Động cơ diesel là gì? Cấu tạo và Phân loại động cơ

Động cơ diesel là một phần quan trọng của nhiều hệ thống cơ khí hiện đại, được biết đến với hiệu suất cao và khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm động cơ diesel, cấu tạo chi tiết cũng như các loại động cơ diesel phổ biến hiện nay. Hãy cùng Xe nâng HC tìm hiểu qua bài viết này!

1. Động cơ diesel là gì?

Động cơ Diesel là loại động cơ đốt trong, động cơ dùng nhiên liệu dầu Diesel để tạo ra năng lượng cơ học. Động cơ Diesel khác với động cơ xăng ở chỗ không sử dụng bugi để đốt cháy nhiên liệu. Thay vào đó, nhiên liệu Diesel được đốt cháy nhờ áp suất và nhiệt độ cao bên trong xi-lanh. Quá trình này giúp động cơ Diesel có hiệu suất cao và tiết kiệm nhiên liệu hơn so với động cơ xăng.

>>>> XEM THÊM: Động cơ đốt trong là gì? Nguyên lý hoạt động và cách ứng dụng

2. Cấu tạo động cơ diesel

Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của động cơ Diesel, chúng ta cần xem xét kỹ lưỡng các thành phần cấu tạo nên nó. Mỗi bộ phận của động cơ Diesel đóng một vai trò quan trọng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.

• Pít tông là bộ phận chính di chuyển lên xuống bên trong xi-lanh, nén hỗn hợp không khí và nhiên liệu để tạo ra áp suất cao cần thiết cho quá trình cháy.
• Xéc măng (van xéc măng) điều chỉnh lượng nhiên liệu và khí vào buồng đốt, đảm bảo nhiên liệu được phân phối đều và quá trình cháy diễn ra hiệu quả.
• Buồng đốt là nơi mà quá trình đốt cháy nhiên liệu diễn ra. Nhiên liệu Diesel được phun vào buồng đốt, kết hợp với không khí nén để tạo ra áp suất và nhiệt độ cao cần thiết cho cháy nổ.
• Áo xi-lanh bao quanh xi-lanh và giúp duy trì áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt, ngăn ngừa rò rỉ và đảm bảo hiệu quả đốt cháy.
• Gioăng nắp quy lát là miếng đệm giữa nắp quy lát và xi-lanh, ngăn chặn rò rỉ dầu và nước, duy trì hiệu suất hoạt động của động cơ.
• Cơ cấu phối khí điều khiển luồng khí và nhiên liệu vào động cơ, đảm bảo hỗn hợp này đạt đủ áp suất và nhiệt độ để cháy hiệu quả.

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel bao gồm hai chu trình chính: chu trình hai kỳ và chu trình bốn kỳ. Mỗi chu trình có cách thức vận hành riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và ứng dụng của động cơ.

3.1. Động cơ hai kỳ

Động cơ diesel hai kỳ hoàn thành một chu trình với chỉ một lần chuyển động lên và xuống của piston. Chu trình này gồm ba giai đoạn: kỳ xả và nạp, kỳ nén, và kỳ sinh công. Trong kỳ xả và nạp, không khí mới được thổi vào xi-lanh đẩy khí thải cũ ra ngoài. Sau đó, piston di chuyển lên nén không khí và đốt nhiên liệu tự bốc cháy khi đạt đỉnh. Cuối cùng, hỗn hợp cháy đẩy piston xuống, tạo lực dẫn động trục khuỷu. Động cơ hai kỳ nhỏ gọn và nhẹ, nhưng cần làm mát và bảo dưỡng nhiều hơn.

3.2. Động cơ bốn kỳ

Động cơ diesel bốn kỳ hoạt động qua bốn giai đoạn: kỳ nạp, kỳ nén, kỳ cháy, và kỳ xả. Trong kỳ nạp, không khí được hút vào xi-lanh khi piston di chuyển xuống. Kỳ nén xảy ra khi piston di chuyển lên, nén không khí đến mức làm nóng và phun nhiên liệu vào để tự bốc cháy. Ở kỳ cháy, hỗn hợp nhiên liệu và không khí bốc cháy, đẩy piston xuống và dẫn động trục khuỷu. Cuối cùng, trong kỳ xả, khí thải được đẩy ra ngoài khi piston di chuyển lên.

>>>> THAM KHẢO THÊM: Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực và nguyên lý hoạt động

4. Phân loại động cơ diesel

Động cơ diesel có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, tùy thuộc vào cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Dưới đây là các tiêu chí phân loại chính, bao gồm số lượng xy lanh, thiết kế buồng đốt, chu kỳ hoạt động và phương pháp nạp.

4.1. Theo số xy lanh

Động cơ diesel có thể có một hoặc nhiều xy lanh.

• Động cơ diesel 1 xy lanh: Đơn giản và nhỏ gọn, thường dùng trong máy phát điện di động và các thiết bị nông nghiệp nhỏ.
• Động cơ diesel nhiều xy lanh: Có từ hai xy lanh trở lên, thường dùng trong xe tải, ô tô và các phương tiện giao thông khác, cung cấp hiệu suất cao và vận hành mạnh mẽ.

4.2. Theo buồng đốt

Thiết kế buồng đốt ảnh hưởng đến cách hòa khí và quá trình cháy.

• Buồng đốt trực tiếp (Direct Injection): Nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt, giúp tạo điều kiện cháy tối ưu và hiệu quả cao.
• Buồng đốt gián tiếp (Indirect Injection): Nhiên liệu được phun vào buồng phụ trước khi tiếp xúc với không khí nén trong buồng đốt chính, giúp giảm tiếng ồn và rung động.

4.3. Theo chu kỳ hoạt động

Chu kỳ hoạt động của động cơ diesel có thể là hai thì hoặc bốn thì.

• Động cơ hai thì (Two-Stroke): Hoàn thành chu trình hoạt động trong hai giai đoạn của piston (nén và công suất). Thường được sử dụng trong máy phát điện và tàu biển.
• Động cơ bốn thì (Four-Stroke): Hoàn thành chu trình hoạt động trong bốn giai đoạn của piston (hút, nén, công suất, và xả). Các động cơ này được sử dụng phổ biến trong ô tô, xe tải.

>>>> THAM KHẢO THÊM: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát bằng không khí

4.4. Theo phương pháp nạp

Phương pháp nạp không khí và nhiên liệu vào động cơ diesel cũng là tiêu chí phân loại quan trọng.

• Turbo nạp (Turbocharged): Sử dụng bộ tăng áp để nạp thêm không khí vào xy lanh, tăng cường hiệu suất và mô-men xoắn, phổ biến trong xe tải và ô tô thể thao.
• Không turbo nạp (Naturally Aspirated): Không sử dụng bộ tăng áp, hút không khí tự nhiên, thường dùng trong các ứng dụng như máy phát điện và máy công trình.

>>>> XEM THÊM CÁC BÀI VIẾT KHÁC:

• Hệ thống đánh lửa là gì? Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ chế hòa khí

Tóm lại, việc hiểu về động cơ diesel giúp chúng ta lựa chọn đúng loại động cơ phù hợp cho các ứng dụng cụ thể và giúp tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của động cơ. Qua bài viết này, Xe nâng HC hy vọng bạn thấy hữu ích về các thông tin về động cơ diesel, từ đó áp dụng hiệu quả vào thực tế sử dụng.