Tại sao mô men xoắn động cơ máy dầu lớn hơn động cơ máy xăng?

Bạn sẽ thắc mắc là cùng dung tích động cơ nhưng nhưng động cơ máy dầu lại có mô men xoắn lớn hơn động cơ. Hãy cùng Oto 365 tìm hiểu 5 lý do sau đây.

1. Tỉ số nén cao hơn hẳn máy xăng

Lý do đầu tiên cần đề cập tới chính là việc động cơ dầu diesel có tỉ số nén (tỉ lệ giữa dung tích tối đa và tối thiểu bên trong xi lanh) cao hơn rất nhiều so với máy xăng. Để đạt được điều này, động cơ diesel thường có hành trình piston dài hơn (và thể tích lòng xy lanh thường cũng lớn hơn). Cũng chính đặc điểm này khiến cho loại máy dầu thường không đạt tốc độ máy (vòng tua) lớn như động cơ xăng do piston phải di chuyển quãng đường xa hơn đáng kể. Trong khi đó, máy xăng lại dùng hành trình piston ngắn và bùng lên theo từng đợt ngắn cho phép tua máy cao hơn.

Một yếu tố quan trọng thứ hai ảnh hưởng tới khả năng sinh mô men xoắn của động cơ dầu là áp suất tác động lên piston từ nhiên liệu cháy. Bản chất dầu Diesel (45.500 kJ/kg) có nhiệt trị thấp hơn so với xăng (45.800 kJ/kg) - dù không nhiều. Nói cách khác, lượng nhiệt tiềm tàng bên trong cùng một thể tích xăng luôn nhiều hơn so với dầu. Tuy nhiên, do tính chất đậm đặc hơn đáng kể, thực tế cho thấy ở cùng thể tích tự nhiên, dầu luôn trữ được nhiều hơn khoảng 15% năng lượng so với xăng (dễ giãn nở). Chính vì thế, khi được kích nổ, năng lượng truyền tới piston của động cơ dầu luôn vượt trội - đồng nghĩa với mô men xoắn lớn hơn được truyền qua trục khuỷu, qua hộp số và xuống các bánh xe. Ở đây cũng có một điểm đáng lưu ý là dù có cùng bốn chu kì (hút-nén-nổ-xả) như máy xăng, sự cháy của nhiên liệu dầu xảy ra trong buồng đốt khi piston đi tới gần "điểm chết" trên trong kỳ nén. Nói cách khác, dầu diesel sẽ tự cháy dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao chứ không cần tới bugi chủ động đánh lửa kích nổ như với xăng.

2. Đốt cháy sớm hơn

Như chúng ta biết trong một động cơ xăng, bugi đốt cháy và ngọn lửa di chuyển đến khi nó đốt cháy tất cả nhiên liệu không khí bên trong xy lanh trong khi đó, trong động cơ diesel, quá trình cháy hoàn toàn xảy ra ngay sau khi nhiên liệu được bơm vào, do đó quá trình cháy xảy ra sớm hơn nhiều.

3. Kích thước Piston

Ở động cơ diesel, để nâng cao tỷ số nén thì phải làm tăng thể tích công tác của động cơ lên. Muốn vậy, thì phải làm piston to và dài hơn. Khi piston dài hơn, hành trình của piston cũng lớn lên và thanh truyền cũng phải chế tạo dài tương ứng. Thanh truyền dài hơn đồng nghĩa với việc có một "tay đòn" dài hơn. Mà Mô-men xoắn bằng lực nhân cánh tay đòn. Vì vậy, momen xoắn trên động cơ diesel sẽ lớn hơn động cơ xăng tương ứng. Nhưng, do hành trình dài, nên tốc độ của động cơ diesel cũng vì thế mà thua kém động cơ xăng. Đây là nguyên nhân vì sao, trên xe du lịch thường sử dụng động cơ xăng, do tính tăng tốc và tốc độ của nó.

4. Động cơ Diesel sử dụng TurboCharged (tăng áp)

Tỉ số nén cao đồng nghĩa với việc cần một lượng khí nén vào lớn hơn để đảm bảo công suất. Chính vì vậy, để đảm bảo lượng khí nạp vào buồng đốt thì cần phải trang bị một turbochanrged trên động cơ diesel. Nếu không cơ bộ tăng áp đó thì động cơ diesel sẽ không thể đạt được công suất tối đa. Ngoài ra, tỷ lệ nhiên liệu không khí cho động cơ diesel là 18: 1 đến 70: 1. Sự mất mát bơm cũng không có trong quá trình tiêu thụ khiến động cơ hoạt động hiệu quả hơn.

5. Đánh giá nhiệt

Nhiên liệu diesel có giá trị nhiệt thấp hơn một chút so với xăng. Vì vậy, nhiều nhiệt được lưu trữ trong xăng cho cùng một khối lượng của động cơ diesel. Nhưng dầu diesel dày hơn nhiều so với xăng và có thể tích trữ thêm 15% năng lượng. Vì vậy, mỗi khi động cơ diesel bị cháy, nó tạo ra nhiều năng lượng hơn để tạo áp lực cho piston và nhiều mô-men xoắn hơn cho trục khuỷu.