Động cơ đốt trong là gì? Đây là một trong những phát minh quan trọng và cơ bản nhất trong ngành công nghiệp ô tô và máy móc hiện đại. Với khả năng chuyển hóa năng lượng, động cơ đốt đóng vai trò chủ chốt trong việc vận hành các phương tiện giao thông và thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về loại động cơ này. Hãy cùng Siêu Thị Xe Tải Van tìm hiểu chi tiết về loại động cơ này trong bài viết dưới đây.
Lịch sử và khái niệm về động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong là gì? Động cơ đốt trong là loại động cơ nhiệt, sử dụng quá trình đốt cháy nhiên liệu để sinh ra nhiệt và công cơ học. Khi quá trình đốt cháy diễn ra, khí nóng giãn nở ở nhiệt độ và áp suất cao, tạo ra lực tác động trực tiếp lên các bộ phận của động cơ, chẳng hạn như piston, cánh tuabin, cánh quạt, hoặc vòi phun. Lực này làm di chuyển các thành phần trên một quãng đường nhất định, chuyển hóa năng lượng hóa học thành công cơ học.
Lịch sử hình thành
- Năm 1860: Động cơ đốt trong đầu tiên được chế tạo bởi 2 kỹ sư người Pháp gốc Bỉ, công suất 2HP, sử dụng khí thiên nhiên.
- Năm 1877: Động cơ 4 kỳ đầu tiên ra đời do kỹ sư người Đức Nicola Aogut Otto và kỹ sư người Pháp Lăng Ghen chế tạo, sử dụng khí than.
- Năm 1885: Động cơ xăng 4 kỳ công suất 8HP được chế tạo bởi kỹ sư người Đức Golip Đemlo, đạt tốc độ quay 800 vòng/phút.
- Năm 1897: Động cơ diesel 4 kỳ, công suất 20HP được kỹ sư người Đức Rudonpho Saclo Sredieng Diezen phát minh.
Cấu tạo cơ bản của động cơ đốt trong là gì?
Mặc dù có nhiều loại động cơ nhiệt, nhưng về cơ bản, cấu tạo của chúng đều bao gồm 2 cơ cấu và 4 hệ thống.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Bộ phận có nhiệm vụ tiếp nhận năng lượng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu. Cấu tạo của cơ cấu này bao gồm:
- Xi lanh: Được đặt trong thân động cơ, kết hợp với nắp xi lanh và đỉnh piston để tạo ra buồng đốt trong động cơ.
- Piston: Hình dáng trụ ngắn, nằm trong xi lanh và có cấu tạo gồm đỉnh, thân và chốt piston. Piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh, tiếp nhận năng lượng từ quá trình đốt cháy và truyền qua thanh truyền, sau đó truyền đến trục khuỷu.
- Thanh truyền: Kết nối piston với trục khuỷu nhằm chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
- Trục khuỷu: Biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay.
Cơ cấu phân phối khí
Điều khiển việc mở và đóng cửa nạp, cửa xả giúp động cơ chủ động hút khí vào và xả khí thải ra ngoài.
- Hệ thống bôi trơn: Đảm nhận việc vận chuyển và phân bổ dầu bôi trơn đến các chi tiết bên trong động cơ, giảm ma sát bề mặt.
- Hệ thống khởi động: Giúp kích hoạt động cơ, nó làm quay trục khuỷu, tạo điều kiện cho hệ thống tự khởi động.
- Hệ thống cung cấp khí và nhiên liệu: Hệ thống này bao gồm các thành phần như kim phun, bộ chế hòa khí, cơ cấu lọc và các chi tiết khác. Trước mỗi chu kỳ hoạt động, nó trộn không khí với nhiên liệu theo tỷ lệ phù hợp và phun vào buồng đốt.
- Hệ thống làm mát: Vì động cơ đốt trong là động cơ nhiệt giúp làm mát hoặc giữ nhiệt cho các bộ phận ổn định, hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ.
Xem thêm: 8 cách kiểm tra động cơ khi mua xe cũ
Các cách phân loại động cơ đốt trong
Song song với việc biết động cơ đốt trong là gì, bạn cần nằm thêm thông tin về phân loại của nó để hiểu hơn về cơ chế và ưu điểm.
Dựa theo loại nhiên liệu sử dụng
Động cơ đốt trong tạo ra công năng bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch không liên tục bên trong động cơ. Xăng và diesel là 2 nhiên liệu phổ biến nhất:
- Động cơ xăng: Động cơ xăng được làm từ hợp kim nhôm nên có trọng lượng nhẹ và các xi lanh được thiết kế liền khối. Khi hoạt động, hỗn hợp không khí và nhiên liệu sẽ được nén trong kỳ nén. Tại một thời điểm nhất định, bugi sẽ phát ra tia lửa điện để đốt cháy nhiên liệu trong xi lanh, làm lan truyền nhiệt năng khắp buồng động cơ. Tuy nhiên, vì thanh truyền ngắn nên động cơ xăng không mang lại sức mạnh lớn cho động cơ.
- Động cơ diesel: Động cơ diesel được chế tạo từ chất liệu gang. Kết cấu xi lanh là các ống lót rời, dễ dàng thay thế khi cần. Khi hoạt động, chỉ có không khí được nén trong xi lanh qua các kỳ nén. Nhiên liệu diesel cao áp được kim phun đưa vào xi lanh. Khi đạt nhiệt độ phù hợp, nhiên liệu sẽ bốc cháy và lan truyền mạnh mẽ trong buồng đốt.
- Động cơ diesel có tỷ số nén cao: Động cơ này có thanh truyền, trục khuỷu piston và xi lanh được thiết kế dài hơn so với động cơ xăng mang lại sự mạnh mẽ và bền bỉ. Vì thế, loại động cơ này được sử dụng khá phổ biến trong ngành sản xuất ô tô hiện nay.
Xem thêm: Top xe tải van máy dầu tốt
Dựa theo cơ chế hoạt động của piston
Piston là bộ phận quan trọng trong động cơ đốt trong, kết hợp với xi lanh và nắp máy để tạo không gian làm việc. Piston nhận lực từ khí cháy, truyền đến trục khuỷu và tham gia vào các giai đoạn nạp, nén, cháy – giãn nở và xả khí. Dựa trên nguyên lý hoạt động của piston, động cơ đốt trong được chia thành 2 loại chính:
- Động cơ 2 kỳ: Hoàn thành một chu kỳ làm việc chỉ trong một vòng quay trục khuỷu, piston di chuyển lên xuống một lần để sinh công. Nhờ vậy, động cơ 2 kỳ có công suất lớn, vận hành mạnh mẽ nhưng tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn và giảm tuổi thọ. Đặc biệt, loại nhiên liệu dùng trong động cơ này là xăng pha nhớt tạo ra khói trắng gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy, động cơ 2 kỳ ngày càng ít được sử dụng.
- Động cơ 4 kỳ: Thực hiện một chu kỳ làm việc qua 4 giai đoạn với hai lần lên xuống của piston. Tuy vận hành phức tạp hơn nhưng động cơ 4 kỳ có hệ thống bôi trơn riêng, giảm ma sát, hoạt động bền bỉ và ít khí thải hơn. Nhờ đáp ứng tốt các tiêu chuẩn khí thải, động cơ 4 kỳ là lựa chọn phổ biến trong ngành sản xuất ô tô hiện nay.
Dựa theo phương pháp tạo hòa khí
Chế hòa khí là quá trình pha trộn nhiên liệu và không khí theo tỷ lệ phù hợp trước khi đưa vào động cơ.
Có 2 phương pháp chính để tạo hỗn hợp này:
- Tạo hỗn hợp bên ngoài: Không khí và nhiên liệu được trộn bên ngoài xi lanh thông qua bộ chế hòa khí, sau đó đi vào buồng đốt và cháy khi gặp tia lửa điện. Phương pháp này chủ yếu dùng cho động cơ xăng và khí ga.
- Tạo hỗn hợp bên trong: Không khí và nhiên liệu được hòa trộn ngay bên trong xi lanh nhờ hệ thống phun nhiên liệu áp suất cao. Khi được phun vào buồng đốt, nhiên liệu sẽ tự cháy ở nhiệt độ thích hợp. Đây là phương pháp phổ biến cho động cơ diesel và động cơ phun xăng điện tử.
Dựa theo cơ chế làm mát
Hệ thống làm mát giúp kiểm soát nhiệt độ động cơ, giảm ma sát và ngăn chặn hiện tượng kẹt piston, bảo vệ các chi tiết máy khỏi hư hỏng. Có 2 phương pháp chính:
- Làm mát bằng nước: Nước hoặc dung dịch làm mát được bơm tuần hoàn qua các khoang quanh xi lanh, sau đó dẫn đến két nước để tản nhiệt ra môi trường.
- Làm mát bằng không khí: Nhiệt độ động cơ được giảm nhờ luồng không khí từ bên ngoài. Hệ thống này thường có cánh tản nhiệt hoặc gờ nổi để tăng hiệu quả làm mát.
Xem thêm: Nên mua xe máy xăng hay máy dầu
Nguyên lý vận hành của động cơ đốt trong
Động cơ nhiệt thường vận hành theo chu trình 4 kỳ: Nạp – Nén – Nổ – Xả. Trong ô tô, có 2 loại động cơ phổ biến: động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ.
Động cơ bốn kỳ
- Kỳ nạp: Van nạp mở, van xả đóng. Còn piston sẽ di chuyển xuống để hút hỗn hợp nhiên liệu và không khí vào xi lanh.
- Kỳ nén: Cả 2 van đóng, piston di chuyển lên trên, nén hỗn hợp để tăng áp suất. Cuối kỳ, hỗn hợp được đốt cháy nhờ bugi (động cơ xăng) hoặc tự cháy (động cơ diesel).
- Kỳ nổ: Hỗn hợp cháy sinh nhiệt và áp suất cao, đẩy piston xuống nhằm tạo chuyển động quay cho trục khuỷu.
- Kỳ xả: Van xả mở, piston di chuyển lên trên, đẩy khí thải ra ngoài. Kết thúc chu trình, van xả đóng, van nạp mở để bắt đầu chu trình mới.
Động cơ hai kỳ
Không giống động cơ bốn kỳ, động cơ hai kỳ không có van nạp và xả. Thay vào đó, các lỗ nạp và xả được bố trí trực tiếp trên thành xi lanh, đóng mở theo chuyển động của piston. Nguyên lý hoạt động gồm hai kỳ chính:
- Kỳ nén: Khi piston di chuyển lên gần điểm chết trên, lỗ nạp và xả đóng lại, hỗn hợp khí trong xi lanh bị nén đồng thời hỗn hợp mới được hút vào buồng nén phía dưới. Khi piston chạm điểm chết trên, quá trình đốt cháy diễn ra.
- Kỳ nổ: Hỗn hợp khí cháy tạo ra nhiệt và áp suất cao, đẩy piston xuống điểm chết dưới. Khi đó, lỗ nạp và xả mở, khí thải thoát ra ngoài trong khi hỗn hợp mới được đẩy vào xi lanh.
Video động cơ đốt trong hoạt động
Ứng dụng thực tế của động cơ đốt trong là gì?
Động cơ đốt trong tạo ra công suất cơ học, được sử dụng rộng rãi trong ô tô, tàu thủy, máy bay và các loại máy móc công nghiệp, nông nghiệp. Trong lĩnh vực ô tô, động cơ này có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, tốc độ quay nhanh giúp xe vận hành mạnh mẽ và thường được làm mát bằng nước. Ngoài ra, nhờ công nghệ ngày càng tiên tiến, động cơ đốt trong được cải tiến để giảm lượng khí thải, tăng hiệu suất và tối ưu hóa mức tiêu thụ nhiên liệu.
Tùy theo thiết kế, động cơ có thể được đặt ở đầu, giữa hoặc đuôi xe, mỗi vị trí đều có ưu, nhược điểm riêng. Động cơ đốt trong giúp xe di chuyển xa mà vẫn giữ được hoạt động ổn định, phù hợp với nhiều loại địa hình khác nhau. Đặc biệt, với động cơ diesel, xe còn tiết kiệm nhiên liệu đáng kể, đồng thời có mô-men xoắn lớn, giúp tăng khả năng kéo và chịu tải nặng.
Đến Siêu Thị Xe Tải Van bảo trì động cơ đốt trong nhanh chóng – tiện lợi
Ngoài là nơi cung cấp xe tải van chính hãng, giá tốt, Siêu Thị Xe Tải Van còn cung cấp dịch vụ bảo trì động cơ đốt xe van trong nhanh chóng và tiện lợi. Với quy trình bảo trì nhanh gọn, chỉ mất từ 30 – 60 phút, bạn sẽ tiết kiệm thời gian mà vẫn đảm bảo động cơ xe tải van luôn hoạt động ổn định và hiệu quả.
Chúng tôi sử dụng linh kiện chính hãng, đảm bảo chất lượng và giúp xe tiết kiệm nhiên liệu.
Như vậy, khi tìm hiểu động cơ đốt trong là gì, chúng ta có thể thấy đây là một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp ô tô và máy móc hiện đại. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong giúp tối ưu hiệu suất vận hành và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Nếu bạn muốn biết thêm về các loại động cơ hoặc cách bảo trì, hãy tìm đến Siêu Thị Xe Tải Van hoặc liên hệ 0934.102.234 để được tư vấn chi tiết.
Các bộ phận quan trọng trên xe
- Hộp số ô tô: Hiểu để lái mượt và tiết kiệm
- Diesel là gì? Vì sao xe tải chuộng dầu?
- Trục cam là gì? Vai trò trong động cơ
- Ắc quy ô tô yếu: Nhận biết và xử lý
- Cần số ô tô: Ký hiệu và cách dùng đúng
