CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG THEO CÁCH BỐ TRÍ XI LANH

Ngày nay, động cơ đốt trong đang trong giai đoạn phát triển đỉnh điểm trên thị trường. Nó có vai trò quan trọng trong tất cả các ngành và nhiều lĩnh vực, phục vụ cho việc sản xuất và đời sống con người. Và trên các loại phương tiện hiện nay, động cơ đốt trong có nhiều kiểu bố trí xilanh khác nhau. Hãy cùng Minh Phú Electric tìm hiểu và phân loại các động cơ đốt trong theo từng cách bố trí xilanh qua bài viết dưới đây.

Động cơ thẳng hàng, chữ I- Inline Engine

Nội dung chính

Là động cơ phổ biến nhất hiện nay trong các dòng xe cỡ nhỏ, xe gia đình. Gọi là động cơ thẳng đứng, chữ I (Inline Engine) vì nó có xi lanh được bố trí theo một đường thẳng, và chỉ có một hàng xi lanh. Nó thường được tìm thấy trong các xe có động cơ 3, 4 và 6 xi lanh. Nếu cùng số xilanh thì động cơ thẳng hàng dài hơn động cơ chữ V nhưng lại hẹp hơn về bề rộng nên chúng thường được đặt ngang để giảm tối đa chiều dài khoang động cơ, mở rộng tối đa diện tích khoang hành khách.

Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ và ít các chi tiết chuyển động tối ưu hóa cho việc bố trí các thành phần khác trong khoang động cơ.
Chi phí sản xuất thấp hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn so với các loại động cơ khác.
Động cơ nhẹ và có một ống xả giúp giảm trọng lượng.
Với chỉ một đầu xi lanh (nắp quy lát) thì có ít bộ phận chuyển động hơn so với động cơ có nhiều khối xilanh. Có nghĩa là ít năng lượng bị mất hơn, làm giảm xác suất trục trặc động cơ.
Các lực sơ cấp được cân bằng vì hai piston bên ngoài chuyển động ngược chiều với hai piston bên trong.
Động cơ 4 xilanh dễ dàng bảo trì và sửa chữa, chi phí chế tạo thấp hơn.
Động cơ 6 xilanh thẳng hàng thì có độ cân bằng tối ưu.
Cách bố trí kết hợp với thứ tự nổ của nó dẫn đến động cơ hoạt động trơn tru nhất.

Nhược điểm:

Các lực thứ cấp không cân bằng, điều này sẽ giới hạn kích thước của động cơ.
Dung tích động cơ bị giới hạn, với động cơ 4 xilanh hiếm khi vượt quá 3.0 lít.
Động cơ 4 xilanh lớn hơn thường yêu cầu trục cân bằng để loại bỏ rung động gây ra bởi sự mất cân bằng thứ cấp.
Động cơ I6 không sử dụng cho xe FWD.

Động cơ chữ V

Là động cơ phổ biến trong các dòng xe hiệu suất, có cách bố trí xilanh theo kiểu chữ V, thường là 60 độ, 90 độ hoặc 120 độ. Với cách bố trí chữ V nên thanh truyền của từng cặp piston gần nhau sẽ gắn trên một trục khuỷu. Các loại phổ biến như V6, V8, V12.

Ưu điểm:

Động cơ nhỏ gọn hơn động cơ thẳng hàng chữ I, cùng số lượng xi lanh và sử dụng được cho xe FWD và RWD dễ dàng.
Cân bằng tốt hơn, nhất là động cơ V8 và V12.
Cho phép tạo ra hành trình piston lớn hơn động cơ thẳng hàng.
Cách thiết kế cứng cáp , bền bỉ hơn.

Nhược điểm:

Chi phí sản xuất cao, thiết kế phức tạp hơn và trọng lượng tăng thêm.
Trọng tâm cao hơn so với động cơ phẳng.
Sự mất cân bằng thứ cấp ở động cơ V6 và yêu cầu trọng lượng bổ sung trên trục khuỷu.

Động cơ ngang- đối

Động cơ này có các xilanh nằm ngang ở hai bên với trục khuỷu nằm ở giữa. Động cơ ngang – đối này thường được phân biệt với động cơ phẳng Flat và động cơ Boxer. Bản chất của nó vẫn giống nhau, chỉ khác ở trục khuỷu.

Ưu điểm:

Lực sơ cấp và thứ cấp cân bằng tốt nên động cơ hoạt động rất trơn tru, giúp giảm trọng lượng trên trục khuỷu.
Hiệu suất động cơ cao hơn
Trọng tâm thấp, cách bố trí dễ dàng cho việc xử lí xe tốt hơn.

Nhược điểm:

Kích thước của động cơ lớn, chiếm nhiều không gian .
Có cấu tạo phức tạp- hai đầu xi lanh lắp trên một hệ thống van.
Một cặp rung lắc do các piston bù lại cho phép thanh truyền kết nối với trục khuỷu.
Việc bảo trì có thể bị gây khó khăn.

Động cơ VR

Động cơ VR được mô tả là “ động cơ Vee- Inline” (VR- Motor), được coi là một biến thể đặc biệt của động cơ V và động cơ thẳng hàng. Nó chỉ sử dụng một đầu xi lanh cho cả 2 dãy xi lanh.

Ưu điểm:

Kết cấu đơn giản hơn, chi phí tương đối thấp.
Cân bằng tốt, độ rung thấp hơn so với động cơ V6.
Thiết kế giúp đơn giản hóa việc chế tạo động cơ và giảm chi phí.

Nhược điểm:

Thiết kế phức tạp.
Cần có khoảng cách tối thiểu giữa các xilanh để có không gian cho các kênh làm mát và đường dẫn dầu.
Thành xilanh cần có độ dày nhất định để tránh bị quá nhiệt.

Động cơ Wankel

Động cơ Wankel còn được biết đến là động cơ piston quay, được cấu tạo từ một xilanh hình oval và piston tam giác thực hiện chuyển động quay bên trong nó.

Ưu điểm:

Tính ổn định cao, ít chi tiết chuyển động hơn so với các động cơ piston trụ khác.
Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn và nhẹ, tiết kiệm chi phí sản xuất.
Hoạt động êm, không có các thành phần tịnh tiến, có cơ chế tự cân bằng. Dòng công suất mượt mà hơn, tạo ra nhiều công suất hơn bằng cách chạy ở vòng tua máy cao hơn.
Nhiên liệu có trị số octan thấp, khó gây cháy nổ.
Khả năng giản nở vì nhiệt lớn hơn.

Nhược điểm:

Hốn hợp nhiên liệu- không khí không thể lưu trữ nước vì không có van nạp.
Thời gian nhiên liệu bơm vào động cơ Wankel ngắn và công nghệ phun nhiên liệu quá phức tạp.
Tỷ số nén thấp làm giảm hiệu suất nhiệt và khả năng tiết kiệm nhiên liệu kém.
Khó có thể mở rộng đọng cơ lên nhiều hơn 2 roto.
Gây ô nhiễm không khí do có nhiều Carbon monoxit và Hydrocarbon chưa cháy trong dòng khí thải.

Động cơ hướng tâm- hình sao

Gồm các xi lanh được bố trí quanh một trục khuỷu, số lượng từ 5 xilanh trở lên, nhìn như ngôi sao. Và tất cả chuyển động của piston đều hướng về tâm quay. Trục xilanh là đồng phẳng nên các thanh truyền không gắn trực tiếp với chốt khuỷu mà qua trục trung gian.

Ưu điểm: Động cơ ngắn, cân bằng tốt, thường được sử dụng cho máy bay

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp và chi phí cao.

Động cơ piston đối đỉnh

Là động cơ piston trong đó mỗi xilanh có một piston ở 2 đầu và không có đầu xilanh. Động cơ đối đỉnh piston chạy bằng xăng và dầu diesel đã được sử dụng, được ứng dụng trong quy mô lớn như tàu thủy, xe tăng quân sự và trong các nhà máy, xưởng sản xuất.