Động cơ là gì?
Động cơ là thiết bị chuyển hóa một dạng năng lượng nào đó như xăng hoặc dầu thành động năng. Về cơ bản, chúng ta có thể chia động cơ nhiệt ra làm 2 loại chính là động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài. Mỗi loại lại được chia thành nhiều loại nhỏ với những ưu nhược điểm khác nhau.
Các loại động cơ đốt trong có thể kể đến như động cơ chạy xăng, động cơ chạy diesel, động cơ tuabin khí, động cơ xoay, động cơ 2 kỳ,... Động cơ đốt ngoài có thể kể đến 2 đại diện là động cơ hơi nước và động cơ Stirling.
Nhờ có hiệu suất cao hơn, cũng có kích thước nhỏ gọn hơn so với động cơ đốt ngoài nên động cơ đốt trong được sử dụng phổ biến ngày nay cho nhiều phương tiện và xe hơi, xe máy chính là đại diện tiêu biểu nhất.
Phân loại động cơ
Dựa vào đặc điểm biến đổi năng lượng từ dạng hoá năng sang nhiệt năng mà người ta quyết định động cơ đốt trong hay đốt ngoài.
Động cơ đốt ngoài: Động cơ này nhiên liệu được đốt cháy bên ngoài động cơ. Dùng hơi nước làm môi chất công tác, nhiên liệu được đốt để làm nóng nước bốc hơi làm chuyển động các tua bin hay đẩy piston. Động cơ đốt ngoài gồm có: máy hơi nước, tuabin hơi nước...
Động cơ đốt trong: Loại động cơ này nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt của động cơ tức là hóa năng chuyển thành nhiệt năng ngay trong buồng đốt. Môi chất là gồm khí đã cháy có nhiệt độ và áp suất cao, có khả năng giãn nở và sinh công.
Để có thể phân chia động cơ đốt trong có thể dựa vào các tiêu chí khác nhau như sau:
1. Cách thiết kế động cơ đốt trong
Động cơ tịnh tiến: Đối với động cơ tịnh tiến này sẽ gồm có Piston và xylanh, Piston sẽ di chuyển tịnh tiến lên xuống trong lòng Xylanh. Sự chuyển động tịnh tiến lên xuống như vậy của Piston được gọi là động cơ tịnh tiến. Động cơ 2 kỳ và 4 kỳ đều thuộc động cơ tịnh tiến.
Động cơ xoay tròn: Đây là loại động cơ xoay tròn Rotor để tạo ra lượng và không hề có chuyển động tịnh tiến. Một rotor sẽ nằm bên trong buồng đốt và chuyển động xoay tròn, động cơ wankel là một điển hình cho loại động cơ này.
2. Phân loại động cơ theo nhiên liệu sử dụng
Phân loại theo nhiên liệu sử dụng thì động cơ có thể phân loại là động cơ xăng, động cơ diesel và động cơ dùng khí đốt.
Động cơ xăng: Đây là động cơ sử dụng nhiên liệu đốt là xăng
Động cơ diesel: Đây là động cơ sử dụng nhiên liệu là dầu diesel
Động cơ khí đốt: Sử dụng khí đốt làm nhiên liệu cho động cơ.
3. Theo chu kỳ vận hành
Dựa theo chu kỳ vận hành thì ta có thể phân loại động cơ thành các loại sau:
Động cơ chu kỳ ô tô: Đây là loại động cơ hoạt động theo chu kỳ ô tô
Động cơ kỳ Diesel: Động cơ làm việc theo chu kỳ Diesel
Động cơ chu kỳ đôi hay chu kỳ semi-diesel: Đây là loại động cơ làm việc theo 2 chu kỳ diesel cũng như ô tô.
4. Số kỳ của động cơ
Dựa vào số kỳ của động cơ ta có thể phân loại động cơ theo:
Động cơ 4 kỳ: Đây là loại động cơ Piston sẽ di chuyển 4 lần trong đó có 2 lần đi lên (Từ ĐCD lên ĐCT) và 2 lần đi xuống (Từ ĐCT xuống ĐCD) trong chuyển động của một chu kỳ.
Động cơ 2 kỳ: Đây là loại động cơ sẽ di chuyển 2 lần trong đó có một lần từ ĐCD lên ĐCT và một lần từ ĐCT xuống ĐCD trong một chu kỳ hoạt động của động cơ.
5. Phân loại động cơ theo việc đốt cháy nhiên liệu
Đốt cháy nhiên liệu bằng tia lửa (S.I Động cơ): trong loại động cơ này sẽ có một chi tiết là bugi đánh lửa sẽ thực hiện nhiệm vụ này. Bugi đánh lửa sẽ tạo ra tia lửa điện sau khi nhiên liệu bị nén lại đốt cháy hỗn hợp hòa khí động cơ xăng sử dụng hình thức đánh lửa này.
Đốt cháy nhiên liệu bằng cách nén nhiên liệu ở áp suất cao: Đối với loại động cơ này thì không có bugi đánh lửa ở đầu xylanh mà thay vào đó để đốt cháy nhiên liệu bằng cách nén không khí ở áp suất cao để sinh ra nhiệt. Sau đó sẽ phun nhiên liệu vào. Động cơ Diesel sử dụng hình thức đánh lửa này.
6. Số lượng Xylanh
Động cơ xylanh đơn: Loại động cơ này gồm có 1 xylanh đơn thông thường thì loại động cơ này được sử dụng cho xe gắn máy.
Động cơ xylanh đôi: Động cơ này gồm 2 xylanh
Động cơ đa xylanh: Động cơ này gồm nhiều hơn 2 xylanh gọi là đa xylanh. Động cơ này có thể có 3, 4, 5, 6,… thậm chí là lên đến 16 xylanh.
7. Sắp xếp Xylanh
Động cơ thẳng đứng: Đây là loại động cơ xylanh được sắp xếp ở vị trí thẳng đứng
Động cơ ngang: Loại động cơ này vị trí của Xylanh là nằm ngang
Động cơ sắp xếp kiểu hướng vào tâm: Loại động cơ tịnh tiến loại động cơ đốt trong. Từ vị chính trung tâm là trục khuỷu các Xylanh sẽ sắp xếp kiểu kéo ra xung quanh vị trí tâm. Nhìn từ phía trước vào thì động cơ này có dạng hình ngôi sao, đây là loại động cơ sử dụng nhiều trong ngành hàng không.
Động cơ chữ V: Các Xylanh được sắp xếp theo hình chữ V, 2 xylanh này sẽ tạo với nhau một góc và việc bố trí này sẽ giúp cân bằng hơn và giảm rung chấn.
Loại động cơ chữ W: Các xylanh sẽ được bố trí tạo thành một dạng chữ V. Xylanh dạng chữ W sẽ có 12 Xylanh và 16 Xylanh.
Động cơ Pistin đối đỉnh: Động cơ này Xylanh sẽ nằm ở vị trí đối nhau. Piston và thanh truyền sẽ chuyển động đồng nhất với nhau. Nó sẽ hoạt động mượt hơn và cân bằng hơn. Kích thước của loại động cơ này sẽ to hơn do cách bố trí của nó.
8. Sắp xếp van (Xupap)
Tên gọi của các hình thức sắp xếp xupap dựa vào hình dạng, chính vì thế nên tên gọi của các dạng sắp xếp này sẽ là ‘L’, ‘I’, ‘F’ và ‘T’. Một cách dễ dàng nhất là chúng ta có thể nhớ là ‘LIFT’.
Dạng chữ L: Đây là loại động cơ mà xupap nạp và xupap xả được sắp xếp sát nhau và được điều khiển bởi cơ cấu cam. Xylanh và buồng đốt và luồng khí dạng chữ L.
Dạng chữ I: Loại này sắp xếp khá đơn giản với xupap nạp và xả nằm trên đầu của xylanh. Loại bố trí xupap này được sử dụng nhiều trong động cơ xe gắn máy.
Dạng chữ F: Cách bố trí như thế này được xem như sự tổng hợp giữa dạng I và dạng L với mộ xupap nạp nằm trên đầu và xupap xả nằm ở khối Xylanh. Và tất nhiên cặp Xupap này cũng được vận hành bởi cơ cấu cam.
Dạng chữ T: Xupap nạp và xupap xả nằm ở 2 bên của Xylanh. có 2 cơ cấu cam để vận hành 2 xylanh này.
9. Cơ chế làm mát
Làm mát bằng không khí: Loại động cơ làm mát bằng không khí sẽ sử dụng không khí từ bên ngoài môi trường để tản nhiệt cho động cơ. Việc thiết kế động cơ phải làm sao để không khí có thể luồng được vào trong các khe của động cơ để tản nhiệt. Ví dụ: động cơ xe gắn máy sử dụng hình thức tản nhiệt như thế này.
Làm mát bằng nước: Sử dụng nước để giúp làm mát máy. Hình thức tản nhiệt như thế này được sử dụng trong phương tiện gian thông có kích thước lớn như: xe tải, xe hơi, xe bus,…
