Tại sao động cơ ô tô cần nhiều xy-lanh và số xy-lanh thường là số chẵn?
Thứ Năm, 07/12/2023 - 23:53
Chúng ta đã gặp đầy đủ các loại động cơ xe cơ giới từ 1 máy, 2 máy, 3 máy, 4 máy … 12 máy … tuy nhiên chỉ có những dòng xe không phải ô tô mới sử dụng động cơ mang số máy lẻ, còn trên xe ô tô thường là số máy chẵn và có nhiều xilanh hơn. Một động cơ tốt thì khi hoạt động cần phải đảm bảo sự êm ái, giảm thiểu tối đa sự rung và gây ồn. Ngoài ra, động cơ cũng cần phải hoạt động ổn định và an toàn ở số vòng quay lớn, gia tăng tối đa tốc độ vòng quay tối động cơ nhằm nâng cao công suất của động cơ.
Vậy vì sao động cơ ô tô cần nhiều xy-lanh hơn và số xy-lanh thường phải là số chẵn? Đâu là những điều kiện quyết định những yếu tố trên và tại sao phải tuân theo nguyên tắc đó.
Tại sao động cơ ô tô phải cần nhiều xy-lanh hơn?
Sự êm ái của động cơ phụ thuộc vào nhiều nhiều yếu tố như : Hình dạng, kết cấu động cơ, số xylanh, cách bố trí của xy-lanh (thẳng hàng hoặc chữ V hay đối xứng ngang) và góc bố trí động cơ (điển hình như động cơ chữ V).
Nếu một chi tiết có ít ưu điểm về mặt êm dịu được lựa chọn để sử dụng, thì thông thường các chi tiết này có tính nhỏ gọn hoặc do kinh tế, đối trọng hoặc được sử dụng làm trục cân bằng để khử lực, dao động, nhưng mặt hạn chế của các chi tiết này là làm tăng tiêu hao công suất động cơ.
Mô phỏng động cơ 6 xylanh chữ V
Việc nhà sản xuất gia cố thân máy, trục khuỷu hoặc các chi tiết tương tự khác..có thể để khử một phần sự rung động cũng như các tiếng ồn do động cơ gây nên. Và tiếp theo, khi sử dụng các chi tiết trong động cơ có tính năng chịu ma sát tốt thì sẽ nâng cao khả năng vận hành trơn tru và tính êm ái của động cơ.
Sự phân bổ lực trên từng xilanh
Đối với động cơ 4 kỳ (nạp – nén – nổ – xả), một xy-lanh sẽ cần một góc quay của trục khuỷu là 720 độ (tương đương với 2 vòng) để thực hiện hết một chu trình làm việc. Nói cách khác, trục khuỷu khi quay được 2 vòng thì chu trình cháy sẽ diễn ra một lần.
Trong 4 kỳ thì chỉ có 1 kỳ nổ sinh công tạo ra công có ích, trong khi đó động cơ 3 kỳ còn lại là kỳ nạp, kỳ thải, kỳ nén lại làm tiêu hao công, đặc biệt là đối với kỳ nén. Vì vậy mà, động cơ một xy-lanh sẽ sinh ra công ở dạng xung tuần hoàn.
Trên các ô tô, muốn lực kéo được phân bổ đồng đều, thì động cơ cần phải sử dụng bánh đà nhằm tận dụng quán tính của nó để giữ cho động cơ quay đều ở các tốc độ không đổi. Và điều đó đồng nghĩa với việc, khi bánh đà càng nặng thì lực phân bổ càng đều, nhưng ngược lại nó sẽ làm cho động cơ kém nhạy và khó điều khiển hơn. Vì vậy, chúng ta không thể được loại trừ hoàn toàn sự rung động của động cơ bằng một bánh đà lớn.
Xem thêm: So sánh động cơ 2 kỳ và 4 kỳ
Vì lý do trên mà khi chế tạo động cơ để chúng hoạt động hoàn hảo thì chúng ta cần các loại động cơ có nhiều xylanh. Trong khi chúng ta có thể thấy động cơ có một xylanh, một kỳ nổ ứng sẽ với hai vòng quay trục khuỷu. Với động cơ 2 xilanh, thì một kỳ nổ chỉ ứng với một vòng quay trục khuỷu.
Cứ như vậy động cơ 3 xylanh một kỳ nổ sẽ ứng với 720 độ/3 là 240 độ góc quay của trục khuỷu. Động cơ 4 xylanh là ¼ chu kỳ (180 độ góc quay trục khuỷu) sẽ sinh ra một kỳ nổ…Và lớn hơn nữa chỉ với mỗi 60 độ của góc quay của trục khuỷu chúng ta sẽ có 1 kỳ nổ với động cơ 12 xylanh.
Điều này đã cho chúng ta thấy một điều rõ ràng rằng, động cơ có càng nhiều số xy-lanh thì số động cơ 3 kỳ nổ (sinh công) sẽ sinh ra nhiều hơn cho một vòng quay trục khuỷu làm cho công suất của động cơ sinh ra càng đều.
Và điều này cũng đã giải thích cho các bạn tại sao động cơ V12 vẫn được chúng ta ưu chuộng hơn động cơ 6 xylanh có bố trí thẳng hàng, mặc dù cả hai loại động cơ này đều có độ cân bằng đạt gần như hoàn hảo.
Tin cũ hơn
Lịch sử hình thành các đời xe Nissan X-trail
Tóm lược lịch sử động cơ đốt trong
Lịch sử hình thành và các đời xe BMW X3
Lịch sử hình thành các đời xe Toyota Hilux trên Thế giới và Việt Nam
Vô lăng phẳng đáy có tác dụng gì?
Vô lăng phẳng đáy là phát minh dành cho xe đua nhiều năm trước nhưng với xe sang chạy hàng ngày thì chỉ có tác dụng về mặt thẩm mỹ.
Có thể bạn quan tâm
-
Lịch sử các đời xe Honda Accord trên thế giới và Việt NamHonda Accord là một trong những dòng xe biểu tượng, có lịch sử lâu đời nhất của thương hiệu. Trải qua hơn 45 năm với 10 thế hệ cải tiến liên tục, Accord không ngừng khẳng định vị thế của mình trong ngành công nghiệp ô tô.
-
Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống phanh ô tôHệ thống phanh và trợ lực phanh hiện đại rất ấn tượng. Các nhà sản xuất của chúng cạnh tranh với nhau để cung cấp các giải pháp phanh hiệu quả và thoải mái nhất. Tuy nhiên, con đường để đạt được các giải pháp kỹ thuật hiện tại còn rất dài.
-
Lịch sử phát triển của thương hiệu VolkswagenVolkswagen AG, hay còn gọi là Tập đoàn Volkswagen, được chính phủ Đức thành lập năm 1937 với mục tiêu sản xuất dòng “xe dành cho mọi người” với chi phí hợp lý, phục vụ nhu cầu di chuyển của người dân Đức. Trụ sở chính của tập đoàn đặt tại Wolfsburg, bang Lower Saxony, Đức.
-
Lịch sử các đời xe Toyota Fortuner trên thế giới và Việt NamToyota Fortuner, còn được biết đến với tên gọi Toyota SW4 ở một số thị trường, bắt nguồn từ từ tiếng Anh "Fortune," mang ý nghĩa tượng trưng cho sự may mắn và thịnh vượng. Được Toyota Motor – hãng ô tô hàng đầu Nhật Bản – giới thiệu lần đầu vào năm 2004, Fortuner được phát triển dựa trên nền tảng khung gầm của mẫu bán tải Toyota Hilux, mang đến sự mạnh mẽ và bền bỉ.
-
Lịch sử hình thành, các thế hệ xe Hyundai Kona trên thế giới và Việt NamHyundai Kona, mẫu SUV cỡ nhỏ hạng B, là sản phẩm của thương hiệu xe Hàn Quốc nổi tiếng, ra mắt lần đầu tiên vào tháng 6/2017. Được định vị nằm giữa hai dòng Venue và Tucson trong phân khúc crossover SUV của Hyundai, Kona đã nhanh chóng khẳng định vị thế của mình trên thị trường với thiết kế trẻ trung và năng động.