Động cơ đốt trong trên ô tô là gì?

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Động cơ đốt trong trên ô tô là thành phần quan trọng nhất. Nếu động cơ đốt trong không được phát minh, thì ngành công nghiệp ô tô rất có thể đã dừng lại ở guồng quay và không thể phát triển thêm lên những quy mô hiện đại. Động cơ đã thực hiện một cuộc cách mạng thực sự. Hãy nói về động cơ đốt trong là gì, về lịch sử, thiết bị và nguyên lý hoạt động của nó.

Những nỗ lực đầu tiên để tạo ra một bộ phận tương tự như động cơ đốt trong bắt đầu vào thế kỷ 18. Nhiều nhà phát minh từ khắp nơi trên thế giới đã cố gắng trong một thời gian dài để tạo ra một cơ chế trong đó năng lượng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu có thể được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.

Động cơ đầu tiên

Anh em nhà Niepce đến từ Pháp là những người đầu tiên nghĩ ra động cơ đốt trong là gì và cách chế tạo nó. Họ đã phát minh và lắp ráp một thiết bị mà họ gọi là pyraeolophore. Nhiên liệu trong động cơ này là than cám, nhưng để đạt được tất cả hiệu quả của nó, cơ chế này không được khoa học công nhận nhiều và chỉ dừng lại ở dạng hình vẽ. "Piraeophorus" có một thiết kế không hoàn hảo. Anh tađặc trưng bởi nhiệt độ hoạt động cao và tiêu thụ nhiên liệu lớn với hiệu suất tương đối thấp. Ngoài ra, đơn vị này tiêu thụ rất nhiều dầu. Nhưng ngay cả khi đó, động cơ này đã được lắp đặt trên những chiếc xe ba bánh đầu tiên, chưa hoàn hảo.

Lần thử thứ hai

Năm 1864, Siegfried Markus, người đã tham gia vào nhiều phát minh khác nhau, đã cho thế giới thấy động cơ chế hòa khí xi-lanh đơn đầu tiên.

Nó được cung cấp năng lượng từ quá trình đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ. ICE này có khả năng đạt tốc độ đáng kể khi đó là 10 dặm một giờ.

Động cơ xi-lanh đôi Brighton

Năm 1873, kỹ sư George Brighton, dựa trên những phát triển hiện có, đã tạo ra động cơ đốt trong hai xi-lanh. Lúc đầu, động cơ hoạt động nhờ dầu hỏa, sau đó nó được chuyển sang xăng. Trong số những thiếu sót của thiết bị này, kích thước quá lớn đã bị loại bỏ.

Động cơ Otto

Năm 1876, một bước tiến lớn trong lịch sử của động cơ đốt trong. Nicholas Otto đã cố gắng tạo ra một đơn vị phức tạp về mặt kỹ thuật có thể chuyển đổi năng lượng đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ thành năng lượng cơ học một cách hiệu quả nhất. Năm 1883, kỹ sư người Pháp Delamare đã tạo ra một động cơ có thể sử dụng khí đốt tự nhiên làm nhiên liệu. Tuy nhiên, phát minh này cũng không tìm thấy phản hồi và chỉ tồn tại trên giấy dưới dạng hình vẽ.

Tên tuổi lớn trong lịch sử ô tô

Vào năm 1815, Gottlieb Daimler đã nghĩ về động cơ đốt trong là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào. Anh ấy không chỉ tạo ra một động cơ hiệu quả mà còn thiết lập sản xuấtmột nguyên mẫu của một đơn vị hiện đại với sự sắp xếp theo chiều dọc của các xi lanh và bộ phun chế hòa khí.

Đây là cơ chế nhỏ gọn đầu tiên vào thời điểm đó, sau đó đã góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô.

Định nghĩa chung về ICE

Chắc hẳn ai cũng biết động cơ đốt trong trên ô tô là gì. Nhưng đặc điểm chính của bất kỳ cơ chế đốt trong nào là hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy trực tiếp trong buồng làm việc chứ không phải ở môi trường bên ngoài. Về động cơ đốt trong là gì, họ nói trong một khóa học vật lý ở trường và nguyên lý hoạt động dựa trên hiệu ứng giãn nở nhiệt của các chất khí được tạo thành trong quá trình đốt cháy hỗn hợp dễ cháy dưới áp suất trong buồng đốt.

Các loại động cơ đốt trong

Có thể phân biệt động cơ đốt trong piston. Chúng là hiệu quả nhất. Điều này sẽ được xác nhận bởi một người có kỹ năng bảo dưỡng và sửa chữa động cơ - người lái động cơ đốt trong. Nó là gì? Thiết bị của động cơ này như sau: buồng đốt nằm bên trong xilanh, nhiệt năng được biến đổi thành cơ năng nhờ cơ cấu trục khuỷu thanh truyền-pít-tông nối, năng lượng được truyền đến trục khuỷu.

Có một số loại động cơ piston. Đầu tiên, chúng ta lưu ý đến động cơ đốt trong bộ chế hòa khí. Tại đây, hỗn hợp nhiên liệu được chuẩn bị trong bộ chế hòa khí và sau đó được phun vào buồng đốt bằng tia lửa điện. Đây là cơ hội tốt để tìm hiểu động cơ đốt trong trên xe hơi là gì. kim phunđộng cơ cung cấp hỗn hợp trực tiếp đến đường ống nạp bằng các vòi phun đặc biệt. Tất cả các quá trình trong một động cơ như vậy được điều khiển bằng điện tử. Sự bốc cháy bắt nguồn từ một ngọn nến.

Ngoài ra còn có các đơn vị diesel. Những ai chưa biết động cơ đốt trong trên ô tô nên tìm hiểu chi tiết hơn về loại động cơ này. Tại đây hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy mà không cần dùng đến nến. Nó bốc cháy do không khí bị nén, kết quả là nó bị đốt nóng đến nhiệt độ vượt quá giá trị đốt cháy của hỗn hợp. Nhiên liệu được bơm vào bằng kim phun đặc biệt.

Động cơ rôto-piston là một đơn vị khá thú vị. Động cơ đốt trong trên ô tô loại này là gì? Bây giờ một thiết bị như vậy là khá hiếm. Trong cơ chế này, nhiệt năng từ quá trình cháy được chuyển hóa thành cơ năng với sự trợ giúp của các chất khí làm quay rôto trong buồng làm việc. Cơ cấu này có hình dạng, biên dạng đặc biệt và di chuyển dọc theo quỹ đạo "hành tinh" ngay bên trong buồng làm việc. Loại thứ hai cũng có một cấu hình đặc biệt - "8", và các chức năng của nó là thời gian, nhóm piston và trục khuỷu. Bây giờ mọi người đều biết động cơ đốt trong trên xe hơi là gì, hầu như không bao giờ được sử dụng.

Ngoài ra còn có động cơ tuabin khí. Tại đây, năng lượng được chuyển hóa thành cơ năng bằng cách quay cánh quạt, làm cho trục tua bin chuyển động. Trong quá trình cải tiến và thử nghiệm, các nhà khoa học và kỹ sư từ khắp nơi trên thế giới đã xác định rằng động cơ đốt trong piston hiệu quả nhất, đáng tin cậy, khiêm tốn và cũng tiết kiệm nhất là động cơ đốt trong.

Các loài kháccác động cơ, ngoại trừ piston, vẫn còn rất xa trong lịch sử. Xem xét câu hỏi động cơ đốt trong là gì trên ô tô, điều đáng chú ý là hiện nay chỉ có mối quan tâm của Mazda là sản xuất động cơ piston quay. Chrysler đã lắp ráp một số động cơ tăng áp khí, nhưng đó là một thời gian dài và không có nhà sản xuất ô tô nghiêm túc đánh giá cao các đơn vị này. Ở Liên Xô, động cơ tuabin khí đã được sử dụng trên một số xe tăng và tàu chiến. Tuy nhiên, sau đó công nghệ này đã hoàn toàn bị bỏ rơi.

Cách hoạt động của động cơ đốt trong

Đối với những ai chưa biết động cơ đốt trong là gì, chúng ta hãy xem xét thiết bị của cơ chế này. Một số thành phần quan trọng được kết hợp trong vỏ động cơ cùng một lúc. Đây là một khối xi lanh - một hỗn hợp xăng và không khí bốc cháy bên trong, sau đó khí làm cho các piston chuyển động. Nhóm tay quay truyền năng lượng cho trục khuỷu.

Cơ chế định thời được sử dụng để đảm bảo việc đóng hoặc mở các van nạp và van xả vào đúng thời điểm. Nó là cần thiết để cho hỗn hợp vào xi lanh và giải phóng khí thải. Động cơ đốt trong cũng được trang bị hệ thống cung cấp nhiên liệu, đốt cháy hỗn hợp và loại bỏ khí thải.

Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong

Tất cả những ai đi xe ô tô đều phải biết động cơ đốt trong là gì và nó hoạt động như thế nào. Khi chủ xe vặn chìa khóa khởi động máy khởi động sẽ quay trục khuỷu. Piston được dẫn động bởi trục khuỷu. Khi nó đạt đến vị trí dưới cùng của nó, nó sẽ di chuyển đến TDC. Sau đó, một hỗn hợp nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng đốt. Khi nàopiston chuyển động đi lên, hỗn hợp bị nén. Tại thời điểm khi nó đạt đến vị trí cực cao của nó, tia lửa do nến tạo ra sẽ đốt cháy hỗn hợp dễ cháy. Một vụ nổ xảy ra, và các khí thoát ra sẽ đẩy piston đi xuống với một lực lớn. Lúc này, van xả sẽ mở. Thông qua đó, khí thải nóng thoát ra khỏi xi lanh vào khí quyển. Khi pittông đi qua tâm chết dưới một lần nữa, nó sẽ lại đi lên đỉnh. Trong thời gian này, trục khuỷu sẽ thực hiện một cuộc cách mạng.

Khi piston bắt đầu chuyển động mới, van nạp sẽ mở và cho phần hỗn hợp dễ cháy tiếp theo vào xi lanh. Sau này sẽ chiếm toàn bộ thể tích khí thải. Toàn bộ quá trình được mô tả ở trên sau đó sẽ bắt đầu lại. Vì công việc của pít-tông trong các động cơ nguyên thủy này chỉ giới hạn ở hai hành trình, nên nó thực hiện ít chuyển động hơn so với động cơ bốn kỳ. Tổn thất năng lượng do ma sát cũng được giảm bớt. Nhưng trong quá trình hoạt động, rất nhiều nhiệt được tạo ra và các động cơ như vậy sẽ nóng lên nhiều hơn.

Phải sử dụng dầu động cơ. Nó là gì? Nó là một chất lỏng nhờn đặc biệt được làm từ hydrocacbon giúp giảm ma sát trên các bề mặt. Trong động cơ hai kỳ, piston còn đóng vai trò là cơ cấu định thời, đóng mở van. Nhược điểm chính của hệ thống này là trao đổi khí kém hiệu quả so với thiết bị bốn thì.

Kết

Đây là động cơ đốt trong trên xe hơi. Đây là cơ chế dẫn động một chiếc ô tô hạng nặng. Ngày nay, điều này được coi là đương nhiên, nhưng đã có lúc động cơ đốt trong được coi làđột phá.