Lí do động cơ cần nhiều xilanh

Lý do động cơ cần nhiều xi lanh (1)
Thứ hai, 7/1/2008, 15:58(GMT+7)
(Autopro) - Một động cơ tốt khi hoạt động phải êm ái, ít rung và ít gây ồn. Những đặc
tính này cũng giúp động cơ hoạt động ổn định hơn ở số vòng quay lớn, gia tăng tốc độ
vòng quay tối đa của động cơ, qua đó nâng cao công suất của động cơ.
Tính êm dịu của động cơ phụ thuộc nhiều vào hình dạng, kết cấu
cơ bản của động cơ, số xy-lanh, cách bố trí xy-lanh (thẳng hàng,
chữ V hoặc đối xứng ngang) và góc bố trí (đối với động cơ chữ
V). Nếu một kết cấu ít ưu điểm (về mặt êm dịu) được lựa chọn sử
dụng, thông thường là vì tính nhỏ gọn hoặc vì lý do kinh tế, đối
trọng hoặc trục cân bằng có thể được sử dụng để khử dao động,
nhưng mặc hạn chế của nó là làm tiêu hao mất một phần công suất
động cơ.
Việc gia cố thân máy, trục khuỷu, v.v..có thể khử một phần nào đó
sự rung động và tiếng ồn của động cơ. Sau cùng, sử dụng các chi
tiết chịu ma sát tốt có thể nâng cao hơn nữa khả năng vận hành
trơn tru và êm ái của động cơ.
Phân bổ lực
Đối với động cơ 4 kỳ, một xy-lanh cần 720 độ góc quay của trục
khuỷu (2 vòng) để thực hiện một chu trình. Nói cách khác, khi
trục khuỷu quay 2 vòng thì chu trình cháy diễn ra một lần. Chỉ có
1 kỳ sinh công (kỳ nổ) tạo ra công có ích, trong khi đó, kỳ nạp, kỳ
thải, kỳ nén lại tiêu tốn công, đặc biệt là kỳ nén. Do đó, động cơ
một xy-lanh sinh ra công ở dạng xung tuần hoàn.
Muốn phân bổ lực kéo đồng đều, động cơ phải sử dụng một bánh
đà nặng nhằm tận dụng quán tính để giữ cho động cơ quay đều ở
tốc độ không đổi. Và dĩ nhiên, bánh đà càng nặng thì lực được
phân bổ càng đều, nhưng nó cũng làm cho động cơ kém nhạy hơn,
khó điều khiển hơn. Vì vậy sự rung động của động cơ không thể
được loại trừ hoàn toàn bằng một bánh đà lớn.
Đó cũng là lý do mà chúng ta cần các loại động cơ nhiều xy-lanh.

Trong khi động cơ một xy-lanh, mỗi một kỳ nổ ứng với hai vòng
quay trục khuỷu; với động cơ 2 xy-lanh, một kỳ nổ chỉ ứng với
một vòng quay trục khuỷu; động cơ 3 xy-lanh một kỳ nổ chỉ ứng
với 720độ/3 = 240 độ góc quay của trục khuỷu; động cơ 4 xy-lanh
cứ 180 độ góc quay trục khuỷu (1/4 chu kỳ) sẽ có một kỳ nổ…Và
chỉ với mỗi 60 độ góc quay của trục khuỷu, động cơ 12 xy-lanh đã
có một kỳ nổ. Rõ ràng, động cơ có số xy-lanh càng nhiều thì công
suất sinh ra càng đều.
Điều này giải thích tại sao chúng ta vẫn ưu chuộng động cơ V12
hơn động cơ 6 xy-lanh bố trí thẳng hàng, mặt dù cả hai loại này
đều đạt đến độ cân bằng gần như hoàn hảo.

Lý Quốc Vũ