SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÁY XĂNG VÀ MÁY DẦU

Bạn đã bao giờ tự hỏi sự khác nhau giữa động cơ máy dầu và máy xăng là gì? Chúng tôi có câu trả lời cho bạn.

Về cơ bản, động cơ xe hơi hiện đại hoạt động dựa theo nguyên tắc 4 kỳ đơn giản: (1) nạp, (2) nén, (3) nổ và (4) xả. Lặp đi lặp lại chu kỳ này mỗi phút sẽ khiến hộp giảm tốc (Gear-head) phải làm việc “vã cả mồ hôi”. Nguyên lý 4 kỳ của động cơ dầu hay xăng cơ bản là giống nhau. Tuy nhiên, cũng có sự khác biệt nhau khi hoạt động.

I – KHÁC NHAU VỀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ

Đối với máy xăng, quá trình nạp (1) bao gồm việc hút khí và nhiên liệu vào buồng đốt. Còn máy dầu thì chỉ hút khí vào. Sau đó là quá trình nén (2), cả hai động cơ đều sẽ nén khí vào các túi nhỏ. Việc đánh lửa được kiểm soát riêng cho từng loại động cơ.

Động cơ xăng sử dụng bugi (spark plug) để điều khiển thời gian đánh lửa (3) và bắt đầu kỳ nổ. Hồ quang điện (arc of electricity) đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu – không khí và tạo ra vụ nổ lớn đẩy pít-tông xuống, tạo ra mã lực rất lớn.

Động cơ diesel chỉ có một buồng chứa khí đã được nén trước khi kỳ nổ. Khi pít-tông tiến gần đến đỉnh ống xi-lanh, không khí bị nén cực đại và nóng lên đến mức có thể lập tức đánh lửa ngay (3) khi nhiên liệu diesel được đưa vào. Do đó, thời điểm đánh lửa cho động cơ diesel được điều khiển bởi kim phun nhiên liệu.

Quá trình xả khí (4) của cả hai loại động cơ đều tương tự. Một van mở ra và pít-tông đẩy khói ra khỏi xi-lanh.

II – KHÁC BIỆT VỀ HIỆU SUẤT

1) Hiệu suất

Trong khi, các động cơ diesel luôn gặp vấn đề về tiêu chuẩn khí thải. Nhưng so về việc tiết kiệm nhiên liệu thì động cơ diesel vượt trội hơn nhiều so với động cơ xăng. Thật vậy, động cơ diesel có hiệu suất cao hơn đáng kể trong hầu hết các trường hợp. Đặc biệt là khi đạp chân ga nhẹ. Sự khác biệt là do ở kỳ nạp, nén và nổ (1,2,3) được mô tả ở trên, kết hợp với nhiệt độ tự bốc cháy.

2) Đánh lửa

Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ mà ở đó tỷ lệ nhiên liệu – không khí sẽ tự đánh lửa chỉ đơn giản bằng nhiệt. Trong động cơ xăng, điều cực kỳ quan trọng là nhiệt độ tự bốc cháy không bao giờ đạt được trong kỳ nén (2). Vì điều này sẽ gây ra sự phát cháy trước khi bugi đánh lửa, có khả năng phá hủy động cơ. Do đó, động cơ xăng có tỷ số nén tương đối thấp (lượng không khí và nhiên liệu bị nén trong kỳ nén), bởi vì nén gây ra sự gia tăng nhiệt độ.

Ở động cơ diesel, nhiên liệu không được nén cùng với không khí trong kỳ nạp khí (1). Cho nên không khí sẽ được nén nhiều hơn. Vượt qua nhiệt độ tự bốc cháy của nhiên liệu diesel. Tỷ số nén cao hơn tương đương với hiệu suất cao hơn. Vì vậy động cơ diesel tận dụng lợi thế này bằng cách bơm nhiên liệu vào không khí đã được nén.

3) Van tiết lưu

Một lợi ích ưu điểm khác của động cơ diesel không cần van tiết lưu (throttle body). Khi bạn nhấn chân ga động cơ xăng, van tiết lưu của động cơ sẽ mở. Cho phép nhiều không khí vào động cơ, và do đó tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Máy tính của động cơ nhận ra rằng nó cần phải bơm thêm nhiên liệu để tỷ lệ với lượng không khí đã được hút vào. Bàn đạp ga như một bàn đạp hút không khí trong trường hợp này. Đối với động cơ diesel, van tiết lưu là không cần thiết. Trong trường hợp này, bàn đạp ga điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun.

Van tiết lưu được sử dụng trong động cơ xăng là một hạn chế. Đặc biệt là khi van tiết lưu chỉ mở một phần. Và đây là một trong các lý do tại sao xe diesel có khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn trong các tình huống tải thấp.

III – CHÊNH LỆCH TỈ LỆ KHÔNG KHÍ / NHIÊN LIỆU

Điều gì cho phép động cơ diesel hoạt động dựa trên lượng nhiên liệu được phun? Lý do là động cơ diesel có khả năng hoạt động trong phạm vi tỷ lệ không khí / nhiên liệu rất rộng.

Trong khi, động cơ xăng thường hoạt động trong phạm vi khoảng 12 đến 18 phần không khí trên 1 phần nhiên liệu (tính theo khối lượng). Thông thường, tỷ lệ này vẫn khá gần với 14,7: 1. Vì ở tỷ lệ này, tất cả nhiên liệu và oxy đã được sử dụng hết.

Tuy nhiên, động cơ diesel thường hoạt động từ 18: 1 tới cao nhất là 70: 1 và có khả năng hoạt động ở tỷ lệ chênh nhau rất lớn. Khi bạn nhấn bàn đạp ga động cơ diesel, việc này sẽ làm giảm tỷ lệ không khí / nhiên liệu. Nhiều nhiên liệu hơn được bơm vào tỷ lệ với không khí, giúp tăng mã lực.

Muội than (Soot) được tạo ra khi động cơ diesel hoạt động ở tỷ lệ không khí / nhiên liệu thấp. Đó là lý do tại sao bạn có thể thấy khói đen từ xe tải diesel khi đạp chân ga.

IV – KẾT LUẬN

Cuối cùng, chu kỳ 4 kỳ của 2 loại động cơ về cơ bản là giống nhau. Nhưng sự khác biệt trong thiết kế chi tiết cho thấy các ưu điểm rất độc đáo của từng loại động cơ.