So sánh sự khác nhau về cấu tạo của động cơ xăng 2 kỳ và động cơ xăng 4 kỳ
Chúng ta sẽ đi vào chi tiết từng điểm khác nhau về cấu tạo, dựa trên Sách giáo khoa Công nghệ 11.
I. Cấu tạo chung của động cơ đốt trong
Trước khi đi vào so sánh, chúng ta cần nhớ lại cấu tạo chung của một động cơ đốt trong. Động cơ đốt trong là động cơ nhiệt, biến đổi nhiệt năng sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu thành cơ năng. Các bộ phận chính bao gồm:
– Thân máy: Là bộ phận chính, bao gồm xi lanh, pittông, xéc măng.
– Cơ cấu khuỷu thanh truyền: Gồm thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà.
– Cơ cấu phân phối khí: Gồm các van nạp, van xả, trục cam (trong động cơ 4 kỳ).
– Hệ thống nhiên liệu: Gồm bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun xăng, bơm nhiên liệu.
– Hệ thống đánh lửa: Gồm bugi, bô-bin, bộ chia điện (ở động cơ cũ).
– Hệ thống làm mát: Gồm két nước, quạt gió, bơm nước (làm mát bằng chất lỏng) hoặc cánh tản nhiệt (làm mát bằng gió).
– Hệ thống bôi trơn: Gồm các te, bơm dầu, đường dẫn dầu.
II. So sánh cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ và 4 kỳ
Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào so sánh chi tiết sự khác nhau về cấu tạo giữa hai loại động cơ này.
1. Về cơ cấu phân phối khí:
– Động cơ xăng 4 kỳ: Có cơ cấu phân phối khí phức tạp, bao gồm các van nạp, van xả, trục cam, xupap, lò xo xupap, trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu qua dây đai hoặc bánh răng. Mục đích của cơ cấu này là điều khiển thời điểm đóng mở các van nạp và xả một cách chính xác theo từng kỳ hoạt động.
– Động cơ xăng 2 kỳ: Không có cơ cấu phân phối khí như động cơ 4 kỳ (không có van nạp, van xả, trục cam). Thay vào đó, nó sử dụng các cửa nạp, cửa xả và cửa khuyếch tán được bố trí trên thành xi lanh. Việc đóng mở các cửa này được thực hiện bởi chính pittông khi nó di chuyển lên xuống trong xi lanh.
2. Về cách thức nạp nhiên liệu và thải khí:
– Động cơ xăng 4 kỳ: Quá trình nạp nhiên liệu và thải khí diễn ra riêng biệt trong hai kỳ:
– Kỳ nạp: Pittông đi xuống, van nạp mở, hỗn hợp hòa khí được nạp vào xi lanh.
– Kỳ xả: Pittông đi lên, van xả mở, khí cháy được đẩy ra ngoài.
– Động cơ xăng 2 kỳ: Quá trình nạp nhiên liệu và thải khí diễn ra đồng thời trong một kỳ hoạt động (kỳ nạp và kỳ xả). Khi pittông đi xuống, nó mở cửa xả để khí cháy thoát ra ngoài, đồng thời cũng mở cửa khuyếch tán để hỗn hợp hòa khí từ cacte đi vào xi lanh. Sự khuyếch tán này thường có một phần hỗn hợp hòa khí lọt ra ngoài theo khí xả, dẫn đến hao tốn nhiên liệu và ô nhiễm môi trường hơn.
3. Về cấu tạo xi lanh và pittông:
– Động cơ xăng 4 kỳ: Pittông có nhiệm vụ chính là nén hỗn hợp hòa khí và đẩy khí cháy ra ngoài, đồng thời truyền lực cho trục khuỷu.
– Động cơ xăng 2 kỳ: Pittông có cấu tạo phức tạp hơn một chút. Ngoài nhiệm vụ như động cơ 4 kỳ, mặt dưới của pittông còn có nhiệm vụ tạo ra áp suất để đẩy hỗn hợp hòa khí từ cacte lên xi lanh thông qua cửa khuyếch tán. Do đó, pittông trong động cơ 2 kỳ thường có các “cửa” hoặc “kênh” tương ứng với cửa nạp, cửa xả và cửa khuyếch tán. Thành xi lanh có các cửa nạp, xả và khuyếch tán.
4. Về bôi trơn:
– Động cơ xăng 4 kỳ: Sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng bức, dầu bôi trơn được chứa trong cacte và được bơm lên bôi trơn các chi tiết chuyển động. Dầu bôi trơn không bị đốt cháy.
– Động cơ xăng 2 kỳ: Hỗn hợp hòa khí đi qua cacte, mang theo dầu bôi trơn đã được pha trộn với xăng. Do đó, dầu bôi trơn sẽ bị đốt cháy cùng với nhiên liệu. Điều này dẫn đến việc động cơ 2 kỳ cần pha dầu vào xăng và có khói thải đặc trưng.
5. Về cacte:
– Động cơ xăng 4 kỳ: Cacte chủ yếu là nơi chứa dầu bôi trơn và là không gian cho trục khuỷu quay.
– Động cơ xăng 2 kỳ: Cacte là một bộ phận quan trọng trong quá trình nạp nhiên liệu. Nó có nhiệm vụ làm kín và tạo áp suất để đẩy hỗn hợp hòa khí từ bộ chế hòa khí lên xi lanh.
Tóm lại, bảng so sánh sự khác nhau về cấu tạo như sau:
| Đặc điểm cấu tạo | Động cơ xăng 2 kỳ | Động cơ xăng 4 kỳ |
| :———————- | :————————————————- | :———————————————————- |
| Cơ cấu phân phối khí | Không có van, sử dụng cửa nạp, cửa xả, cửa khuyếch tán trên thành xi lanh, đóng mở bằng pittông. | Có van nạp, van xả, trục cam, xupap. |
| Pittông | Có nhiệm vụ tạo áp suất đẩy hòa khí từ cacte lên xi lanh. | Chủ yếu nén hòa khí và truyền lực. |
| Thành xi lanh | Có các cửa nạp, xả, khuyếch tán. | Không có các cửa tương tự, chỉ có xi lanh kín. |
| Bôi trơn | Pha dầu vào xăng, dầu bị đốt cháy cùng nhiên liệu. | Hệ thống bôi trơn cưỡng bức, dầu không bị đốt cháy. |
| Cacte | Làm kín, tạo áp suất đẩy hòa khí. | Chứa dầu bôi trơn, không gian cho trục khuỷu quay. |
Các em về nhà xem lại bài và chuẩn bị cho tiết học tiếp theo nhé. Có câu hỏi gì cứ mạnh dạn hỏi thầy.
Giống nhau: đều là động cơ đốt trong, pitong đều di chuyển giữa hai điểm chết.
Khác nhau:
– Động cơ 2 kỳ:
+ Hoạt động trong 2 hành trình pittong.
+ Cấu tạo đơn giản.
+ Không có xupap.
+ Không có các bộ phận khác của cơ cấu phân phối khí.
+ Chạy êm hơn, ít rung hơn do không có cơ chế đóng mở xupap và cơ cấu phụ thuộc.
+ Có chu kỳ sinh công nhiều hơn, nhỏ gọn.
– Động cơ 4 kỳ:
Hoạt động trong 4 hành trình pittong
+ Cấu tạo phức tạp.
+ Có 2 xupap: xupap nạp và xupap thải
+ Có đầy đủ cơ cấu phân phối khí.
+ Chạp rung hơn do có cơ chế đóng mở xupap.
+ Có chu kỳ sinh công ít hơn, phức tạp hơn.
Về cấu tạo động cơ 4 kỳ phức tạp hơn nhiều động cơ 2 kỳ, động cơ 4 kỳ phải dùng cơ cấu xupap đóng mở để hòa khí và thoát khí cháy. Sự đóng mở của xupap liên quan đến nhiều bộ phận khác trong máy như sên cam, cam, cốt cam, cò mổ. Trong quá trình hoạt động, các cơ phận này va đập, mài mòn ở nhiệt độ cao. Do đó việc toả nhiệt phải được đặc biệt chú trọng.
Ở động cơ 2 kỳ, việc hút và thoát khí cháy nhờ vào pít-tông và các lỗ hút, lỗ thoát nằm ngay tại xilanh máy. Cơ cấu động cơ đơn giản hơn. Việc sửa chữa xe 2 kỳ cũng đơn giản hơn. Tuy nhiên nếu cứ sử dụng lâu ngày, pít-tông, bạc bị lỏng, thì một phần hòa khí bị thất thoát qua khe hở giữa pít-tông và xilanh. Điều này làm xe bị hao xăng hơn so với động cơ 4 kỳ cùng tình trạng.
Động cơ 2 kỳ có hành trình máy ngắn hơn nên xe bốc hơn nhưng cũng chính vì vậy mà các linh kiện động cơ phải chịu nhiều lực hơn, khiến tuổi thọ không thể cao bằng xe 4 kỳ. Hơn nữa, lực hút nhiên liệu ở động cơ 2 kỳ phụ thuộc trực tiếp vào lực nén của pít-tông, nên với những xe đã bị dão thường là rất khó nổ, nhất là vào buổi sáng.Tuy nhiên độ bền của xe còn tùy thuộc vào người sử dụng.
Với xe 2 kỳ, phải pha nhớt với xăng đúng liều lượng, khoảng 4-5% để việc bôi trơn dàn đầu của máy được tốt. Pha nhớt quá ít, việc tản nhiệt và bôi trơn máy kém. Pha nhiều quá, việc đốt cháy hỗn hợp khí không tốt, cũng làm ảnh hưởng đến hoạt động của máy. Một số loại xe 2 kỳ đời mới có chế độ tự pha dầu bằng bơm, tuy nhiên cần cảnh giác với loại bơm này vì bơm hỏng đồng nghĩa với việc phá tan luôn động cơ. Hơn nữa không nên ép ga, côn quá mạnh bởi điều này làm các linh kiện phải chịu lực quá lớn khiến chúng bị mòn nhanh. Khi đã không chuẩn, động cơ 2 kỳ dão rất nhanh.
Động cơ 4 kỳ chạy đầm hơn, bền hơn nhưng cũng cần để ý đến chế độ dầu bởi nếu độ nhớt kém sẽ làm linh kiện nhanh mòn và do cấu tạo phức tạp nên việc sửa chữa cũng rất khó khăn.
1. Ưu điểm
– Động cơ hai kỳ có số hành trình sinh công gấp hai lần (khi có cùng số vòng quay) và công suất lớn hơn khoảng 50 ÷ 70% ( khi cùng dung tích làm việc và số vòng quay) so với động cơ bốn kỳ.
Động cơ hai kỳ chạy đều hay êm hơn động cơ bốn kỳ, vì mỗi vòng quay của trục khuỷu có một hành trình sinh công. Do đó, với các điều kiện như nhau ( hành trình pit tông, đường kính xi lanh, số xi lanh và tốc độ quay ). Vì vậy, ở động cơ hai kỳ có thể dùng bánh đà lắp ở trục khuỷu có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn so với động cơ bốn kỳ.
Động cơ kỳ không có xu páp cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng hơn động cơ bốn kỳ.
2. Nhược điểm
– Hiệu suất của động cơ hai kỳ nhỏ hơn động cơ bốn kỳ, do có sự tổn thất nhiên liệu trong quá trình thay khí.
– Nhiệt độ của động cơ trong quá trình làm việc của động cơ hai kỳ cao hơn động cơ bốn kỳ, do số lần sinh công nhiều hơn, làm cho động cơ bị nóng, đặc biệt đối với động cơ diesel hai kỳ dễ bị bám muội than ở buồng cháy.