Đã bao giờ bạn đặt câu hỏi rằng: “Tại sao với động cơ có dung tích xi lanh càng lớn thì người ta lại càng làm nhiều xy lanh, trong khi với động cơ xe máy thường chỉ dùng 1 hoặc 2 xi lanh không?” Và điều gì sẽ xảy ra nếu như sản xuất một động cơ 2.0 lít chỉ sử dụng một xi-lanh?
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu câu trả lời thông qua bài viết dưới đây nhé.
Trước tiên chúng ta cùng nhau tìm hiểu ưu, nhược điểm của động cơ sử dụng một xi lanh là gì:
Ưu điểm của động cơ một xi-lanh:
- Một động cơ xi-lanh đơn có chi phí sản xuất ít hơn vì nó có ít linh kiện hơn (chỉ một piston, một thanh truyền và thường chỉ có 2 xu- pap.)
- Chiều dài của trục khuỷu cũng ngắn hơn, vì vậy kết cấu cũng đơn giản hơn.
- Thiết kế và sản xuất các cửa hút, cử xả cũng đơn giản hơn
- Bảo trì sửa chữa động cơ 1 xi-lanh cũng đơn giản, dễ dàng hơn
Nhược điểm của động cơ một xi-lanh:
- Động cơ xi lanh đơn rất khó để cân bằng. Động cơ càng lớn và tốc độ quay càng nhanh (Các lực quán tính, lực ngang càng lớn) thì càng khó để cân bằng.
- Trong một động cơ đốt trong 4 kỳ, thì mỗi động cơ xi-lanh đơn thì chỉ có một kỳ duy nhất sinh công (chiếm khoảng 25% thời gian), các kỳ còn lại là các kỳ không sinh công. Vì vậy, để cân bằng tốc độ quay của trục khuỷu được đồng đều thì đòi hỏi phải có một bánh đà tương đối lớn để dự trữ năng lượng quán tính đó trong 75% thời gian còn lại.
- Với một động cơ có dung tích buồng đốt lớn. Đồng nghĩa với việc phải có một piston lớn hơn và khối lượng nặng hơn. Điều đó rất khó để đạt được tốc độ cao.
- Bên cạnh đó, khi tốc độ động cơ lên cao, việc luân chuyển các dòng khí nạp và xả là rất khó khăn, do khối lượng không khí lớn, trong khi chỉ có một đường nạp và xả duy nhất. Sức cản trên đường ống nạp và xả lúc này rất lớn.
Từ việc phân tích ưu nhược điểm của động cơ một xi-lanh, có lẽ chúng ta cũng đã có câu trả lời cho riêng mình. Tuy nhiên, chúng ta cùng xem, với động cơ nhiều xi- lanh thì sao nhé.
Ưu điểm của động cơ nhiều xi-lanh:
- Đầu tiên phải kể đến đó là khả năng cân bằng của động cơ tốt hơn. Việc sử dụng nhiều xi-lanh, khối lượng từng piston được giảm xuống đáng kể, điều này làm cho các lực quán tính nhỏ hơn, giúp cho khả năng cân bằng tốt hơn. Thêm vào đó, tốc độ động cơ cũng được nâng lên do khối lượng piston nhẹ hơn.
- Sử dụng nhiều xi lanh, quá trình sinh công cũng được chia đều khiến cho tốc độ quay của trục khuỷu cũng đều hơn, bánh đà không cần làm lớn như động cơ một xi lanh nữa.
- Với việc trang bị nhiều xi-lanh, các đường ống nạp, xả cũng được thiết kế nhiều hơn, làm giảm lực cản trên đường ống. Giúp quá trình nạp, xả khí tốt hơn, điều này làm động cơ đạt công suất lớn hơn.
Nhược điểm của động cơ nhiều xi-lanh:
- Vì có nhiều xi lanh nên khó khăn hơn trong việc sản xuất, chi phí cũng cao hơn.
- Chi phí bảo trì, sửa chữa cũng tăng lên.
Nói chung, việc bố trí một hay nhiều piston phụ thuộc vào dung tích xi-lanh, sức mạnh, công suất động cơ mà nhà sản xuất hướng đến. Điều này có thể thay đổi theo thời gian hoặc công nghệ, nhưng dưới đây là một bảng về việc phân bố giữa công suất và số xi-lanh tương ứng.
· Ít hơn 10 mã lực: một xi-lanh
· 10- 30 mã lực: hai xi-lanh
· 30- 100 hp: ba xi-lanh
· 100- 300 hp: bốn xi-lanh
· 300- 400 mã lực: sáu xi-lanh
· 400- 700 mã lực: tám xi lanh
· Hơn 700 mã lực: mười hai xi-lanh
Trên đây là bài phân tích và cũng là đáp án cho câu hỏi ở trên. Các bạn cùng thảo luận về chủ đề này và bổ sung thêm ý kiến của mình ở bên dưới nhé.
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu câu trả lời thông qua bài viết dưới đây nhé.
Trước tiên chúng ta cùng nhau tìm hiểu ưu, nhược điểm của động cơ sử dụng một xi lanh là gì:
Ưu điểm của động cơ một xi-lanh:
- Một động cơ xi-lanh đơn có chi phí sản xuất ít hơn vì nó có ít linh kiện hơn (chỉ một piston, một thanh truyền và thường chỉ có 2 xu- pap.)
- Chiều dài của trục khuỷu cũng ngắn hơn, vì vậy kết cấu cũng đơn giản hơn.
- Thiết kế và sản xuất các cửa hút, cử xả cũng đơn giản hơn
- Bảo trì sửa chữa động cơ 1 xi-lanh cũng đơn giản, dễ dàng hơn
Nhược điểm của động cơ một xi-lanh:
- Động cơ xi lanh đơn rất khó để cân bằng. Động cơ càng lớn và tốc độ quay càng nhanh (Các lực quán tính, lực ngang càng lớn) thì càng khó để cân bằng.
- Trong một động cơ đốt trong 4 kỳ, thì mỗi động cơ xi-lanh đơn thì chỉ có một kỳ duy nhất sinh công (chiếm khoảng 25% thời gian), các kỳ còn lại là các kỳ không sinh công. Vì vậy, để cân bằng tốc độ quay của trục khuỷu được đồng đều thì đòi hỏi phải có một bánh đà tương đối lớn để dự trữ năng lượng quán tính đó trong 75% thời gian còn lại.
- Với một động cơ có dung tích buồng đốt lớn. Đồng nghĩa với việc phải có một piston lớn hơn và khối lượng nặng hơn. Điều đó rất khó để đạt được tốc độ cao.
- Bên cạnh đó, khi tốc độ động cơ lên cao, việc luân chuyển các dòng khí nạp và xả là rất khó khăn, do khối lượng không khí lớn, trong khi chỉ có một đường nạp và xả duy nhất. Sức cản trên đường ống nạp và xả lúc này rất lớn.
Từ việc phân tích ưu nhược điểm của động cơ một xi-lanh, có lẽ chúng ta cũng đã có câu trả lời cho riêng mình. Tuy nhiên, chúng ta cùng xem, với động cơ nhiều xi- lanh thì sao nhé.
Ưu điểm của động cơ nhiều xi-lanh:
- Đầu tiên phải kể đến đó là khả năng cân bằng của động cơ tốt hơn. Việc sử dụng nhiều xi-lanh, khối lượng từng piston được giảm xuống đáng kể, điều này làm cho các lực quán tính nhỏ hơn, giúp cho khả năng cân bằng tốt hơn. Thêm vào đó, tốc độ động cơ cũng được nâng lên do khối lượng piston nhẹ hơn.
- Sử dụng nhiều xi lanh, quá trình sinh công cũng được chia đều khiến cho tốc độ quay của trục khuỷu cũng đều hơn, bánh đà không cần làm lớn như động cơ một xi lanh nữa.
- Với việc trang bị nhiều xi-lanh, các đường ống nạp, xả cũng được thiết kế nhiều hơn, làm giảm lực cản trên đường ống. Giúp quá trình nạp, xả khí tốt hơn, điều này làm động cơ đạt công suất lớn hơn.
Nhược điểm của động cơ nhiều xi-lanh:
- Vì có nhiều xi lanh nên khó khăn hơn trong việc sản xuất, chi phí cũng cao hơn.
- Chi phí bảo trì, sửa chữa cũng tăng lên.
Nói chung, việc bố trí một hay nhiều piston phụ thuộc vào dung tích xi-lanh, sức mạnh, công suất động cơ mà nhà sản xuất hướng đến. Điều này có thể thay đổi theo thời gian hoặc công nghệ, nhưng dưới đây là một bảng về việc phân bố giữa công suất và số xi-lanh tương ứng.
· Ít hơn 10 mã lực: một xi-lanh
· 10- 30 mã lực: hai xi-lanh
· 30- 100 hp: ba xi-lanh
· 100- 300 hp: bốn xi-lanh
· 300- 400 mã lực: sáu xi-lanh
· 400- 700 mã lực: tám xi lanh
· Hơn 700 mã lực: mười hai xi-lanh
Trên đây là bài phân tích và cũng là đáp án cho câu hỏi ở trên. Các bạn cùng thảo luận về chủ đề này và bổ sung thêm ý kiến của mình ở bên dưới nhé.
Giang Nguyễn
Tham khảo thêm các bài viết dưới đây:
