So với những công nghệ khác mà chúng ta sử dụng hàng ngày, có vẻ như động cơ xe hơi không thực sự thay đổi nhiều. Động cơ của chiếc Ford Model T cũ có nhiều điểm chung với động cơ của Ford Fusion 2011, nhưng không nghi ngờ gì về việc Alexander Graham Bell sẽ biết phải làm gì với một chiếc iPhone. Trong khi công nghệ thông tin liên lạc đã thay đổi đáng kể, động cơ ô tô sử dụng cùng một nguyên tắc cơ bản:Đốt cháy không khí và nhiên liệu để tạo ra lực quay và di chuyển ô tô.
Nhưng trong khi các nguyên tắc cơ bản giống như động cơ ô tô đầu tiên vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, thì các động cơ ô tô hiện đại đã phát triển để đáp ứng nhu cầu về sức mạnh và hiệu quả của người lái xe ngày nay. Hãy coi động cơ ô tô cũ là chó sói và động cơ ô tô hiện đại là chó. Chúng có chung di sản và có những đặc điểm giống nhau, nhưng một con hoạt động tốt trong các tình huống hiện đại hàng ngày, trong khi con kia không thể thích nghi với cuộc sống ở thành phố hoặc vùng ngoại ô.
Trước khi chúng ta nói về động cơ ô tô hiện đại khác với những động cơ cũ như thế nào, bạn cần hiểu những điều cơ bản về cách thức hoạt động của động cơ ô tô. Về cơ bản, xăng và không khí được đốt cháy trong một buồng gọi là xi lanh. Trong xylanh là một pít tông được chuyển động lên xuống do quá trình nổ xăng / không khí. Piston được gắn vào trục khuỷu. Khi piston chuyển động lên xuống sẽ làm cho trục khuỷu quay. Trục khuỷu đi ra ngoài truyền lực đó đến các bánh xe của ô tô. Nghe có vẻ đơn giản đúng không? Với các công cụ hiện đại, những điều cơ bản vẫn được áp dụng, nhưng còn nhiều điều phải suy nghĩ.
Nội dungĐộng cơ ô tô chạy xăng cơ bản của bạn không phải là tất cả những gì hiệu quả. Trong tất cả năng lượng hóa học trong xăng, chỉ có khoảng 15% được chuyển đổi thành năng lượng cơ học thực sự chuyển động của ô tô. EPA cho biết hơn 17% năng lượng bị mất khi động cơ chạy không tải và 62% bị mất trong động cơ do nhiệt và ma sát.
Động cơ hiện đại có một số công nghệ để làm cho chúng hoạt động hiệu quả hơn. Ví dụ, công nghệ phun trực tiếp, trộn nhiên liệu và không khí trước khi chúng được đưa vào xi lanh, có thể cải thiện 12% hiệu suất động cơ vì nhiên liệu đốt cháy hiệu quả hơn [nguồn:Bộ Năng lượng Hoa Kỳ]. Bộ tăng áp, sử dụng khí nén từ hệ thống xả của ô tô, nén không khí được sử dụng trong chu trình đốt cháy. Không khí nén dẫn đến quá trình đốt cháy hiệu quả hơn. Thời gian van biến thiên và ngừng hoạt động xi lanh là những công nghệ cho phép động cơ chỉ sử dụng nhiên liệu cần thiết, làm tăng hiệu suất.
Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng động cơ hiệu quả là động cơ kém hiệu quả. Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu cách động cơ hiện đại vượt trội hơn so với các động cơ cũ hơn.
Mọi người hiện nay quan tâm nhiều hơn đến việc tiết kiệm nhiên liệu so với khi xe hơi mới, nhưng họ cũng quan tâm nhiều hơn đến công suất động cơ. Rốt cuộc, những chiếc xe đầu tiên chỉ có ngựa theo kịp. Bây giờ ô tô được lái trên đường cao tốc. Những chiếc xe hiện đại cũng nặng hơn rất nhiều so với những chiếc xe đời đầu, vì chúng được trang bị các phụ kiện và tính năng an toàn. Động cơ xe hơi ngày nay còn rất nhiều việc phải làm. Chúng đang mang tải nặng hơn với tốc độ nhanh hơn.
Ngay cả khi hiệu suất được tăng lên, động cơ ngày nay vẫn mạnh mẽ hơn so với những động cơ tiền nhiệm - thậm chí so với những động cơ mới chỉ vài năm tuổi. Năm 1983, Chevrolet Malibu sở hữu động cơ V-6 3,8 lít công suất 110 mã lực. Vào năm 2005, nó có động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng 2,2 lít tạo ra công suất 144 mã lực. Malibu 2011 có động cơ 2,4 lít 4 xi-lanh tạo ra công suất 169 mã lực. Người mua cũng có thể nhận được động cơ V-6 3,6 lít, công suất 252 mã lực. Mặc dù V-6 trên Malibu 2011 nhỏ hơn V-6 được cung cấp trên mẫu 1983, nhưng nó tạo ra công suất cao hơn 146 mã lực. Thậm chí, động cơ 4 xi-lanh hiện tại trên Malibu còn tạo ra công suất lớn hơn 59 mã lực so với V-6 của mẫu năm 1983.
Vì động cơ hiện đại tạo ra nhiều công suất hơn so với động cơ cũ, bạn sẽ mong đợi chúng lớn hơn. Nhưng nếu bạn nhìn vào ví dụ về chiếc Chevrolet Malibu mà chúng tôi đã sử dụng ở trang trước, bạn sẽ nhận thấy rằng trong khi công suất động cơ tăng lên, kích thước động cơ lại giảm.
Động cơ thu nhỏ đáng kinh ngạc trong ô tô ngày nay có thể được cải tiến để nâng cao hiệu suất. Các nhà sản xuất ô tô đã học được rằng bạn không cần phải làm cho động cơ lớn hơn để có được sức mạnh mà người tiêu dùng mong muốn. Bạn chỉ cần làm cho động cơ hoạt động thông minh hơn. Công nghệ tương tự giúp động cơ hiện đại hoạt động hiệu quả hơn cũng có nghĩa là động cơ hiện đại có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn mà không cần đến một gói lớn hơn.
Ví dụ điển hình nhất về điều này là dòng xe tải Ford F-Series. Từ lâu đã trở thành chiếc xe tải bán chạy nhất (và thường là xe bán chạy nhất, theo thời kỳ) ở Mỹ, Ford F-150 2011 là một ví dụ điển hình về một động cơ nhỏ hơn thực hiện công việc tương tự như động cơ lớn hơn. F-150 2011 có động cơ 3,5 lít V-6 tùy chọn tạo ra công suất 365 mã lực. Động cơ V-8 5,0 lít có sẵn công suất 360 mã lực. Theo nguyên tắc chung, động cơ lớn hơn sẽ vẫn tạo ra nhiều công suất hơn động cơ nhỏ hơn. F-150 có sẵn động cơ V-8 6,2 lít tạo ra công suất 411 mã lực, khiến động cơ V-6 3,5 lít bị loại bỏ khá nhiều. Tuy nhiên, thực tế là động cơ V-6 có thể cạnh tranh với động cơ V-8 nhỏ hơn về sức mạnh là khá ấn tượng. Khi người tiêu dùng kêu gọi tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, hãy mong đợi được thấy các động cơ nhỏ hơn thực hiện công việc từng được dành cho những chiếc V-8 quái vật.
Một điểm khác biệt chính giữa động cơ ô tô hiện đại và động cơ ô tô cũ là động cơ ô tô hiện đại không hoạt động mạnh. Trong động cơ V-8 cũ, tất cả tám xi-lanh đều hoạt động, bất kể chiếc xe đang chạy không tải hay tăng tốc nhanh nhất có thể. Ngoài ra, tất cả tám xi-lanh đều nhận được cùng một lượng nhiên liệu, bất kể động cơ đang hoạt động ở mức độ nào vào thời điểm đó.
Các động cơ ngày nay có công nghệ làm cho chúng hoạt động thông minh hơn. Ngừng kích hoạt xi lanh là một hệ thống cho phép một số xi lanh trong động cơ tắt khi không cần thiết, như khi ô tô đang chạy không tải hoặc đang bay. Khi cần thêm điện, những xi lanh đó sẽ "thức giấc" và giúp đỡ. Việc ngừng kích hoạt xi lanh giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn, vì điều đó có nghĩa là động cơ chỉ sử dụng nhiên liệu cần thiết và chỉ kéo dài nỗ lực cần thiết cho công việc hiện tại.
Định thời gian van biến thiên và lực nâng là một công nghệ khác giúp động cơ hiện đại hoạt động thông minh hơn. Nếu không có hệ thống này, các van của động cơ sẽ mở trong cùng một khoảng thời gian và cùng một khoảng cách cho dù động cơ có làm việc chăm chỉ đến đâu. Điều đó gây lãng phí nhiên liệu. Với thời gian van biến thiên và lực nâng, độ mở của van được tối ưu hóa cho loại công việc mà động cơ đang thực hiện. Điều đó giúp động cơ sử dụng ít nhiên liệu hơn và hoạt động thông minh hơn.
Động cơ hiện đại có rất nhiều công nghệ giúp sử dụng ít nhiên liệu hơn trong khi tạo ra nhiều công suất hơn so với động cơ cũ, nhưng chúng có một điều cuối cùng mà các động cơ cũ không có:đối tác.
Động cơ xe hơi ngày nay không chỉ là những thành tựu công nghệ tinh vi, chúng được hợp tác với các thành phần công nghệ cao khác giúp chúng thực hiện công việc của mình tốt hơn. Hộp số bốn hoặc năm tốc độ từng là tiên tiến, nhưng các động cơ ngày nay được hợp tác với hộp số có bảy và thậm chí tám tốc độ. Hộp số càng có nhiều tốc độ thì càng có khả năng hòa hợp tốt hơn với công suất động cơ, làm cho toàn bộ hệ thống truyền động chạy hiệu quả hơn. Hoặc, nếu tám tốc độ là không đủ, các động cơ hiện đại sẽ hợp tác với Hộp số biến thiên liên tục (CVT). CVT có vô số tỷ số truyền, giúp chúng có thể truyền sức mạnh của động cơ đến các bánh xe một cách hiệu quả nhất có thể.
Trong ô tô hybrid, động cơ hiện đại nhận được sự trợ giúp từ động cơ điện chạy bằng pin. Trong khi động cơ điện có thể cung cấp năng lượng cho ô tô ở tốc độ chậm hoặc chạy các phụ kiện khi ô tô dừng, nó cũng có thể hoạt động để tạo thêm năng lượng khi cần, như khi ô tô đang tăng tốc mạnh. Có một động cơ điện dự phòng có nghĩa là động cơ của xe có thể nhỏ hơn và kém mạnh hơn một chút, giúp tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các công ty xe hơi đang kết hợp động cơ điện với động cơ lớn, mạnh mẽ để tạo ra một cú đấm hiệu suất.
Để biết thêm thông tin về động cơ ô tô hiện đại và các chủ đề liên quan khác, hãy theo các liên kết trên trang tiếp theo.
4 cách bảo vệ ô tô của bạn khỏi mùa đông
4 cách ngăn tội phạm mạng không chiếm đoạt xe của bạn
Có gì bị rò rỉ từ ô tô của tôi?
8 cách giúp ô tô của bạn không bị quá nóng