Động cơ ô tô khiêm tốn hoạt động thông qua một nguyên lý nhiệt động lực học được gọi là chu trình Otto. Được đặt theo tên kỹ sư người Đức Nicolaus Otto, quá trình này bao gồm việc nén nhiên liệu để biến nó thành khí tạo ra lực làm quay một cơ chế. Công việc của Otto đã đóng vai trò quan trọng trong việc chế tạo những chiếc ô tô đầu tiên vào cuối thế kỷ 19 — và đến nay vẫn rất cần thiết.
Trong những năm qua, ngành công nghiệp ô tô đã đưa ra nhiều cách bố trí khác nhau để tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu và hiệu suất. Một số bố trí các piston theo các cấu hình khác nhau, trong khi những người khác lắp thêm nhiều piston để tăng sức mạnh. Biết loại động cơ mà một kiểu xe ô tô cụ thể sử dụng sẽ xác định loại sửa chữa và bảo dưỡng cần thiết.
Bước đầu tiên trong bất kỳ công việc sửa chữa hoặc bảo dưỡng nào liên quan đến việc biết loại nhiên liệu mà động cơ chạy. Cho đến cuối những năm 1990, các loại xe có động cơ xăng hoặc diesel. Bên ngoài chúng có thể giống nhau, nhưng chúng khác biệt ở cách chúng hoạt động.
Một trong những điểm khác biệt này là hiệu suất nhiệt, xác định lượng nhiệt được đưa vào hoạt động. Mặc dù xăng và dầu diesel đến từ cùng một loại dầu thô, nhưng loại sau này đặc hơn và chứa nhiều hơn 15% năng lượng. Mật độ như vậy dẫn đến nhiều năng lượng hơn khi đốt cháy, hiệu quả hơn khoảng 40% trong việc chuyển đổi nhiên liệu thành năng lượng cơ học. Động cơ diesel thường không cần bugi để đánh lửa, thay vào đó dựa vào lực nén (mặc dù chúng chấp nhận bugi phát sáng để hoạt động trong điều kiện lạnh).
Tuy nhiên, dầu diesel không cháy sạch như xăng do điểm bay hơi cao và điểm bốc cháy thấp của dầu diesel. Động cơ xăng đốt cháy hầu hết mọi lô nhiên liệu trong mỗi chu kỳ, điều này giúp giảm gánh nặng cho bộ chuyển đổi xúc tác. Kết quả của quá trình đốt cháy sạch này, động cơ xăng được hưởng lợi từ hoạt động với chi phí thấp và dễ dàng sửa chữa và bảo dưỡng.
Động cơ hybrid cung cấp hai nguồn động lực:động cơ xăng hoặc diesel và động cơ điện. Động cơ vẫn đảm nhận vai trò dẫn động xe trong những hành trình dài, nhưng động cơ điện cung cấp năng lượng cho các nhiệm vụ cụ thể như khởi động xe. Bởi vì động cơ hybrid là một công nghệ tương đối mới, ngành công nghiệp vẫn đang tìm ra cách hiệu quả nhất để sửa chữa và bảo dưỡng chúng.
Chủ sở hữu hoặc người mua ô tô bình thường sẽ không thể phân biệt được đâu là xe chạy. Đó là lý do tại sao họ yêu cầu sự trợ giúp từ các chuyên gia khi duyệt xe hoặc mang xe đến cửa hàng sửa chữa.
Tiếp theo là cách bố trí hình trụ. Điều này có thể ảnh hưởng đến các tính năng cụ thể như trọng lượng của xe, loại tay quay, trình tự bắn và thiết kế khối động cơ.
Phổ biến nhất là cấu hình thẳng hàng hoặc thẳng, được tìm thấy trong các xe tiêu chuẩn, xe nhỏ gọn và xe hatchback. Các xi lanh được đặt vuông góc với xe, đặt cạnh nhau. Để cân bằng các lực sinh ra bởi quá trình đốt cháy, các xi lanh đốt cháy theo cặp, bắt đầu từ hai xi lanh bên trong. Với trọng tâm cao hơn, động cơ nội tuyến mang lại sự ổn định khi lái xe.
Bố cục kiểu chữ V có các xi-lanh được bố trí ở hai bờ đối diện, đặt ở góc giữa 60o (V6 và V8) và 90o (V8). Sự sắp xếp này loại bỏ chuyển động lên và xuống của mỗi piston, mang lại sự ổn định cho nó. Các xi lanh bổ sung mang lại hiệu suất cao hơn, nhưng khoang phải đủ rộng rãi để chứa chúng. Động cơ chữ V phổ biến hơn trong các loại ô tô hiệu suất và các loại xe chạy bằng động cơ diesel lớn như SUV và xe tải.
Kiểu boxer hoặc kiểu phẳng là kiểu ít phổ biến nhất trong 3 kiểu, chỉ được chế tạo bởi một số nhà sản xuất. Bố trí hình trụ ở góc 180o hoàn toàn, cân bằng các lực khi trọng tâm thấp của nó phân bổ đều trọng lượng của nó. Sự hiếm có của chúng trong ngành là do thiết kế phức tạp của nó; không phải tất cả các bộ phận thay thế đều hoạt động tốt với cấu hình này, khiến công việc sửa chữa hoặc bảo trì trở nên khó khăn.
Bạn có biết rằng Kỷ lục Guinness Thế giới cho số lượng xi lanh nhiều nhất trên một chiếc xe hợp pháp trên đường phố là 48? Tất nhiên, phương tiện này không phù hợp với thực tế, quá lớn nên nó cần một động cơ khác để khởi động nó.
Trước kỷ nguyên của bộ tăng áp và hệ thống phun nhiên liệu, số lượng xi lanh quyết định công suất tổng thể của động cơ. Ngày nay họ vẫn làm, mặc dù không nhiều, bởi vì ngay cả một động cơ bốn tăng áp cũng có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc xe bán tải . Thay vào đó, khía cạnh này của thiết kế động cơ quyết định hiệu suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và dễ bảo trì và sửa chữa.
Không có turbo, thiết lập bốn xi-lanh mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất và hiệu suất nhiên liệu. Khi được cấu hình thẳng hàng, các xi lanh này sẽ không tạo ra nhiều tiếng ồn như các động cơ khác, khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho một chiếc xe gia đình trung bình. Bởi vì bốn thiết bị nội tuyến là một tá, nên việc bảo trì và sửa chữa chúng là một việc dễ dàng.
Các thiết lập sáu và tám xi-lanh yêu cầu cấu hình kiểu chữ V (mặc dù một số nhà sản xuất được biết là đã chế tạo các thiết bị nội tuyến). Như đã đề cập trước đó, việc bố trí các xi lanh ở góc tối ưu sẽ mang lại sự ổn định cho động cơ. Ngay cả động cơ có trên tám xi-lanh, chẳng hạn như V12 và V16, vẫn được cấu hình theo cách này.
Một số mẫu xe nhỏ gọn chỉ mang hai hoặc ba xi-lanh dưới mui xe, do kích thước nhỏ của chúng. Bộ tăng áp và phun nhiên liệu cho phép động cơ của họ cung cấp hiệu suất gần như tương tự như động cơ bốn bánh nội tuyến nhưng sử dụng ít nhiên liệu hơn. Tuy nhiên, thiết lập ba xi-lanh bị kêu do mất cân bằng mô-men xoắn. Do đó, các nhà sản xuất thường chế tạo động cơ có số xi lanh chẵn.
Xe sản xuất hàng loạt có động cơ ở phía trước vì một số lý do chính đáng, điều quan trọng nhất là chúng là xe dẫn động cầu trước (FWD). Trọng lượng của động cơ mang lại sự ổn định khi tăng tốc. Tuy nhiên, hệ thống FWD khiến xe dễ bị lật ngang, làm mất độ bám đường khi trọng lượng chuyển sang bánh sau.
Động cơ đặt giữa và động cơ phía sau phổ biến hơn trong các loại xe hiệu suất và siêu xe, vì chúng có hệ dẫn động cầu sau (RWD). Xe RWD là những chiếc xe đua đáng kinh ngạc vì lực kéo bắt nguồn từ trục sau, dẫn đến khả năng tăng tốc cao hơn. Nhưng cũng giống như xe FWD dễ bị trượt hơn, xe RWD dễ bị vượt.
Thật hấp dẫn khi thấy công cụ này đã phát triển đến đâu, hiện đã có nhiều phiên bản khác nhau. Nó cho thấy rằng các nhà sản xuất ô tô tiếp tục cải tiến thủ công của họ, tìm cách tận dụng tối đa từng giọt nhiên liệu tiêu thụ. Với lộ trình công nghệ của ngành, sẽ không có gì ngạc nhiên nếu các động cơ trong tương lai sẽ có động cơ số tám hoặc V24 nội tuyến.
Các loại hệ thống cảnh báo trên ô tô
Các loại dầu động cơ khác nhau
Động cơ đốt trong có những loại nào?
Động cơ V8 của Ý mạnh mẽ nhất là gì?