Giới thiệu
Động cơ đốt trong là một khái niệm quen thuộc khi nói về động cơ ô tô, tàu hỏa, máy phát điện và máy bay. Nhưng bạn đã hiểu rõ về động cơ đốt trong là gì? Lịch sử và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào? Bài viết này sẽ giải đáp những thắc mắc đó.
Động cơ đốt trong là gì?
Động cơ đốt trong, hay còn gọi là internal combustion engine (viết tắt: ICE) trong tiếng Anh, là loại động cơ nhiệt. Khi cháy nhiên liệu, động cơ này tạo ra nhiệt và công cơ học. Vị trí xi lanh của động cơ là nơi sử dụng dòng chảy để tạo ra công năng làm việc. Nhờ sự hỗ trợ của giãn nở khí trong quá trình đốt cháy, động cơ đốt trong tác động lực trực tiếp lên các thành phần của nó như cánh quạt, piston, hoặc vòi phun để biến năng lượng thành công cơ học và thúc đẩy các vật thể di chuyển trên quãng đường nhất định.
Nguyên lý hoạt động
Vận hành động cơ đốt trong hoạt động theo một chu trình tuần hoàn gồm 4 bước: Nạp, nén, nổ và xả. Quá trình nạp và xả là để thêm khí mới, còn quá trình nén và nổ sinh ra công bằng cách đốt cháy khí và nhiên liệu.
Động cơ đốt trong hoạt động bằng cách đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong xi lanh để sinh ra nhiệt. Khi xi lanh đạt đến nhiệt độ cao nhất định, khí đốt giãn nở và tạo ra áp suất tác động lên piston, giúp di chuyển piston.
Lịch sử hình thành động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong đã được phát triển trong hơn 2 thế kỷ qua. Các nhà khoa học và kỹ sư đã liên tục nghiên cứu và cải tiến để nâng cao tính năng và đáp ứng nhu cầu sử dụng.
- Năm 1860: Động cơ đốt trong đầu tiên được nghiên cứu và ra đời bởi 2 kỹ sư người Pháp gốc Bỉ Giăng Echiên Lona. Động cơ này chỉ có 2 kỳ với công suất 2HP và sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên.
- Năm 1877: Động cơ đốt trong 4 kỳ ra đời do sự sáng tạo của Nicola Aogut Otto (kỹ sư người Đức) và Lăng Ghen (kỹ sư người Pháp). Cải tiến hơn so với động cơ 2 kỳ đầu tiên và sử dụng nhiên liệu than.
- Năm 1885: Động cơ đốt trong 4 kỳ có công suất 8HP được chế tạo bởi kỹ sư người Đức Golip Đemlo. Có tốc độ quay lên đến 800 vòng/phút.
- Năm 1897: Động cơ diezen 4 kỳ công suất 20HP được chế tạo bởi kỹ sư người Đức Rudonpho Saclo Sredieng Diezen, có tốc độ vòng quay cao hàng nghìn vòng/phút.
Phân loại động cơ đốt trong
Theo nhiên liệu
Động cơ đốt trong được phân loại thành 3 loại chính dựa trên nhiên liệu:
- Động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu xăng.
- Động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu diesel.
- Động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu than.
Theo chu kỳ làm việc
Động cơ đốt trong được phân chia thành 2 loại chính dựa trên chu kỳ làm việc:
- Động cơ đốt trong chạy 2 kỳ.
- Động cơ đốt trong chạy 4 kỳ.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong
Bảng cấu tạo
- Piston: Là bộ phận quan trọng tạo không gian làm việc khi kết hợp với xilanh. Nhận lực đẩy của khí cháy và truyền lực đến trục khuỷu để sinh công cơ học.
- Thanh truyền: Truyền lực giữa piston và trục khuỷu.
- Trục khuỷu: Tạo momen quay khi nhận lực từ bánh đà và truyền lại cho piston để thực hiện quá trình hút, nén và xả.
- Cơ cấu phân phối khí: Đảm bảo quá trình nạp khí và thải khí trong xi lanh.
- Hệ thống bôi trơn: Đưa dầu bôi trơn đến các chi tiết để đảm bảo hoạt động bình thường và tăng tuổi thọ.
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí: Điều chỉnh tỉ lệ phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
- Hệ thống làm mát: Điều hòa nhiệt độ để động cơ không bị quá nóng.
Ứng dụng của động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong dùng cho ôtô
Động cơ đốt trong dùng cho ôtô
- Động cơ đốt trong được sử dụng trong ôtô để vận hành và di chuyển trên đường dài. Động cơ này đốt cháy nhiên liệu điện hoặc dầu để hoạt động. Cấu trúc bao gồm: động cơ, ly hợp, hộp số, truyền lực các đàng, truyền lực chính và bánh xe chủ động.
Động cơ đốt trong dùng cho tàu thủy
Động cơ đốt trong dùng cho tàu thủy
- Tàu thủy thường sử dụng động cơ đốt trong với nhiều xi lanh để phục vụ cho quá trình di chuyển. Động cơ trên tàu thường được làm mát bằng nước. Cấu trúc bao gồm: động cơ, ly hợp, hộp số, hệ trục và chân vịt.
Động cơ đốt trong dùng cho máy phát điện
- Động cơ đốt trong máy phát điện thường được sử dụng trong các hộ gia đình ở vùng sâu vùng xa, nơi chưa có điện lưới quốc gia. Động cơ này có tốc độ quay phù hợp với máy phát và sử dụng nhiên liệu xăng hoặc diesel. Có bộ điều tốc để giữ ổn định tốc độ quay của động cơ.
Động cơ đốt trong dùng cho xe nâng
- Động cơ đốt trong được sử dụng cho xe nâng dầu hoặc xe nâng khí. Với động cơ này, xe nâng có thể di chuyển nhanh hơn và vận hành trong thời gian dài hơn so với động cơ điện. Động cơ diesel và động cơ sử dụng khí đốt tự nhiên (CNG) là hai loại phổ biến.
Động cơ đốt trong dùng cho máy bay
- Động cơ đốt trong được sử dụng để cung cấp sức mạnh cho máy bay. Các loại động cơ bao gồm động cơ phản lực, động cơ turbofan và động cơ turbojet.
Từ những thắc mắc về động cơ đốt trong, chúng ta đã hiểu rõ hơn về phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của nó. Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực và đem lại hiệu quả và tiện ích lớn.
