Tìm Hiểu Ứng Dụng Động Cơ Đốt Trong Trên Ô Tô

Hiện nay, động cơ đốt trong được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực để tạo ra năng lượng hoạt động cho máy móc. Trong ngành công nghiệp ô tô, động cơ đốt trong là tiền đề và là động lực phát triển cho toàn bộ ngành. Mặc dù ngày nay, các kỹ sư đang phát triển thêm các dòng xe thế hệ mới sử dụng động cơ điện, động cơ đốt trong vẫn đang là lựa chọn tối ưu nhất. Vậy động cơ đốt trong là gì? Các hãng xe đã ứng dụng của động cơ đốt trong trên ô tô như thế nào? Trong bài chia sẻ dưới đây, KATA sẽ giúp bạn giải đáp những thắc mắc trên.

1. Động cơ đốt trong là gì?

Ngoài động cơ tuabin, động cơ hơi đốt, động cơ điện, động cơ tên lửa, động cơ đốt trong là một trong những loại động cơ phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong đời sống sản xuất. 

Động cơ tua bin vs động cơ đốt trong
Động cơ tua bin và động cơ đốt trong
Hiểu một cách đơn giản, động cơ đốt trong qua quá trình đốt cháy nhiên liệu tạo ra nhiệt và sinh ra công cơ học. Các loại động cơ đốt trong sử dụng dòng chảy để tạo ra công ngay trong buồng công tác xilanh của động cơ.
Động cơ đốt trong 2 kỳ đầu tiên được phát minh vào năm 1860 do kỹ sư người Bỉ - Jean Joseph Etienne Lenoir sáng tạo. Hệ thống này sử dụng nhiên liệu khí than và được trang bị một xilanh nằm ngang, ưu việt hơn động cơ hơi nước. Đến năm 1864, Siegfried Marcus người Áo đã cải tiến động cơ từ nguyên liệu khí than sang sử dụng ga.

động cơ đốt trong 2 kỳ đầu tiên trên thế giới
Jean và động cơ đốt trong 2 kỳ đầu tiên 
Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong như sau:
  • Hỗn hợp không khí và nhiên liệu, sẽ được đốt trong xilanh sinh ra nhiệt. 
  • Nhiệt độ cao sẽ làm cho khí đốt giãn nở, tạo ra áp suất tác dụng lên piston di chuyển. 
Hiện nay, các động cơ đốt trong được phân thành nhiều loại khác nhau hoạt động theo chu trình sau: nạp, nén, nổ và xả. 

2. Ứng dụng động cơ đốt trong trên ô tô

Ứng dụng động cơ đốt trong trên ô tô đang ngày càng trở nên phổ biến, là động lực của ngành sản xuất. Việc thiết kế hệ thống này trên xe ô tô đảm bảo quá trình vận hành của xe diễn ra một cách trơn tru, mạnh mẽ.
Loại động cơ đốt trong sử dụng trên xe ô tô có tốc độ quay cao, kích thước và trọng lượng nhỏ. Các chi tiết trên bộ phận này thường được làm mát bằng nước đảm bảo cho các bộ phận tản nhiệt đều. 

lưới tản nhiệt ô tô
Nhiệt lượng thoát ra ngoài một phần qua lưới tản nhiệt
Hầu hết xe hơi sử dụng động cơ đốt trong 4 kỳ để tăng tuổi thọ động cơ, giảm lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Chu trình làm việc của động cơ 4 kỳ diễn ra theo 4 giai đoạn:

Kỳ 1: Kỳ nạp

Trong kỳ thứ nhất, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được nạp vào xy lanh, piston chuyển động đi xuống. Tiếp đến, piston được trục khuỷu dẫn đi xuống và áp suất trong xi lanh giảm. Lúc này, nhờ sự chênh lệch áp suất không khí, nhiên liệu đi vào xi-lanh qua cửa nạp.

Kỳ 2: Kỳ nén

Ở kỳ này, piston đi từ điểm dưới lên điểm trên và làm thể tích trong xi lanh giảm, áp suất và nhiệt độ khí tăng. Ở cuối thì thứ hai, vòi phun bơm một lượng nhiên liệu với áp suất cao vào buồng cháy để đốt nhiên liệu.

chu trình làm việc động cơ 4 kỳ
4 giai đoàn làm việc trong chu trình hoạt động của động cơ 4 kỳ

Kỳ 3: Kỳ nổ

Trong kỳ 3, động cơ trong xe ô tô tạo công, các van tiếp tục được đóng. Piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, giống như kỳ 2, tất cả xupap đều đóng. Nhiên liệu sẽ được phun trực tiếp xuống buồng cháy trộn với khí nóng tạo hòa khí và được đốt cháy. 
Tiếp đến, áp suất và nhiệt độ trong xi lanh hòa khí tự bốc cháy và đẩy pittông xuống qua thanh truyền đến trục khuỷu. Lúc này năng lượng sẽ biến đổi thành chuyển động quay và sinh ra công.

Kỳ 4: Kỳ thải

Đây là giai đoạn hoạt động cuối cùng của động cơ đốt trong. Piston đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, van xupap nạp đóng, van xupap thải mở ra. Piston được trục khuỷu dẫn động lên và đẩy khí thải trong xi lanh qua ống thải ra ngoài. Sau đó, một chu trình mới sẽ diễn ra trong xi-lanh.

đốt nhiên liệu trong động cơ

3. Phân loại các loại động cơ đốt trong ô tô

Được ví như trái tim của chiếc ô tô, động cơ của những chiếc xe ô tô ngày càng đa dạng và mang đến hiệu suất ngày càng cao. Dựa vào các tiêu chí về thiết kế, nhiên liệu sử dụng, số xy lanh hay chu trình thì sẽ phân loại động cơ khác nhau. Dưới đây là danh sách các loại động cơ đốt trong ô tô theo nhiên liệu sử dụng. 

3.1. Động cơ xăng

Động cơ xăng là một trong những loại động cơ được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay. Hỗn hợp xăng và không khí được nén dưới áp suất cao. Cuối kỳ nén, bugi phát ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp đã nén. Quá trình cháy sinh lượng nhiệt lớn đẩy piston từ điểm chất trên xuống điểm chết dưới. Lúc này, trục khuỷu quay truyền chuyển động tới hộp số rồi tới các bánh xe.

ưu điểm động cơ xăng
Động cơ xăng nhẹ hơn động cơ diesel

3.2. Động cơ diesel

Động cơ diesel hay còn gọi là máy dầu cũng là loại động cơ đốt trong khá phổ biến hiện nay. Thay vì sử dụng bugi tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp khí nạp ở cuối kỳ nén đầu kỳ cháy, dầu diesel được phun vào buồng cháy. 
Trong hệ thống động cơ diesel sẽ có thêm bộ phận bugi sưởi. Buồng cháy trong động cơ lạnh nên không khí nén sẽ không đủ nhiệt độ và áp suất cần thiết để tự cháy. Vì vậy, cần phải làm nóng buồng cháy trước khi khởi động.
mua ngay camera hành trình cho ô tô

Động cơ diesel
Nhiên liệu dầu trong động cơ cháy do nén

3.3. Động cơ gas hay động cơ khí đốt

Động cơ gas hay động cơ khí đốt khá phổ biến trong các động cơ đốt trong ô tô hiện nay. Loại động cơ thiết kế với hệ thống buồng đốt hòa trộn, dựa trên cơ sở chỉnh sửa nắp máy, buồng đốt, piston. 
Hệ thống đường nạp tạo các dòng khí chuyển động liên tục trên đường ống tạo dòng xoáy khi đi vào bên trong buồng đốt giống trên động cơ diesel. Hiện sử dụng phổ biến trong các loại hình xe tải, xe chở khách.

3.4. Động cơ xe hơi sử dụng loại nhiên liệu khác 

Ngoài xăng, dầu và khí đốt, xe còn có thể sinh công nhờ LPG, cồn, khí hydro, v.v. Mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt sau:
  • LPG
LPG là tên viết tắt của Liquefied Petroleum Gas - khí dầu mỏ hóa lỏng, loại nhiên liệu này được sản xuất vào năm 1990. LPG tạo ra lượng khí thải ít hơn so với xăng nhưng yêu cầu lượng nhiều hơn để xe di chuyển trên đường. 

động cơ lpg
Rất ít cây xăng bán LPG 
Hầu hết các xe chạy bằng xăng có thể chuyển đổi để chạy bằng LPG, hệ thống nhiên liệu và thùng chứa riêng. Hiện LPG đang được ứng dụng phổ biến trong các dòng xe SUV, giúp giảm thiểu chi phí vận hành.
  • Hydro
Phải mất một thời gian, nhiên liệu khí Hydro mới có chỗ đứng trên thị trường xe ô tô. Pin nhiên liệu hydro khan hiếm đẩy giá thành xe lên cao. 
Tuy nhiên, động cơ hydro cung cấp nhiều lợi ích hơn các loại năng lượng EV khác, có thể bơm đầy và sử dụng khá lâu mà không lo nước thoát ra từ ống xả. Nguyên lý hoạt động của động cơ là sử dụng hydro từ bình và oxy tạo ra điện chạy động cơ. Động cơ đốt trong sử dụng khí hydro hoạt động hiệu quả hơn động cơ điện.

xe ô tô động cơ hydro
Xe dùng động cơ hydrogen vận hành yên tĩnh hơn
  • Cồn
Cồn được sử dụng nhiều trong các ứng dụng trước đây và phổ biến trong các cuộc đua xe. Điểm cộng của nhiên liệu cồn là chỉ số octan cao của metanol. Các nhiên liệu cồn khác như: butanol và ethanol cũng có thể sử dụng để vận hành động cơ đốt trong. 
Đặc biệt, Methanol có năng lượng thấp hơn xăng cần sử dụng nhiều methanol hơn để có được lượng năng lượng tương tự. Nhiên liệu này hiện khá rẻ và dễ dàng sản xuất từ khí tự nhiên.

Xe hơi hybrid
Động cơ xe hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện
Động cơ đốt trong với các ưu điểm nổi bật hiện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất. Ứng dụng của động cơ đốt trong trên ô tô đã tạo ra bước phát triển đột phá đối với ngành công nghiệp ô tô.  Qua nhiều năm, mặc dù có nhiều nguồn năng lượng mới đã được nghiên cứu và áp dụng, động cơ đốt trong vẫn là bá vương trên thị trường, sẽ không thể một sớm một chiều bị thay thế. 

Các tin khác

Nhắc đến dòng xe hạng sang an toàn bậc nhất trên thị trường quốc tế hiện nay thì Lexus chính là ...
Ở Việt Nam, ô tô không chỉ đơn giản là một phương tiện di chuyển mà còn là một tài sản ...
Với lợi thế về hệ thống khung gầm cứng cáp, cao ráo cùng động cơ hoạt động cực kỳ mạnh mẽ, ...
Ngày nay, những chiếc xe hơi hiện đại đều không thể thiếu vắng các cảm biến. Nhờ tín hiệu của nhiều ...
Hai thương hiệu nổi tiếng Ford và Mazda từ lâu đã được rất nhiều người dùng tin tưởng khi lựa chọn ...
Ô tô là một hệ thống máy móc phức tạp gồm rất nhiều bộ phận, thiết bị. Do đó, khi gặp ...
Bất kỳ máy móc thiết bị nào cũng cần được kiểm tra bảo dưỡng sau một thời gian sử dụng. Cảm ...
Trong hơn 90 năm, MG đã tạo ra những chiếc xe được người dùng mong đợi. Các phiên bản trước của ...
DMCA.com Protection Status