Động cơ Diesel là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao

Nội dung bài viết

Động cơ Diesel là gì?

Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại, bao gồm các phương tiện giao thông như ô tô, xe tải, tàu thủy và máy bay. Động cơ Diesel khác với động cơ xăng thông thường bởi vì nó sử dụng nguyên liệu nhiên liệu diesel thay vì xăng để đốt cháy trong buồng đốt và tạo ra năng lượng.
Động cơ Diesel lần đầu được thử nghiệm vào năm 1897. Từ đó đã mở ra cuộc cách mạng lớn trong khoa học kỹ thuật cho đến nay.

Cấu tạo của động cơ Diesel bao gồm các bộ phận ra sao?

Cấu tạo cơ bản của động cơ Diesel như sau:

• Buồng đốt: Nơi nhiên liệu diesel được phun vào và đốt cháy.
• Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm bơm nhiên liệu và các bộ phận khác để phun nhiên liệu diesel vào buồng đốt.
• Hệ thống làm mát: Dùng để làm mát động cơ để tránh quá nóng.
• Hệ thống khởi động: Sử dụng pin hoặc động cơ khởi động để đưa động cơ lên tốc độ hoạt động.
• Hệ thống xả: Đưa khí thải ra khỏi động cơ và giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường.
• Hệ thống điều khiển: Bao gồm các cảm biến và bộ điều khiển để điều chỉnh hoạt động của động cơ Diesel.

Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel

Khi động cơ Diesel hoạt động, nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt và được nén bởi khí nén trong buồng đốt. Điều này tạo ra một nhiệt độ rất cao trong buồng đốt, đủ để làm cháy nhiên liệu diesel. Khi nhiên liệu diesel cháy, nó tạo ra áp suất đẩy piston xuống, tạo ra sức mạnh và chuyển động cho động cơ Diesel.

Cụ thể gồm 4 kỳ như sau:

Kỳ nạp: Hút không khí vào xylanh

Pit-tông sẽ chuyển động từ Điểm chết trên (DCT) xuống Điểm chết dưới (DCD), tương ứng với trục khuỷu quay một góc từ 0-180 độ. Thể tích trong xylanh tăng lên, áp suất giảm từ từ cho đến khi nhỏ hơn áp suất khí quyển.

Xupap nạp dưới tác động của cơ cấu phân phối khí sẽ mở ra (trong khi đó, xupap xả vẫn đóng). Do áp suất bên trong xilanh động cơ nhỏ hơn áp suất bên ngoài nên không khí vẫn được nạp vào xylanh.

Kỳ nén: Nén không khí đạt áp suất & nhiệt độ cao

Pit-tong chuyển từ ĐCD đến ĐCT, tương ứng với trục khuỷu quay 1 góc 180 – 360 độ.

Xupap nạp & Xupap xả đã được đóng lại, không khí trong xilanh cũng nén. Thể tích trong xilanh giảm & áp suất bắt đầu tăng dần lên. Khi pit-tong cách DCT tương ứng góc quay trục khuỷu khoảng 15-30 độ thì vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào dưới dạng sương mù, trộn đều với không khí nén, tạo thành hỗn hợp đốt & tự bốc cháy dưới áp suất & nhiệt độ cao.

Kỳ sinh công: Sinh năng lượng

Nhiên liệu phun vào buồng đốt, trộn với không khí được nén ở áp suất & nhiệt độ cao tự bốc cháy. Hỗn hợp cháy giãn nở sinh công cho động cơ.

Kỳ xả: Xả khí thải ra ngoài

Pit-tong chuyển động từ DCD đến DCT, tương ứng với trục khuỷu quay 540 – 720 độ. Ở quá trình này, xupap nạp vẫn đóng nhưng xupap xả mở ra, Pit-tong đẩy khí đã làm việc ra ngoài.

Trong quá trình hoạt động của động cơ Diesel, quá trình nén khí là rất quan trọng. Điều này giúp tạo ra nhiệt độ cao và áp suất trong buồng đốt, giúp nhiên liệu diesel cháy và tạo ra sức mạnh. Hơn nữa, do nhiên liệu diesel cháy một cách tự nguyện, động cơ Diesel không cần hệ thống điện cực như động cơ xăng để tạo ra tia lửa.

Động cơ Diesel cũng có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu. Điều này có thể được đạt được bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt, áp suất khí nén, và thời điểm phun nhiên liệu. Các động cơ Diesel hiện đại còn được trang bị các thiết bị phụ trợ như hệ thống tái chế khí thải để giảm thiểu khí thải độc hại và cải thiện chất lượng không khí.

Tuy nhiên, động cơ Diesel cũng có một số hạn chế, bao gồm tiếng ồn cao hơn so với động cơ xăng và các khó khăn trong việc khởi động ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, động cơ Diesel cũng đòi hỏi một hệ thống bảo dưỡng chính xác để đảm bảo hoạt động hiệu quả và tuổi thọ lâu dài.

Tóm lại, động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại, với những ưu điểm như hiệu suất cao và tiết kiệm nhiên liệu. Cấu tạo của động cơ Diesel bao gồm các bộ phận như buồng đốt, hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống làm mát, hệ thống khởi động, hệ thống xả và hệ thống điều khiển. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel dựa trên quá trình nén khí và cháy nhiên liệu diesel để tạo ra sức mạnh và chuyển động.