Xi lanh là từ chúng ta thường xuyên được nghe khi nhắc tới động cơ. Khi xem thông số kỹ thuật xe ô tô, bạn sẽ thường thấy thông tin động cơ 4 xi lanh. Vậy xi lanh là gì? Tầm quan trọng của xi lanh với ô tô như thế nào? Hãy để Thietbigarage giải đáp giúp bạn ngay sau đây nhé

Xi lanh là gì? Mối quan hệ giữa động cơ và xi lanh

Động cơ của ô tô là thiết bị chuyển hóa một dạng năng lượng nào đó như xăng hoặc dầu diesel thành động năng để xe ô tô chuyển động. Thông thường, động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài là hai loại cơ bản. Mỗi loại động cơ lại được chia thành nhiều loại nhỏ khác nhau, những loại nhỏ này mang đặc tính không giống nhau.

Xi lanh có vai trò là một bộ phận chính trong động cơ, là không gian để piston chuyển động trong quá trình vận hành động cơ.. Động cơ ô tô nào hầu như cũng có nhiều hơn 1 xi lanh. Đối với những loại xe ô tô phổ thông, số xi lanh trong động cơ sẽ là 4, 6 hoặc 8 xi lanh. Các dòng xe thể thao cần lượng xi lanh lớn hơn, có thể là 12 hoặc 16 xi lanh.

Bên trong những động cơ nhiều xi lanh, có những cách như sau để sắp xếp xi lanh: xếp thành một hàng dọc (xi lanh xếp thẳng hàng), xếp thành hình chữ V (xi lanh xếp hình chữ V) và cuối cùng là hai xi lanh xếp đối nhau nằm ngang (xi lanh xếp đối đỉnh).

Hầu hết tất cả các xe ô tô hiện nay đều sử dụng loại động cơ 4 kì, để chuyển đổi xăng thành năng lượng chuyển động, động cơ này còn có tên gọi khác là động cơ 4 thì. Các thì bao gồm: nạp, nén, đốt và xả. Ngoài ra xi lanh, động cơ còn bao gồm bugi, trục cam, trục khuỷu, van.

Phân loại xi lanh

Dựa vào cách chế tạo, có thể phân thành 2 loại:

Loại 1: Xi-lanh liền

Đây là loại xi-lanh và thân máy đúc liền với nhau tạo thành một khối.

Ưu điểm là có khả năng truyền nhiệt tốt, đồng thời nó cũng có độ đứng vững cao.

Nhược điểm là giá thành cao, vật liệu đắt tiền. Ngoài ra, xi-lanh hết cos khi sửa thì phải thay thân máy nên tốn khá nhiều chi phí.

Loại 2: Xi-lanh rời

Loại này có xi-lanh và thân máy rời nhau. Động cơ đốt trong có thiết kế ống lót rời rồi ép vào thân máy như vậy để tiết kiệm được vật liệu tốt. Bên cạnh đó, nó cũng sẽ giúp người dùng tiết kiệm được chi phí trong quá trình sửa chữa.

Ống lót của loại này được làm bằng vật liệu rất tốt, đắt tiền hơn vật liệu dùng để làm thân máy.

Cấu tạo của ống lót trong xi-lanh rời được chia làm hai loại:

+ Ống lót khô: Nước làm mát không tiếp xúc trực tiếp với thành ống lót xi-lanh.

Loại này có ưu điểm là ứng suất nhiệt nhỏ, do đó độ biến dạng ít. Tuy nhiên, chúng có nhược điểm là chế tạo khó, quá trình sửa chữa khá phức tạp, khả năng làm mát chưa hoàn thiện

+ Ống lót ướt: Nước làm mát tiếp xúc trực tiếp với thành ống lót xi-lanh.

Loại này có ưu điểm là khả năng làm mát tốt hơn, quá trình chế tạo và sửa chữa dễ dàng hơn. Do đó mà hiện nay chúng được sử dụng rộng rãi trên phần lớn các loại động cơ, nhất là động cơ diesel.

Tuy nhiên, loại này có nhược điểm là có thể gây ứng suất nhiệt, bề mặt ghép giữa thành xi-lanh và ống lót dễ bị rò nước làm mát. Vì thế, để khắc phục vấn đề rò nước xuống các te nên ở dưới ống lót xi-lanh người ta sẽ phải lắp thêm gioăng cao su.

Tầm quan trọng của xi lanh với ô tô như thế nào?

Phân bổ lực

Ví dụ một động cơ 4 kỳ thì mỗi xi lanh cần 720 độ góc quay của trục khuỷu (tương đương 2 vòng) để thực hiện một chu trình. Nghĩa là một chu trình cháy sẽ được sinh ra sau 2 vòng quay. Trong đó chỉ có một kỳ nổ có khả năng tạo ra công có ích nhưng kỳ nạp, kỳ thải, kỳ nén lại gây tốn một lượng công lớn, đặc biệt là kỳ nén.

Như vậy có thể thấy động cơ 1 xi lanh sinh ra công ở dạng xung tuần hoàn. Do đó nếu muốn phân bổ lực kéo đồng đều, động cơ bắt buộc phải tận dụng quán tính để giữ tốc độ quay không thay đổi, điều này khiến động cơ phải sử dụng một bánh đà nặng. Bánh đà càng nặng thì lực được phân bổ càng đều, tuy nhiên điều này kéo theo một hệ quả đó là động cơ kém nhạy hơn, khó điều khiển hơn. Động cơ sẽ phát ra rung động, hoạt động không được êm ái.

Đó cũng là lý do mà động cơ cần nhiều xi lanh thay vì 1 xi lanh. Với động cơ 2 xi lanh một chu trình cháy xảy ra chỉ ngay sau một vòng quay của trục khuỷu. Động cơ 4 xi lanh chỉ cần ¼ chu kỳ là có một kỳ nổ. Thậm chí động cơ 12 xi lanh chỉ cần 60 độ góc quay của trục khuỷu là đã có một kỳ nổ. Có thể dễ dàng thấy công suất sinh ra càng đều nếu động cơ có số xi lanh càng nhiều. Đây cũng chính là lý do mà động cơ 12 xi lanh rất được ưa chuộng.

Xem ngay: Máy làm sạch buồng đốt động cơ tốt nhất

Nguyên nhân gây ra dao động

Thực tế cho thấy dao động không chỉ xảy ra theo phương thẳng đứng. Lý do là thanh truyền có thể chuyển động sang trái và sang phải chứ không chỉ di chuyển lên xuống như nhiều người vẫn nhầm lẫn. Do vậy dao động còn có thể xảy ra theo phương ngang.

Khi được so sánh với piston, các nhà sản xuất nhận ra rằng khối lượng của thanh truyền nhẹ hơn nhiều. Vì thế dao động theo phương ngang được tạo ra do sự di chuyển qua lại của thanh truyền là nhỏ hơn nhiều so với dao động theo phương đứng của động cơ nhiều xi lanh. Đó là đối với động cơ một xi lanh.

Còn động cơ nhiều xi lanh thì còn rắc rối hơn nhiều so với những gì mà chúng ta tưởng tượng. Vì động cơ nổ một lần ứng với mỗi vòng quay nên 2 piston chuyển động tương ứng với nhau về chiều lẫn vị trí. Điều này mang lại tổng dao động có độ lớn gấp đôi dao động do động cơ 1 xi lanh sinh ra. Phương của dao động chủ yếu là phương di chuyển lên xuống của piston.

Hiện nay rất hiếm hãng sản xuất ô tô áp dụng động cơ 1 xi lanh cho sản phẩm của mình. Hầu như xe ô tô nào cũng sử dụng động cơ nhiều xi lanh. Các dòng xe phổ thông phổ biến nhất là động cơ 4 xi lanh.

Xem thêm: Nguyên nhân giảm xóc ô tô bị chảy dầu do đâu?

Một số hư hỏng thường gặp của xi-lanh

Như đã nói ở trên, xi-lanh hoạt động trong điều kiện vô cùng khắc nghiệt do đó mà chúng thường có những hư hỏng sau:

Bề mặt hoạt động bị ăn mòn theo chiều ngang không bằng nhau tạo thành độ ôvan.

+ Nguyên nhân: Bởi thành phần lực ngang N tác động đẩy xéc măng và xi-lanh ma sát vào thành xi-lanh gây ra tình trạng mòn méo.

+ Tác hại: Làm khe hở ghép giữa  xi-lanh và piston rộng ra, dẫn đến giảm công suất vận hành của động cơ.

Bề mặt hoạt động bị mòn theo chiều dọc không bằng nhau tạo thành độ côn.

+ Nguyên nhân: Khu vực xéc măng khí ở trên cùng có nhiệt độ và áp suất cao. Nó phá hủy độ nhớt của dầu bôi trơn, sản sinh ra ma sát khô hoặc nửa ướt giữa xéc măng, xi-lanh và piston. Đó chính là vùng bị mòn nhiều nhất tạo nên độ côn.

+ Tác hại: Gây tình trạng lọt khí ở buồng đốt làm biến chất dầu bôi trơn và dầu bôi trơn sục lên buồng đốt. Từ đó, công suất của động cơ bị giảm.

• Xi-lanh bị cào xước.
• Bề mặt hoạt động của xi-lanh bị ăn mòn hóa học và cháy rỗ.
• Xi-lanh có thể bị nứt vỡ.

Trên đây là thông tin mà chúng tôi cung cấp cho bạn để hiểu rõ hơn về xi lanh là gì và hiểu rõ hơn về nhiệm vụ của xi lanh trong xe hơi. Hãy theo dõi chúng tôi thường xuyên để cập nhật thêm tin tức nhé.