Auto >> Công nghệ tự động >  >> Động cơ
  1. Sữa chữa ô tô
  2. Bảo dưỡng ô tô
  3. Động cơ
  4. Xe điện
  5. Lái tự động
  6. Bức ảnh ô tô

Cách động cơ ô tô hoạt động


Động cơ phiên bản cuối cùng của Mercedes-AMG G65 2018 cho công suất 621 mã lực và 738 lb-ft. của mômen xoắn. Mercedes AMG

Bạn đã bao giờ mở mui xe ô tô của mình và tự hỏi điều gì đang xảy ra trong đó? Động cơ xe hơi có thể trông giống như một mớ hỗn độn kim loại, ống và dây điện khó hiểu đối với những người không quen biết.

Bạn có thể muốn biết chuyện gì đang xảy ra chỉ vì tò mò. Hoặc có lẽ bạn đang mua một chiếc ô tô mới và bạn nghe thấy những thứ như "2,5 lít nghiêng bốn", "tăng áp" và "công nghệ khởi động / dừng". Tất cả những điều đó có nghĩa là gì?

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về ý tưởng cơ bản đằng sau một động cơ và sau đó đi vào chi tiết về cách tất cả các phần ăn khớp với nhau, những gì có thể xảy ra sai sót và cách tăng hiệu suất.

Mục đích của động cơ xăng là biến xăng thành chuyển động để ô tô của bạn có thể chuyển động. Hiện nay, cách dễ nhất để tạo ra chuyển động từ xăng là đốt cháy xăng bên trong động cơ. Do đó, động cơ ô tô là động cơ đốt trong - quá trình đốt cháy diễn ra bên trong.

Hai điều cần lưu ý:

  1. Có nhiều loại động cơ đốt trong khác nhau. Động cơ diesel là một loại và động cơ tuabin khí là một loại khác. Mỗi thứ đều có ưu và nhược điểm riêng.
  2. Ngoài ra còn có động cơ đốt ngoài . Động cơ hơi nước trong các đoàn tàu và thuyền hơi nước kiểu cũ là ví dụ điển hình nhất về động cơ đốt ngoài. Nhiên liệu (than, củi, dầu) trong động cơ hơi nước cháy bên ngoài động cơ để tạo ra hơi nước, và hơi nước tạo ra chuyển động bên trong động cơ. Đốt trong hiệu quả hơn nhiều so với đốt ngoài, ngoài ra động cơ đốt trong nhỏ hơn rất nhiều.

Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn quá trình đốt trong trong phần tiếp theo.

Nội dung
  1. Đốt cháy bên trong
  2. Các bộ phận động cơ cơ bản
  3. Sự cố động cơ
  4. Hệ thống đánh lửa và xe lửa van động cơ
  5. Hệ thống làm mát động cơ, hút gió và khởi động
  6. Hệ thống bôi trơn động cơ, nhiên liệu, hệ thống xả và điện
  7. Tạo ra nhiều sức mạnh động cơ hơn
  8. Câu hỏi và câu trả lời về động cơ
  9. Động cơ 4 xi-lanh và V6 khác nhau như thế nào?

> Đốt cháy bên trong

Nguyên lý đằng sau bất kỳ động cơ đốt trong chuyển động nào:Nếu bạn đặt một lượng nhỏ nhiên liệu có mật độ năng lượng cao (như xăng) trong một không gian nhỏ, kín và đốt cháy nó, một lượng năng lượng đáng kinh ngạc sẽ được giải phóng dưới dạng khí nở ra.

Bạn có thể sử dụng năng lượng đó cho những mục đích thú vị. Ví dụ:nếu bạn có thể tạo ra một chu kỳ cho phép bạn tạo ra những vụ nổ như thế này hàng trăm lần mỗi phút và nếu bạn có thể khai thác năng lượng đó một cách hữu ích, những gì bạn có chính là cốt lõi của động cơ ô tô.

Hầu hết mọi ô tô có động cơ xăng đều sử dụng chu trình đốt cháy bốn kỳ để chuyển xăng thành chuyển động. Cách tiếp cận bốn thì còn được gọi là chu trình Otto , để vinh danh Nikolaus Otto, người đã phát minh ra nó vào năm 1867. Bốn nét vẽ được minh họa trong hoạt hình . Đó là:

  • Hành trình hút nước
  • Hành trình nén
  • Đột quỵ kiệt sức
  • Hành trình xả

Pít tông được kết nối với trục khuỷu bằng thanh kết nối . Khi trục khuỷu quay, nó có tác dụng “đặt lại pháo”. Đây là những gì sẽ xảy ra khi động cơ trải qua chu kỳ của nó:

  1. Pít-tông bắt đầu ở phía trên, van nạp mở ra và pít-tông di chuyển xuống để động cơ hút đầy không khí và xăng vào trong xi-lanh. Đây là hành trình nạp vào . Chỉ một giọt xăng nhỏ nhất cần được hòa vào không khí để điều này hoạt động. (Phần 1 của phim hoạt hình)
  2. Sau đó, piston di chuyển ngược lên để nén hỗn hợp nhiên liệu / không khí này. Nén làm cho vụ nổ mạnh hơn. (Phần 2 của phim hoạt hình)
  3. Khi pít-tông đạt đến đỉnh của hành trình, bugi sẽ phát ra tia lửa điện để đốt cháy xăng. Xăng trong xi lanh sẽ phát nổ , dẫn động pít-tông đi xuống. (Phần 3 của phim hoạt hình)
  4. Khi pít tông chạm đáy hành trình, van xả sẽ mở ra và ống xả rời khỏi ống trụ để đi ra ngoài ống xả. (Phần 4 của hình ảnh động)

Giờ đây, động cơ đã sẵn sàng cho chu trình tiếp theo, vì vậy nó sẽ nạp một lượng khí và không khí khác.

Trong động cơ, chuyển động thẳng của các piston được trục khuỷu chuyển thành chuyển động quay. Chuyển động quay rất hay vì dù sao chúng tôi cũng định quay (xoay) các bánh xe của ô tô bằng nó.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét tất cả các bộ phận làm việc cùng nhau để thực hiện điều này, bắt đầu với các hình trụ.

> Các bộ phận động cơ cơ bản


Hình 2. Nội tuyến:Các xi lanh được sắp xếp thành một hàng trong một bờ duy nhất. HowStuffWorks

Cốt lõi của động cơ là xi lanh, với piston di chuyển lên xuống bên trong xi lanh. Động cơ xi-lanh đơn là điển hình của hầu hết các máy cắt cỏ, nhưng thông thường ô tô có nhiều hơn một xi-lanh (bốn, sáu và tám xi-lanh là phổ biến). Trong động cơ nhiều xi-lanh, các xi-lanh thường được sắp xếp theo một trong ba cách sau:, V hoặc bằng phẳng (còn được gọi là đối kháng theo chiều ngang hoặc võ sĩ quyền Anh), như thể hiện trong các hình bên trái.

Vì vậy, bốn nội tuyến mà chúng tôi đã đề cập ở đầu là một động cơ có bốn xi lanh được sắp xếp trên một đường thẳng. Các cấu hình khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau về độ mịn, chi phí chế tạo và đặc điểm hình dạng. Những ưu và nhược điểm này làm cho chúng phù hợp hơn với một số loại xe nhất định.


Hình 3. V:Các hình trụ được sắp xếp thành hai khối vuông góc với nhau. HowStuffWorks
Hình 4. Mặt phẳng:Các xi lanh được bố trí thành hai dãy ở hai phía đối diện của động cơ. HowStuffWorks

Hãy xem xét chi tiết hơn một số bộ phận chính của động cơ.

Bugi

Bugi cung cấp tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu để quá trình cháy có thể xảy ra. Tia lửa phải xảy ra vào đúng thời điểm để mọi thứ hoạt động bình thường.

Van

Các van nạp và van xả mở vào thời điểm thích hợp để đưa không khí và nhiên liệu vào và xả khí thải ra ngoài. Lưu ý rằng cả hai van đều đóng trong quá trình nén và đốt để buồng đốt được làm kín.

Pít tông

Pít tông là một miếng kim loại hình trụ chuyển động lên xuống bên trong hình trụ.

Vòng piston

Các vòng piston cung cấp một vòng đệm trượt giữa mép ngoài của piston và mép trong của xi lanh. Những chiếc nhẫn phục vụ hai mục đích:

  • Chúng ngăn không cho hỗn hợp nhiên liệu / không khí và khí thải trong buồng đốt rò rỉ vào bể chứa trong quá trình nén và đốt.
  • Chúng giữ cho dầu trong bể chứa không bị rò rỉ vào khu vực đốt, nơi dầu sẽ bị đốt cháy và mất đi.

Hầu hết những chiếc xe "đốt dầu" và phải thêm một lít sau mỗi 1.000 dặm đều bị đốt cháy vì động cơ đã cũ và các vòng đệm không còn làm kín mọi thứ đúng cách. Nhiều phương tiện hiện đại sử dụng nhiều vật liệu tiên tiến hơn cho vòng piston. Đó là một trong những lý do tại sao động cơ có tuổi thọ cao hơn và có thể hoạt động lâu hơn giữa các lần thay dầu.

Thanh kết nối

Thanh truyền nối piston với trục khuỷu. Nó có thể quay ở cả hai đầu để góc của nó có thể thay đổi khi piston chuyển động và trục khuỷu quay.

Trục khuỷu

Trục khuỷu biến chuyển động lên xuống của pít-tông thành chuyển động tròn giống như tay quay trên hộp kích từ.

Bể chứa

Bể chứa bao quanh trục khuỷu. Nó chứa một lượng dầu, đọng lại ở đáy bể chứa (chảo dầu).

Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu những gì có thể xảy ra với động cơ.

> Sự cố động cơ


Động cơ ô tô có thể có tất cả các loại vấn đề, cho dù liên quan đến nhiên liệu hay liên quan đến pin. Không có Quảng cáo / Hình ảnh Getty

Vì vậy, bạn đi ra ngoài vào một buổi sáng và động cơ của bạn sẽ nổ máy nhưng nó không khởi động. điều gì sai? Bây giờ bạn đã biết cách động cơ hoạt động, bạn có thể hiểu những điều cơ bản có thể ngăn động cơ hoạt động.

Ba điều cơ bản có thể xảy ra:hỗn hợp nhiên liệu không tốt, thiếu sức nén hoặc thiếu tia lửa. Ngoài ra, hàng ngàn điều nhỏ nhặt có thể tạo ra vấn đề, nhưng đây là "ba việc lớn". Dựa trên động cơ đơn giản mà chúng ta đã thảo luận, đây là tóm tắt nhanh về cách những sự cố này ảnh hưởng đến động cơ của bạn:

Một hỗn hợp nhiên liệu tồi có thể xảy ra theo một số cách:

  • Bạn đã hết xăng, vì vậy động cơ có hòa khí nhưng không có nhiên liệu.
  • Cửa hút gió có thể bị tắc nên có nhiên liệu nhưng không đủ không khí.
  • Hệ thống nhiên liệu có thể cung cấp quá nhiều hoặc quá ít nhiên liệu cho hỗn hợp, có nghĩa là quá trình đốt cháy không diễn ra đúng cách.
  • Có thể có một tạp chất trong nhiên liệu (như nước trong bình xăng của bạn) khiến nhiên liệu không thể cháy.

Thiếu nén: Nếu không thể nén khí nạp và nhiên liệu đúng cách, quá trình đốt cháy sẽ không diễn ra như bình thường. Thiếu nén có thể xảy ra vì những lý do sau:

  • Các vòng piston của bạn bị mòn (cho phép hỗn hợp không khí / nhiên liệu lọt qua piston trong quá trình nén).
  • Các van nạp hoặc van xả không được bịt kín, một lần nữa để rò rỉ trong quá trình nén.
  • Có một lỗ trên hình trụ.

"Lỗ" phổ biến nhất trong xi lanh xảy ra ở phần trên cùng của xi lanh (giữ van và bugi và còn được gọi là đầu xi lanh ) gắn vào chính hình trụ. Nói chung, xi lanh và bu lông đầu xi lanh cùng với một miếng đệm mỏng ép giữa chúng để đảm bảo một con dấu tốt. Nếu miếng đệm bị hỏng, các lỗ nhỏ sẽ phát triển giữa xi lanh và đầu xi lanh, và các lỗ này gây ra rò rỉ.

Thiếu tia lửa: Tia lửa có thể không tồn tại hoặc yếu vì một số lý do:

  • Nếu phích cắm điện hoặc dây dẫn của bạn bị mòn, tia lửa điện sẽ yếu.
  • Nếu dây bị cắt hoặc thiếu hoặc nếu hệ thống truyền tia lửa điện xuống dây không hoạt động bình thường, thì sẽ không có tia lửa.
  • Nếu tia lửa xuất hiện quá sớm hoặc quá muộn trong chu kỳ (tức là nếu thời điểm đánh lửa đang tắt), nhiên liệu sẽ không bốc cháy vào đúng thời điểm.

Nhiều thứ khác có thể xảy ra sai sót. Ví dụ:

  • Nếu pin đã hết, bạn không thể quay động cơ để khởi động.
  • Nếu các ổ trục cho phép trục khuỷu quay tự do bị mòn, trục khuỷu không quay được nên động cơ không thể chạy.
  • Nếu các van không đóng mở đúng lúc hoặc không đóng đúng lúc, không khí không thể vào và khí thải không thể thoát ra ngoài, do đó động cơ không thể chạy.
  • Nếu bạn hết dầu, piston không thể di chuyển lên xuống tự do trong xi lanh và động cơ sẽ bị giật.

Trong một động cơ hoạt động tốt, tất cả các yếu tố này đều hoạt động tốt. Sự hoàn hảo là không cần thiết để làm cho một động cơ hoạt động, nhưng có thể bạn sẽ nhận thấy khi mọi thứ trở nên kém hoàn hảo.

Như bạn có thể thấy, động cơ có một số hệ thống giúp nó thực hiện công việc chuyển nhiên liệu thành chuyển động. Chúng ta sẽ xem xét các hệ thống con khác nhau được sử dụng trong công cụ trong một vài phần tiếp theo.

> Hệ thống đánh lửa và xe lửa van động cơ


Hình 5. HowStuffWorks trục cam

Hầu hết các hệ thống con của động cơ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau, và các công nghệ tốt hơn có thể cải thiện hiệu suất của động cơ. Hãy xem xét tất cả các hệ thống con khác nhau được sử dụng trong các động cơ hiện đại, bắt đầu với hệ thống van.

Hệ thống van bao gồm các van và một cơ cấu đóng mở chúng. Hệ thống đóng mở được gọi là trục cam . Trục cam có các thùy trên đó để di chuyển các van lên và xuống, như thể hiện trong Hình 5 .

Hầu hết các động cơ hiện đại có cái được gọi là cam trên không . Điều này có nghĩa là trục cam nằm phía trên các van, như trong Hình 5. Các cam trên trục kích hoạt các van trực tiếp hoặc thông qua một liên kết rất ngắn. Các động cơ cũ hơn sử dụng trục cam nằm trong bể chứa gần trục khuỷu.

Một vành đai thời gian hoặc chuỗi thời gian liên kết trục khuỷu với trục cam để các van đồng bộ với các piston. Trục cam được chuyển động để quay với tốc độ bằng một nửa tốc độ của trục khuỷu. Nhiều động cơ hiệu suất cao có bốn van trên mỗi xi lanh (hai van nạp, hai van xả), và sự sắp xếp này yêu cầu hai trục cam trên mỗi dãy xi lanh, do đó có cụm từ "cam kép trên không."


Hình 6. Hệ thống đánh lửa HowStuffWorks

Hệ thống đánh lửa (Hình 6) tạo ra điện tích cao áp và truyền đến bugi qua dây đánh lửa . Trước tiên, khoản phí chuyển đến nhà phân phối , mà bạn có thể dễ dàng tìm thấy dưới mui xe của hầu hết các xe ô tô. Bộ phân phối có một dây đi ở trung tâm và bốn, sáu hoặc tám dây (tùy thuộc vào số lượng xi lanh) đi ra khỏi nó. Những dây đánh lửa này gửi phí đến mỗi bugi. Động cơ được hẹn giờ để tại một thời điểm chỉ có một xi lanh nhận tia lửa điện từ bộ phân phối. Cách tiếp cận này mang lại sự mượt mà tối đa.

Chúng tôi sẽ xem xét cách động cơ ô tô của bạn khởi động, làm mát và lưu thông không khí trong phần tiếp theo.

> Hệ thống làm mát động cơ, hút gió và khởi động


Sơ đồ này cho thấy chi tiết về cách hệ thống làm mát và hệ thống ống nước được kết nối. HowStuffWorks

Hệ thống làm mát trong hầu hết các xe ô tô bao gồm bộ tản nhiệt và máy bơm nước. Nước lưu thông qua các đoạn xung quanh xi lanh và sau đó đi qua bộ tản nhiệt để làm mát nó. Trong một số xe hơi (đáng chú ý nhất là Volkswagen Beetle trước năm 1999), cũng như hầu hết xe máy và máy cắt cỏ, động cơ được làm mát bằng không khí để thay thế tản nhiệt.). Làm mát bằng không khí làm cho động cơ nhẹ hơn nhưng nóng hơn, nói chung làm giảm tuổi thọ động cơ và hiệu suất tổng thể.

Vì vậy, bây giờ bạn biết làm thế nào và tại sao động cơ của bạn vẫn mát. Nhưng tại sao lưu thông không khí lại quan trọng như vậy? Hầu hết các ô tô đều hút khí bình thường , có nghĩa là không khí đi qua một bộ lọc không khí và trực tiếp vào các xi lanh. Động cơ hiệu suất cao và tiết kiệm nhiên liệu hiện đại được tăng áp hoặc tăng áp , có nghĩa là không khí đi vào động cơ trước tiên sẽ được điều áp (để hỗn hợp không khí / nhiên liệu có thể được ép vào mỗi xi-lanh nhiều hơn) để tăng hiệu suất. Lượng điều áp được gọi là tăng . Máy tăng áp sử dụng một tuabin nhỏ gắn vào ống xả để làm quay tuabin nén trong dòng khí đi vào. Một bộ tăng áp được gắn trực tiếp vào động cơ để làm quay máy nén.

Vì bộ tăng áp đang tái sử dụng khí thải nóng để làm quay tuabin và nén không khí, nó làm tăng công suất từ ​​các động cơ nhỏ hơn. Vì vậy, một động cơ bốn xi-lanh hút nhiên liệu có thể thấy mã lực mà bạn có thể mong đợi một động cơ sáu xi-lanh tạo ra trong khi tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn từ 10 đến 30 phần trăm.

Tăng hiệu suất của động cơ là rất tốt, nhưng chính xác thì điều gì sẽ xảy ra khi bạn vặn chìa khóa để khởi động nó? Hệ thống bắt đầu bao gồm một động cơ khởi động điện và một điện từ khởi động . Khi bạn vặn khóa điện, động cơ khởi động sẽ quay động cơ vài vòng để quá trình đốt cháy có thể bắt đầu. Cần một động cơ mạnh để quay một động cơ lạnh. Động cơ khởi động phải khắc phục:

  • Tất cả ma sát bên trong do các vòng piston gây ra
  • Áp suất nén của bất kỳ (các) xi lanh nào xảy ra trong hành trình nén
  • Năng lượng cần thiết để mở và đóng van bằng trục cam
  • Tất cả những thứ khác được gắn trực tiếp vào động cơ, chẳng hạn như máy bơm nước, máy bơm dầu, máy phát điện, v.v.

Bởi vì cần rất nhiều năng lượng và bởi vì một chiếc ô tô sử dụng hệ thống điện 12 volt, hàng trăm ampe điện phải chạy vào động cơ khởi động. Bộ điện từ khởi động về cơ bản là một công tắc điện tử lớn có thể xử lý dòng điện nhiều như vậy. Khi bạn vặn khóa điện, nó sẽ kích hoạt điện từ để cung cấp năng lượng cho động cơ.

Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét các hệ thống phụ của động cơ duy trì những gì đi vào (dầu và nhiên liệu) và những gì đi ra (khí thải và khí thải).

> Hệ thống bôi trơn động cơ, nhiên liệu, hệ thống xả và điện


Hệ thống xả của ô tô bao gồm ống xả và bộ giảm thanh. Hình ảnh Marin Tomas / Getty

Khi nói đến bảo dưỡng ô tô hàng ngày, mối quan tâm đầu tiên của bạn có lẽ là lượng xăng trong xe của bạn. Làm thế nào để khí mà bạn cung cấp năng lượng cho các xi lanh? Hệ thống nhiên liệu của động cơ bơm khí từ bình chứa khí và trộn nó với không khí để hỗn hợp không khí / nhiên liệu thích hợp có thể chảy vào các xi lanh. Nhiên liệu được cung cấp trên các phương tiện hiện đại theo hai cách phổ biến:phun nhiên liệu tại cảng và phun nhiên liệu trực tiếp.

Trong động cơ phun nhiên liệu, lượng nhiên liệu phù hợp được phun riêng lẻ vào từng xi-lanh hoặc ngay trên van nạp (phun nhiên liệu cổng) hoặc trực tiếp vào xi-lanh (phun nhiên liệu trực tiếp). Các loại xe cũ được chế hòa khí, trong đó khí và không khí được trộn lẫn bởi bộ chế hòa khí khi không khí đi vào động cơ.

Dầu cũng đóng một phần quan trọng. Bôi trơn hệ thống đảm bảo rằng mọi bộ phận chuyển động trong động cơ được bôi dầu để nó có thể di chuyển dễ dàng. Hai bộ phận chính cần dầu là các piston (để chúng có thể trượt dễ dàng trong xi lanh của chúng) và bất kỳ ổ trục nào cho phép những thứ như trục khuỷu và trục cam quay tự do. Trong hầu hết các xe ô tô, dầu được bơm dầu hút ra khỏi chảo dầu, chạy qua bộ lọc dầu để loại bỏ cặn bẩn, sau đó phun dưới áp suất cao lên các ổ trục và thành xi-lanh. Sau đó, dầu sẽ chảy xuống bể chứa, nơi nó được thu gom lại và chu trình lặp lại.

Bây giờ bạn đã biết về một số nội dung mà bạn đưa vào xe của bạn, chúng ta hãy xem xét một số thứ được tạo ra từ nó. Hệ thống xả bao gồm ống xả và bộ giảm thanh. Nếu không có bộ giảm thanh, những gì bạn sẽ nghe thấy là âm thanh của hàng nghìn vụ nổ nhỏ phát ra từ ống xả của bạn. Bộ giảm thanh làm giảm âm thanh.

Hệ thống kiểm soát khí thải trong ô tô hiện đại bao gồm một bộ chuyển đổi xúc tác , một bộ sưu tập các cảm biến và thiết bị truyền động, và một máy tính để theo dõi và điều chỉnh mọi thứ. Ví dụ, bộ chuyển đổi xúc tác sử dụng chất xúc tác và oxy để đốt cháy bất kỳ nhiên liệu không sử dụng và một số hóa chất khác trong khí thải. Cảm biến oxy trong dòng khí thải đảm bảo có đủ oxy để chất xúc tác hoạt động và điều chỉnh mọi thứ nếu cần.

Ngoài khí đốt, những gì khác cung cấp năng lượng cho chiếc xe của bạn? Hệ thống điện bao gồm một pin và một máy phát điện . Máy phát điện được nối với động cơ bằng dây curoa và tạo ra điện để sạc lại ắc quy. Pin cung cấp nguồn điện 12 volt cho mọi thứ trong xe cần điện (hệ thống đánh lửa, radio, đèn pha, cần gạt nước kính chắn gió, cửa sổ và ghế chỉnh điện, máy tính, v.v.) thông qua hệ thống dây điện của xe.

Bây giờ bạn đã biết tất cả về các hệ thống con của động cơ chính, hãy xem xét các cách bạn có thể tăng hiệu suất động cơ.

> Tạo ra nhiều công suất động cơ hơn


Thêm bộ tăng áp vào động cơ của ô tô có thể giúp tăng công suất và hiệu suất tổng thể của nó. Hình ảnh Monty Rakusen / Getty

Sử dụng tất cả thông tin này, bạn có thể bắt đầu thấy rằng có rất nhiều cách khác nhau để làm cho một động cơ hoạt động tốt hơn. Các nhà sản xuất ô tô không ngừng chơi với tất cả các yếu tố sau để làm cho động cơ mạnh hơn và / hoặc tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Tăng độ dịch chuyển: Dịch chuyển nhiều hơn có nghĩa là nhiều năng lượng hơn vì bạn có thể đốt cháy nhiều khí hơn trong mỗi vòng quay của động cơ. Bạn có thể tăng dịch chuyển bằng cách làm cho các xi lanh lớn hơn hoặc bằng cách thêm nhiều xi lanh hơn. Mười hai xi lanh dường như là giới hạn thực tế.

Tăng tỷ lệ nén: Tỷ lệ nén cao hơn tạo ra nhiều năng lượng hơn, lên đến một điểm. Tuy nhiên, bạn càng nén hỗn hợp không khí / nhiên liệu thì càng có nhiều khả năng nó tự bốc cháy (trước khi bugi đánh lửa). Các loại gasolines có chỉ số octan cao hơn sẽ ngăn chặn loại đốt cháy sớm này. Đó là lý do tại sao ô tô hiệu suất cao thường cần xăng có chỉ số octan cao - động cơ của chúng đang sử dụng tỷ số nén cao hơn để có nhiều công suất hơn.

Nhồi thêm vào mỗi hình trụ: Nếu bạn có thể nhồi thêm không khí (và do đó là nhiên liệu) vào một xi-lanh có kích thước nhất định, bạn có thể nhận được nhiều năng lượng hơn từ xi-lanh (giống như cách bạn làm bằng cách tăng kích thước của xi-lanh) mà không làm tăng lượng nhiên liệu cần thiết cho quá trình đốt cháy. . Bộ tăng áp và bộ siêu tăng áp tạo áp suất không khí đi vào để nạp thêm không khí vào xi lanh một cách hiệu quả.

Làm mát không khí vào: Nén khí làm tăng nhiệt độ của nó. Tuy nhiên, bạn muốn có không khí mát nhất có thể trong xi lanh vì không khí càng nóng, nó sẽ ít nở ra khi quá trình đốt cháy diễn ra. Do đó, nhiều xe ô tô tăng áp và siêu nạp có bộ làm mát liên động. . Bộ làm mát intercooler là một bộ tản nhiệt đặc biệt, qua đó không khí nén đi qua để làm mát nó trước khi đi vào xi lanh.

Để không khí đi vào dễ dàng hơn: Khi một piston di chuyển xuống trong hành trình nạp, lực cản của không khí có thể cướp đi công suất từ ​​động cơ. Lực cản của không khí có thể được giảm thiểu đáng kể bằng cách đặt hai van nạp vào mỗi xi lanh. Một số xe hơi mới hơn cũng đang sử dụng các ống nạp được đánh bóng để loại bỏ lực cản của không khí ở đó. Bộ lọc không khí lớn hơn cũng có thể cải thiện lưu lượng không khí.

Để khí thải thoát ra ngoài dễ dàng hơn: Nếu lực cản của không khí làm cho khí thải khó thoát ra khỏi xi lanh, thì nó sẽ cướp đi công suất của động cơ. Có thể giảm bớt lực cản của không khí bằng cách thêm một van xả thứ hai vào mỗi xi lanh. Một chiếc xe có hai van nạp và hai van xả có bốn van trên mỗi xi-lanh, giúp cải thiện hiệu suất. Khi bạn nghe một quảng cáo xe hơi cho bạn biết chiếc xe có bốn xi lanh và 16 van, điều mà quảng cáo đang nói là động cơ có bốn van trên mỗi xi lanh.

Nếu ống xả quá nhỏ hoặc bộ giảm thanh có nhiều lực cản không khí, điều này có thể gây ra áp suất ngược, gây ảnh hưởng tương tự. Hệ thống ống xả hiệu suất cao sử dụng đầu, ống pô lớn và bộ giảm thanh xả tự do để loại bỏ áp suất ngược trong hệ thống xả. Khi bạn nghe nói rằng ô tô có "ống xả kép", mục tiêu là cải thiện luồng khí thải bằng cách có hai ống xả thay vì một.

Làm cho mọi thứ nhẹ nhàng hơn: Các bộ phận nhẹ giúp động cơ hoạt động tốt hơn. Mỗi khi một piston thay đổi hướng, nó sẽ sử dụng hết năng lượng để dừng chuyển động theo một hướng và khởi động nó theo một hướng khác. Piston càng nhẹ thì càng tốn ít năng lượng. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu cũng như hiệu suất tốt hơn.

Bơm nhiên liệu: Phun nhiên liệu cho phép đo lượng nhiên liệu rất chính xác đến từng xi-lanh. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.

Trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ trả lời một số câu hỏi phổ biến liên quan đến động cơ do độc giả gửi.

> Câu hỏi và câu trả lời về động cơ

Dưới đây là một tập hợp các câu hỏi liên quan đến động cơ từ độc giả và câu trả lời của họ:

  • Sự khác biệt giữa động cơ xăng và động cơ diesel là gì? Trong động cơ diesel, không có bugi đánh lửa. Thay vào đó, nhiên liệu diesel được phun vào xi lanh, nhiệt và áp suất của hành trình nén làm cho nhiên liệu bốc cháy. Nhiên liệu diesel có mật độ năng lượng cao hơn xăng, do đó, động cơ diesel sẽ đi được quãng đường tốt hơn. Xem Cách Động cơ Diesel hoạt động để biết thêm thông tin.
  • Sự khác biệt giữa động cơ hai kỳ và động cơ bốn kỳ là gì? Hầu hết các máy cưa xích và động cơ thuyền đều sử dụng động cơ hai thì. Động cơ hai thì không có van chuyển động và bugi đánh lửa mỗi khi pít-tông chạm đỉnh của chu kỳ. Một lỗ ở phần dưới của thành xi lanh cho phép khí và không khí vào. Khi piston di chuyển lên, nó bị nén lại, bugi bắt lửa đốt cháy và khí thải thoát ra ngoài qua một lỗ khác trong xi lanh. Bạn phải trộn dầu vào khí trong động cơ hai kỳ vì các lỗ trên thành xi-lanh ngăn cản việc sử dụng các vòng đệm để làm kín buồng đốt. Nói chung, động cơ hai thì tạo ra rất nhiều công suất so với kích thước của nó vì số chu kỳ đốt cháy xảy ra trên mỗi vòng quay nhiều gấp đôi. Tuy nhiên, động cơ hai kỳ sử dụng nhiều xăng hơn và đốt nhiều dầu hơn, vì vậy nó còn gây ô nhiễm hơn rất nhiều. Xem Cách hoạt động của Động cơ hai thì để biết thêm thông tin.
  • Bạn đã đề cập đến động cơ hơi nước trong bài viết này - có những ưu điểm nào so với động cơ hơi nước và các động cơ đốt ngoài khác? Ưu điểm chính của động cơ hơi nước là bạn có thể sử dụng bất cứ thứ gì cháy được làm nhiên liệu. Ví dụ, động cơ hơi nước có thể sử dụng than, giấy báo hoặc gỗ để làm nhiên liệu, trong khi động cơ đốt trong cần nhiên liệu lỏng hoặc khí chất lượng cao, tinh khiết. Xem cách Động cơ hơi nước hoạt động để biết thêm thông tin.
  • Tại sao có tám xi lanh trong động cơ? Tại sao không có một hình trụ lớn có cùng chuyển vị của tám xi lanh thay thế? Có một số lý do tại sao động cơ 4,0 lít lớn có tám xi lanh nửa lít thay vì một xi lanh lớn 4 lít. Lý do chính là sự trơn tru. Động cơ V-8 êm ái hơn nhiều vì nó có tám tiếng nổ cách đều nhau thay vì một tiếng nổ lớn. Một lý do khác là mô-men xoắn khởi động. Khi khởi động động cơ V-8, bạn chỉ điều khiển hai xi-lanh (1 lít) thông qua hành trình nén của chúng, nhưng với một xi-lanh lớn, thay vào đó, bạn sẽ phải nén 4 lít.

> Động cơ 4 xi-lanh và động cơ V6 khác nhau như thế nào?


Fusion V6 Sport 2017 được trang bị tiêu chuẩn với động cơ EcoBoost 2,7 lít với 380 lb.-ft. mô-men xoắn và 325 mã lực. Ford

Số lượng xi lanh mà một động cơ chứa là một yếu tố quan trọng trong hiệu suất tổng thể của động cơ. Mỗi xi lanh chứa một pít-tông bơm bên trong nó và những pít-tông đó kết nối và làm quay trục khuỷu. Càng có nhiều piston bơm, thì càng có nhiều sự kiện cháy xảy ra trong bất kỳ thời điểm nhất định nào. Điều đó có nghĩa là có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn trong thời gian ngắn hơn.

Động cơ 4 xi-lanh thường có cấu hình "thẳng hàng" hoặc "thẳng hàng" trong khi động cơ 6 xi-lanh thường được cấu hình theo hình chữ "V" nhỏ gọn hơn, và do đó được gọi là động cơ V6. Động cơ V6 là động cơ được các nhà sản xuất ô tô Mỹ lựa chọn vì chúng mạnh mẽ và yên tĩnh, nhưng công nghệ tăng áp đã làm cho động cơ bốn xi-lanh trở nên mạnh mẽ và hấp dẫn hơn đối với người mua.

Trong lịch sử, những người tiêu dùng ô tô Mỹ đều chú ý đến động cơ bốn xi-lanh, tin rằng chúng chạy chậm, yếu, không cân bằng và tăng tốc ngắn. Tuy nhiên, khi các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản, chẳng hạn như Honda và Toyota, bắt đầu lắp đặt động cơ bốn xi-lanh hiệu quả cao trên ô tô của họ vào những năm 1980 và 90, người Mỹ đã đánh giá cao loại động cơ nhỏ gọn này. Các mẫu xe Nhật Bản, chẳng hạn như Toyota Camry, nhanh chóng bán chạy hơn các mẫu xe Mỹ tương đương

Động cơ bốn xi-lanh hiện đại sử dụng vật liệu nhẹ hơn và công nghệ tăng áp, giống như động cơ EcoBoost của Ford, để tăng hiệu suất V-6 từ động cơ bốn xi-lanh hiệu quả hơn. Các công nghệ và khí động học tiên tiến, chẳng hạn như những công nghệ được Mazda sử dụng trong các thiết kế SKYACTIV của mình, gây ít căng thẳng hơn cho các động cơ tăng áp nhỏ hơn này, tăng hiệu suất và hiệu suất hơn nữa.

Đối với tương lai của động cơ V6, trong những năm gần đây, sự chênh lệch giữa động cơ bốn xi-lanh và động cơ V6 đã giảm đi đáng kể. Nhưng động cơ V-6 vẫn có những công dụng của chúng, và không chỉ trong những chiếc xe hiệu suất. Xe tải được sử dụng để kéo rơ-moóc hoặc chở hàng cần sức mạnh của động cơ V-6 để hoàn thành những công việc đó. Sức mạnh trong những trường hợp đó quan trọng hơn hiệu quả.

Xuất bản lần đầu:Ngày 5 tháng 4 năm 2000

Câu hỏi thường gặp về động cơ ô tô

Loại động cơ nào được sử dụng trên ô tô?
Động cơ ô tô là động cơ đốt trong. Có nhiều loại động cơ đốt trong khác nhau. Động cơ diesel là một loại và động cơ tuabin khí là một loại khác.
Chức năng của động cơ ô tô là gì?
Mục đích của động cơ xăng là biến xăng thành chuyển động để ô tô của bạn có thể chuyển động.
Các bộ phận của động cơ ô tô là gì?
Cốt lõi của động cơ là xi lanh, với piston di chuyển lên xuống bên trong xi lanh. Các bộ phận quan trọng khác bao gồm bugi, van, piston, vòng piston, thanh kết nối, trục khuỷu và bể chứa.
Động cơ ô tô hoạt động như thế nào, từng bước một?
Hầu hết mọi ô tô với động cơ xăng đều sử dụng chu trình đốt cháy 4 kỳ để chuyển xăng thành chuyển động. Đó là hành trình nạp, hành trình nén, hành trình đốt và hành trình xả.
Tại sao động cơ của tôi không khởi động?
Ba điều cơ bản có thể xảy ra:hỗn hợp nhiên liệu không tốt, thiếu sức nén hoặc thiếu tia lửa. Ngoài ra, hàng ngàn điều nhỏ nhặt có thể tạo ra vấn đề, nhưng đây là "ba việc lớn".

> Nhiều thông tin hơn

Các bài viết liên quan

  • Cách động cơ Diesel hoạt động
  • Cách hoạt động của động cơ hai thì Diesel
  • Cách truyền thủ công hoạt động
  • Cách bộ tăng áp hoạt động
  • Cách thức hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu

Các liên kết tuyệt vời khác

  • Động cơ hoạt hình
  • Erbman's Engine Emporium

> Nguồn

  • Associated Press. "Người tiêu dùng chuyển sang động cơ 4 xi lanh giữa bối cảnh giá xăng cao." Ngày 10 tháng 7 năm 2007. http://www.foxnews.com/story/0,2933,288644,00.html
  • Collins, Dan. "Động cơ ô tô hoạt động như thế nào?" http://www.carbibles.com/fuel_engine_bible.html
  • Ofria, Charles. "Một khóa học ngắn hạn về động cơ ô tô." http://www.familycar.com/engine.htm