Động cơ ô tô là một tuyệt tác kỹ thuật, một bản giao hưởng của các bộ phận chuyển động hoạt động hài hòa để biến nhiên liệu thành chuyển động, cùng nhiều thứ khác. Nhưng bạn có bao giờ thắc mắc về Những điều tò mò ẩn giấu trong những động cơ ô tô này? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày và giải thích một số điều mà có lẽ bạn hoàn toàn không biết.
Tôi hy vọng nó sẽ khiến bạn quan tâm, làm bạn ngạc nhiên và giúp bạn học được điều gì đó mới mẻ...
Piston không có nhiệm vụ hút và đẩy các chất khí
pít-tông
Mặc dù một số người nghĩ rằng pít-tông Nó có nhiệm vụ đẩy khí thải ra ngoài hay hút không khí, nhiên liệu vào, thực chất không phải như vậy:
- Bỏ trốn: Mặc dù có vẻ như piston đẩy khí thải qua van xả nhưng điều này không hẳn đúng. Động cơ trải qua hiện tượng được gọi là “tổn thất bơm”. Khi hỗn hợp nhiên liệu-không khí cháy, nó nở ra nhanh chóng, đẩy piston xuống. Trước khi piston đi đến cuối hành trình, van xả sẽ mở ra, cho phép hỗn hợp giãn nở thoát ra ngoài. Thực ra chính sự giãn nở của hỗn hợp đã đẩy nó ra khỏi buồng.
- Entrance: Tương tự như điểm trước, piston không thực sự hút khí vào qua van nạp. Trong khi khí thải được thải ra ngoài, piston bắt đầu di chuyển lên trên. Trước khi đạt đến đỉnh, van đầu vào mở ra trong khi van xả vẫn mở, một quá trình được gọi là “chồng chéo”. Trong thời gian này, khí thải thoát ra khỏi xi lanh tạo ra hiệu ứng hút hút hỗn hợp nạp vào động cơ, quá trình này được gọi là “làm sạch”. Tuy nhiên, điều này cũng có thể dẫn đến một lượng nhỏ hỗn hợp chưa cháy hết thoát ra ngoài qua ống xả, góp phần tạo ra lượng khí thải hydrocarbon không cháy hết. Nó là điển hình, nhưng đừng nhầm lẫn nó với hiện tượng nhỏ giọt điển hình từ ống xả xảy ra trong một số trường hợp. Chất lỏng này thường là nước, nó xảy ra khi nó nguội đi và ngưng tụ, và đây là lý do tại sao nó nhỏ giọt...
Không có vụ nổ?
xi lanh
La Hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong động cơ không nổ, nhưng bị đốt cháy trong một quá trình được gọi là đốt cháy. Nhiều người cho rằng có một vụ nổ xảy ra nhưng thực tế không phải vậy. Sự khác biệt giữa vụ nổ và cháy nằm ở cách thức và thời điểm năng lượng được giải phóng.
Trong một vụ nổ, các thành phần phản ứng sẽ nổ tung cùng một lúc. Điều này giải phóng một lượng lớn năng lượng trong một khoảng thời gian rất ngắn, dẫn đến sức công phá cực lớn. Kiểu giải phóng năng lượng này rất lý tưởng khi mục tiêu là phá hủy thứ gì đó.
Mặt khác, sự đốt cháy Đó là một quá trình mượt mà hơn và được kiểm soát nhiều hơn. Trong động cơ, hỗn hợp nhiên liệu và không khí đốt cháy một cách có kiểm soát, giải phóng năng lượng dần dần. Năng lượng này được sử dụng để di chuyển các piston của động cơ, từ đó đẩy xe đi. Quá trình đốt cháy có kiểm soát cho phép loại bỏ công khỏi động cơ một cách hiệu quả và không gây ra hư hỏng cơ học.
Hơn nữa, điều quan trọng cần lưu ý là quá trình đốt cháy trong động cơ tuân theo một chu trình cụ thể được gọi là Chu kỳ Otto trong động cơ xăng và chu trình diesel trong động cơ diesel. Các chu trình này mô tả các giai đoạn nạp, nén, đốt (còn gọi là đánh lửa) và xả xảy ra trong mỗi vòng quay của động cơ.
Huyền thoại về nhiên liệu cao cấp
nhiên liệu
Các nhiên liệu “cao cấp” Chỉ số octan cao thường gắn liền với ý tưởng cung cấp nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, đây là một huyền thoại. Chỉ số octan thực sự đề cập đến khả năng chống "gõ" hoặc kích nổ sớm của nhiên liệu. Hiện tượng này xảy ra khi lực nén trong động cơ quá cao so với nhiên liệu, khiến nhiên liệu cháy trước khi tạo ra tia lửa điện. Tiếng gõ này có tác dụng phá hủy và phản tác dụng đối với hoạt động của động cơ.
Động cơ hiệu suất cao thường có tỷ lệ nén cao hơn, yêu cầu nhiên liệu có chỉ số octan cao để ngăn ngừa phát nổ. Nén là hoạt động của động cơ, trong khi nhiên liệu tạo điều kiện cho quá trình đốt cháy. Do đó, sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan cao trong động cơ được thiết kế cho nhiên liệu có chỉ số octan thấp không mang lại lợi ích đáng kể và có thể gây lãng phí tiền bạc.
Mặt khác, sử dụng nhiên liệu chỉ số octan thấp hơn hơn quy định cho động cơ có thể gây hại. Điều này có thể gây nổ sớm, có thể làm hỏng động cơ. Vì vậy, điều quan trọng là sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan thích hợp cho động cơ xe của bạn.
Hơn nữa, điều quan trọng cần đề cập là số octan không có liên quan đến lượng năng lượng mà nhiên liệu có thể cung cấp. Năng lượng giải phóng trong quá trình đốt cháy phụ thuộc vào lượng nhiệt mà nhiên liệu có thể giải phóng trong quá trình đốt cháy, nhiệt lượng này được xác định bởi thành phần hóa học của nhiên liệu chứ không phải chỉ số octan của nó. Do đó, nhiên liệu có chỉ số octan cao không nhất thiết cung cấp nhiều năng lượng hơn nhiên liệu có chỉ số octan thấp.
Kim loại, hạn chế lớn nhất
La hiệu suất động cơ và hiệu suất nhiên liệu Nó phần lớn bị hạn chế bởi luyện kim, tức là các tính chất và trạng thái của kim loại được sử dụng trong chế tạo động cơ. Đó là lý do tại sao trong các giải đấu hiệu suất cao, chẳng hạn như F1, họ luôn tìm kiếm những vật liệu lạ có thể cải thiện điều này.
Đốt cháy là hiệu quả hơn ở nhiệt độ cao hơn. Điều này là do ở nhiệt độ cao hơn, có thể tạo ra nhiều công hơn (được đo bằng mét Newton) từ mỗi gam nhiên liệu bị đốt cháy. Điều này chuyển thành nhiều mô-men xoắn hơn hoặc khả năng thực hiện nhiều công việc hơn với ít nhiên liệu hơn.
Tuy nhiên, chúng ta không thể đơn giản cho phép động cơ chạy nóng hơn để tăng hiệu suất. Điều này là do kim loại được sử dụng để chế tạo động cơ có giới hạn nhiệt độ mà họ không thể vượt qua mà không phải chịu thiệt hại. Nếu động cơ quá nóng, kim loại có thể bị cong vênh hoặc thậm chí tan chảy, dẫn đến hỏng động cơ.
Để tránh động cơ quá nóng, động cơ được trang bị hệ thống làm mát, như bạn đã biết. Các hệ thống này có tác dụng truyền nhiệt từ động cơ sang nước, sau đó nhiệt này được làm mát trong bộ tản nhiệt. Nếu hệ thống làm mát bị lỗi, động cơ có thể quá nóng, điều này có thể gây bất lợi cho tính toàn vẹn của động cơ.
Ngoài ra, để duy trì nhiệt độ hoạt động dưới mức nóng chảy, thường một lượng nhiên liệu lớn hơn mức cần thiết được phun vào động cơ để đốt cháy hiệu quả. Tất nhiên, nhiên liệu bổ sung này cũng có nghĩa là mức tiêu thụ cao hơn.
Mặc dù tiến bộ trong công nghệ vật liệuNhững nỗ lực chế tạo động cơ có thể chịu được nhiệt độ cao hơn bằng vật liệu chịu nhiệt đã đạt được thành công hạn chế. Theo các chuyên gia, không có tiến bộ đáng kể nào được mong đợi trong lĩnh vực này trong tương lai gần. Vì vậy, luyện kim vẫn là hạn chế lớn đối với hiệu suất động cơ và hiệu quả sử dụng nhiên liệu…