Tìm hiểu về động cơ đốt trong – Trái tim của ô tô

Ô tô là phương tiện di chuyển không thể thiếu trong thế giới hiện đại. Và động cơ đốt trong chính là "trái tim" giúp ô tô có thể hoạt động. Nếu bạn đang thắc mắc động cơ đốt trong của ô tô vận hành như thế nào? Hãy tìm hiểu bài viết dưới đây.

Động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới

Động cơ đốt trong là gì?

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, tạo ra công cơ học bằng cách đốt nhiên liệu bên trong động cơ. Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt trong xy lanh của động cơ đốt trong.

Khi đốt cháy, nhiệt độ tăng, làm cho khí đốt giãn nở tạo nên áp suất tác dụng lên một pít tông, đẩy pít tông này di chuyển đi. Chuyển động tịnh tiến của pittông làm quay trục cơ, sau đó làm bánh xe chuyển động nhờ xích tải hoặc trục truyền động.

Động cơ đốt trong đầu tiên được phát minh vào năm 1860, bởi kỹ sư người Pháp – Jean Joseph Etienne Lenoir. Động cơ này sử dụng nhiên liệu khí than và được trang bị một xy-lanh nằm ngang. Sau đó, vào năm 1864, Siegfried Marcus (người Áo) đã cải tiến động cơ đốt trong của Lenoir từ sử dụng nhiên liệu khí than sang sử dụng gas. Chiếc động cơ này được gắn vào một một chiếc xe có thể vận hành với vận tốc 16km/h. Theo thời gian, động cơ đốt trong ngày càng được cải tiến để phù hợp với nhu cầu của con người và sự phát triển của công nghệ.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ đốt trong

Có nhiều loại động cơ đốt trong khác nhau. Tuy nhiên, tất cả đều hoạt động theo chu trình gồm 4 kỳ: nạp – nén – nổ (đốt) – xả. Cụ thể như sau:

– Kỳ nạp: Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được nạp vào xy lanh động cơ thông qua đường nạp của động cơ. Ở kỳ nạp thì pít tông di chuyển tịnh tiến xuống phía dưới và tạo ra áp suất chân không hút hỗn hợp nhiên liệu đi vào xy lanh.

– Kỳ nén: Sau khi hỗn hợp được nạp vào buồng đốt thì pít tông di chuyển tịnh tiến từ dưới lên khiến cho thể tích buồng đốt bị giảm xuống nhanh chóng. Qua đó hỗn hợp nhiên liệu bị nén lại nhanh chóng và áp suất, nhiệt độ tăng lên.

– Kỳ nổ: Sau khi hỗn hợp bị nén lại và pít tông di chuyển lên gần đến “điểm chết trên” thì bugi bật tia lửa điện (ở động cơ xăng) và hỗn hợp tự bốc cháy (ở động cơ diesel). Sự đốt cháy này tạo ra áp suất lớn đẩy pít tông đi xuống dưới và tạo ra cơ năng cho toàn bộ chiếc xe.

– Kỳ xả: Hỗn hợp sau khi đốt cháy còn lại là khí thải, pít tông di chuyển từ dưới lên trên tạo ra lực đẩy toàn bộ khí thải này ra ngoài thông qua đường xả động cơ.

 

Các loại động cơ đốt trong ô tô được sử dụng phổ biến hiện nay

– Động cơ diesel: 

Động cơ Diesel hay còn gọi là động cơ nén cháy hay động cơ CI, là loại động cơ đốt trong sử dụng dầu diesel để hoạt động.  Trong đó, việc đánh lửa nhiên liệu được gây ra bởi nhiệt độ cao của không khí trong xi lanh do nén cơ học.

Động cơ diesel có thể được thiết kế theo chu kỳ hai thì hoặc bốn thì. Các động cơ diesel lớn nhất thế giới được đưa vào sử dụng là động cơ diesel thủy phi cơ 14 xi-lanh, hai thì; chúng tạo ra công suất cực đại gần 100 MW mỗi cái.

– Động cơ xăng: 

Động cơ xăng hay động cơ Otto, là một dạng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng. Việc đốt cháy nhiên liệu được diễn ra trong buồng đốt bởi một hệ thống đánh lửa được tắt mở theo chu kỳ. Nơi đánh lửa là bugi có điện áp cao.

Động cơ xăng phổ biến là động cơ bốn thì. Động cơ hai thì cũng được sử dụng trong các ứng dụng nhỏ, nhẹ hơn, giá thành thấp hơn nhưng nó không hiệu quả trong việc sử dụng nhiên liệu.

– Động cơ điện:

Động cơ điện là loại động cơ sử dụng điện để biến đổi thành cơ năng. Loại động cơ này được xem là động cơ của thời đại mới. Bởi ưu điểm không gây tiếng ồn lớn khi sử dụng, không tạo ra khí thải ô nhiễm và có hiệu suất chuyển đổi cao.