Động cơ xe hơi là gì? Cấu tạo và phân biệt các loại động cơ ô tô phổ biến ngày nay

Động cơ ô tô được coi là trái tim của một chiếc xe, bộ phận này có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và sức mạnh của xe. Hãy khám phá về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ xe hơi qua bài viết dưới đây!

• Kiến thức cơ bản: Phân loại động cơ ô tô
• Hệ dẫn động của ô tô và những điều lái xe nên biết
• Dấu hiệu nhận biết động cơ ô tô yếu, chủ xe cần lưu ý

Động cơ ô tô là gì?

Động cơ ô tô là một bộ phận chuyển đổi năng lượng (xăng, dầu, điện) thành công suất động cơ, giúp bánh xe chuyển động. Đây được xem là trái tim của xe ô tô, định rõ sức mạnh và hiệu suất vận hành của xe.

Ngoài việc chuyển đổi năng lượng, động cơ ô tô còn điều khiển các hệ thống phụ trợ khác như hệ thống trợ lực lái, máy phát điện,... từ đó giúp người lái điều khiển xe một cách dễ dàng.

Phân loại động cơ ô tô

Động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong, hay còn được gọi là động cơ nhiệt, hoạt động dựa trên nguyên lý đốt cháy nguyên liệu để tạo ra động năng. Hiện nay, có 02 loại động cơ đốt trong được trang bị trên các mẫu ô tô hiện đại là: động cơ xăng và động cơ dầu (diesel).

Các loại động cơ đốt trong được sử dụng phổ biến bởi tính nhỏ gọn, nhẹ, và hiệu suất hoạt động cao. Do đó, các mẫu ô tô sử dụng loại động cơ này thường có khả năng vận hành mượt mà và bức tốc linh hoạt.

Động cơ hybrid

Động cơ lai điện, còn được biết đến với tên gọi là động cơ hybrid, kết hợp cả động cơ đốt trong và động cơ điện (mô tơ điện). Có 3 loại cơ bản của động cơ hybrid: song song, nối tiếp, và hỗn hợp, tuỳ thuộc vào cách thức vận hành của từng loại xe.

Tùy thuộc vào cấu trúc và mục đích sử dụng, trong khối động cơ hybrid, một loại động cơ (đốt trong hoặc mô tơ điện) chịu trách nhiệm chính về truyền lực, trong khi loại còn lại hỗ trợ hoặc sạc điện. Đôi khi, một số xe sử dụng cả động cơ xăng và điện song song, tùy thuộc vào sở thích và điều kiện lái xe.

Hiện nay, với xu hướng bảo vệ môi trường và giảm khí thải, các hãng xe đang dần chuyển sang sản xuất các mẫu xe điện và hybrid. Động cơ hybrid đóng vai trò là bước chuyển đổi giữa hai hệ thống này, giúp người dùng dần quen với công nghệ mới trước khi chuyển hoàn toàn sang xe điện.

Động cơ điện

Động cơ điện thuần là loại động cơ hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi điện năng thành động năng. Mỗi xe ô tô điện đều có một pin để tích trữ năng lượng và cung cấp điện cho động cơ cảm ứng, bao gồm phần Stator và Rotor.

Khi có dòng điện chạy qua, Stator tạo ra một lực từ trường đủ lớn để kích thích Rotor quay, từ đó đẩy xe tiến về phía trước. Pin lithium-ion thường được sử dụng trong xe điện. Xe điện có nhiều ưu điểm như: không khí thải, mô-men xoắn mạnh mẽ, và hoạt động êm ái.

Xe ô tô điện hiện đang là xu hướng phổ biến trong tương lai của thị trường ô tô. Chúng không gây ra ô nhiễm môi trường khi vận hành. Tuy nhiên, dòng xe này vẫn chưa có sự đa dạng về mẫu mã, nhiều hãng xe vẫn tập trung vào việc phát triển xe xăng và chỉ coi xe điện như một phương án trong tương lai. Ngoài ra, vấn đề về sản xuất pin cho xe điện vẫn là một thách thức lớn đối với hầu hết các thương hiệu ô tô lớn trên thế giới ngày nay.

Cấu trúc của động cơ đốt trong

Đối với một khối động cơ đốt trong, hệ thống sinh lực là yếu tố quan trọng nhất vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành của một chiếc ô tô. Hệ thống này thường bao gồm 11 phần.

Xilanh

Xi lanh là nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu (xăng, dầu) cùng với không khí. Điều này giúp các piston di chuyển lên và xuống để kiểm soát quá trình nạp xả.

Thường thì một động cơ sẽ có từ 3 đến 12 xilanh, tuỳ thuộc vào thiết kế của từng nhà sản xuất. Các loại phổ biến nhất là 4, 6 hoặc 8 xilanh. Có nhiều kiểu bố trí xilanh khác nhau như: thẳng hàng (chữ I), đối đỉnh (chữ V), nằm ngang, nằm phẳng, đối xứng (boxer).

Piston

Piston là một chi tiết hình trụ, di chuyển lên và xuống bên trong xilanh. Khi hỗn hợp nhiên liệu và khí được đốt cháy, áp suất sẽ đẩy piston di chuyển, sau đó piston truyền lực lên thanh truyền để quay trục khuỷu.

Ngoài ra, mỗi piston còn có các vòng xéc-măng được đặt vào rãnh trên thân piston, nhằm ngăn không cho hỗn hợp nhiên liệu và dầu bôi trơn từ các phần khác chảy vào buồng đốt.

Xupap

Xupap là một chi tiết hình nấm, có nhiệm vụ kiểm soát thời gian và lượng khí được đưa vào buồng đốt của động cơ.

Xupap được sử dụng để mở hoặc đóng van nạp và van xả của buồng đốt tùy thuộc vào điều kiện vận hành của xe. Các xupap hoạt động dựa trên sự điều chỉnh của trục cam.

Bugi

Bugi, hay còn gọi là bộ phận đánh lửa, có nhiệm vụ chính là tạo ra tia lửa để đốt cháy hỗn hợp khí và nhiên liệu trong buồng đốt.

Bugi hoạt động dựa trên dòng điện. Khi người dùng khởi động động cơ, bugi được kích hoạt để tạo ra tia lửa đốt cháy nhiên liệu.

Trục cam

Trục cam có nhiệm vụ điều khiển xupap mở đóng để phục vụ quá trình nạp và xả nhiên liệu thông qua các mấu cam.

Trong các loại động cơ hiện nay, có 2 loại trục cam: trục cam đơn (SOHC) và trục cam đôi (DOHC). Trục cam đơn điều khiển cả van nạp và van xả. Còn trục cam đôi, một trục điều khiển van nạp và trục còn lại điều khiển van xả.

Thanh truyền

Thanh truyền là bộ phận nối kết piston và trục khuỷu. Chuyển động thẳng (lên/xuống) của piston được chuyển thành chuyển động xoay tròn trên trục khuỷu nhờ thanh truyền.

Trục khuỷu, mắt của động cơ

Trục khuỷu chuyển động tròn thành quay

Cảm biến vị trí trên trục khuỷu

Vòng đời của các-te

Các-te, bảo vệ trục khuỷu

Dây curoa, sợi liên kết đồng bộ

Dây curoa, linh hồn của hệ thống

Nguyên tắc của động cơ nội đốt

Động cơ nội đốt hoạt động dựa trên sự nén và đốt cháy hỗn hợp

Động cơ 4 thì và chu trình hoạt động

Các giai đoạn trong chu kỳ hoạt động của động cơ

Năng lượng từ trục khuỷu và khối động cơ

Công nghệ van biến thiên trong xe hơi

Sức hút của động cơ Turbo

Động cơ Turbo: Sức mạnh đáng kinh ngạc

Tính cạnh tranh của động cơ tăng áp

So sánh giữa các loại động cơ