Động cơ đốt trong được hiểu như thế nào, chúng có nguyên lý hoạt động ra sao. Liệu rằng động cơ điện có thay thế được sự phổ biến của loại các bộ máy đốt trong đã hình thành qua rất nhiều năm? Nội dung bài viết sẽ cùng các bạn tìm hiểu một cách chi tiết về loại động cơ này.
Tìm hiểu về định nghĩa động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong có thể nói là một trong những loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên thế giới. Gần như các phương tiện và máy móc thiết bị trên thế giới hiện nay đều cần có sự hỗ trợ của loại động cơ này.
Tất nhiên một vài năm gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Sự xuất hiện của động cơ điện đang dần được ưu tiên thay thế cho các bộ máy đốt trong. Thế nhưng các bộ máy đốt trong vấn đóng vai trò không thể thay thế ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau.
Động cơ đốt trong hay động cơ nhiệt – ICE (internal combustion engine) là tên gọi của một nhóm các loại động cơ giúp chuyển hóa từ nhiệt năng , thành động năng thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu. Loại động cơ này sử dụng buồng đốt (xi lanh) để cung cấp hoạt động cho các phương tiện và máy móc.
Với các buồng đốt, chúng sử dụng chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch để có thể phục vụ cho việc tạo ra động năng. Trong quá trình đốt cháy nhiên liệu và sinh công sẽ thường diễn ra a trong 2 hoặc 4 giai đoạn được gọi là các Thì.
Khi hoàn thành tất cả các thì, người ta gọi là một chu kì động cơ đã hoàn thành. Các kỳ của động cơ diễn ra trong trong một thời gian cực ngắn và liên tục để đảm bảo các thiết bị sử dụng động cơ có thể hoạt động liên tục và trong thời gian dài.
Nguyên lý mà động cơ đốt trong hoạt động
Nguyên lý hoạt động chung với các động cơ này như đã được trình bày ở phần giới thiệu. Việc đốt cháy các nguyên liệu bên trong buồng đốt, nhờ nhiệt độ cao ở trong buồng đốt khiến khí ẽ giãn nở mạnh, tạo ra áp suất cực lớn, đẩy pistons di chuyển tịnh tiến.
Với các pistons di chuyển tịnh tiến tạo ra động năng truyền đến trục khuỷu, thanh truyền để đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay. Với động cơ đốt trong thời điểm hiện tại thường là động cơ 4 thì bởi chu kỳ làm việc của động cơ này theo nguyên lý chu kì tuần hoàn với 4 bước.
Cụ thể trong các bước để động cơ có thể sinh ra động năng đó là Nạp, nén, nổ và xả diễn ra bên trong buồng đốt. Cứ vào mỗi chu kỳ cho đến khi kết thúc chỉ diễn ra trong thời gian cực ngắn và diễn ra liên tục như vậy trong khi động cơ hoạt động.
Lịch sử ra đời và phát triển động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong ra đời đầu tiên năm 1860 được phát minh bởi 2 Kỹ sư người Pháp gốc Bỉ (Giăng Echiên Lona). Thời kỳ đầu đây là động cơ 2 thì với công suất thấp 2hp, sử dụng nguyên liệu là các loại khí trong tự nhiên.
Đến năm 1877 loại động cơ 4 thì đầu tiên ra đời bởi Nicola Aogut Otto( kỹ sư người Đức) và Lăng Ghen ( kỹ sư người Pháp). Sau đó 8 năm động cơ 4 thì với công suất 8hp lần đầu tiên được chế tạo và cho vào hoạt động.
Tiếp đến năm 1897 động cơ đốt này sử dụng dầu Diesel 4 thì đầu tiên được ra đời. Đây là loại động cơ với công suất gấp 2,5 lần động cơ ban dầu và có thể tạo ra vòng quay tới hàng nghìn vòng/phút. Cho đến ngày nay các sản phẩm động cơ này vẫn liên tục được cải tiến và sản sinh ra hàng nghìn mã lực.
Phân loại sản phẩm động cơ đốt trong hiện nay
Các cỗ máy có buồng đốt trong được chia thành nhiều loại nhờ vào sự phân chia theo nhiên liệu sử dụng, công suất, hoặc ứng dụng của các sản phẩm. Dưới đây sẽ là những cách phân loại cụ thể mà bạn có thể tham khảo để tìm hiểu.
Phân loại động cơ đốt theo nhiên liệu
Tùy theo nhiên liệu đang sử dụng mà người ta sẽ gọi tên các động cơ theo nhiều cách khác nhau. Phân loại theo nhiên liệu là cách phân loại phổ biến nhất với loại động cơ này bao gồm:
- Động cơ đốt dùng nhiên liệu là xăng.
- Động cơ đốt dùng nhiên liệu là dầu diesel.
- Động cơ sử dụng than.
- Động cơ sử dụng nhiên liệu khí hidro.
- Động cơ đốt dùng nhiên liệu là nhiên liệu tổng hợp.
Phân loại động cơ dựa vào chu kỳ làm việc
Cách phân loại động cơ phổ biến tiếp theo là theo chu kỳ làm việc thì đơn giản hơn. Chúng ta có động cơ đốt 2 kỳ và động cơ đốt 4 kỳ nhưng hiện tại phổ biến hơn là loại 4 kỳ trên hầu hết các loại phương tiện máy móc.
Phân loại động cơ đốt theo piston.
Phân loại động cơ theo cách chuyển động pít tông là phương pháp phân loại ít được sử dụng. Vì trên thực tế rất ít người quan tâm tới cách mà piston hoạt động như thế nào bên trong các xi lanh nhưng các bạn vẫn có thể tìm hiểu các loại động cơ này là:
- Động cơ đốt sử dụng piston đẩy
- Động cơ đốt trong sử dụng piston tròn
- Động cơ đốt sử dụng piston quay
- Động cơ đốt sử dụng piston tự do
Phân loại động cơ theo xilanh.
Đây là cách phân loại động cơ đốt phổ biến với các dòng ô tô và phương tiện giao thông nhiều hơn các cỗ máy khác. Theo đó động cơ xếp xilanh theo hình chữ V là phổ biến nhất sau đó đến các loại động cơ thẳng hàng, đây là loại động cơ có các xi lanh xếp thành 1 hàng.
Tiếp theo có thể kể đến hệ thống VR kế thừa hưởng thiết kế của động cơ I và động cơ V khi các xi lanh nghiêng 15 độ so với phương thẳng đứng. Cuối cùng xilanh xếp theo chữ W hay VV sử dụng chủ yếu trên các dòng xe đua với 16, 18 thậm chí 32 xi lanh.
Cấu tạo bên trong của động cơ đốt
Như vậy chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về động cơ đốt trong về rất nhiều thông tin khác nhau. Nhưng chúng ta cần biết thêm về mặt cấu tạo của các động cơ này có những gì để hiểu sâu hơn về nó. Trong đó cấu tạo của động cơ đốt này sẽ bao gồm các thành phần chính đó là:
- Xi lanh: Bộ phận bao bọc bên ngoài Piston, vừa có nhiệm vụ làm buồng đốt lại đóng vai trò là dẫn hướng cho piston chuyển động tịnh tiến
- Piston: Một bộ phận quan trọng trong động cơ đốt đảm nhiệm 2 công việc chính là Nén nhiên liệu và tạo chuyển nhiệt năng thành động năng.
- Thanh truyền: Một cơ cấu kết nối trực tiếp piston và trục khuỷu.
- Trục khuỷu: Bộ phận kết nối với thanh truyền đảm nhận nhiệm vụ chuyển từ chuyển động tịnh tiến sang chuyển động quay giúp xe di chuyển.
Cùng với đó là các hệ thống hỗ trợ khác nhau cho động cơ đốt trong hoạt động từ làm mát cho đến hệ thống khởi động. Tất cả tạo nên một hệ thống hoàn thiện giúp cho máy hoạt động ổn định và lâu dài.
Ứng dụng thực tế đối với hệ thống động cơ đốt
Như đã chia sẻ ở trên động cơ có buồn đốt trong ứng dụng vô cùng rộng rãi trong đời sống hiện nay. Xuất hiện từ những ngành công nghiệp nặng cho tới các phương tiện di chuyển hàng ngày của các bạn. Những ứng dụng thường bắt gặp nhất của động cơ sẽ được cung cấp sở dưới đây.
Dùng cho các phương tiện giao thông
Ứng dụng của động cơ đốt trong với phương tiện giao thông là g dụng phổ biến và quan trọng nhất bạn có thể biết đến. Một chiếc Oto hay xe máy, xe đầu kéo, xe tải,…gần như hầu hết hiện nay đều sử dụng loại động cơ này cho hoạt động của nó.
Dùng cho phát triển khí tài quân sự
Ứng dụng lớn của động cơ hoạt động trong các lĩnh vực liên quan tới quân sự. Người ra cho rằng chính động cơ này là động lực để tạo nên hai cuộc chiến tranh thế giới đã xảy ra. Vì chúng ta biết rằng toàn bộ các ký tài, kỹ thuật quân sự có sử dụng đến máy móc đều là động cơ này.
Ví dụ như phương tiện sử dụng động cơ đốt trong lĩnh vực quân sự nổi bật như xe tăng và các loại tàu thuyền. Ngay cả các máy bay chiến đấu trước đây cũng áp dụng động cơ này cho việc di chuyển và hoạt động.
Ứng dụng động cơ đốt trong trong sản xuất
Trong hoạt động sản xuất máy công cụ phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau thì động cơ đốt vẫn là loại động cơ không thể thay thế được. Với ưu điểm là độ bền cao hoạt động bền bỉ cũng như dễ dàng bảo trì và bảo dưỡng. Động cơ này được được sử dụng ở mọi loại máy khác nhau trong nhiều lĩnh vực.
Ứng dụng trong phát điện
Tại những khu vực mà điện lưới quốc gia không thể cung cấp đến thì máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong được sử dụng phổ biến cho sinh hoạt. Tại các cơ quan, bệnh viện, trường hợp cũng thường được trang bị máy phát điện sử dụng động cơ đốt loại này đề phòng các trường hợp mất định.
Người ta sẽ chạy phát phát điện bằng cách khởi động động cơ và tạo ra động năng, làm quay hệ thống máy phát. Nhờ ưu điểm hoạt động ổn định nên dòng máy phát này khá được ưa chuộng trên thị trường.
Dùng trong sản xuất, công nghiệp
Ứng dụng lớn khác của các loại động cơ đốt trong chính trong việc phục vụ trong ngành công nghiệp và xây dựng. Tại những công trường bạn không khó để bắt gặp các loại máy móc như Máy xúc, máy ủi, băng truyền đều phải áp dụng loại động cơ buồng đốt này.
Kết luận
Như vậy chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu động cơ đốt trong từ lịch sử phát triển đến ứng dụng của nó. Một loại động cơ ứng dụng rất rộng rãi hiện nay mà bạn có thể gặp ở bất cứ đâu. Hy vọng bài viết đã cung cấp tốt cho việc bạn tìm kiếm thông tin về động cơ đốt này.
