Động cơ là thiết bị chuyển đổi một dạng năng lượng nào đó thành cơ năng giúp dẫn động máy công tác hoặc các thiết bị máy móc khác. Trên các loại hình phương tiện giao thông từ trước đến nay, đây nguồn sinh công suất chính cung cấp cho mọi hoạt động. Có rất nhiều loại động cơ được sử dụng như: động cơ đốt ngoài, động cơ đốt trong, động cơ phản lực, động cơ điện… nhưng được sử dụng phổ biến hơn hết là động cơ đốt trong, đặc biệt là trên ô tô hiện đại.
Động cơ đốt trong được chia thành nhiều loại dựa vào nhiên liệu sử dụng hoặc kết cấu của động cơ… Cấu tạo của chúng tương đối phức tạp, để có thể hoạt động trơn tru, chúng cần rất nhiều hệ thống phối hợp làm việc với nhau. Ở bài viết này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về cấu tạo cơ bản của một động cơ đốt trong sẽ bao gồm những hệ thống nào.
Hình 1. Động cơ đốt trong
Đây được xem là bộ khung của động cơ đốt trong, được cấu tạo bao gồm các chi tiết như: thân máy, nắp máy, nắp cò, cacte, gioăng quylat, cổ nạp, cổ xả… Hệ thống cố định chiếm phần lớn khối lượng của động cơ, nó có chức năng làm khung dùng để lắp ghép các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ. Nắp máy, thân máy cùng với piston tạo thành buồng đốt của động cơ. Hình dạng và kết cấu của các chi tiết trong hệ thống cố định phụ thuộc vào công suất động cơ, kiểu làm mát động cơ hay phương pháp chế tạo…
Hình 2. Nắp máy – Hình 3. Thân máy
Hệ thống phát lực bao gồm các chi tiết như: piston, trục khuỷu, thanh truyền, bánh đà, xéc măng, chốt piston, bạc… Có nhiệm vụ tiếp nhận lực từ quá trình đốt cháy nhiên liệu – không khí, biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và bánh đà dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác trên động cơ và ô tô. Piston cùng với nắp máy và xilanh tạo thành buồng đốt, trong khi các xéc măng có nhiệm vụ làm kín buồng đốt của động cơ và mang dầu nhớt bôi trơn thành xilanh.
Hình 4. Hệ thống phát lực
Hệ thống phân phối khí hay còn được gọi là cơ cấu phân phối khí có chức năng đóng mở nhịp nhàng các xupap giúp quá trình nạp xả của động cơ diễn ra đúng thời điểm theo chu kỳ làm việc của động cơ: nạp đầy không khí hoặc hòa khí ở kỳ nạp và thải sạch khí cháy ở kỳ xả. Cấu tạo hệ thống bao gồm các chi tiết chính như: xupap, lò xo, trục cam, chén chặn, móng ngựa, bánh răng cam, dây đai/xích dẫn động…
Hình 5. Hệ thống phân phối khí
Hệ thống phân phối khí có nhiều kiểu như: OHV (Overhead Valves: xupap đặt trên nắp máy trong khi trục cam được gắn ở thân máy); SOHC (Single Overhead Camshaft: trục cam đơn đặt trên nắp máy); DOHC (Dual Overhead Camshaft: trục cam đôi đặt trên nắp máy)… Ngoài ra, ở các động cơ hiện đại hệ thống phân phối khí còn được trang bị công nghệ cam biến thiên hay còn gọi là cam thông minh như: VVT-I (Toyota), VTEC (Honda), MIVEC (Mitsubishi)… giúp thay đổi góc và thời điểm đóng mở xupap, tăng hiệu suất nạp đầy – thải sạch cho động cơ.
Hình 6. Hệ thống phân phối khí sử dụng cam biến thiên
Đúng như tên gọi, hệ thống này có chức năng cung cấp đúng và đủ lượng nhiên liệu cho động cơ hoạt động. Nó được chia thành hai loại tương ứng với hai loại động cơ đốt trong được sử dụng phổ biến trên ô tô là hệ thống nhiên liệu xăng và hệ thống nhiên liệu dầu diesel.
Hệ thống nhiên liệu xăng có nhiều kiểu ví dụ như: sử dụng bộ chế hòa khí (bình xăng con), phun xăng gián tiếp (SPI, MPI), phun xăng trực tiếp (GDI)… Cấu tạo cơ bản của hệ thống bao gồm các bộ phận như: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng, bộ điều áp, kim phun, đường ống nhiên liệu…
Hình 7. Hệ thống nhiên liệu xăng
Hệ thống nhiên liệu dầu diesel có cấu tạo bao gồm: thùng dầu diesel, bơm tiếp vận, bơm cao áp, lọc dầu diesel, thanh tích áp, kim phun… Khác với động cơ xăng, động cơ diesel là động cơ tự cháy nên nhiên liệu cần đạt được áp suất cao trước khi phun vào buồng đốt. Do đó, bơm cao áp là chi tiết không thể thiếu. Bơm cao áp thường được sử dụng chia làm hai loại: bơm dãy (PE) và bơm phân phối (PP).
Hình 8. Bơm dãy & Bơm phân phối
Trên động cơ diesel hiện đại ngày nay, hệ thống nhiên liệu diesel Common rail được sử dụng ngày càng phổ biến giúp nâng cao hiệu suất, giảm phát thải cho động cơ.
Hình 9. Hệ thống nhiên liệu diesel Common rail
Khi động cơ đốt trong hoạt động, sẽ có ma sát giữa các bề mặt chi tiết kim loại gây mài mòn. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ làm giảm tối đa sự ma sát mài mòn đó, đồng thời giúp cho động cơ hoạt động mượt mà hơn bằng cách cung cấp dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát. Hệ thống bôi trơn là một hệ thống quan trọng ảnh hưởng tới tuổi thọ lẫn khả năng hoạt động của động cơ. Khi hệ thống bôi trơn bị hư hỏng hoặc bị tắc, dầu bôi trơn không thể đi đến các mặt ma sát gây ra hiện tượng lột bạc, bó kẹt động cơ. Cấu tạo của hệ thống bao gồm: cacte dầu, bơm nhớt, lọc nhớt, két làm mát nhớt…
Hình 10. Hệ thống bôi trơn
Trong quá trình động cơ đốt trong hoạt động sẽ sinh ra nhiệt, do đó cần có một hệ thống đảm nhận vai trò làm mát cho động cơ, giữ nhiệt độ của động cơ luôn nằm trong khoảng tối ưu nhất. Để làm được điều đó, hệ thống làm mát cần có các bộ phận như: bơm nước, quạt gió, van hằng nhiệt, két làm mát, nắp két nước, bình nước phụ… giúp bơm nước tuần hoàn trong áo nước giải nhiệt cho động cơ.
Hình 11. Hệ thống làm mát
Hệ thống điện động cơ cơ bản thông thường bao gồm các bộ phận như: Máy khởi động (củ đề), máy phát (dynamo) và hệ thống đánh lửa (ở động cơ xăng).
Máy khởi động hay còn được gọi là củ đề, có chức năng khởi động cho động cơ.
Hình 12. Máy khởi động (củ đề)
Máy phát (dynamo) đóng vai trò là nguồn cung cấp điện cho toàn bộ xe ô tô khi động cơ đã nổ máy và sạc điện lại ắc quy.
Hình 13. Vị trí máy phát trên động cơ
Hệ thống đánh lửa được cấu tạo bởi nhiều chi tiết phụ thuộc vào kiểu loại, cơ bản bao gồm: bobin, IC điều khiển, bugi… Có chức năng cung cấp tia lửa điện cho từng xilanh đúng thời điểm cuối nén – đầu nổ, đốt cháy nhiên liệu sinh công cho động cơ.
Hình 14. Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)
Để cải thiện hiệu suất nạp cũng như xử lý khí thải tốt hơn đảm bảo đạt chuẩn khí thải bảo vệ môi trường thì động cơ cần phải có thêm “hệ thống thứ 8” là hệ thống nạp – xả.
Turbo charger và Super charger được sử dụng ngày càng phổ biến giúp nén khi nạp vào xilanh. Turbo charger sử dụng năng lượng từ khí xả trong khi Super charger được dẫn động trực tiếp từ puly trực khuỷu.
Hình 15. Hệ thống xả sử dụng bộ xúc tác (Catalytic Converter) xử lý khí thải
Trên đây là các hệ thống cơ bản nhất để cấu thành một động cơ đốt trong. Với công nghệ ngày càng phát triển thì các hệ thống cũng dần được nâng cấp và bổ sung nhằm đáp ứng được các tiêu chuẩn về khí thải, nâng cao hiệu suất và công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu. Nhưng về cơ bản, một động cơ đốt trong đều phải có đầy đủ các hệ thống nêu trên.
THANH PHONG AUTO
Hotline công ty:
Tổng đài CSKH : 0789 86 27 27 – 0931 79 77 90
Báo Giá Dịch Vụ Tại Thanh Phong Auto:
*Các dòng xe mà chúng tôi có thợ chuyên: Mercedes, BMW, Audi, Lexus, Toyota, Honda, Mazda, Mitsubishi, Kia, Daewoo, Hyundai,Ford, Nissan, Volkswagen, Porsche, Chevrolet, Rand Rover, Innova, Fortuner, Vios, Fiat, Bugatti, Ferrari, Bentley, Hummer, Chrysler, Dodge, Renault, Cadillac, Volvo, Subaru, Daihatsu, Ssangyong, Roll-Royce, Peugeot, Smart Fortwo, Tobe M’car, Luxgen, Zotye, Haima, Geely, Baic, Hongqi, Cmc, Mini Cooper, Buick, Opel, Acura, Aston Martin, Vinfast, TQ Wuling.
