Tất cả các động cơ đốt trong có thể coi là tương tự nhau trong thiết kế hiện đại, nhưng với nguyên tắc là các động cơ xe hơi thông thường được tối ưu hóa cho hiệu quả nhiên liệu và động cơ xe thể thao thì cho tốc độ và hiệu suất.
Nhiều người cho rằng động cơ xe thể thao hiện đại cũng giống với động cơ mà bạn tìm thấy trong chiếc xe thông thường, và đơn giản là nó chỉ mạnh hơn. Nhưng sự thật là động cơ điều chỉnh thể thao được thiết kế cho hiệu suất và tốc độ cao trái ngược với tính hiệu quả nhiên liệu, nhiều yếu tố kỹ thuật được dựa trên sơ đồ động cơ của nhà sản xuất thiết bị gốc. Sự khác biệt chủ yếu đến từ các thành phần được sử dụng, kỹ thuật chính xác đến cấu trúc bộ phận bên trong và nhiều phụ kiện hiệu suất giúp cung cấp năng lượng tăng cường, mạnh mẽ.
Dưới đây sẽ giải thích một số tính chất của động cơ xe thể thao và cách các thuộc tính này cuối cùng được truyền vào chiếc xe mà bạn lái xe quanh thành phố hàng ngày.
Hiểu cơ bản động cơ đốt trong
Để hiểu được sự khác biệt giữa động cơ xe thể thao và động cơ thông thường, chúng ta cần phải hiểu các thành phần cơ bản tạo nên động cơ đốt trong hiện đại. Về cơ bản, cả hai loại động cơ đều có 3 phần chính bao gồm:
- Khối động cơ (hoặc thân động cơ): Khối động cơ là thành phần chính của bất kỳ động cơ đốt trong. Đây là khối dưới hoặc lắp ráp dưới cùng của động cơ giữ trục khuỷu, thanh truyền, pít-tông, buồng đốt và cac te dầu. Hầu hết các khối động cơ được cấu hình thẳng hoặc theo hình chữ V. Trục cam nằm trên đỉnh của khối và kết nối với đầu xi lanh.
- Đầu xi lanh: Được lắp trên đỉnh khối động cơ là đầu xi lanh (hoặc đầu máy trong một số trường hợp). Đầu xi lanh bao gồm nhiều bộ phận riêng lẻ như buồng nạp và xả, van (xupap), lò xo van, bộ đẩy cò mổ và phần cứng khác. Để giữ dầu chứa bên trong các đầu xi lanh để tất cả các bộ phận chuyển động được bôi trơn, một nắp xylanh được lắp đặt (có thể gọi là nắp van, nắp đậy máy).
- Hệ thống phân phối nhiên liệu: Được gắn trên đầu hoặc bên cạnh đầu xi lanh là hệ thống phân phối nhiên liệu. Đây là hệ thống phun nhiên liệu hoặc bộ chế hòa khí (trong động cơ cũ). Hệ thống nhiên liệu là nơi nhiên liệu và không khí được trộn, sau đó được đưa vào các đầu xi lanh và cuối cùng vào buồng đốt nằm trong khối động cơ. Một hệ thống nhiên liệu có thể được hỗ trợ bởi các thành phần bổ sung năng lượng như siêu tăng áp hoặc tăng áp.
Hiểu các mục tiêu của từng loại động cơ
Động cơ hiệu suất hiện đại (động cơ cho xe thể thao) được thiết kế để nâng cao mã lực hoặc mô-men xoắn tối ưu. Mã lực là tốc độ hoàn thành nhiệm vụ, trong khi mô-men xoắn được đo bằng Nm hoặc bao nhiêu “lực xoắn” được áp dụng để hoàn thành một nhiệm vụ.
Động cơ hiện đại cho việc lái xe hàng ngày được tối ưu hóa cho hiệu quả. Cách mà mỗi loại động cơ hoàn thành mục tiêu của nó là những gì chỉ ra sự khác biệt giữa hai loại.
Xem thêm: Đường kính xilanh và hành trình piston quyết định Công suất và Hiệu quả ra sao?
Động cơ thông thường được thiết kế cho hiệu quả như thế nào
Chiếc xe lái hàng ngày của bạn có một powerplant (hệ thống năng lượng) cần phải hiệu quả vì nhiều lý do. Đầu tiên là cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn về hiệu quả nhiên liệu và khí thải. Động cơ thông thường hiện đại thường được hỗ trợ bởi nhiều hệ thống vận hành bằng máy tính điều chỉnh việc cung cấp nhiên liệu và không khí, thời điểm đánh lửa và thậm chí ứng dụng năng lượng thông qua hệ truyền động để tuân thủ các nhiệm vụ này.
Các bộ phận bên trong của động cơ thông thường thường được chế tạo để có tuổi thọ cao, được chế tạo từ các kim loại mạnh mẽ hơn nặng hơn và được thiết kế để hoạt động với số vòng quay thấp hơn mỗi phút để kéo dài tuổi thọ. Hệ thống nhiên liệu được thiết kế tương tự cho hiệu quả và thường không bao gồm một bộ tăng cường hiệu suất. Tuy nhiên, công nghệ động cơ mới đang pha vào động cơ nhỏ hơn với bộ tăng áp.
Động cơ hiệu suất được thiết kế cho sức mạnh như thế nào
Để tạo ra sức mạnh tối ưu trong động cơ xe thể thao, các kỹ sư xe hiệu suất sẽ tinh chỉnh các bộ phận riêng lẻ của động cơ. Để thể hiện tốt nhất khái niệm này, hãy khảo sát từng phần trong 3 phần chính mà tất cả các động cơ đốt đều có, và những thay đổi được thực hiện cho từng phần để tăng sức mạnh.
- Khối động cơ: Khối động cơ của động cơ hiệu suất thường được làm từ vật liệu nhẹ – trong hầu hết các trường hợp là nhôm. Trục khuỷu được làm bằng thép bền để chịu được vòng quay cao được tạo ra bởi các động cơ này và với các thanh truyền và pít-tông thường được làm từ nhôm hoặc trong một số trường hợp là vật liệu composite. Hầu hết các động cơ hiệu suất cũng có tỷ số nén cao hơn bên trong buồng đốt. Để tạo độ nén cao hơn, pít-tông hoặc xéc măng được điều chỉnh để tạo ra một sự kín khít hơn, và miếng đệm đầu (gioăng nắp máy) xi-lanh trên đỉnh của khối động cơ và dưới đầu xi-lanh được điều chỉnh.
- Đầu xi lanh: Nếu bạn hỏi hầu hết các kỹ thuật viên hiệu suất, họ sẽ cho bạn biết bí mật về công suất động cơ tồn tại trong đầu xi lanh. Trong trường hợp này, các động cơ dựa trên hiệu suất có các cổng nạp và xả tùy chỉnh cao giúp đẩy nhanh dòng nhiên liệu và khí thải qua các đầu xi lanh. Đầu xi lanh hiệu suất cũng có các thành phần trọng lượng nhẹ hơn, trong một số trường hợp được làm từ titan để đảm bảo chúng có thể chống lại sức mạnh được thêm vào.
- Hệ thống nhiên liệu: Nếu bạn thực hiện các điều chỉnh ở khối và đầu xi lanh để tạo ra nhiều năng lượng hơn, bạn cần phải lấy nhiên liệu một cách hiệu quả. Đây là công việc của hệ thống nhiên liệu. Bằng cách thêm một bộ tăng áp hoặc siêu nạp, không khí và nhiên liệu được ép vào động cơ, cho phép nó đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn và do đó tạo ra nhiều mã lực hơn.
Chìa khóa cho sức mạnh hiệu quả là thực hiện các thay đổi cho cả ba thành phần hoạt động hài hòa với nhau. Các kỹ sư thường dành hàng ngàn giờ để nghiên cứu và phát triển để tìm ra sự cân bằng hoàn hảo giữa hiệu suất tối ưu và phá hủy động cơ.
Như bạn có thể thấy, có một số khác biệt giữa động cơ xe thể thao và động cơ thông thường. Một điểm tương đồng quan trọng mà chúng có là sự cần thiết cho tất cả các hệ thống chuyển động để làm việc cùng nhau một cách hiệu quả. Hệ thống nhiên liệu cần được điều chỉnh theo cấu hình đầu xi lanh, cần cung cấp nhiên liệu hiệu quả cho buồng đốt bên trong khối động cơ. Tất cả đều yêu cầu dịch vụ và bảo trì định kỳ, và mỗi loại đều có tuổi thọ dự kiến. Khi dịch vụ thường xuyên được hoàn thành theo khuyến nghị trong cả hai loại động cơ, chiếc xe sẽ tồn tại lâu hơn và cho phép bạn tận hưởng việc lái nó với toàn bộ tiềm năng của nó.
