Mục lục
Xi lanh – một thuật ngữ không quá xa lạ đối với người làm việc trong nghề kỹ thuật, nhưng đối với nhiều người thì đây là một khái niệm hoàn toàn mới mẻ.
Đây là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ đốt trong ô tô, xe máy, nếu thiếu nó thì xe không thể chạy được.
Vậy xi lanh là gì? Cấu tạo, cơ chế hoạt động và phân loại xi lanh ra sao?
Mời các bạn cùng Ô Tô Hoàng Long xem chi tiết trong bài viết bên dưới nhé.
Xi Lanh Là Gì?
Xi lanh (tiếng Anh: cylinder) là một bộ phận quan trọng trong động cơ đốt trong, có dạng hình trụ, là nơi chứa piston để tạo thành buồng đốt giúp tạo ra công suất cho động cơ.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu đẩy piston di chuyển bên trong xi lanh, làm trục khuỷu quay sau đó truyền lực cho hệ thống truyền động của xe giúp các bánh xe quay.
Không những vậy, xi lanh còn có nhiệm vụ truyền nhiệt lượng từ piston và xéc măng đến hệ thống làm mát.
Tuy nhiên, xi lanh trong ứng dụng thực tế còn có trong nhiều hệ thống máy móc khác mà chắc hẵn khá quen thuộc với chúng ta.
Phân Loại Xi Lanh
Ngoài xi lanh dùng trong động cơ xe ô tô, xe máy, xi lanh còn được ứng dụng rất nhiều trong các máy móc hằng ngày của chúng ta như: cửa tự động, ty ben cho xe tải, xe ép rác, máy móc công nghiệp…
Xi lanh động cơ đốt trong
Thân động cơ (hay còn gọi là thân máy, lốc máy) thường làm bằng gang xám hoặc hợp kim nhôm có nhiệm vụ chứa tất cả chi tiết trong động cơ.
Xi lanh được đặt trong thân động cơ. Xi lanh cùng với nắp xi lanh và đỉnh piston tạo thành buồng đốt và thể tích làm việc của động cơ. Đối với động cơ nhiều xi lanh, những xi lanh được sắp xếp thành một hàng.
Xi lanh thường được đúc nguyên khối vào thân máy. Những động cơ lớn hoặc động cơ xe tải thường sử dụng những ống xi lanh rời, có thể thay thế khi bị mòn.
Nắp xi lanh được gắn vào thân máy nhờ bu-loong hoặc đinh tán. Nắp xi lanh có nhiệm vụ đậy kín toàn bộ xi lanh, ở phía đối diện piston.
Nắp xi lanh còn làm giá đỡ lắp ráp các chi tiết của xupap như ống dẫn hướng xupap, xupap nạp (mở ra khi nạp khí mới vào xi lanh), và xupap xả (mở ra khi xả khí cháy ra khỏi xi lanh).
Xem thêm bài viết bên dưới để tìm hiểu kỹ hơn về hoạt động của động cơ đốt trong.
Xi lanh điện
Xi lanh điện (tiếng Anh là electric cylinder) là loại xi lanh có cơ cấu dẫn động tuyến tính (loại cơ –điện) được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành mô-men xoắn.
Một số ứng dụng của xi lanh điện:
- Dùng để đóng mở cửa sổ, cửa xe tự động.
- Nâng hạ giường, ghế nha khoa
- Bàn công nghiệp
- Nội thất nhà thông minh
- Các ngành cơ khí chế tạo máy.
Xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực (Hydraulic Cylinder) được dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng của dầu, chất lỏng thủy lực thành động năng để có lực ở đầu cần, tác động nhằm thực hiện những nhiệm vụ như: kéo, đẩy, ép, nén, nghiền,….
Xi lanh thủy lực được ứng dụng nhiều trong các loại xe cẩu tự hành, xe ben, máy ủi, máy xúc và máy ép rác…
Xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén là dạng cơ cấu vận hành chuyển đổi áp lực khí nén thành chuyển động tịnh tiến cung cấp động năng cho các chuyển động.
Xi lanh khí nhận khí nén từ máy nén khí làm không khí giản nở trong xi lanh ép piston di chuyển theo hướng mong muốn.
Xi lanh khí nén cũng có nhìu loại thiết kế khác nhau cho phù hợp yêu cầu chế tạo máy như xi lanh vuông, xi lanh tròn, xi lanh kẹp, xi lanh compact, xi lanh xoay, xi lanh trượt, xi lanh 1 chiều, 2 chiều…
Xilanh khí nén được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp tự động hóa như: công nghiệp lắp ráp, chế biến gỗ, thực phẩm, dây chuyền đóng gói hay chế tạo rô bốt hoặc lắp ráp điện tử, công nghiệp xi măng,…
Dung Tích Xi Lanh
Dung tích xi lanh, hay còn gọi là thể tích công tác, thể tích làm việc của xi lanh, hoặc thể tích động cơ (tiếng Anh: engine displacement, displacement volume) là thể tích mà các piston di chuyển bên trong xi lanh của động cơ piston, không tính thể tích buồng đốt.
Nói cách khác, dung tích xi lanh là thể tích giới hạn bởi thành xi lanh và các vị trí điểm chết trên (ĐCT), điểm chết dưới (ĐCD) của piston.
Dung tích xi lanh thường được dùng để cho biết kích thước động cơ (engine); ngoài ra, thường được dùng như chỉ số thể hiện năng suất động cơ và lượng nhiên liệu mà động cơ có thể tiêu thụ.
Do vậy, dung tích xi lanh là một trong những thông số kỹ thuật thường được dùng khi quảng cáo các loại xe ô tô. Dung tích xi lanh thường sử dụng đơn vị phân khối (cc, cm3, tương đương với mililit) hoặc lit (L).
Số Lượng Và Cách Sắp Xếp Xi Lanh Động Cơ
Một động cơ có thể có 1 hoặc nhiều xi lanh bên trong, số lượng càng lớn thì sức mạnh càng cao và cách sắp xếp càng phức tạp.
Về số lượng, chúng ta thường thấy nhất là 1, 3, 4, 5, 6, 8, 12… Trong đó phổ biến nhất là động cơ 4 xy lanh và 6 xy lanh.
Tuỳ vào công suất động cơ mà nhà sản xuất sẽ thiết kế số xy lanh phù hợp.
Ví dụ xe ô tô 30 – 100 mã lực thường có 3 xy lanh, 100 – 300 mã lực thường có 4 xy lanh, 300 – 400 mã lực thường có 6 xy lanh, 400 – 700 mã lực thường có 8 xy lanh, hơn 700 mã lực thường có 12 xy lanh.
Việc sử dụng nhiều xy lanh thay vì chỉ 1 xy lanh sẽ giúp khối lượng từng piston giảm đáng kể. Điều này giúp lực quán tính nhỏ hơn, động cơ có khả năng cân bằng tốt hơn. Từ đó tốc độ của động cơ cũng nhanh hơn do khối lượng mỗi piston nhẹ hơn.
Động cơ có càng nhiều xy lanh thì sẽ có càng nhiều đường ống nạp/xả. Điều này giúp giảm lực cản trên đường ống, hỗ trợ quá trình nạp/xả diễn ra tốt hơn, động cơ đạt công suất cao hơn.
Có nhiều kiểu sắp xếp xi lanh bên trong động cơ ô tô. Thường gặp nhất là:
- Kiểu chữ I – xi lanh thẳng hàng (Inline engine): Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ và ít các chi tiết chuyển động.
- Kiểu chữ V: nhỏ gọn hơn động cơ thẳng hàng cùng số lượng xilanh và có thể dễ dàng sử dụng cho cả xe FWD và RWD.
- Kiểu chữ W
- Kiểu chữ H
- Kiểu chữ X
- Kiểu hướng tâm (star)
- Kiểu Wankel
Các dòng xe phổ thông như: Mazda 3, Ford Ranger, Toyota Vios, Camry… dùng kiểu động cơ I4.
Các dòng cao cấp hơn thì dùng động cơ V6 như: Lexus LS, Audi A6…
Động cơ V8 thường thấy ở những dòng xe sang như: Mercedes Maybach, Lexus GX, BMW 750i…
Những xe siêu sang hay xe thể hiệu suất sao, siêu xe thể thao như các dòng xe của hãng Aston Martin, Rolls-Royce, Bentley, Lamborghini, Ferrari… thường sử dụng động cơ V12 hoặc W12 – 12 xi lanh.
Động cơ V12 thường dùng cho những siêu xe đòi hỏi hiệu suất cao như: Ferrari, Lamborghini, Audi,…
Trên đây, Ô Tô Hoàng Long đã tóm tắt sơ lược để các bạn hiểu rõ hơn khái niệm xi lanh là gì, hi vọng chúng tôi đã mang đến cho các bạn những kiến thức hữu ích.
