Đã bao giờ bạn tự hỏi động cơ của xe hoạt động như thế nào chưa?
Nguyên lý hoạt động của động cơ là khi đưa một ít nhiên liệu năng lượng cao, ví dụ như xăng, vào một không gian nhỏ, kín và sử dụng tia lửa để đốt nó thì một lượng lớn năng lượng sẽ được giải phóng. Khi chu kỳ của hàng trăm phản ứng như vậy xảy ra trong mỗi phút, năng lượng tạo ra có thể được sử dụng để vận hành chiếc xe.
Hiện nay, hầu hết các xe ô tô trên thị trường đều sử dụng động cơ đốt trong bốn kỳ (do Nikolaus Otto sáng tạo ra năm 1867, do đó đôi khi nó còn được gọi là chu trình Otto). Bốn kỳ trong chu trình Otto là kỳ nạp, kỳ nén, kỳ nổ và kỳ xả.
Khi trục khuỷu quay, nó di chuyển pít-tông đi xuống, đồng thời xupap nạp sẽ mở ra để hỗn hợp hòa khí đi vào xi-lanh (kỳ nạp). Khi pít-tông di chuyển đi lên, nó sẽ nén hòa khí lại (kỳ nén), do đó, khi bugi phát ra tia lửa, hỗn hợp hòa khí sẽ nổ, đẩy pít-tông đi xuống (kỳ nổ). Khi pít-tông xuống đến điểm thấp nhất, xupap xả sẽ mở ra và khi pít-tông đi lên, nó đẩy khí thải trong xi-lanh thoát ra ngoài qua ống xả của xe (kỳ xả). Bốn kỳ nạp, nén, nổ, xả được hoàn tất và động cơ lại sẵn sàng cho chu trình kế tiếp, vì vậy van nạp lại mở ra và một đợt hòa khí khác tiếp tục đi vào xi lanh.
Chuyển động của pít-tông ở kỳ nạp, nén và xả là nhờ năng lượng được tích trữ bởi bánh đà gắn ở trục khuỷu trong kỳ nổ (kỳ sinh công). Động cơ bốn kỳ sẽ có góc đánh lửa là 720 độ, tính theo góc quay của trục khuỷu, tức là khi trục khuỷu quay 2 vòng thì mới có một lần sinh công. Có thêm nhiều xi-lanh thì góc đánh lửa sẽ nhỏ đi.
Do lúc khởi động chưa có đà nên trục khuỷu phải được quay nhờ lực bên ngoài thông qua một thiết bị khởi động như dây (ở máy cưa, ca nô,…), cần khởi động (ở xe máy,…), tay quay khởi động (ở ô tô cổ, xe cải tiến, xe kéo nông nghiệp,…) hay một động cơ điện nhỏ (ở xe máy, ô tô hiện đại,…).
Máy khởi động trên động cơ.
Việc luân chuyển khí thải bằng hỗn hợp hòa khí mới được điều khiển bằng trục cam. Trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu, đóng và mở các xupap trên đầu xi-lanh của động cơ. Thời gian trục cam đóng và mở các xupap được điều chỉnh sao cho xupap nạp và xupap xả được mở cùng lúc trong một thời gian ngắn khi chuyển từ kỳ xả sang kỳ nạp. Khí thải thoát ra với vận tốc cao sẽ hút khí mới vào buồng đốt giúp kỳ nạp diễn ra tốt hơn và tăng áp suất nén.
Diễm Hằng
