Tại sao động cơ có dung tích xilanh càng lớn lại càng làm nhiều xilanh?

Đã bao giờ bạn đặt câu hỏi rằng: “Tại sao với động cơ có dung tích xilanh càng lớn lại càng làm nhiều xilanh?

Đã bao giờ bạn đặt câu hỏi rằng: “Tại sao với động cơ có dung tích xilanh càng lớn lại càng làm nhiều xilanh? Trong khi với động cơ xe máy thường chỉ dùng 1 hoặc 2 xilanh hay không?” Và điều gì sẽ xảy ra nếu như sản xuất một động cơ 2.0 lít chỉ sử dụng một xilanh? Câu trả lời sẽ có trong bài viết dưới đây!

1. Ưu, nhược điểm của động cơ 1 xilanh:

a. Ưu điểm của động cơ một xilanh:

– Một động cơ xilanh đơn có chi phí sản xuất thấp vì nó có ít linh kiện hơn (chỉ một piston, một thanh truyền và thường chỉ có 2 xupap).

– Chiều dài của trục khuỷu ngắn, do đó kết cấu đơn giản hơn.

– Thiết kế và sản xuất các cửa hút, cửa xả không phức tạp, thậm chí còn đơn giản hơn nhiều lần so với động cơ dùng nhiều xilanh.

– Bảo trì sửa chữa động cơ một xilanh dễ dàng hơn, ít tốn kém.

b. Nhược điểm của động cơ một xilanh:

– Động cơ xilanh đơn rất khó để cân bằng.

• Do động cơ càng lớn và tốc độ quay càng nhanh (các lực quán tính, lực ngang càng lớn) thì càng khó để cân bằng.

– Trong một động cơ đốt trong 4 kỳ, mỗi động cơ xilanh đơn thì chỉ có một kỳ duy nhất sinh công (chiếm khoảng 25% thời gian), các kỳ còn lại là các kỳ không sinh công. Vì vậy, để cân bằng tốc độ quay của trục khuỷu được đồng đều thì đòi hỏi phải có một bánh đà tương đối lớn để dự trữ năng lượng quán tính đó trong 75% thời gian còn lại.

– Với một động cơ có dung tích buồng đốt lớn, đồng nghĩa với việc phải có một piston lớn hơn và khối lượng nặng hơn.

• Rất khó để đạt được tốc độ cao.

– Bên cạnh đó, khi tốc độ động cơ lên cao, việc luân chuyển các dòng khí nạp và xả là rất khó khăn.

• Do khối lượng không khí lớn, trong khi chỉ có một đường nạp và xả duy nhất.
• Sức cản trên đường ống nạp và xả lúc này rất lớn.

2. Phân tích động cơ nhiều xilanh:

a. Ưu điểm của động cơ nhiều xilanh:

– Đầu tiên phải kể đến đó là khả năng cân bằng của động cơ tốt hơn. Việc sử dụng nhiều xilanh, khối lượng từng piston được giảm xuống đáng kể.

• Điều này làm cho các lực quán tính nhỏ hơn, giúp cho khả năng cân bằng tốt hơn.
• Thêm vào đó, tốc độ động cơ cũng được nâng lên do khối lượng piston nhẹ hơn.

– Sử dụng nhiều xilanh, quá trình sinh công cũng được chia đều khiến cho tốc độ quay của trục khuỷu cũng đều hơn, bánh đà không cần làm lớn như động cơ một xilanh nữa.

– Với việc trang bị nhiều xilanh, các đường ống nạp, xả cũng được thiết kế nhiều hơn.

• Giảm lực cản trên đường ống, giúp quá trình nạp, xả khí tốt hơn. Điều này khiến động cơ đạt công suất cao hơn.

b. Nhược điểm của động cơ nhiều xilanh:

– Vì có nhiều xilanh nên khó khăn hơn trong việc sản xuất, chi phí cũng cao hơn.

– Chi phí bảo trì, sửa chữa đắt.

3. Kết luận:

Tóm lại, việc bố trí một hay nhiều piston phụ thuộc vào dung tích xilanh, sức mạnh, công suất động cơ mà nhà sản xuất hướng đến. Điều này có thể thay đổi theo thời gian hoặc công nghệ.

Bảng về việc phân bố giữa công suất và số xilanh tương ứng: