Chuyên mục
Performance

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong 4 kỳ (4 stroke)

Giới thiệu động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt có khả năng tạo ra công cơ học tồn tại ở dạng momen quay (momen xoắn) thông qua việc đốt cháy nhiên liệu ở bên trong động cơ. Ngày nay, động cơ đốt trong được sử dụng khá nhiều trong cuộc sống, có thể rất dễ bắt gặp ở nhiều vật dụng trong gia đình.

Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong 4 thì (four stroke)

Hỗn hợp gồm có nhiên liệu, không khí sẽ được thực hiện đốt cháy trong xy lanh của động cơ đốt trong. Nếu như thực hiện đốt cháy khi nhiệt độ tăng, thì lúc này khí đốt giãn nở sẽ tạo ra áp suất để tác dụng lên pít tông đẩy pít tông thực hiện di chuyển lên xuống.

Có khá nhiều loại động cơ đốt trong nên sẽ có chu kỳ tuần hoàn riêng biệt dong tất cả các động cơ đốt trong đều sẽ lặp lại một chu trình tuần hoàn bao gồm 4 bước cụ thể là: Nạp, nén, nổ và cuối cùng là xả. Xả, nạp chính là công đoạn thay thế khí xả ra bằng một loại khí mới. Còn riêng bước nén và nổ có tác dụng biến đổi thế năng và năng lượng hóa học thành một loại năng lượng mới gọi là năng lượng cơ.

Tìm hiểu các thì trong động cơ pit tông đẩy 4 thì

  • Tại thì thứ 1 (nạp – nạp mở, xả đóng): hỗn hợp không khí và nhiên liệu sẽ được “nạp” vào xy lanh tại thời điểm pít tông lên xuống.
  • Tại thì thứ 2 (nén – nạp, xả đều đóng) hỗn hợp khí có trong xi lanh sẽ được pittong đưa lên trên. Trong thời gian cuối thì thứ 2 thì hỗn hợp khí sẽ được đốt, động cơ xăng thực hiện thông qua bộ phận đốt lửa, còn trong diesel thông qua cơ chế tự bốc cháy.
  • Tại thì thứ 3 (tạo công – nạp, xả vẫn đóng) toàn bộ hỗn hợp khí bên trong xi lanh sẽ được đốt cháy. Vì nhiệt độ tăng lên lúc này áp suất khí sẽ tăng, kéo theo đó pts đông cũng sẽ chuyển động đi xuống. Chuyển động sẽ được thực hiện thông qua chuyển động tay biên cho đến trục khuỷu sau đó sẽ được biến thành chuyển động quay.
  • Tại thì thứ 4 (xả – nạp đóng , xả mở) pít tông sẽ di chuyển lên phía trên đẩy khí trong xy lanh lên qua ống xả và thoát ra ngoài môi trường.

Ngay tại cuối thì thứ 2, sẽ có xảy ra một hiện tượng khá đặc biệt (xem lại video bên trên phút thứ 2:00): cả 2 van nạp-xả đều có một khoảng thời gian cùng mở ra, quá trình này gọi là Overlap. Vì sao kỹ sư làm vậy? Vì lúc nào giữa đầu piston và đầu xylanh cũng có 1 khoảng hở, cho nên nếu đóng bên xả, cùng lúc bên nạp mở thì trong buồng nén còn dư 1 lượng khí chưa thải ra hết. Vì vậy nên các kỹ sư họ ăn gian bằng cách chỉnh cò đóng trễ, van xả mở sớm để có 1 khoảng cả 2 cùng mở. Nhưng khi đó Piston đang ở điểm dưới cùng làm sao để có thể hút khí thải ra ngoài khi van xả mở ra? Đó là nhờ sự chênh lệch áp suất (xả nóng, nạp lạnh) mà khí xả bị lùa ra trong khi hòa khi mới nạp vào buồng. Chính giây phút này, nếu pô quá thoáng thì sẽ hút rất mạnh hòa khí mới nạp theo ra ngoài ống xả luôn. Cho nên người ta phải tính toán sao cho áp suất đầu ra vừa đủ, để tạo nên để kéo khí thải mà không phải hòa khí có xăng ra ngoài. (Gọi là áp suất hồi)

Toàn bộ quá trình chuyển động của pít tông tại thì 1, 2, 4 sẽ được thực hiện thông qua năng lượng tích trữ của bánh đà gắn với trục khuỷu có có trong thì thứ 3 (thì tạo công). Nhờ đó động cơ 4 kỳ sẽ có góc 720 độ đồng nghĩa với việc khi trục khuỷu quay 2 vòng thì sẽ có 1 lần đánh lửa.

Nếu có thêm nhiều xy lanh lúc này góc đánh lửa sẽ nhỏ đi, kéo theo đó là năng lượng đốt sẽ được đưa vào nhiều hơn trong hai vòng quay từ đó sẽ khiến cho động cơ chạy êm hơn.

Khi chuyển động chưa có đà thì trục khuỷu sẽ được quay thông qua dây, cần khởi động hoặc là tay quay.

Việc tiến hành nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong thay thế khí thải sẽ được tiến hành bằng trục cam. Trục sẽ đóng vai trò là kết nối với trục khuỷu để thực hiện quay theo tỷ lệ giảm tốc là 1:2, thực hiện mở các van có trong xi lanh.

Khi trục khuỷu đóng và mở lúc này các van đều sẽ được thực hiện điều chỉnh sao cho van nạp, xả được mở cùng thời điểm khi di chuyển từ xả sang nạp. Khi khí thải thoát ra với vận tốc cao lúc này sẽ thực hiện hút khí mới vào buồng đốt giúp nạp khí mới vào xy lanh hiệu quả hơn cũng như tăng áp suất đốt.

Bảng mô tả các thì hoạt động trong động cơ 4 stroke
VIdeo chi tiết quá trình cháy bên trong động cơ 4 thì

Cùng theo dõi HYPmoto tại các kênh

Blog chia sẻ: hypmoto.com
Dịch vụ & Bán hàng: hypmoto.vn
Youtube | Instagram | Tiktok

Kênh cộng đồng

Supermotard Việt Nam
Hội cào cào 150cc
DRZ400 Việt Nam

Một bình luận trong “Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong 4 kỳ (4 stroke)”

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *