Động cơ ô tô có vai trò quan trọng như “trái tim” của mỗi chiếc xe và là một trong những bộ phận phức tạp nhất về cấu tạo và hoạt động trên ô tô.
Việc bảo dưỡng và sửa chữa động cơ xe hơi là một trong những nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên nhất. Đó là một phần không thể thiếu và cần được chú trọng hơn bất kỳ chi tiết nào khác trên xe. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn những thông tin cơ bản về việc bảo dưỡng và sửa chữa động cơ xe hơi, giúp bạn có kiến thức tốt nhất để bảo vệ và duy trì chúng.
I. Động cơ ô tô là gì?
Động cơ, còn được biết đến với cái tên máy ô tô, là một phần của xe được sử dụng để chuyển đổi năng lượng từ xăng hoặc dầu thành năng lượng động.
Có hai loại chính của động cơ, đó là động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài (cũ). Mỗi loại động cơ được chia thành nhiều loại nhỏ khác nhau và có những ưu/nhược điểm riêng.
Có nhiều loại động cơ đốt trong hiện nay như động cơ xăng, động cơ dầu, động cơ 2 kỳ, động cơ xoay, động cơ tuabin khí… Ngoài ra, còn có hai loại động cơ đốt ngoài là động cơ hơi nước và Stirling.
Với kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và hiệu suất hoạt động cao hơn, động cơ đốt trong đang được áp dụng rộng rãi và sử dụng trên nhiều phương tiện chính như ô tô và xe máy.
II. Điểm chung cấu tạo của động cơ xe
Hiện tại, có 4 loại động cơ được sử dụng trên xe hơi, bao gồm:.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá hai loại động cơ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay: động cơ xăng và động cơ dầu diesel. Các loại động cơ khác như động cơ điện và Hybrid sẽ được giới thiệu trong các bài viết tiếp theo.
Các thành phần chính của động cơ bao gồm xylanh và pittong di chuyển trong lòng xylanh. Trong đa số các loại động cơ ô tô, có từ 4 đến 8 xylanh. Tuy nhiên, đối với các mẫu xe thể thao hiệu suất cao, số xylanh có thể lên đến 12 hoặc 16.
Có nhiều cách sắp xếp động cơ nhiều xylanh, bao gồm sắp xếp theo hình chữ V, hàng dọc và đối đỉnh ngang.
Một động cơ thông thường thường sẽ được cấu tạo bởi 6 thành phần sau:
1. Bugi
Bugi là một thành phần quan trọng trên động cơ của ô tô! Trên động cơ xăng, chúng có nhiệm vụ tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong xi lanh. Ngoài ra, tia lửa điện cần được tạo ra đúng thời điểm cuối giai đoạn nén để đạt hiệu suất tối đa.
Bugi xông trong động cơ Diesel không giống bugi đánh lửa, chúng có nhiệm vụ tạo ra nhiệt lượng ban đầu để động cơ dầu có thể cháy, đặc biệt trong điều kiện thời tiết lạnh.
2. Kim phun nhiên liệu
Bộ phận đưa nhiên liệu từ bình chứa vào xilanh phải đảm bảo việc phun nhiên liệu đúng và đủ áp suất và tơi để đạt hiệu suất nén và cháy tốt nhất.
3. Van (xupap)
Hệ thống trụm cam đảm bảo việc mở/đóng các van xả/hút trên từng xilanh đúng thời điểm để cung cấp nhiên liệu và thoát khí thải ra ngoài trong quá trình nén và đốt.
4. Piston – xilanh
Nơi thực hiện quá trình sinh công và truyền năng lượng làm quay trục khủy là môi trường cháy trong lòng xilanh. Piston có những xéc măng kết hợp với lòng xilanh để làm kín môi trường cháy, tạo ra năng lượng cao nhất.
5. Trục cam
Trên trục cam, có các mấu cam, khi quay, mấu cam sẽ đẩy van xuống để mở ra. Có hai loại trụm cam, đó là trục cam đơn và trục cam kép. Trục cam đơn điều khiển việc đóng/mở cả van hút và van xả. Trong khi đó, trục cam kép có hai trục cam riêng biệt để điều khiển van hút và van xả.
6. Trục khuỷu
Trục khuỷu, còn được gọi là tay dên hoặc trục cơ, được dùng để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của pittong thành chuyển động quay tương tự như trục trong bộ bánh vít – trục vít.
Ngoài ra, trên động cơ còn nhiều yếu tố khác mà chúng ta có thể đề cập: thân máy, bánh đà, dây cura/xích, cảm biến, hệ thống điện, hộp điều khiển ECU, bơm… Kết hợp với nhau để tạo thành một hệ thống toàn diện.
III. Nguyên lý hoạt động của động cơ
Khi áp dụng một lượng nhỏ chất lỏng năng lượng cao như xăng hoặc dầu diesel vào một không gian hạn chế và thực hiện quá trình đốt cháy, sẽ tạo ra một lượng năng lượng đáng kể do sự giãn nở của không khí.
Động cơ ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý này, trong một chu trình khép kín, các vụ nổ liên tục xảy ra bên trong xylanh động cơ. Hỗn hợp khí được đốt trong xylanh, khiến khí nở ra và tạo áp suất đẩy một piston di chuyển.
Phần lớn các mẫu xe ô tô hiện nay thường sử dụng một loại động cơ có chu kỳ 4 thì để chuyển đổi nhiên liệu thành năng lượng di chuyển. Quá trình này bao gồm các giai đoạn như nạp, nén, đốt (nổ, tạo công suất) và xả.
#Kỳ nạp:
Trong kỳ thứ nhất, khi van nạp mở và van xả đóng, hỗn hợp hòa khí được “nạp” vào xilanh trong quá trình pittong di chuyển từ Điểm Cuối Trên xuống Điểm Cuối Dưới.
#Kỳ nén:
Trong giai đoạn thứ hai (khi van nạp và xả cùng đóng), pittong nén hỗn hợp khí và nhiên liệu trong xi lanh khi di chuyển từ đường chuyền đến đường cắt. Ở cuối giai đoạn thứ hai (khi pittong ở đường cắt), hỗn hợp khí được đốt cháy trong động cơ xăng bằng cách sử dụng một bộ phận gọi là bugi, trong khi động cơ diesel sẽ tự bốc cháy.
#Kỳ nổ:
Ở kỳ thứ ba, khi hỗn hợp khí được đốt cháy, nhiệt độ tăng và dẫn đến tăng áp suất của khí. Điều này khiến cho pittong di chuyển từ ĐCT xuống ĐCD. Chuyển động tịnh tiến của pittong được truyền đến trục khuỷu thông qua thanh truyền (tay biên) và biến đổi thành chuyển động quay.
#Kỳ xả:
Trong kỳ thứ tư, van nạp sẽ đóng và van xả sẽ mở. Pittong sẽ di chuyển từ Đường Chuyển Động lên Đường Chuyển Trái, đẩy khí từ trong xylanh qua ống bô và thải ra môi trường.
IV. Tại sao động cơ tăng áp ngày càng được áp dụng phổ biến?
Động cơ tăng áp ô tô đã trở thành một công nghệ phổ biến hơn trong các mẫu xe hơi hiện nay, nhờ mang lại hiệu suất cao trong việc tăng công suất và tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe về khí thải.
Ngoài ra, sự hoạt động của pittong trong giai đoạn đầu, thứ hai và thứ tư là nhờ vào năng lượng được lưu trữ bởi bánh đà gắn trên trục khuỷu ở giai đoạn thứ ba (kỳ công). Do đó, động cơ bốn thì có góc đánh lửa là 720o tính theo góc quay của trục khuỷu.
Khi trục khuỷu quay 2 vòng, chỉ cần đánh lửa một lần. Nếu có nhiều xilanh, góc đánh lửa sẽ nhỏ hơn, năng lượng đốt được đưa vào trong hai vòng quay của trục khuỷu sẽ làm động cơ chạy êm hơn.
Việc sử dụng hỗn hợp khí mới để thay thế khí thải được thực hiện thông qua việc điều khiển trục cam. Trục cam này được kết nối với trục khuỷu và quay với tỷ lệ giảm tốc 1:2. Các van được điều chỉnh để mở và đóng cùng một lúc trong một khoảng thời gian ngắn, để van nạp và van xả hoạt động một cách đồng bộ.
Sau đó, khí thải sẽ được thoát ra với vận tốc cao để hút khí mới vào buồng đốt, từ đó cải thiện hiệu suất nạp khí và tăng áp suất đốt.
Cung cấp một số thông tin về động cơ ô tô. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã thu thập được những thông tin hữu ích. Chúc bạn lái xe an toàn!
≫ Có thể bạn quan tâm: thông tin về tổng quan về hệ thống điện xe ô tô.
