Các kiểu thiết kế động cơ ô tô

Nhohavan
Bình luận: 6Lượt xem: 7,525

Nhohavan

Tài xế O-H
dong co phang boxer.jpg
Chắc hẳn các bạn cũng đã biết có 2 loại động cơ chính trên xe ô tô là loại động cơ có xy lanh thẳng hàng và loại động cơ có xy lanh đặt theo hình chữ V. Hãy cùng tìm hiểu các thiết kế động cơ khác nhau cùng ưu nhược điểm của chúng nhé.

Động cơ có xy lanh đặt thẳng hàng hay động cơ thẳng hàng
Là thiết kế động cơ phổ biến nhất trên thị trường với các xy lanh đặt đứng và thẳng hàng.

xy lanh thang hang 1.jpg

Động cơ 4 xy lanh thẳng hàng
Ưu điểm:

Có cấu cơ khí đơn giản nhất trong các loại động cơ và vì vậy có chi phí sản xuất thấp nhất. Điều này lý giải vì sao chúng được sử dụng nhiều nhất trên các dòng xe hơi phổ thông.
Tiết kiệm nhiên liệu hơn thiết kế kiểu V
Dài hơn động cơ hình chữ V nhưng lại hẹp hơn vì vậy chúng thường được đặt ngang để giảm thiểu tối đa chiều dài của khoang động cơ giúp mở rộng tối đa kích thước khoang hành khách.

Nhược điểm:

Việc các xy lanh đặt thẳng hàng làm loại động cơ này có chiều dài đáng kể. Đối với thiết kế 4 xy lanh thẳng hàng, các lực sinh ra bởi chuyển động lên xuống của piston tác động không đều lên trục khuỷu và làm động cơ bị rung lắc. Thông thường ở loại động cơ này cần thêm 1 hệ thống trục cân bằng để triệt tiêu rung lắc (gồm 1 trục quay gắn thêm một quả tạ, dẫn động ngược với trục khuỷu nhờ bánh răng và giúp làm đối trọng cho trục khuỷu)

truc can bang.jpg

Trục cân bằng và trục khuỷu động cơ
Động cơ có xy lanh đặt phẳng hay động cơ phẳng
Loại động cơ này có xy lanh đặt nằm ngang trên 1 mặt phẳng, piston vì vậy sẽ chỉ chuyển động ngang thay vì theo chiều dọc. Một nửa số piston sẽ chuyển động theo 1 hướng và nửa còn lại theo hướng ngược lại. Động cơ dạng phẳng nhìn chung có 2 loại: Loại Boxer và loại động cơ hình chữ V góc mở 180°.
flat6.gif

Động cơ dạng phẳng 6 xy lanh, tương đương với 1 động cơ V có góc mở 180°
boxer.gif

Và đây là 1 động cơ Boxer. Điểm khác biệt so với động cơ phẳng dạng V 180° là vị trí các điểm nối giữa tay dên và trục khuỷu. Loại động cơ Boxer chủ yếu được sử dụng trên các dòng xe của Subaru và Porsche. Ngoài ra trên thị trường rất ít khi bắt gặp động cơ này.
v-engine_and_boxer.gif

Sự khác biệt trong quá trình chuyển động piston giữa 2 loại động cơ phẳng. Boxer phía trên và V 180 phía
dưới


porsche-boxer_0.gif
Động cơ Boxer trên 1 chiếc Porsche Boxster, tại sao không phải là Porsche "Boxer" nhỉ?
Ưu điểm:

Do thiết kế phẳng nên động cơ có chiều cao thấp và vì vậy khi lắp vào khoang máy kéo tâm trọng lực của xe xuống thấp. Điều này sẽ giúp xe đầm và ổn định hơn. Bên cạnh đó, các xy lanh được bố trí đều sang 2 bên cũng như chuyển động theo các hướng ngược chiều nhau giúp phân bố trọng lực đều hơn và vì vậy xe ít bị rung lắc hơn so với kiểu động cơ có xy lanh đứng thẳng hàng.

Nhược điểm:

Kiểu động cơ phẳng phần lớn chỉ được sử dụng trên các dòng xe Subaru và Porsche nên hiếm khi người thợ có cơ hội tiếp xúc với loại động cơ này. Hậu quả là giá thành sửa chữa tại hãng cao. (mặc dù quảng cáo khá rầm rộ nhưng số lượng xe Subaru bán ra trên thị trường Việt Nam thật ra là rất ít, thậm chí còn ít hơn cả xe Porsche)

Động cơ có xy lanh xếp theo hình chữ V hay động cơ V
moteur_v.gif

Loại động cơ này chia thành 2 hàng xy lanh đặt đối diện nhau hình chữ V thay vì các xy lanh thẳng hàng
v6.gif

Động cơ V6 = 6 xy lanh xếp thành 2 hàng hình chữ V, mỗi hàng 3 xy lanh
v_2.jpg

Khác với động cơ thẳng hàng, cấu trúc hình V phức tạp hơn vì nó gần như tương đương với 2 động cơ thẳng hàng, cụ thể là các bộ phận phải nhân đôi như 2 nắp quy lát, 4 trục cam, ...(riêng trục khuỷu sử dụng chung). Bên cạnh đó, việc đồng bộ chuyển động của piston với trục khuỷu cũng phức tạp hơn so với 4 xy lanh thẳng hàng.
Ưu điểm:

Bên cạnh cấu trúc vuông vắn hơn động cơ thẳng hàng giúp hạn chế tối đa lực ly tâm khi xe vào cua ở tốc độ cao, thiết kế hình V cho phép trọng lực được phân bố đều sang 2 bên vì vậy giảm thiểu tối đa các rung lắc gây ra trong quá trình chuyển động của piston. Cấu tạo góc mở của thiết kế hình V càng lớn thì trọng tâm của động cơ càng thấp, tương tự như trường hợp của động cơ phẳng khi góc mở đạt tối đa 180 độ đem lại độ ổn định tối đa cho xe. Ngoài ra, do kết nối với ít xy lanh hơn, trục khuỷu động cơ V cũng ngắn hơn so với động cơ thẳng hàng khiến chúng chắc chắn hơn và không cần đến hệ thống trục cân bằng để triệt tiêu rung lắc như trường hơn phía trên.

Nhược điểm:

Do phải nhân đôi các bộ phận và có cấu tạo phức tạp hơn động cơ thẳng hàng nên động cơ V đắt hơn cả về chi phí sản xuất lẫn chi phí bảo dưỡng.
Tiêu hao nhiên liệu thường nhiều hơn.
Rộng hơn động cơ thẳng hàng.

camry_v6_2007.jpg

Không chỉ nhằm tăng thêm vẻ "sang trọng" của xe chạy bằng động cơ V, cấu trúc 2 dãy xy lanh phải cần đến 2 đường ống xả riêng biệt
Động cơ V có góc mở nhỏ hay động cơ VR
Đây là 1 dạng động cơ V có góc mở nhỏ khoảng 15 độ nhằm giảm thiểu tối đa kích thước của động cơ. Ưu điểm của loại động cơ này là chỉ sử dụng 1 nắp quy lát như động cơ thẳng hàng nhưng lại ngắn hơn vì vẫn có cấu trúc 2 hàng xy lanh của động cơ V. VR6 (6 xy lanh) là mẫu động cơ VR được ứng dụng khá rộng rãi của Volkswagen.
dong-co-vr.jpg

VR chỉ có 1 nắp quy lát
2011-volkswagen-touareg-v6_0.jpg

Động cơ VR6 3.6 V6 FSI lắp dọc trên 1 chiếc Volkswagen Toureg. Hãy tưởng tượng đầu xe sẽ dài đến đâu nếu là 1 động cơ 6 xy lanh thẳng hàng
Động cơ W hay động cơ V kép
Loại động cơ này tương đương với 2 động cơ V đặt cạnh nhau. Tiêu biểu là động cơ W12 với 12 xy lanh của Audi được lắp trên chiếc A8. Cấu trúc W đơn giản chỉ là cách sắp xếp càng nhiều xy lanh càng tốt và giảm thiểu tối đa kích thước động cơ.
dong-co-w.jpg

Động cơ W12
w12.jpg

W theo nghĩa 2 chữ V đặt cạnh nhau ( W = V + V ) chứ không chính xác là xy lanh đặt theo hình chữ W
audi_a8_w12.jpg

1 chiếc Audi A8 L trang bị động cơ W12 tại Việt Nam
Động cơ quay Wankel
Loại động cơ này không dùng Piston lên xuống như động cơ ô tô thông thường, thay vào đó là buồng đốt hình oval và một rotor cánh quạt hình tam giác chuyển động xoay tròn trong nó. Hiện tại mẫu động cơ này thường được áp dụng trong các mẫu xe đua.
dong-co-quay.gif

Chắc chắn đây là loại động cơ độc đáo nhất, không hề có piston và xy lanh

Ưu điểm:

Có kích thước nhỏ và khối lượng nhẹ hơn so với các loại động cơ khác do số lượng các bộ phận ít hơn.
Động cơ cho khả năng tăng tốc rất nhanh vì vậy thường được lắp trên các dòng xe thể thao.
Do cấu trúc tròn nên trọng lực được phân bố đều khi quay, không hề có rung lắc, rất ít tiếng ồn.

Nhược điểm:

Động cơ cực kì hiếm nên chẳng ai biết sửa cả.
Tiêu thụ nhiên liệu cao.
Đặc điểm của loại động cơ này là đốt cả dầu trong buồng đốt vì vậy bạn phải thường xuyên châm thêm dầu. Bên cạnh đó, khí thải đen do đốt dầu gây ô nhiễm môi trường và sẽ chẳng thể đáp ứng được các điều.

mazda_rx8.jpg

Động cơ quay trên 1 chiếc RX-8 tại Việt Nam
Theo: thuxe

Bài viết liên quan:
CUOPXEOTOHUIĐộng cơ Wankel - Con voi trong thân hình chuột nhắt được Mazda hồi sinh?
DUAXEOTOHUISo Sánh Động Cơ Chữ I Và Chữ V
 

thaioto

Tài xế O-H
đang trong giờ làm nhưng ngồi đọc k sót chữ nào. " Có cấu cơ khí đơn giản nhất", 'sẽ chẳng thể đáp ứng được các điều".... sorry bác, e hay soi "sạn" chút, nhưng tài e quan tâm bài viết của bác. lâu giờ k để ý là có loại động cơ k xài xylanh, piston.(Động cơ cực kì hiếm nên chẳng ai biết sửa cả) nếu nó bị hư thì phải làm sao, như bác nói, ở VN cũng có chiếc RX8.
 

Bạn hãy đăng nhập hoặc đăng ký để phản hồi tại đây nhé.

Bên trên