Động cơ 4 kỳ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ

Động cơ 4 kỳ ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong động cơ xe ô tô. Chúng được ra đời từ thế kỳ 20 sau nhiều lần cải tiến hệ thống đốt trong. Với những người không chuyên hoặc không làm việc trong lĩnh vực ô tô, kỹ thuật chắc chắn sẽ còn cảm thấy khá mới mẻ khi nhắc đến khái niệm này. Để tìm hiểu thêm về động cơ 4 kỳ, đừng bỏ qua bài viết dưới đây của Autocarcare.vn nhé.

Khái niệm động cơ 4 kỳ

Động cơ 4 kỳ hay còn được biết đến với tên gọi là động cơ 4 thì. Đây là một dạng động cơ đốt trong được dùng chủ yếu trên xe ô tô với 4 hành trình riêng biệt là nạp, nén, nổ và xả. Hành trình này được thực hiện khi piston dịch chuyển lên xuống dọc theo xi lanh theo cả 2 hướng.

Loại động cơ này được tìm ra đầu tiên vào năm 1876 bởi Nikolaus Otto đến từ Nhật Bản. Sau nhiều lần cải tiến và đổi mới, đến nay chúng đã trở thành loại động cơ được áp dụng ở hầu hết các dòng ô tô khác nhau trên thị trường.

Sử dụng động cơ 4 kỳ sẽ giúp xế yêu của bạn tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả, làm tăng tuổi thọ của xe. Hơn nữa còn mang đến công suất và momen lớn, trong khi lượng khí thải ra môi trường lại được giảm đáng kể. Tuy nhiên do cấu tạo phức tạp, khó chế tạo và phải trang bị nhiều thiết bị cồng kềnh. Vì thế so với động cơ 2 kỳ thì giá bán của động cơ 4 kỳ cao hơn nhiều.

Động cơ 4 kỳ được sử dụng chủ yếu cho xe ô tô
Động cơ 4 kỳ được sử dụng chủ yếu cho xe ô tô

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ

Động cơ 4 kỳ được cấu tạo bởi khá nhiều chi tiết khác nhau. Dù vậy nguyên lý hoạt động của chúng lại không quá phức tạp như nhiều người vẫn nghĩ. Cụ thể như sau:

Về cấu tạo

Động cơ 4 kỳ được cấu tạo bởi những bộ phận sau:

  • Piston: Là thành phần không thể thiếu bên trong khối động cơ. Vai trò của chi tiết này là giúp chuyển đổi năng lượng khi nhiên liệu được đốt cháy và giãn nở trong buồng đốt đến trục khuỷu thông qua thanh truyền. Piston có chuyển động tịnh tiến quanh xi lanh. Ở giữa 2 chi tiết này được bố trí thêm các vòng séc măng.
  • Trục khuỷu: Bộ phận này có tác dụng giúp cho piston có thể thay đổi từ chuyển động tịnh tiến sang chuyển động xoay tròn.
  • Đối trọng: Đặt ở phía trên trục khuỷu với nhiệm vụ làm giảm sự rung động được sinh ra do các bộ phận khi lắp ráp lại với nhau không có sự cân bằng.
  • Thanh truyền: Là bộ phận chuyển dao động đến trục khuỷu từ Piston.
  • Bugi: Có nhiệm vụ đánh lửa đốt cháy hoà khí trong động cơ.
  • Xupap nạp và xupap xả:  Công dụng tương tự như những chiếc van. Chúng sẽ tự động mở ra cho hoà khí đi vào và mở ra để khí thải thoát ra ngoài.
Cấu tạo của động cơ 4 thì
Cấu tạo của động cơ 4 thì

Nguyên lý hoạt động cụ thể trong một chu kỳ

Một chu kỳ hoạt động của động cơ 4 kỳ sẽ bao gồm 4 kỳ: Nạp, nén, nổ và xả khép kín. Cụ thể như sau:

  • Kỳ nạp: Piston bắt đầu hành trình ở tâm điểm chết trên và kết thúc ở tâm điểm chết dưới. Lúc này xupap nạp sẽ được mở ra để dẫn hòa khí đi vào buồng đốt, đồng thời xupap xả sẽ đóng lại. Trục khuỷu lúc này sẽ quay tròn 180 độ.
  • Kỳ nén: Bắt đầu ở điểm chết dưới và kết thúc ở điểm chết trên khi hoà khí được đóng lại để chuẩn bị đánh lửa. Lúc này xupap nạp và xupap xả cũng đồng thời được đóng lại.
  • Kỹ nổ: Đây là sự khởi đầu của vòng quay thứ 2 của động cơ 4 kỳ, cũng là thời điểm trục khuỷu đã hoàn thành 1 vòng quay 360 độ. Bugi có nhiệm vụ đánh lửa để hoà khí được đốt cháy và cung cấp năng lượng cho Piston. Khi nhận đủ năng lượng Piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới. Hành trình này tạo ra công cơ học từ động cơ để làm quay trục khuỷu.
  • Kỳ xả: Lúc này Piston sẽ di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên. Xupap nạp sẽ mở ra để lượng khí thải được thoát ra ngoài. Xupap nạp vẫn đóng. Thanh truyền sẽ quay góc 180 độ.
Động cơ 4 thì có nguyên lý hoạt động khá đơn giản
Động cơ 4 thì có nguyên lý hoạt động khá đơn giản

Động cơ 4 kỳ có mấy loại? Phân tích ưu nhược điểm

Trên thị trường hiện nay có 2 loại động cơ 4 kỳ cơ bản nhất. Đó là động cơ 4 kỳ động cơ xăng và động cơ Diesel. Mỗi loại lại có nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm riêng để khách hàng tham khảo:

So sánh về nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ xăng và Diesel

Tiêu chí

Động cơ xăng

Động cơ Diesel

Kỳ nạp

Nạp hỗn hợp không khí và nhiên liệu

Chỉ nạp không khí

Kỳ nén

Piston nén hỗn hợp không khí nhiên liệu

Piston nén không khí đạt được nhiệt độ và áp suất cao

Kỳ nổ

Bugi đốt cháy hỗn hợp nén

Nhiên liệu phun với áp suất cao và bị đốt cháy bởi nhiệt độ của không khí

Kỳ thải

Lực Piston đẩy khí ra khỏi xy-lanh

Lực Piston đẩy khí ra khỏi xy-lanh

Điều tiết công suất

Điều khiển lượng hỗn hợp không khí, nhiên liệu cung cấp

Điều khiển lượng nhiên liệu phun

Ưu/nhược điểm của động cơ 4 kỳ Diesel so với động cơ xăng

Động cơ Diesel được đánh giá tốt hơn động cơ xăng
Động cơ Diesel được đánh giá tốt hơn động cơ xăng

Về ưu điểm:

  • Có giá thành rẻ hơn nhiều
  • So với động cơ xăng thì mức tiêu hao nhiên liệu được đánh giá thấp hơn
  • Hiệu suất động cơ sử dụng nhiên liệu Diesel cao hơn xăng.
  • Nhiên liệu Diesel không thể bốc cháy ở nhiệt độ thường. Vì thế đảm bảo an toàn hơn cho người lái xe so với xăng.
  • Khả năng chịu tải tốt hơn.
  • So không có bộ phận đánh lửa và bộ chế hoà khí nên động cơ Diesel ít hư hỏng hơn.

Về nhược điểm:

  • Do yêu cầu về các bộ phận cao nên giá thành cũng đắt hơn.
  • Ít khi hỏng vặt nhưng nếu đã hỏng thì việc sửa chữa sẽ khó khăn và tốn kém hơn so với nhiên liệu xăng.
  • Có khối lượng nặng hơn động cơ xăng.
  • Tốc độ động cơ chậm và thấp hơn so với động cơ xăng.

Trên đây là những thông tin chi tiết về động cơ 4 kỳ. Dù là động cơ xăng hay Diesel thì đều sở hữu những ưu/nhược điểm nổi bật riêng. Việc lựa chọn loại động cơ nào sẽ phải phụ thuộc vào nhu cầu của mỗi người. Vì thế bạn nên có sự tìm hiểu thật kỹ để đưa ra được những lựa chọn chính xác nhất.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.