Phân biệt các loại động cơ ô tô - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Động cơ ô tô được ví như là “trái tim” của mỗi chiếc ô tô, đồng thời nó còn là một trong những bộ phận có cấu tạo và nguyên lý hoạt động phức tạp nhất trên xe. Chính vì vậy sẽ rất khó để bạn có thể kiểm tra, bảo dưỡng hay thay thế chi tiết động cơ, nếu như không nắm rõ nguyên lý hoạt động và cấu tạo của xe. Và trong bài viết này, hãy cùng Phụ tùng ô tô Bảo Xuân tìm hiểu về các loại động cơ ô tô và nguyên lý hoạt động của động cơ xe nhé !
 

Phân biệt các loại động cơ ô tô - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
 

Hiểu về động cơ ô tô

Động cơ ô tô (Engine) là một bộ phận có nhiệm vụ chuyển hóa năng lượng (dầu, xăng, điện) thành động năng và giúp cho những bánh xe của ô tô có thể chuyển động. Động cơ được ví như là trái tim ô tô. Nó có vai trò quan trọng là sản sinh ra công suất, mô-men xoắn đồng thời quyết định trực tiếp tới khả năng vận hành của xe.

Ngoài vai trò chính là chuyển hóa các loại nguyên liệu thành động năng thì các loại động cơ ô tô còn đảm nhiệm nhiệm vụ dẫn động cho những hệ thống phụ trợ khác trên ô tô như: máy phát điện, hệ thống trợ lực lái,...qua đó giúp cho các lái xe có thể điều khiển xe dễ dàng. 
 

Hiểu về động cơ ô tô
 

Cấu tạo chung của động cơ ô tô

Hiện tại, có 4 loại động cơ xe được áp dụng trên xe ô tô, đó là: động cơ điện, động cơ xăng, động cơ dầu/Diesel và động cơ lai/Hybrid.

Những bộ phận chính để cấu tạo nên các loại động cơ ô tô đó là xi-lanh, với piston di chuyển lên xuống bên trong lòng của xi-lanh. Phần lớn các loại động cơ ô tô thường được trang bị nhiều hơn 1 xi-lanh, thông thường sẽ là 4 – 6 – 8 xi-lanh. Còn đối với các mẫu xe thể thao có hiệu suất cao, thì số xi-lanh động cơ xe có thể lên đến 12 xi-lanh hoặc 16 xi-lanh.

Với các động cơ có nhiều xi-lanh, chúng được bố trí theo một trong các cách sau: xi-lanh hình chữ V, xylanh thẳng hàng, xi-lanh đối đỉnh..

Một động cơ xe ô tô thường sẽ được cấu tạo với 6 bộ phận sau:

1. Bugi: Bugi là một bộ phận quan trọng không thể thiếu đối với động cơ ô tô. Đối với động cơ xăng, bugi  nó có nhiệm vụ tạo ra các tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí bên trong thành xi-lanh. Ngoài ra, các tia lửa điện cần phải được sản sinh ra đúng thời điểm ở cuối kỳ nén. Điều này nhằm tạo ra hiệu suất tối đa. Đối với động cơ Diesel/Dầu sẽ có bugi xông (sấy), chúng sẽ không mang nhiệm vụ giống với bugi đánh lửa mà nhiệm vụ chính của chúng đó là tạo ra nhiệt lượng cần thiết ban đầu để giúp cho động cơ dầu có thể cháy (nhất là vào thời điểm mùa đông).

2. Kim phun nhiên liệu: Đây là bộ phận có chức năng mang nhiên liệu từ bình chứa đi vào xi-lanh. Chúng đảm bảo cho việc phun đúng/ đủ tơi và áp suất, để cho quá trình nén/ cháy được diễn ra tốt nhất.

3. Van (xupap): Trên mỗi xi-lanh, van xả/hút - van đóng/mở đúng thời điểm để cung cấp nguồn nhiên liệu, giúp cho khí thải thoát ra ngoài. Trong kỳ nén và kỳ đốt, thì những van(xupap) này sẽ được đóng kín. Những van (xupap) này hoạt động bởi hệ thống trục cam.

4. Piston – xi-lanh: Là bộ phận giúp cho môi chất thực hiện quá trình sản sinh công cũng như truyền năng lượng trực tiếp làm quay trục khủy. Trên piston có các xéc măng kết hợp cùng với lòng xi-lanh giúp làm kín môi trường cháy và tạo ra một năng lượng cao nhất.

5. Trục cam: Trên trục cam có những mấu cam, khi những mấu cam quay sẽ đẩy van xuống và khiến van mở ra. Có hai loại trục cam, đó là trục cam kép và trục cam đơn. Trục cam đơn mang chức năng điều khiển sự đóng/mở của cả van hút và van xả. Còn trục cam kép thì có hai trục cam điều khiển riêng biệt van hút và van xả.

6. Trục khuỷu: Trục khuỷu (còn được gọi là trục cơ, tay dên) được dùng để biến các đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay giống như trục của bộ bánh vít – trục vít.

Ngoài ra, trên động cơ còn có rất nhiều những chi tiết bộ phận khác như: dây curoa/xích, thân máy, hệ thống điện, bánh đà, các cảm biến xem bơm, hộ điều khiển ECU,....kết hợp với nhau để tạo ra một hệ thống động cơ hoạt động hoàn chỉnh. 
 

Cấu tạo chung của động cơ xe ô tô
 

Nguyên lý hoạt động của động cơ ô tô

Khi chúng ta sử dụng nhiên liệu có năng lượng cao như dầu diesel hoặc xăng với một lượng lượng nhỏ. Ở trong không gian kín nhỏ rồi đốt cháy nó thì thông qua khí sẽ nở sẽ sản sinh ra một lượng năng lượng lớn.

Động cơ xe ô tô đốt trong áp dụng theo nguyên lý này cùng một chu trình khép kín, những vụ nổ liên tục xảy ra bên trong lòng xi-lanh động cơ. Hỗn hợp hòa khí sẽ được đốt bên trong xi-lanh của động cơ đốt trong và làm cho khí đốt giãn nở để tạo nên áp suất tác dụng vào một piston (pít-tông), đẩy piston này di chuyển.

Phần lớn ở tất cả các hãng xe ô tô ngày nay đều sử dụng một động cơ với chu kỳ 4 thì để chuyển hóa nhiên liệu trở thành năng lượng chuyển động hay còn được gọi là động cơ 4 thì. Các thì sẽ bao gồm: nạp - nén - đốt - xả.

• Kỳ nạp: Trong kỳ thứ nhất (van nạp mở và van xả đóng), hỗn hợp hòa khí và nhiên liệu được “nạp” vào xi-lanh trong lúc piston đang chuyển động từ điểm chết trên đến điểm chết dưới. 

• Kỳ nén: Trong kỳ thứ hai (cả van nạp và van xả đều đóng), piston sẽ nén hỗn hợp khí và nhiên liệu bên trong xi lanh khi mà piston chuyển động ngược lại từ điểm chết dưới lên lại điểm chết trên. Tại thời điểm cuối kỳ hai khi piston đang tại điểm chết trên, hỗn hợp hòa khí và nhiên liệu được đốt bên trong động cơ xăng bởi bộ phận tạo tia lửa (bugi), còn trong đối với động cơ Dầu/Diesel sẽ tự cháy.

• Kỳ nổ: Trong kỳ thứ ba (các van nạp - xả vẫn đang đóng), hỗn hợp hòa khí và nhiên liệu được đốt cháy. Bởi vì nhiệt độ tăng lên khiến cho áp suất của hỗn hợp khí tăng lên và làm cho piston chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới. Chuyển động tịnh tiến này được chuyển động bởi thanh truyền (tay biên) tới trục khuỷu vào tiếp tục được biến đổi thành chuyển động quay. 

• Kỳ xả: Trong kỳ thứ tư (van nạp đóng còn van xả mở), piston chuyển động từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, đẩy không khí từ bên trong xi lanh đi qua ống xả và thải ra môi trường.
   

Nguyên lý hoạt động của động cơ ô tô
 

Vì sao nhiều người sử dụng động cơ tăng áp?

Các loại động cơ ô tô sử dụng động cơ tăng áp vì mang đến hiệu quả cao trong việc tăng công suất, đồng thời vừa giúp tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn đáp ứng tốt những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khí thải. Cho nên động cơ tăng áp ngày nay được rất nhiều người sử dụng phổ biến trên các dòng xe hơi ngày nay.

Ngoài ra, các chuyển động của piston ở kỳ thứ nhất, kỳ thứ hai và kỳ thứ bốn đó là nhờ vào năng lượng được tích trữ từ bánh đà gắn ở trục khuỷu trong kỳ thứ ba ( kỳ sinh công). Cho nên một động cơ bốn kỳ sẽ có góc đánh lửa là 720o được tính theo góc quay của trục khuỷu.

Nghĩa là khi trục khuỷu động cơ quay 2 vòng thì chỉ cần đánh lửa một lần. Có thêm nhiều các xi-lanh thì góc đánh lửa càng nhỏ đi, trong hai vòng quay của trục khuỷu thì nếu năng lượng đốt được cho vào nhiều hơn thì sẽ giúp động cơ vận hành êm hơn.

Việc thay thế khí thải bởi hỗn hợp khí mới được điều khiển thông qua trục cam. Trục cam này được gắn với trục khuỷu, quay có giảm tốc 1:2, các van đóng/mở được tinh chỉnh sao cho van nạp và van xả được mở vào cùng một thời điểm trong một thời gian ngắn.

Từ đó, khí thải sẽ thoát ra với vận tốc cao và sẽ hút khí mới vào buồng đốt để nạp khí mới vào cho xi-lanh tốt hơn và giúp tăng áp suất đốt.
 

Vì sao nhiều người sử dụng động cơ tăng áp?
 

Kết luận

Qua bài viết chắc hẳn các bạn cũng đã biết được cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động của các loại động cơ xe ô tô rồi. Hy vọng những thông tin mà Phụ tùng ô tô Xuân Bảo chia sẻ sẽ mang đến cho các bạn nhiều các thông tin hữu ích và có thêm kiến thức về động cơ xe ô tô. Và nếu bạn cần tìm một cửa hàng cung cấp các loại phụ tùng ô tô chính hãng, uy tín thì tham khảo ngay Phụ tùng ô tô Xuân Bảo để mua được các phụ tùng chính hãng và các dịch vụ tốt nhất nhé !