Động cơ đốt trong là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Động cơ đốt trong là cụm từ quen thuộc mà nhiều người thường nhắc đến bên cạnh động cơ điện khi nói về động cơ chạy của ô tô, tàu hỏa, máy phát điện, máy bay… Vậy động cơ đốt trong là gì? ? Lịch sử phát triển là gì? Làm thế nào nó hoạt động?

Cùng AutoDetailing.vn tìm hiểu sâu hơn về động cơ đốt trong qua bài viết dưới đây nhé!

Động cơ đốt trong là gì?

Động cơ đốt trong (Internal combustion engine -viết tắt: ICE) là động cơ nhiệt vì trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, động cơ sinh nhiệt và sinh công cơ học. Vị trí xi lanh (buồng công tác) của động cơ là nơi động cơ đốt trong tận dụng dòng chảy để tạo ra công suất làm việc.

Động cơ đốt trong sẽ tác động trực tiếp lên các bộ phận của động cơ như cánh quạt và cánh tuabin, piston hay vòi phun,… do có sự hỗ trợ của quá trình giãn nở khí ở nhiệt độ cao, cộng hưởng với áp suất cao trong quá trình cháy, và lực này giúp chuyển hóa năng lượng thành công cơ học để dịch chuyển vật thể trên quãng đường nhất định. 

Lịch sử hình thành động cơ đốt trong 

Động cơ đốt trong được ra đời cách đây hơn 2 thế kỷ, trải qua quá trình phát triển và nghiên cứu, các nhà khoa học và kỹ sư đã không ngừng ứng dụng, cải tiến để nâng cao tính năng, mang đến những động cơ hiện đại, đáp ứng nhu cầu người dùng.

Cấu tạo của động cơ đốt trong 

Cơ cấu trục khủy thanh truyền: 

• Piston: Cùng với xilanh, vỏ động cơ tạo thành không gian vận hành,  nhận lực đẩy của khí cháy rồi truyền lực cho trục khuỷu sinh công và nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình nạp, nén, thải,  cháy – giãn nở.
• Thanh truyền (tay biên): Truyền lực giữa piston và trục khuỷu.
• Trục khuỷu: Nhận lực từ thanh truyền tạo ra mômen quay để kéo máy hoạt động, nhận năng lượng từ bánh đà và truyền đến piston để thực hiện  quá trình hút- nén- xả. Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí, lực quán tính và lực ly tâm.

Cơ cấu phân phối khí: Đóng mở các cổng nạp/xả đúng lúc để động cơ thực hiện quá trình nạp khí mới vào xilanh và xả khí đã cháy trong xilanh ra ngoài.

Hệ thống bôi trơn: Đưa dầu bôi trơn lên trên bề mặt ma sát các chi tiết được hoạt động và kéo dài tuổi thọ chi tiết. 

Hệ thống làm mát: Có nhiệm vụ giữ cho nhiệt độ những chi tiết trong động cơ không vượt quá mức giới hạn cho phép khi động cơ đang hoạt động. 

Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí: Cung cấp hòa khí sạch đi vào xi lanh động cơ. Tỉ lệ và lượng hòa khí phải phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. 

Hệ thống khởi động: Có nhiệm vụ làm quay trục khuỷu của động cơ đến 1 tốc độ nhất định để khối động cơ tự động nổ máy. 

Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong

Chu trình làm việc của các loại động cơ đốt trong hiện nay thường hoạt động theo nguyên tắc tuần hoàn với 4 bước làm việc: nạp – nén- nổ- xả.

Quá trình nạp và xả là quá trình được sử dụng để bổ sung khí mới, trong khi quá trình nén và nổ sẽ tạo ra công bằng cách đốt cháy nhiên liệu và khí. 

Động cơ đốt trong hoạt động dựa trên nguyên lý đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong xilanh để sinh nhiệt, khi xilanh đạt nhiệt độ cao nhất định, khí sẽ nở ra, từ đó tạo ra áp suất, tác động đến piston, hỗ trợ lực đẩy piston chuyển động.

Phân loại động cơ đốt trong 

Ứng dụng của động cơ đốt trong 

Động cơ đốt trong dùng cho tàu thủy 

• Tàu thủy thường được trang bị động cơ đốt trong với nhiều xi lanh từ 30-45 xi lanh để phục vụ cho quá trình vận hành.
• Động cơ -> Ly hợp -> Hộp số -> Hệ trục -> Chân vịt 
• Động cơ trên tàu được làm mát cưỡng bức bằng nước. 
• Mặc dù trên tàu thủy chuyển động có quán tính lớn nhưng thường chuyển động không có hệ thống phanh, vì vậy khi có sự cố giảm tốc đột ngột, chân vịt sẽ hỗ trợ để thay đổi chiều quay từ đó đổi chiều quay của động cơ. 

Động cơ đốt trong dùng cho máy phát hiện 

• Động cơ đốt trong của máy phát điện thường dùng trong những gia đình ở khu vực vùng sâu vùng da, địa điểm cho có điện lưới quốc gia. 
• Có bộ điều tốc để giữ tốc độ quay của động cơ được ổn định.
• Động cơ đốt trong dùng cho máy phát điện  là động cơ có tốc độ quay phù hợp với tốc độ quay của máy phát sáng, sử dụng nhiên liệu diezen và xăng. 

Động cơ đốt trong dùng cho xe ô tô 

• Động cơ đốt trong dùng trong kết cấu ô tô để vận hành và di chuyển trên đường dài, một số chi tiết sẽ thực hiện việc đốt cháy nhiên liệu điện, dầu để xe vận hành, được thiết kế bắt đầu từ khi ô tô ra đời. 
• Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong trên xe ô tô: Động cơ -> Ly hợp ->  Ly hợp -> Hộp số -> Truyền lực các đăng -> Truyền lực chính và bộ vi sai -> Bánh xe chủ động. 

Vậy là chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu chủ đề động cơ đốt trong là gì. Động cơ đốt trong là động cơ sử dụng hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt (xilanh) để đốt cháy tạo ra nhiều áp suất, đẩy pít-tông chuyển động qua lại, sinh công.

Động cơ đốt trong là một trong những loại động cơ được sử dụng rộng rãi. Chúng có ưu điểm là độ bền cao, hoạt động ổn định và liên tục. Mỗi loại động cơ đốt trong đều có cấu tạo và thiết kế riêng.

Lời kết

Trên đây là một số thông tin về động cơ đột trong, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của sản phẩm vào thực tế đời sống. Hi vọng bài đọc tại AutoDetailing.vn mang lại những thông tin hữu ích cho bạn đọc.

Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua:

• • • Facebook: https://fb/autodetailing.vn
    • Youtube:https://bit.ly/3Hc93rk