Động cơ đốt trong là loại động cơ biến nhiệt năng thành cơ năng
Khám phá động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong là loại động cơ nhiệt, trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, nó tạo nhiệt và công cơ học. Các loại động cơ đốt trong sử dụng dòng chảy để tạo ra công ra ngay trong buồng công tác (xi lanh) của động cơ. Hơn nữa, sự giãn nở của khí ở nhiệt độ cao và áp suất cao trong quá trình đốt cháy tác động lực trực tiếp lên một số thành phần của động cơ như piston, cánh turbine, cánh quạt hoặc vòi phun. Chính lực này giúp di chuyển vật thể trên quãng đường nhất định, biến năng lượng hóa học thành công hữu ích.
Lịch sử phát triển
Động cơ đốt trong đã trải qua một quá trình phát triển và hiện đại hóa từ khi được sáng chế. Vào năm 1860, động cơ đốt trong đầu tiên ra đời với công suất 2HP và sử dụng khí thiên nhiên. Đến năm 1877, động cơ đốt trong 4 kỳ đầu tiên được phát triển và sử dụng nhiên liệu khí than. Năm 1885, động cơ xăng 4 kỳ công suất 8HP đầu tiên được chế tạo, đạt tốc độ quay 800 vòng/phút. Cuối cùng, vào năm 1897, động cơ diezen 4 kỳ công suất 20HP ra đời.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong
Cấu tạo
Dù có nhiều loại, cấu tạo động cơ đốt trong đều giống nhau và bao gồm 2 cơ cấu và 4 hệ thống chính:
- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền gồm piston, thanh truyền và trục khuỷu. Piston nhận lực đẩy từ khí cháy, truyền lực cho trục khuỷu để tạo công và đồng thời nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình khác như: nạp, nén, cháy, dãn nở và thải.
- Cơ cấu phân phối khí: đóng mở các cửa nạp và thải để giúp động cơ tiếp nhận khí mới và thải khí đã cháy.
- Hệ thống bôi trơn: đưa dầu bôi trơn đến các chi tiết trong động cơ để hoạt động một cách bình thường và tăng tuổi thọ.
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí: cung cấp khí sạch với tỉ lệ hòa khí phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ.
- Hệ thống làm mát: giữ cho nhiệt độ các chi tiết trong động cơ không vượt quá nhiệt độ cho phép khi làm việc.
- Hệ thống khởi động
- Hệ thống đánh lửa (chỉ cho động cơ chạy bằng xăng)
Nguyên lý hoạt động
Động cơ đốt trong hoạt động bằng cách đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong xi lanh. Quá trình đốt cháy tạo ra nhiệt, làm cho khí đốt giãn nở và tạo áp suất đẩy piston di chuyển. Động cơ đốt trong thường hoạt động theo chu trình nạp, nén, nổ và xả. Nạp và xả được sử dụng để thay thế khí, trong khi nén và nổ được sử dụng để đốt cháy hỗn hợp khí và nhiên liệu, tạo công.
Ứng dụng của động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn động lực cơ khí cho nhiều lĩnh vực sản xuất. Một số ứng dụng phổ biến của động cơ đốt trong bao gồm ô tô, tàu thủy, máy phát điện, máy bay và các máy móc tĩnh không có nguồn cung cấp điện. Động cơ đốt trong cũng được ứng dụng rộng rãi trong ngành nông nghiệp như máy cày, máy kéo và các thiết bị sản xuất khác.
Tổng quan về đặc điểm và phân loại động cơ đốt trong dùng cho ô tô
Đặc điểm động cơ đốt trong
- Tốc độ quay cao
- Kích thước và trọng lượng nhỏ
- Thường làm mát bằng nước
Cách bố trí động cơ trên ô tô
Hiện nay, có 3 cách bố trí động cơ đốt trong trên ô tô, mỗi cách có ưu nhược điểm riêng, cụ thể như sau:
Phân loại động cơ đốt trong dùng cho ô tô
Phân loại theo nhiên liệu
- Động cơ xăng
- Động cơ diezen
Phân loại theo cách thức hoạt động/số hành trình của piston
- Động cơ 4 kỳ hay còn gọi là động cơ Otto
- Động cơ 2 kỳ
Phân loại theo cách chuyển động của piston
- Động cơ piston đẩy
- Động cơ Wankel
- Động cơ piston quay
- Động cơ piston tự do
Phân loại theo cách tạo hỗn hợp không khí và nhiên liệu
- Tạo hỗn hợp bên ngoài
- Tạo hỗn hợp bên trong
Với ưu điểm và ứng dụng đa dạng, động cơ đốt trong ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Bài viết trên đã giúp bạn hiểu tổng quan về loại động cơ này.
