(News.oto-hui.com) – Trong nền công nghiệp ô tô hiện nay, người dùng đã quá quen thuộc với động cơ thẳng hàng nhưng động cơ boxer lại ít được nghe tới. Vậy động cơ thẳng hàng và động cơ boxer có gì khác nhau? Cùng tìm hiểu ở bài viết dưới đây.
I. Cấu tạo và ứng dụng của động cơ thẳng hàng?
Động cơ thẳng hàng (chữ I) là một kiểu thiết kế động cơ đơn giản, các xi lanh của động cơ được bố trí trên một đường thẳng, như được minh họa trong hình. Bởi vì tất cả các xi lanh đều nằm trên một đường thẳng, nên mới gọi là ‘Động cơ thẳng hàng’.
Động cơ thẳng hàng có thể có hai, ba, bốn, năm, sáu hoặc tám xi lanh. Việc đặt tên xe thường được ký hiệu bằng I4 hoặc L4 (4 xylanh thẳng hàng). Động cơ chữ I thường được sử dụng trong ô tô, xe thương mại nhỏ, vừa, lớn, máy móc hạng nặng và dùng trong hàng hải.
II. Cấu tạo và ứng dụng của động cơ Boxer:
Động cơ Boxer là loại động cơ quay ngang phổ biến nhất, nó là động cơ đốt trong với các xi lanh đặt đối diện ở mỗi bên với trục khuỷu quay ở giữa. Khi các xi lanh được bố trí theo cách này, các piston ngược chiều sẽ di chuyển vào trong và ra ngoài cùng lúc. Kể từ năm 1897, Volkswagen và Subaru đã sử dụng động cơ Boxer 4 xylanh trên ô tô. Nó cũng đã được sử dụng trong xe máy và máy bay.
III. Động cơ thẳng hàng vs Động cơ Boxer:
Cả hai cách bố trí đặt nằm ngang và thẳng hàng đều dựa trên nguyên lý động cơ đốt trong, nhưng sự khác biệt về thiết kế dẫn đến ưu và nhược điểm cho từng loại. Ở đây chúng ta có các vấn đề chính khi so sánh hai động cơ này. Đó là: Độ phức tạp, Bảo dưỡng, Chi phí, Độ tin cậy, Kích thước, Trọng tâm và Cân bằng động. Chúng ta sẽ thảo luận để chọn ra xem động cơ nào tốt hơn trong từng khía cạnh và cách bố trí nào là tốt nhất.
1. So sánh độ phức tạp của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Trong động cơ thẳng hàng thì các xylanh đều nằm cùng một phía và cũng chỉ cần một nắp máy. Những bộ phận chi tiết cần được đúc khối thì đơn giản và dễ tạo hình. Hơn nữa, loại động cơ OHC chỉ yêu cầu một hoặc hai trục cam. Do đó cũng chỉ có một miếng ron đệm giữa nắp máy và thân máy. Hệ thống nạp và xả đơn giản hơn đáng kể.
Một động cơ nằm ngang cần có hai đầu nắp máy và thêm rất nhiều cam, hai ống xả và một hệ thống ống nạp phức tạp. Thân xylanh phức tạp hơn nhiều so với động cơ đặt thẳng hàng và nó không thể được chế tạo bằng việc đúc khối nguyên chiếc. Do đó, cấu tạo của động cơ nằm ngang phức tạp hơn nhiều so với động cơ thẳng hàng.
2. So sánh khả năng bảo dưỡng của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Đối với ô tô sử dụng kiểu loại động cơ đặt nằm ngang, các bộ phận chi tiết khác của xe sẽ được đặt bên dưới động cơ. Vì phần đầu của động cơ là tấm nắp che bảo vệ chứ không phải không gian trống, nên sẽ rất khó khăn khi muốn thay thế sửa chữa bugi hoặc các chi tiết ở phần đầu.
Động cơ thẳng hàng thì dễ bảo trì hơn. So với các thiết kế nằm ngang, mọi chi tiết bộ phận đều có thể tiếp cận dễ dàng. Bởi vì động cơ thẳng hàng có kết cấu mỏng, nên kiểu động cơ điển hình I4 là phù hợp nhất cho các xe dẫn động FWD.
3. So sánh chi phí của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Sự phức tạp hơn nhiều của động cơ nằm ngang đã làm tăng chi phí chế tạo. Ngoài ra, việc bảo trì khó khăn cũng làm tăng thêm chi phí. Trong khi đó, động cơ thẳng hàng ít bộ phận hơn có giá thấp hơn, ngay cả khi chúng có kích thước lớn hơn, chẳng hạn như chỉ cần một miếng đệm gioăng đầu nắp máy cho bốn xi lanh thẳng hàng thay vì phải là hai miếng cho hai đầu nắp máy của động cơ nằm ngang.
Ngoài ra, động cơ thẳng hàng thì cũng không cần phải lắp thêm bộ chuyển đổi xúc tác khí thải, dẫn đến tiết kiệm được chi phí đáng kể.
4. So sánh độ tin cậy của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Độ tin cậy là kết quả có được từ sự đơn giản và hiệu quả. Trong các tình huống mà độ tin cậy là mang tính quyết định (chẳng hạn như cần chọn động cơ để sử dụng nhiên liệu diesel dùng trong các phương tiện lớn và tàu thuyền), động cơ thẳng hàng sẽ có điểm cộng hơn.
Khi nói đến việc xả dầu khỏi đầu và thành xi lanh, động cơ thẳng hàng đặt thẳng đứng có trọng lực sẽ hút xuống dễ dàng. Nhưng đối với động cơ đặt nằm ngang lại là một câu chuyện khác. Bởi vì lúc này dầu sẽ tập trung nhiều ở xung quanh van và trên thành xi lanh. Do đó, dầu sẽ rò rỉ nhiều hơn qua các vòng đệm của van và vòng piston.
5. So sánh kích cỡ của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Khi số lượng xi lanh tăng lên, động cơ thẳng hàng có thể trở nên rất dài, khiến nó rất khó bố trí trong khoang động cơ. Do đó, động cơ thẳng hàng thường được giới hạn ở sáu xi-lanh (mặc dù đôi khi những động cơ I8 cũng có được sản xuất). Thậm chí là loại động cơ I6 cũng đã khó phù hợp với nhiều loại xe, đặc biệt là bố trí đặt động cơ có hệ thống truyền động ngang. Động cơ nằm ngang ngắn hơn đối với một số xi-lanh cố định. Nó thường được đặt bằng phẳng trong xe hơi, chiếm ít không gian hơn.
6. So sánh trọng tâm động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Vì động cơ đặt nằm ngang thấp hơn nên sẽ làm cho xe có trọng tâm thấp hơn. Điều này có thể cải thiện khả năng xử lý tình huống khi lái xe.
Cân bằng động của động cơ thẳng hàng và động cơ boxer:
Động cơ thẳng hàng có nhiều vấn đề về việc đạt được cân bằng, đặc biệt là trên động cơ I4 dung tích cỡ lớn. Cần phải có các trục cân bằng trên động cơ này để giảm rung động. Điều này sẽ làm tăng giá thành và trọng lượng của động cơ.
Động cơ sáu xylanh lại rất cân bằng vì chúng có khoảng thời gian kích nổ đều nhau. Nhưng việc trục khuỷu quá dài trong động cơ thẳng hàng sáu xi lanh trở lên lại gây ra dao động xoắn. Điều này có thể gây hư hỏng động cơ. Và cũng làm giới hạn đi số lượng xi lanh trên động cơ.
Động cơ nằm ngang được cân bằng tốt và chúng không cần trục cân bằng để giảm rung động, đặc biệt là động cơ boxer đôi.
Có phải động cơ Boxer sẽ tốt hơn động cơ thẳng hàng?
Đối với việc sử dụng số xi lanh là số lẻ, động cơ đặt nằm ngang sẽ không thể đáp ứng được, trong khi động cơ thẳng hàng lại là lựa chọn tốt nhất vì chúng sẽ có dao động nhỏ.
Động cơ đặt nằm ngang sẽ có độ êm ái lớn nhất trong việc sử dụng số xi lanh chẵn nhưng lại cũng có giá thành cao nhất. Trong khi đó đối với động cơ thẳng hàng việc sử dụng số lượng xi lanh lớn (8+) là điều không thực tế. Mặc dù động cơ 4 xylanh thẳng hàng cũng đã có rung động, những những rung động này có thể được giảm bớt khi sử dụng thêm trục cân bằng.
Động cơ đặt nằm ngang được cân bằng tốt hơn, có trọng tâm thấp và chiếm không gian ít hơn so với động cơ thẳng hàng. Tuy nhiên, nó phức tạp hơn, đắt tiền và khó bảo trì hơn, dẫn đến các vấn đề về độ tin cậy.
Tóm lại việc động cơ nào là tốt hơn sẽ phụ thuộc vào suy nghĩ và quan điểm của mỗi người.
Xem thêm:
- So sánh động cơ I6 với V6 – Tại sao sự thẳng hàng lại xuất hiện trở lại?
- So sánh động cơ điện và động cơ đốt trong
- So sánh ưu và nhược điểm của mỗi loại động cơ I, V, Boxer, W, Wankel
- Tại sao không tồn tại động cơ 7 xylanh trên ô tô?
