-Z
- Logo Xe Ô Tô Renault: Lịch Sử, Ý Nghĩa Và Sự Đổi Mới
Động cơ xăng thường được chế tạo từ các vật liệu nhẹ như hợp kim nhôm, giúp giảm trọng lượng tổng thể. Trong chu trình hoạt động của động cơ xăng, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hòa trộn trước khi đưa vào buồng đốt, sau đó được nén lại. Quá trình đốt cháy được khởi phát bởi tia lửa điện từ bugi tại đúng thời điểm cần thiết, tạo ra sự giãn nở nhanh chóng của khí cháy. Động cơ xăng thường có vòng tua máy cao và khả năng tăng tốc tốt, phù hợp với các loại xe yêu cầu sự linh hoạt và tốc độ.
Ngược lại, động cơ diesel thường sử dụng vật liệu bền chắc hơn như gang để chịu được áp suất nén rất cao. Điểm khác biệt cốt lõi của động cơ diesel là chỉ có không khí được nạp vào và nén lại trong xi lanh. Nhiên liệu diesel sau đó được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới áp suất cao khi không khí đã bị nén đến nhiệt độ cực đại, khiến nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần bugi. Động cơ diesel nổi tiếng với mô-men xoắn lớn ở vòng tua thấp và hiệu suất nhiên liệu cao, thường được dùng cho các loại xe tải nặng, xe buýt, và một số dòng xe ô tô, xe máy có nhu cầu sức kéo mạnh và khả năng hoạt động bền bỉ.
Theo hành trình piston
Cách piston di chuyển và hoàn thành một chu trình sinh công cũng là một tiêu chí phân loại quan trọng. Có hai loại chính là động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ.
Động cơ 2 kỳ hoàn thành toàn bộ chu trình nạp-nén-nổ-xả chỉ trong một vòng quay của trục khuỷu, tương ứng với hai hành trình lên xuống của piston. Điều này có nghĩa là mỗi vòng quay trục khuỷu sẽ có một kỳ sinh công, tạo ra mật độ công suất cao hơn so với động cơ 4 kỳ cùng dung tích ở một số dải tốc độ. Động cơ 2 kỳ thường có cấu tạo đơn giản hơn, nhẹ hơn và tạo ra âm thanh đặc trưng. Tuy nhiên, chúng thường có hiệu suất đốt cháy kém hơn, tiêu thụ nhiên liệu và dầu bôi trơn (thường phải pha vào xăng) nhiều hơn, đồng thời tạo ra lượng khí thải độc hại lớn, đặc biệt là khói xanh do đốt dầu nhớt. Vì những nhược điểm về môi trường và hiệu quả sử dụng nhiên liệu, động cơ 2 kỳ ngày nay ít được sử dụng trên các phương tiện giao thông hiện đại, trừ một số ứng dụng đặc thù hoặc xe đời cũ.
Động cơ 4 kỳ là loại phổ biến nhất hiện nay trên cả ô tô và xe máy. Nó hoàn thành một chu trình sinh công trong hai vòng quay của trục khuỷu, bao gồm bốn hành trình riêng biệt của piston: Nạp, Nén, Nổ (sinh công), và Xả. Mặc dù cấu tạo phức tạp hơn do có hệ thống van riêng biệt để điều khiển quá trình nạp và xả, động cơ 4 kỳ mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả hơn, giảm tiêu thụ nhiên liệu và đặc biệt là giảm đáng kể lượng khí thải độc hại. Hệ thống bôi trơn riêng biệt giúp tăng tuổi thọ động cơ. Chính vì những lý do này, động cơ 4 kỳ đáp ứng tốt các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt và trở thành chuẩn mực cho các phương tiện di chuyển hiện đại.
Sự khác biệt giữa động cơ 2 kỳ và 4 kỳ
Theo phương pháp tạo hòa khí
Hòa khí là hỗn hợp chuẩn xác giữa không khí và nhiên liệu, cần thiết cho quá trình đốt cháy hiệu quả. Có hai phương pháp chính để tạo ra hòa khí:
Phương pháp tạo hỗn hợp bên ngoài xi lanh thường áp dụng cho động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí (carburetor) hoặc hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (multi-point injection). Không khí và nhiên liệu được hòa trộn với tỷ lệ xác định bên ngoài buồng đốt, sau đó hỗn hợp này được đưa vào xi lanh trong kỳ nạp và chờ được đốt cháy bởi bugi. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả cho việc kiểm soát tỷ lệ hòa khí ban đầu.
Phương pháp tạo hỗn hợp bên trong xi lanh chủ yếu thấy ở động cơ diesel và các hệ thống phun xăng điện tử trực tiếp (direct injection) hiện đại. Không khí được nạp vào xi lanh trước, sau đó nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới áp suất rất cao ngay trước hoặc trong quá trình nén. Việc hòa trộn diễn ra bên trong xi lanh và quá trình cháy bắt đầu ngay khi nhiên liệu tiếp xúc với không khí nóng hoặc được kích hoạt bởi tia lửa điện (đối với phun xăng trực tiếp). Phương pháp này cho phép kiểm soát chính xác hơn quá trình đốt cháy, tối ưu hóa hiệu suất và giảm khí thải.
Theo phương pháp làm mát
Nhiệt độ sinh ra từ quá trình đốt cháy trong động cơ đốt trong là rất lớn. Để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, bền bỉ và không bị quá nhiệt gây hỏng hóc, hệ thống làm mát là cực kỳ quan trọng. Có hai phương pháp làm mát chính:
Làm mát bằng không khí là phương pháp đơn giản, sử dụng luồng không khí trực tiếp từ môi trường để tản nhiệt cho các bộ phận nóng của động cơ. Để tăng diện tích tiếp xúc với không khí, các động cơ làm mát bằng không khí thường có các cánh tản nhiệt (fin) đúc xung quanh xi lanh và nắp máy. Phương pháp này nhẹ, ít bộ phận phức tạp và phù hợp với các động cơ nhỏ hoặc những loại xe hoạt động trong môi trường thoáng khí. Tuy nhiên, hiệu quả làm mát phụ thuộc nhiều vào tốc độ di chuyển và nhiệt độ môi trường. Phương pháp này phổ biến trên nhiều dòng xe máy, đặc biệt là các dòng xe côn tay, xe số phổ thông hoặc các dòng xe cổ điển.
Làm mát bằng nước (thực chất là dung dịch làm mát, thường là hỗn hợp nước cất và etylen glycol) là phương pháp phức tạp hơn nhưng hiệu quả làm mát cao và ổn định hơn. Dung dịch làm mát tuần hoàn trong các kênh dẫn (áo nước) xung quanh xi lanh và đầu xi lanh, hấp thụ nhiệt từ các bộ phận nóng. Sau đó, dung dịch này được bơm đến két nước (radiator), nơi nó truyền nhiệt ra không khí bên ngoài thông qua các lá tản nhiệt và quạt làm mát. Hệ thống làm mát bằng nước giúp duy trì nhiệt độ động cơ ở mức tối ưu hơn, giảm tiếng ồn hoạt động và cho phép thiết kế động cơ mạnh mẽ hơn với dung sai chi tiết nhỏ hơn. Phương pháp này phổ biến trên hầu hết ô tô và các dòng xe máy tay ga, xe phân khối lớn hiệu suất cao.
Các phương pháp làm mát hiệu quả cho động cơ đốt trong
Cấu tạo chính của động cơ đốt trong
Mặc dù có nhiều kiểu và kích cỡ khác nhau, cấu tạo cơ bản của một động cơ đốt trong thường bao gồm hai cơ cấu chính và bốn hệ thống phụ trợ quan trọng, cùng phối hợp hoạt động để biến năng lượng nhiệt thành công cơ học.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là bộ phận trung tâm của động cơ, có nhiệm vụ nhận lực đẩy từ khí cháy tác dụng lên đỉnh piston và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Cơ cấu này bao gồm: Xi lanh – là không gian làm việc hình trụ, nơi piston chuyển động và là một phần của buồng đốt; Piston – một chi tiết hình trụ hoặc bầu dục nằm trong xi lanh, nhận lực trực tiếp từ áp suất khí cháy; Thanh truyền (hay còn gọi là tay biên) – một thanh cứng nối piston với trục khuỷu, truyền lực và chuyển đổi kiểu chuyển động; và Trục khuỷu – một trục quay có các khuỷu lệch tâm, biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay để truyền lực ra ngoài.
Cơ cấu phân phối khí có chức năng điều khiển thời điểm mở và đóng các van nạp và van xả. Van nạp cho phép hỗn hợp không khí-nhiên liệu (hoặc chỉ không khí) đi vào xi lanh, trong khi van xả cho phép khí thải thoát ra ngoài sau khi quá trình đốt cháy hoàn tất. Cơ cấu này thường sử dụng trục cam, con đội, đũa đẩy (tùy loại động cơ) và các van để đảm bảo việc nạp và xả diễn ra đúng thời điểm trong chu trình làm việc, tối ưu hóa hiệu suất động cơ.
Hệ thống bôi trơn là cực kỳ quan trọng để giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động trong động cơ, như piston trong xi lanh, các bạc lót trục khuỷu, trục cam, và các bộ phận khác. Dầu bôi trơn được bơm và phân phối liên tục, tạo thành một lớp màng mỏng giữa các bề mặt tiếp xúc, không chỉ giảm mài mòn mà còn giúp giải nhiệt và làm sạch động cơ khỏi các cặn bẩn. Hệ thống này bao gồm bơm dầu, lọc dầu, các đường dẫn dầu và thùng chứa dầu.
Hệ thống khởi động là bộ phận cần thiết để ban đầu làm quay trục khuỷu, giúp động cơ đạt được tốc độ quay cần thiết để các chu trình nạp, nén, nổ, xả diễn ra liên tục và động cơ có thể tự hoạt động. Hệ thống này thường sử dụng một động cơ điện nhỏ (gọi là củ đề) kết nối với vành răng trên bánh đà của trục khuỷu để quay động cơ chính.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu và khí có nhiệm vụ đưa không khí sạch và nhiên liệu vào buồng đốt với tỷ lệ và thời điểm chính xác. Hệ thống này bao gồm bộ lọc gió, bộ lọc nhiên liệu, bơm nhiên liệu, bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun (kim phun), và có thể có thêm bộ tăng áp (turbocharger) để nạp nhiều không khí hơn. Việc điều chỉnh tỷ lệ hòa khí phù hợp (ví dụ: tỷ lệ stoichiometric) là rất quan trọng để đảm bảo quá trình cháy sạch và hiệu quả.
Hệ thống làm mát, như đã đề cập ở phần phân loại, có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ hoạt động của động cơ trong giới hạn cho phép. Bằng cách tản nhiệt ra môi trường, hệ thống này ngăn ngừa các vấn đề do nhiệt độ quá cao như kích nổ sớm, hỏng hóc các chi tiết kim loại do giãn nở nhiệt, hoặc giảm hiệu quả bôi trơn.
Nguyên lý hoạt động chi tiết của động cơ đốt trong
Hoạt động của động cơ đốt trong dựa trên các chu trình lặp đi lặp lại, biến năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành chuyển động cơ học. Chu trình phổ biến nhất là chu trình 4 kỳ, đặc trưng cho đa số các động cơ hiện đại, đặc biệt là trên các loại xe máy và ô tô.
Đối với động cơ 4 kỳ, một chu trình sinh công hoàn chỉnh bao gồm bốn giai đoạn riêng biệt, mỗi giai đoạn tương ứng với một hành trình của piston (từ điểm chết trên – ĐCT xuống điểm chết dưới – ĐCD hoặc ngược lại) và nửa vòng quay của trục khuỷu.
Kỳ Nạp: Bắt đầu khi piston ở ĐCT, van nạp mở ra và van xả đóng kín. Piston di chuyển xuống ĐCD, tạo ra chân không trong xi lanh, hút hỗn hợp hòa khí (đối với động cơ xăng) hoặc chỉ không khí (đối với động cơ diesel) vào buồng đốt qua van nạp.
Kỳ Nén: Khi piston ở ĐCD, cả hai van nạp và van xả đều đóng lại. Piston bắt đầu di chuyển ngược lên ĐCT, nén chặt hỗn hợp hòa khí hoặc không khí trong xi lanh. Việc nén làm tăng áp suất và nhiệt độ của môi chất, chuẩn bị cho quá trình đốt cháy. Tỷ số nén (tỷ lệ thể tích xi lanh khi piston ở ĐCD và ở ĐCT) là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất.
Kỳ Nổ (hay Kỳ Cháy/Sinh công): Khi piston đạt hoặc gần đạt ĐCT ở cuối kỳ nén, quá trình đốt cháy được kích hoạt. Đối với động cơ xăng, bugi phát ra tia lửa điện. Đối với động cơ diesel, nhiên liệu được phun vào không khí nóng tự bốc cháy. Sự đốt cháy nhanh chóng tạo ra lượng lớn khí nóng với áp suất cực cao. Áp suất này đẩy piston di chuyển xuống ĐCD với lực rất mạnh, thông qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Đây là kỳ duy nhất sinh ra công cơ học trong chu trình 4 kỳ.
Kỳ Xả: Sau kỳ nổ, khi piston đã xuống ĐCD, van xả mở ra trong khi van nạp vẫn đóng. Piston bắt đầu di chuyển ngược lên ĐCT, đẩy toàn bộ khí thải ra ngoài qua van xả vào hệ thống ống xả. Khi piston đạt ĐCT, van xả đóng lại, và chu trình mới bắt đầu lại với kỳ nạp.
Nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ đơn giản hơn về mặt cơ học do không sử dụng hệ thống van phức tạp mà thay vào đó sử dụng các lỗ nạp và xả trên thành xi lanh, được điều khiển bởi chính chuyển động của piston.
Trong động cơ 2 kỳ, một chu trình làm việc chỉ diễn ra trong một vòng quay của trục khuỷu (hai hành trình piston). Kỳ nén và kỳ nổ/sinh công diễn ra tương tự như động cơ 4 kỳ, nhưng quá trình nạp hỗn hợp mới và đẩy khí thải diễn ra gần như đồng thời khi piston ở gần ĐCD, thông qua các lỗ trên thành xi lanh. Khi piston đi xuống ở kỳ nổ, nó sẽ mở lần lượt lỗ xả (cho khí thải thoát ra) và lỗ nạp (cho hỗn hợp mới từ buồng nén dưới piston đi vào). Khi piston đi lên ở kỳ nén, nó đóng các lỗ này lại và nén hỗn hợp/không khí phía trên. Mặc dù tạo ra nhiều công hơn trên mỗi vòng quay, hiệu suất quét (lượng khí thải được đẩy ra hết và lượng hòa khí mới được nạp đầy đủ) của động cơ 2 kỳ thường không cao bằng 4 kỳ, dẫn đến hiệu suất nhiên liệu thấp hơn và lượng khí thải lớn hơn.
Sự khác biệt giữa động cơ 4 kỳ và 2 kỳ
Sự khác biệt cơ bản giữa động cơ 4 kỳ và 2 kỳ nằm ở số hành trình piston và vòng quay trục khuỷu để hoàn thành một chu trình sinh công. Động cơ 4 kỳ cần 4 hành trình piston và 2 vòng quay trục khuỷu, trong khi động cơ 2 kỳ chỉ cần 2 hành trình piston và 1 vòng quay trục khuỷu. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất, đặc tính vận hành, độ phức tạp, hiệu quả nhiên liệu và mức độ ô nhiễm.
Động cơ 4 kỳ có hệ thống van riêng biệt giúp kiểm soát chính xác hơn quá trình nạp và xả, dẫn đến hiệu suất đốt cháy cao hơn, tiêu thụ nhiên liệu ít hơn và khí thải sạch hơn. Cấu trúc phức tạp hơn với nhiều bộ phận chuyển động hơn, cần hệ thống bôi trơn riêng. Hoạt động êm ái và bền bỉ hơn.
Động cơ 2 kỳ có cấu tạo đơn giản hơn, nhẹ hơn và có lợi thế về mật độ công suất (tạo ra công ở mỗi vòng quay) nên thường được sử dụng trong các ứng dụng cần công suất lớn trên trọng lượng nhẹ, như máy cưa, máy cắt cỏ, hoặc các dòng xe đua, xe máy cũ. Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu về hiệu quả quét khí, tiêu hao nhiên liệu (do một phần hòa khí thoát ra ngoài cùng khí thải) và lượng khí thải độc hại cao đã khiến chúng dần bị thay thế bởi động cơ 4 kỳ trên các phương tiện giao thông đường bộ hiện đại do các quy định nghiêm ngặt về môi trường.
Ứng dụng của động cơ đốt trong trong đời sống và xe máy
Động cơ đốt trong đã chứng minh vai trò không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại và đặc biệt là trong ngành công nghiệp xe máy. Khả năng tạo ra công suất lớn từ nguồn năng lượng lưu trữ gọn nhẹ (nhiên liệu lỏng) đã giúp ICE trở thành lựa chọn hàng đầu cho đa dạng các loại phương tiện.
Trong lĩnh vực xe máy, động cơ đốt trong là trung tâm của sự phát triển. Từ những chiếc xe số phổ thông, xe tay ga tiện lợi, đến các dòng xe côn tay mạnh mẽ hay xe phân khối lớn hiệu suất cao, tất cả đều dựa vào nguyên lý hoạt động của ICE. Các nhà sản xuất xe máy liên tục cải tiến động cơ để tối ưu hóa các yếu tố như hiệu suất nhiên liệu, công suất, mô-men xoắn, độ bền, độ êm ái và giảm thiểu khí thải.
Các dòng xe máy sử dụng động cơ xăng 4 kỳ ngày càng phổ biến nhờ đáp ứng tốt các tiêu chuẩn khí thải Euro và mang lại trải nghiệm lái mượt mà, tiết kiệm. Đối với những người yêu thích sức mạnh và âm thanh đặc trưng, các loại động cơ nhiều xi lanh (như 2 xi lanh song song, V-twin, 4 xi lanh thẳng hàng) trên xe phân khối lớn sử dụng nguyên lý động cơ đốt trong để tạo ra hiệu năng ấn tượng.
Ngoài xe máy và ô tô, động cơ đốt trong còn được ứng dụng rộng rãi trong hàng không (động cơ piston, động cơ phản lực turbin), hàng hải (động cơ diesel cỡ lớn cho tàu thủy), phát điện (máy phát điện sử dụng động cơ xăng hoặc diesel), nông nghiệp (máy kéo, máy bơm), và công nghiệp (máy nén khí di động, thiết bị xây dựng). Sự linh hoạt và khả năng hoạt động ở nhiều điều kiện khác nhau là ưu điểm lớn của loại động cơ này.
Ứng dụng đa dạng của động cơ đốt trong trên phương tiện giao thông
Câu hỏi thường gặp về động cơ đốt trong
Để giúp người đọc hiểu rõ hơn về loại động cơ phổ biến này, dưới đây là một số câu hỏi thường gặp liên quan đến động cơ đốt trong:
Tại sao động cơ 4 kỳ phổ biến hơn 2 kỳ hiện nay?
Động cơ 4 kỳ phổ biến hơn chủ yếu là do hiệu quả hoạt động và khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt. Với chu trình 4 bước rõ ràng và hệ thống van kiểm soát quá trình nạp/xả chính xác, động cơ 4 kỳ đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn, giảm tiêu thụ nhiên liệu và đặc biệt là tạo ra ít khí thải độc hại hơn đáng kể so với động cơ 2 kỳ. Ngoài ra, động cơ 4 kỳ thường êm ái và có tuổi thọ bền bỉ hơn.
Hệ thống làm mát đóng vai trò gì trong động cơ?
Hệ thống làm mát đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ hoạt động tối ưu cho động cơ. Quá trình đốt cháy sinh ra lượng nhiệt lớn, nếu không được kiểm soát, nhiệt độ cao có thể gây ra nhiều vấn đề như quá nhiệt (overheating), làm giảm độ bền của vật liệu, phá vỡ lớp màng bôi trơn, gây kích nổ sớm hoặc tự cháy (pre-ignition/detonation), và thậm chí làm kẹt piston trong xi lanh. Hệ thống làm mát giúp tản nhiệt dư thừa ra môi trường, đảm bảo các chi tiết hoạt động trong giới hạn nhiệt độ cho phép, từ đó bảo vệ động cơ, duy trì hiệu suất và kéo dài tuổi thọ.
Nhiên liệu xăng và diesel có gì khác biệt khi sử dụng trong động cơ?
Sự khác biệt chính giữa động cơ xăng và diesel nằm ở phương pháp đánh lửa và tỷ số nén. Động cơ xăng sử dụng bugi tạo tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp xăng-không khí đã được nén ở tỷ số trung bình. Động cơ diesel chỉ nén không khí với tỷ số nén rất cao, làm nhiệt độ không khí tăng vọt, sau đó phun nhiên liệu diesel vào khiến nó tự bốc cháy ngay lập tức. Điều này làm cho động cơ diesel mạnh mẽ hơn ở vòng tua thấp (mô-men xoắn cao) và hiệu quả nhiên liệu hơn (tiêu thụ ít nhiên liệu hơn cho cùng lượng công việc) so với động cơ xăng, nhưng thường nặng hơn, ồn hơn và có dải vòng tua hoạt động hẹp hơn.
Piston hoạt động như thế nào trong chu trình động cơ?
Piston là chi tiết hình trụ di chuyển tịnh tiến (lên xuống) bên trong xi lanh. Nó là một phần của buồng đốt và đóng vai trò nhận lực trực tiếp từ áp suất khí cháy trong kỳ nổ. Lực đẩy này được truyền qua thanh truyền để làm quay trục khuỷu, tạo ra chuyển động quay cung cấp năng lượng cho xe. Đồng thời, chuyển động của piston còn giúp thực hiện các quá trình nạp hỗn hợp mới vào xi lanh, nén hỗn hợp đó, và đẩy khí thải ra ngoài trong các kỳ khác của chu trình.
Động cơ đốt trong có những ưu điểm gì so với động cơ điện?
Mặc dù động cơ điện ngày càng phổ biến, động cơ đốt trong vẫn có những ưu điểm riêng. Lợi thế lớn nhất là mật độ năng lượng của nhiên liệu lỏng cao hơn nhiều so với pin hiện tại, cho phép xe chạy được quãng đường xa hơn và nạp nhiên liệu nhanh chóng (đổ xăng/dầu). Động cơ đốt trong cũng thường tạo ra công suất đỉnh lớn hơn trên cùng một kích thước hoặc trọng lượng so với động cơ điện (không tính bộ pin). Chi phí sản xuất và sở hữu ban đầu cũng có thể cạnh tranh hơn ở một số phân khúc.
Tóm lại, động cơ đốt trong là một công nghệ phức tạp nhưng vô cùng hiệu quả, đã định hình ngành công nghiệp xe cộ trong nhiều thập kỷ. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó không chỉ thỏa mãn sự tò mò về kỹ thuật mà còn giúp chúng ta đánh giá đúng giá trị và sự phát triển không ngừng của loại động cơ này. Tại Brixton Việt Nam, chúng tôi trân trọng công nghệ đằng lưng những chiếc xe, và động cơ đốt trong là một phần quan trọng của di sản đó.
