Động cơ 4 kỳ: Chúng là gì và hoạt động như thế nào?

Động cơ 4 kỳ: Chúng là gì và hoạt động như thế nào?

[tintuc]

Từ xe máy, ô tô đến máy cắt cỏ và máy phát điện, động cơ 4 kỳ cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị khác nhau. Loại động cơ này sử dụng bốn hành trình piston riêng biệt để chạy hiệu quả.

Cho dù bạn hiện đang làm việc trong lĩnh vực này hay đang xem xét trở thành một kỹ thuật viên, điều quan trọng là phải hiểu chính xác cách thức hoạt động của quy trình này. Các kỹ thuật viên thường xuyên làm việc với nhiều loại động cơ khác nhau và biết được sự khác biệt của chúng là chìa khóa để thành công trong ngành.

Nếu bạn đang tự hỏi, "Động cơ bốn kỳ hay bốn thì là gì?" Thì hướng dẫn này là dành cho bạn. Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu tất cả về động cơ 4 kỳ và cách chúng hoạt động, cũng như chúng khác với động cơ 2 thì như thế nào?

{tocify} $title = {Mục lục}

Động cơ 4 kỳ là gì và động cơ 4 kỳ hoạt động như thế nào?

Động cơ 4 kỳ là một biến thể rất phổ biến của động cơ đốt trong. Hầu hết các loại xe sử dụng động cơ đốt trong hiện đại là 4 thì, chạy bằng nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel.

Trong quá trình hoạt động của động cơ, các piston trải qua 4 sự kiện để đạt được mỗi chu kỳ công suất. Định nghĩa của một sự kiện là một chuyển động lên hoặc xuống của piston. Sau khi hoàn thành 4 sự kiện, chu trình đã hoàn tất và sẵn sàng bắt đầu lại.

Động cơ 4 chu kỳ mang lại sự cân bằng tốt về công suất, độ tin cậy và hiệu quả. Khi nói đến khí thải, 4 kỳ phân tách từng sự kiện một cách cơ học, giúp giảm lượng nhiên liệu chưa đốt cháy. Nó cũng tách dầu khỏi nhiên liệu, giúp giảm đáng kể lượng khí thải carbon monoxide. Sự kết hợp của những đặc điểm đáng mơ ước này đã giúp xe 4 thì trở thành chiếc xe đáng tiền ngày nay.

Các bước hoạt động của động cơ 4 kỳ như thế nào?

Để cung cấp năng lượng hiệu quả cho thiết bị, động cơ 4 kỳ hoàn thành và lặp lại các bước sau:

1. Kỳ nạp

- Piston di chuyển xuống lỗ khoan hình trụ từ tâm trên cùng (TDC) đến tâm chết dưới (BDC).

- Van nạp mở, van xả đóng.

- Chuyển động piston đi xuống tạo ra chân không (áp suất không khí âm) hút hỗn hợp không khí và nhiên liệu đó vào động cơ qua van nạp mở.

2. Đột quỵ nén

- Piston di chuyển lên lỗ khoan hình trụ từ tâm điểm chết dưới lên tâm điểm chết trên

- Cả van nạp và van xả đều đóng

- Chuyển động piston hướng lên nén hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong buồng đốt

3. Sức mạnh của cú đánh lửa

- Vào cuối hành trình nén (trước), bugi đánh lửa và đốt cháy hỗn hợp khí nén và nhiên liệu. Quá trình đánh lửa và nổ này buộc piston lùi xuống lỗ khoan xylanh và làm quay trục khuỷu, đẩy xe về phía trước.

- Piston di chuyển xuống lỗ khoan hình trụ từ tâm trên xuống tâm chết dưới

- Cả van nạp và van xả đều đóng

4. Xả khí thải

- Piston di chuyển lên lỗ khoan hình trụ từ tâm chết dưới lên tâm chết trên. Động lượng gây ra bởi hành trình công suất là động lượng tiếp tục chuyển động của trục khuỷu và 3 hành trình khác liên tiếp.

- Van nạp bị đóng, van xả mở

- Hành trình cuối cùng này buộc các khí xả ra khỏi xi lanh. Hiện chu trình đã hoàn thành và piston đã sẵn sàng để bắt đầu hành trình nạp.

Sơ đồ dưới đây trình bày trực quan về cách thức hoạt động của quy trình này:

Các bước hoạt động của động cơ 4 kỳ

Hành trình nạp: Van nạp (trên đỉnh bên trái của mỗi hình ảnh) được mở và khi piston đi xuống, hút này kéo hỗn hợp không khí và nhiên liệu vào xi-lanh.

Hành trình nén: Cả hai van đều đóng và piston nén nhiên liệu không khí thành một thể tích nhỏ hơn nhiều, chuẩn bị cho hỗn hợp đánh lửa.

Hành trình công suất: Khi cả hai van đóng, bugi - nằm trong hình giữa van nạp và van xả sẽ phát hỏa, đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu. Vụ nổ tạo ra lực đẩy pít-tông đi xuống và làm quay trục khuỷu, từ đó đẩy xe.

Hành trình xả: Van xả (ở trên cùng bên phải của mỗi hình ảnh) hiện đang mở, cho phép piston đẩy khí xả đã tiêu ra khỏi động cơ khi nó bốc lên. 4 kỳ (1 chu kỳ động cơ) hiện đã hoàn tất và quá trình này lặp lại.

Van nạp và van xả ở động cơ 4 kỳ hoạt động như thế nào?

Không khí và nhiên liệu đi vào xi lanh qua van nạp và khí thải đã qua sử dụng thoát ra ngoài qua van xả. Sử dụng van là một trong những đặc điểm khác biệt chính của động cơ 4 kỳ so với động cơ 2 kỳ. Tổng số van trên mỗi xi-lanh sẽ khác nhau dựa trên thiết kế động cơ (2, 3, 4, 5) nhưng mỗi van chỉ có thể là một cửa nạp hoặc một ống xả.

Các van đóng mở tại các thời điểm xác định trước liên quan đến piston, cho phép tạo ra năng lượng đáng tin cậy và hiệu quả. Các cấu hình của động cơ và hệ thống van khác nhau, nhưng mục tiêu vẫn nhất quán - trục cam được định giờ chính xác với trục khuỷu và chúng làm việc cùng nhau để quản lý hoạt động cơ học của động cơ.

Trong tác động của van thanh đẩy, bánh răng trục cam được dẫn động ra khỏi trục khuỷu:

Trong tác động của van thanh đẩy, bánh răng trục cam được dẫn động ra khỏi trục khuỷu

Trong tác động của van trực tiếp, trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua xích định thời gian hoặc dây đai, còn được gọi là động cơ cam trên:

Động cơ cam trên

Trong khi trục khuỷu động cơ điều khiển chuyển động lên xuống của piston bên trong xi lanh thì trục cam có nhiệm vụ đóng mở các van.

Các loại động cơ khác

Động cơ 2 thì cũng khá phổ biến, tuy nhiên chúng không cung cấp năng lượng cho ô tô hoặc xe tải nhẹ. Động cơ 2 thì được tìm thấy trên các động cơ nhỏ, chẳng hạn như xe đạp đất, máy cưa, động cơ thủy ngoài trời, thiết bị chăm sóc bãi cỏ, xe tay ga và xe gắn máy, v.v. Động cơ 2 thì vẫn là động cơ xăng đốt trong nhưng chúng khác động cơ 4 thì ở thiết kế. Thông tin thêm về động cơ 2 thì bên dưới.

Động cơ diesel là loại động cơ 4 thì, nhưng chúng khác với động cơ chạy bằng xăng ở phương pháp đốt cháy. Động cơ diesel dựa vào tỷ số nén rất cao để đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu hơn là bugi. Thông tin thêm về hoạt động của động cơ diesel sẽ tiếp theo trong một bài đăng trên blog riêng biệt.

Sự khác biệt giữa động cơ 2 thì và 4 thì

Động cơ 2 thì khác với 4 thì ở ba điểm chính:

- Động cơ 2 thì không sử dụng van

- Chúng đốt cháy dầu bôi trơn trong hỗn hợp của không khí và nhiên liệu.

- Một xung công suất cho mỗi 2 lần hoạt động của động cơ (so với 1 xung công suất cho mỗi 4 lần hoạt động như chúng ta thấy ở động cơ 4 thì).

1. Cổng, không phải van

Dòng chảy 2 thì không khí, nhiên liệu và khí thải qua động cơ mà không cần sử dụng van. Đúng hơn, nó sử dụng các cổng. Hai cú đánh cũng tận dụng khoảng trời bên dưới piston. Mỗi hành trình của piston đều tạo áp suất và tác động lên 2 khoang đồng thời.

Quá trình nạp cà xả động cơ 2 thì

Sơ đồ trên chứng tỏ động cơ 2 thì tận dụng không gian bên trên và bên dưới piston như thế nào. Việc sử dụng các cổng được gia công với chính vỏ động cơ cho phép 2 hành trình để tránh sử dụng van.

Ngoài ra, không cần trục cam để mở hoặc đóng van - ít bộ phận hơn có nghĩa là động cơ 2 thì nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn so với động cơ 4 thì.

2. Trộn dầu vào khí

Trộn dầu vào khí có thể là một quá trình thủ công trong đó người vận hành trộn một cách vật lý cả hai thành phần trong một lon khí hoặc một quá trình tự động sử dụng hệ thống phun dầu. Dù thế nào đi nữa, động cơ 2 thì cũng đốt cháy dầu để bôi trơn các bộ phận chuyển động.

3. Tăng sức mạnh gấp đôi thường xuyên

Đặc điểm khác biệt chính cuối cùng của động cơ 2 thì là khả năng hoàn thành mỗi chu kỳ động cơ và có xung công suất thường xuyên gấp đôi so với 4 thì. Độ dịch chuyển tương tự 2 gậy có thể mạnh hơn gần gấp đôi so với các đối tác 4 thì của chúng.

Nhược điểm 2 cú đánh

Nếu 2 cú đánh nhẹ hơn, nhỏ hơn và mạnh hơn 4 cú đánh, tại sao chúng không phổ biến hơn? 2 cú đánh có một số nhược điểm riêng biệt, bao gồm:

- Ồn hơn và dễ bị rung hơn

- Ô nhiễm khí thải nhiều hơn đáng kể

- Dầu 2 thì tốn kém để mua và việc pha trộn theo tỷ lệ chính xác có thể là một thách thức.

Kết luận

Động cơ 4 chu kỳ mang lại sự cân bằng tốt về công suất, độ tin cậy và hiệu quả. Do đó nó hiện tại là loại động cơ sử dụng phố biến hiện nay. Thông qua bài biết, chúng tôi mong răng có thể giúp các bạn kỹ thuật viên có được kiến ​​thức và kinh nghiệm, để có thể khắc phục tình trạng này một cách nhanh chóng và hiệu quả cho khách hàng của mình.

Nguồn: www.uti.edu

[/tintuc]