Phân loại động cơ đốt trong giúp bạn hiểu cấu tạo xe ô tô một cách dễ dàng và hệ thống hơn. Bài viết sẽ giới thiệu 5 cách phân loại phổ biến hiện nay như theo nhiên liệu, chu kỳ làm việc, số xilanh, phương pháp làm mát và cách piston hoạt động, giúp bạn học nhanh, dễ nhớ.
Động cơ đốt trong là gì?
Động cơ đốt trong (Internal Combustion Engine – ICE) là dạng động cơ nhiệt mà nhiên liệu được đốt trực tiếp ngay trong buồng đốt. Tại đây, nhiên liệu kết hợp với chất oxy hóa (thường là không khí) để xảy ra phản ứng cháy. Buồng đốt đóng vai trò quan trọng, là nơi tạo ra năng lượng nhiệt và cơ học để vận hành động cơ thông qua quá trình làm việc của chất lỏng trong hệ thống.
Các cách phân loại động cơ đốt trong phổ biến hiện nay
Để hiểu rõ đặc tính và ứng dụng của từng loại động cơ, người ta thường phân chia động cơ đốt trong theo 5 tiêu chí chính dưới đây:
Phân loại động cơ đốt trong theo nhiên liệu được sử dụng
Động cơ đốt trong có thể được phân loại dựa trên loại nhiên liệu sử dụng, mỗi loại sẽ có đặc điểm riêng và phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau trên xe ô tô.
- Động cơ xăng: Loại động cơ này sử dụng xăng để vận hành, quá trình đốt cháy được khởi động nhờ tia lửa điện từ bugi. Đặc điểm nổi bật của động cơ xăng là ít rung và êm ái khi di chuyển.
- Động cơ diesel: Chạy bằng dầu diesel và không cần dùng bugi, nhiên liệu được đốt cháy nhờ việc nén không khí đến áp suất và nhiệt độ cao. Ưu điểm của động cơ diesel là khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt, mô-men xoắn lớn, phù hợp cho các xe tải và xe cần sức kéo cao.
- Động cơ sử dụng khí (CNG, LPG): Loại động cơ này chạy bằng khí thiên nhiên nén (CNG) hoặc khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG). Chúng giúp giảm lượng khí thải ra môi trường, thân thiện hơn với môi trường và chi phí nhiên liệu cũng tiết kiệm hơn so với xăng hoặc dầu diesel.
Phân loại theo chu kỳ làm việc của động cơ
Động cơ đốt trong phân theo chu kỳ làm việc được chia làm 2 loại chính:
- Động cơ 2 kỳ: Loại động cơ này hoàn thành một chu kỳ làm việc chỉ trong 2 lượt di chuyển của piston (tương đương 1 vòng quay trục khuỷu). Động cơ 2 kỳ thường được sử dụng cho các thiết bị nhỏ gọn như xe máy cỡ nhỏ hoặc máy cắt cỏ vì cấu tạo đơn giản và dễ bảo dưỡng.
- Động cơ 4 kỳ: Động cơ này cần 4 lượt di chuyển của piston (tương đương 2 vòng quay trục khuỷu) để hoàn tất một chu trình hoạt động. Nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và lượng khí thải thấp, động cơ 4 kỳ được ứng dụng rộng rãi trên ô tô và các loại máy móc hiện đại.
Phân loại theo cách sắp xếp xilanh
Dưới đây là các dạng bố trí xi lanh phổ biến mà bạn cần biết:
Động cơ thẳng hàng (I-engine)
Các xi lanh được đặt thẳng hàng theo chiều dọc trong một hàng duy nhất. Thiết kế này giúp động cơ có cấu trúc đơn giản, dễ tiếp cận khi bảo dưỡng, chi phí sản xuất thấp, phù hợp với các xe cỡ nhỏ hoặc tầm trung. Loại động cơ này đã được ứng dụng trên xe Mercedes-Benz C200 sử dụng động cơ I4. Tuy nhiên, động cơ thẳng hàng thường dài hơn, chiếm nhiều không gian khoang máy.
Động cơ chữ V (V-engine)
Động cơ này có cách bố trí hai hàng xi lanh nghiêng tạo thành góc chữ V, giúp giảm chiều dài động cơ và hạ thấp trọng tâm xe, từ đó cải thiện độ ổn định khi vận hành. Loại động cơ này thường được sử dụng trên những dòng xe cần sức mạnh và khả năng tăng tốc tốt. Chẳng hạn như xe Mercedes-Benz S500 cũng được trang bị động cơ V8, mang lại khả năng vận hành êm ái và mạnh mẽ trên mọi dải tốc độ.
Động cơ VR (VR-engine)
Đây là thiết kế kết hợp giữa dạng thẳng hàng và chữ V, với góc nghiêng nhỏ (khoảng 10-15 độ) giữa hai hàng xi lanh, cho phép động cơ có kích thước gọn hơn động cơ I-engine mà vẫn giữ được độ mượt khi vận hành. Loại động cơ này thường xuất hiện trên các mẫu xe thể thao hoặc xe hiệu suất cao cần tiết kiệm không gian khoang máy.
Động cơ chữ W (W-engine)
Xi lanh được bố trí thành ba hoặc bốn hàng, sắp xếp so le tạo thành hình chữ W. Cách sắp xếp này cho phép động cơ đạt được công suất lớn và mô-men xoắn cao trong khi chiều dài tổng thể vẫn ngắn. Động cơ W thường được trang bị trên các dòng xe hiệu năng cao như Mercedes-Benz S680 Maybach, giúp xe tăng tốc nhanh chóng.
Phân loại động cơ theo phương thức làm mát
Hiện nay, động cơ đốt trong được làm mát theo hai phương pháp chính:
- Làm mát bằng nước: Ở phương pháp này, nước hoặc dung dịch làm mát (thường là nước pha chất chống đông) được bơm liên tục qua các khoang bao quanh xi lanh để hấp thụ nhiệt lượng phát sinh khi động cơ hoạt động. Sau đó, dung dịch này được dẫn tới két nước để tản nhiệt ra môi trường nhờ quạt gió, giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ.
- Làm mát bằng không khí: Thay vì sử dụng nước, hệ thống này tận dụng không khí bên ngoài để làm mát trực tiếp động cơ. Để tăng hiệu quả tản nhiệt, thân động cơ thường được thiết kế thêm các cánh tản nhiệt hoặc gờ nổi, giúp tăng diện tích tiếp xúc với không khí, từ đó làm giảm nhiệt độ nhanh chóng trong quá trình vận hành.
Phân loại động cơ đốt trong theo cơ chế chuyển động piston
Dựa trên cách piston hoạt động, động cơ đốt trong được chia thành ba loại chính:
Động cơ piston đẩy
Khi piston di chuyển lên xuống trong xi lanh nhờ quá trình đốt cháy nhiên liệu, sau đó chuyển động này được biến đổi thành chuyển động quay qua trục khuỷu để tạo công suất cho xe. Hầu hết các dòng ô tô, bao gồm nhiều mẫu Mercedes-Benz như C-Class, E-Class đều sử dụng loại động cơ này nhờ tính ổn định và dễ bảo dưỡng.
Động cơ piston quay (Wankel)
Loại động cơ này sử dụng rotor hình tam giác quay trong buồng đốt thay cho piston tịnh tiến. Khi rotor quay, các khoang trong buồng đốt thay đổi thể tích để thực hiện quá trình nạp – nén – nổ – xả. Động cơ Wankel có thiết kế gọn nhẹ, ít chi tiết chuyển động, vận hành êm nhưng thường tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn.
Động cơ piston tự do
Piston trong loại động cơ này di chuyển tự do bên trong xi lanh, không nối trực tiếp với trục khuỷu. Năng lượng tạo ra sẽ được truyền qua các cơ cấu trung gian để tạo cơ năng hoặc phát điện. Loại động cơ này thường được ứng dụng trong các hệ thống phát điện nhỏ hoặc các nghiên cứu yêu cầu thiết kế linh hoạt, hiện chưa được sử dụng trên các dòng xe Mercedes.
Cơ chế làm việc của động cơ đốt trong trên ô tô
Chu kỳ hoạt động của động cơ đốt trong hiện nay thường gồm 4 bước lặp lại liên tục: nạp, nén, đốt (nổ) và xả. Trong đó, giai đoạn nạp và xả giúp đưa hỗn hợp khí mới vào và thải khí đã cháy ra ngoài, còn quá trình nén và đốt sẽ tạo ra công suất nhờ quá trình đốt cháy nhiên liệu và không khí.
Động cơ đốt trong vận hành dựa trên nguyên lý đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu với không khí ngay trong xi lanh, sinh ra nhiệt và làm giãn nở khí ở nhiệt độ cao. Sự giãn nở này tạo ra áp suất đẩy piston di chuyển, từ đó tạo lực để động cơ hoạt động.
Ứng dụng thực tế của động cơ đốt trong trên ô tô
Động cơ đốt trong đóng vai trò là nguồn động lực chính cho hầu hết các dòng xe ô tô hiện nay, từ xe gia đình, xe SUV, bán tải cho đến xe hiệu suất cao và xe thương mại.
- Trên xe du lịch: động cơ xăng được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng tăng tốc mượt, phản hồi nhanh khi đạp ga và vận hành êm ái, khi di chuyển trong đô thị hoặc đường trường.
- Với các dòng SUV và bán tải: động cơ diesel là lựa chọn phổ biến bởi mô-men xoắn lớn ở dải vòng tua thấp, giúp xe dễ dàng chở tải nặng, leo dốc và vượt địa hình phức tạp mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu.
- Trong phân khúc xe hiệu năng cao như Mercedes-AMG: động cơ đốt trong được kết hợp công nghệ tăng áp, phun xăng trực tiếp và quản lý nhiệt hiện đại để đạt công suất lớn, độ phản hồi ga tức thì, nhanh chóng.
Việc hiểu rõ cách phân loại động cơ đốt trong không chỉ giúp bạn nắm bắt ưu, nhược điểm của từng loại mà còn giúp bạn dễ dàng lựa chọn chiếc xe phù hợp với nhu cầu di chuyển, công việc hoặc đam mê tốc độ của mình. Nếu bạn cần tìm phụ tùng chất lượng cao cho các dòng xe Mercedes, BMW, Audi,… với chi phí hợp lý, hãy liên hệ Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline: 0979 722 210 để được hỗ trợ nhanh chóng và đảm bảo an tâm khi sử dụng.
