tác giả đầu tiên của một động cơ xe hơi chạy bằng nhiên liệu lỏng, là
Siegfried Marcus.Sự xuất hiện của động cơ là sự khởi đầu của ô tô hiện
đại.
Siegfried Marcus đã được sinh ra trong một gia đình Do
Thái vào năm 1831 tại Đức.Cậu bé 17 tuổi, ông đã làm việc tại Berlin
vào đẻ của truyền thông điện thoại, sau đó trong một thời gian dài làm
việc như một thợ cơ khí trong công ty điện Đức "Siemens und Halske" ở
Berlin.
Marcus đã nghiên cứu lịch sử của thiết bị vận tải.Tất cả thời gian này, ông muốn xây dựng một cỗ xe tự hành.
Trong khi đó, số phận của chính trị Marcus can thiệp - cuộc chiến bấy
lâu nay giữa Đức và Pháp.Ông phải đối mặt với nghĩa vụ quân sự.Để tránh
điều này, năm 1852, ông chuyển đến Áo-Hungary, tại Vienna, nơi ông làm
việc một thời gian tại Đại học Vienna.
Kể từ năm 1860, Marcus đã
có cơ hội để cống hiến mình hoàn toàn cho những đam mê riêng của mình,
trong đó chủ yếu là các kỹ sư điện.Họ phát minh ra rơle điện thoại,
microphone, loa, cầu chì điện cho mỏ dưới nước và khác.
Siegfried giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật và một cái gì đó được
cấp bằng sáng chế.Trong chỉ một trong Áo-Hungary nó sở hữu 38 bằng sáng
chế.Rộng rãi thông qua Marcus mở vào năm 1864 magnetoelektricheskoe đánh
lửa (Magneto), mà sau này đã bắt đầu được sử dụng trong các động cơ đốt
trong.Bộ chế hòa khí Marcus, cấp bằng sáng chế vào năm 1865, cho thấy
một thực tế sử dụng chủ yếu trong các động cơ làm mát bằng gió của công
ty Langen tôi Wolf, và ngay sau đó của riêng mình.
By không khí
thời gian làm mát bằng động cơ đã được coi là lỗi thời.Đối với một nhà
sản xuất động cơ đốt trong được cải thiện Markus tìm thấy ở Vienna -
Jacob Varhalovskogo (máy bay Pole và phi công), và ở Prague - một công
ty Marky, Bromovsky tôi Schulz.
xây dựng Siegfried động cơ xi
lanh đơn với dung tích 1.570 cm3 công suất đạt 0,73 kW (1 mã lực) tại
300 vòng / phút.Doanh thu đã được quy định bằng các phương tiện của các
van.Làm mát bằng phục vụ như là một vòng tuần hoàn tự nhiên của nước từ
một bể chứa lớn dưới ghế sau.Các động cơ nặng 280 kg và có bộ chế hòa
khí của thiết kế riêng của mình, được đun nóng bằng khí thải.Các nhà
phát minh đã thử nghiệm nó trong tháng 9 năm 1870, tại giỏ tự hành đầu
tiên của mình, và sau đó xây dựng một công cụ nhỏ gọn hơn.
Năm
1875, Marcus đặt động cơ của mình trên khung gỗ của con ngựa vào xe ngựa
4 bánh xe bằng gỗ.Các bánh xe phía trước quay cùng với trục, và đã được
điều chỉnh để kiểm soát tay lái nhỏ.Người lái xe và hành khách ngồi
trên một băng ghế gỗ ở trung tâm của máy.Trong các mẫu đầu tiên, trục
trước có đệm cao su, sau đó được thay thế bằng lò xo kim loại.Các bánh
xe phía sau được gắn cứng gắn vào khung và cung cấp giày phanh.Họ ép một
đòn bẩy tay trực tiếp vào vành bánh xe.Truyền dẫn không được dẫn dắt
bởi một trục khuỷu và bánh đà.Với một vòng quay của các bánh xe phía sau
được truyền đi bằng một ly hợp hình nón và ổ đĩa vành đai.Máy
này đã được lắp ráp trên các nhà máy cơ khí tại thị trấn Lichtenstein
Adamov - gần thành phố Brno tại Cộng hòa Séc hiện đại.Nước này sau đó là
một phần của Đế quốc Áo-Hung.
để xe - hay đúng hơn, một chiếc
xe có động cơ - Siegfried Marcus cư dân địa phương và cảnh sát đã phản
ứng với thái độ thù địch lúc đầu, và anh đã phải thử nghiệm phát minh
của mình vào ban đêm trên các đường phố yên tĩnh gần nghĩa trang.Điều
này đã ở Vienna, nơi chiếc xe Marcus chuyển bằng đường sắt.Buggy của ông
hầu như không lê bước dọc theo con đường rải sỏi, không thương tiếc hắt
hơi và popping, dọa con chó và công dân đáng kính.Tốc độ của xe động cơ
Marcus là 6-8 km / h và không thực hiện bất kỳ ấn tượng.Nó dễ dàng
nhanh hơn so với không chỉ xe ngựa, nhưng cũng hợp thời trang thì những
chiếc xe đạp.
không ai quan tâm Siegfried sáng chế.Tuy nhiên,
ông luôn luôn bẩn, với khuôn mặt đen đủi, bỏ qua những tiếng la hét giận
dữ của người dân thành phố tiếp tục là đứa con tinh thần của mình.
Markus đã chết vào năm 1889.Hiện nay, anh gần như bị lãng quên, làm lu
mờ tên của Daimler Benz và nhà thiết kế xe hơi khác, mô hình đó xuất
hiện muộn hơn nhiều.
số phận của chiếc xe đầu tiên được phát
triển kể từ khi Siegfried Marcus.Sau cái chết của nhà phát minh vào năm
1898, chiếc xe của mình được đưa đến Austro-Hungarian Automobile Club,
và sau đó cô bắt đầu để triển lãm Bảo tàng kỹ thuật ở Vienna.Bên cạnh
anh ta đứng một nhãn thời gian dài: "Các toa xe Marcus (1875).Sẵn sàng
cho hành động. "
Áo năm 1898 đã dựng một tượng đài để Siegfried
Marcus.Ông trở thành một trong những anh hùng dân tộc, và là một trong
những nhà phát minh vĩ đại nhất của thế kỷ XIX, người đã sống ở Vienna,
được thể hiện trong các dấu Áo (1971).
Áo vững tin rằng chiếc xe
đầu tiên trên thế giới được tạo ra chỉ tại chúng trở lại vào năm 1875 -
rất lâu trước khi các nước khác thì may mắn hơn các đối thủ của ông đã
đạt được sự công nhận chính thức.
giữ mình chiếc xe này - đó là
một bảo tàng công nghiệp tại Vienna.Ảnh ba chiều của chiếc xe đầu tiên
với một động cơ xăng Z. Marcus đã được trưng bày năm 1997 tại Bảo tàng
Khoa học Quốc gia và Công nghệ Haifa tại triển lãm "Người Do Thái của
Vienna", chuẩn bị của Bảo tàng Do Thái ở thủ đô Áo.
Thứ Ba, 17 tháng 5, 2016
THÀNH TỰU 8: Động cơ
Sự ra đời của máy hơi nước và ý nghĩa đối với nhân loại
Cách mạng công nghiệp là sự kiện cơ bản đánh dấu việc chuyển biến từ xã
hội sang giai đoạn văn minh công nghiệp. Cách mạng công nghiệp là sự
biến đổi sâu sắc về chất của nền kinh tế mà đặc trưng cơ bản của nó là
việc thay thế lao động thủ công bằng máy móc., việc sử dụng rộng rãi
năng lượng than đá và phương thức sản xuất mới.
Sau cuộc cách mạng tư sản của các nước trên thế giới sau khi thành công là sự ra đời và phát triển của chế độ tư bản, ngay cùng thời gian đó là cuộc cách mạng khoa học và công nghệ được tiến hành và đạt được hành loạt những thành tựu lớn với những phát minh vĩ đại như Năm 1733 John Kay đã phát minh ra “thoi bay”, Năm 1765 Giêm Hagrivơ ( James Hagreaves ) đã chế được chiếc xa kéo sợi kéo được 8 cọc sợi một lúc,..trong đó phải kể đến máy động cơ hơi nước. Sự ra đời của máy hơi nước là một trong những bước ngoặt lớn của loài người, đó là một trong những thành tựu văn minh vĩ đại mở ra một cánh của mới cho lịch sử văn minh thế giới.
Máy hơi
nước là phát minh quan trọng nhất để làm lên một cuộc cách mạng công
nghiệp. Nhu cầu của sản xuất là động lực trực tiếp thúc đẩy việc cải
tiến kỹ thuật. Những phát minh kỹ thuật đầu tiên xuất hiện trong ngành
dệt đó là “Thoi bay” do Jonh Kay phát minh, nó làm cho dệt nhanh hơn,
rộng hơn.
Năm
1767, James Hargreavers chế tạo ra máy kéo sợi 16-18 cọc đầu tiên có tên
là Jenny sau đó nó được nhiều nhà phát minh khác cải tiến cho chất
lượng và hiệu quả cao hơn.
Cho đến năm 1785, Chiếc máy dệt đầu tiên ra đời do Cartwright phát minh là nó được hoàn thiên năm 1800.
Cùng với máy móc thì kỹ thuật nhuộm màu in hoa cũng đạt được những tiến bộ lớn, góp phần củng cố địa vị trong nghành dệt.
Tuy
nhiên, những phát minh máy móc trên có ý nghĩa quan trọng cho phát triển
sản xuất, tăng năng xuất, nhưng tự bản thân chúng chưa làm lên cuộc
cách mạng công nghiệp. Cần phải có nguồn động lực cho máy móc. Ban đầu
người ta sử dụng sức nước, nhưng nó lại hạn chế vì không phải ở đâu cũng
lợi dụng được sức nước, đặc biệt ở những nước phương Tây vào mùa động
lạnh giá việc dùng động lực của nước càng trở lên khó khăn hơn. Cho đến
năm 1769 khi tìm cách cải tiến máy hơi nước của Thomas Newcomen, James
Watt (1736-1819) – một kỹ sư làm việc ở văn phòng thí nghiệm thuộc
trường đại học Glasgow (Scotland) đã chế tạo ra máy hơi nước – một phát
minh vĩ đại thế kỷ. James Watt tiếp tục hoàn thiện máy hơi nước của mình
cho đến khi ra đời máy hơi nước kép. Máy hơi nước đưa vào sử dụng mới
thực sự đánh dấu mốc mở đầu của quá trình cơ khí hóa.
Máy hơi
nước nhanh chóng được sử dụng để tạo đông lực cho các nghành công nghiệp
nhờ đó sức sản xuất ra tăng nhanh chóng và năng xuất lao động cũng vậy,
máy hơi nước dần thay thế sức lao động thủ công. Với việc sử dujg máy
hơi nước, các nhà máy ở Anh bắt đầu hình thành.
Với máy
hơi nước hoạt động giao thông cùng trở lên phát triển với sự ra đời của
tàu hỏa chạy bằng động cơ hơi nước rồi tàu thủy cũng được trang bị động
cơ này, năm 1804, chiếc đầu máy xe lửa đầu tiên chạy bằng hơi nước đã ra
đời. Đến năm 1829, vận tốc xe lửa đã lên tới 14 dặm/giờ. Thành công này
đã làm bùng nổ hệ thống đường sắt ở Châu Âu và Mĩ. Năm 1807, Phơntơn
(Robert Fulton) đã chế ra tàu thuỷ chạy bằng hơi nước thay thế cho những
mái chèo hay những cánh buồm. Thực sự động cơ hơi nước đã làm được
những điều thật tuyệt vời cho quá trình công nghiệp hóa ở các nước
Phương Tây, đặc biệt là nước Anh – nơi được coi là “công xưởng của thế giới”
Cach
mạng công nghiệp không chỉ đơn thuần là cuộc cách mạng công cụ, nó đã
gây ra những biến đổi lớn trong quan hệ xã hội và cấu tạo giai cấp.
Ăngghen từng nhận xét: “Hơi nước và máy công cụ mới đã biến công trường thủ công thành đại công nghiệp hiện đại và, do đó, đã cách mạng hóa toàn bộ nền móng của xã hội tư bản”.
Như vậy có thể nói rằng sự ra đời của máy hơi nước thực sự đã làm lên
một cuộc cách mạng của con người trong việc khám phá và chinh phục thế
giới xung quanh. Động cơ hơi nước là cơ sở đánh cho toàn bộ nền công
nghiệp sau này, nó quyết định tới sự phát triển của mọi loại hình hoạt
động trong xã hội có nhu cầu sử dụng đến sức thay thế loa động thủ công
tay chân. Động cơ hơi nước có ý nghĩa quan trọng trong thành tựu văn
minh của con người./.
Động cơ đốt trong
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Mời bạn giúp hoàn thiện bài viết này bằng cách bổ sung chú thích tới các nguồn đáng tin cậy. Các nội dung không có nguồn có thể bị nghi ngờ và xóa bỏ. |
|
Nguyên tắc hoạt động cơ bản
Hỗn hợp không khí và nhiên liệu (thường được gọi là hoà khí) được đốt trong cylinder của động cơ đốt trong. Khi đốt cháy nhiệt độ tăng làm cho khí đốt giãn nở tạo nên áp suất tác dụng lên một piston (píttông) đẩy piston này di chuyển đi.Có nhiều loại động cơ đốt trong khác nhau, một phần sử dụng các chu kì tuần hoàn khác nhau. Tuy vậy tất cả các động cơ đốt trong đều lặp lại trong một chu trình tuần hoàn chu kì làm việc bao gồm 4 bước: nạp, nén, nổ (đốt) và xả. Xả và nạp là hai bước dùng để thay khí thải bằng nhiên liệu mới (ví dụ hoà khí ở động cơ xăng, không khí ở động cơ diesel,...). Nén và nổ dùng để biến đổi năng lượng hoá học (đốt hỗn hợp không khí và nhiên liệu) thông qua nhiệt năng (nhiệt độ) và thế năng (áp suất) thành cơ năng (động năng trong chuyển động quay).
Các kì trong một động cơ piston đẩy 4 kì
- Trong kì thứ nhất (nạp – van nạp mở, van xả đóng), hỗn hợp không khí và nhiên liệu được "nạp" vào cylinder trong lúc piston chuyển động từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD).
- Trong kì thứ hai (nén – hai van đều đóng), piston nén hỗn hợp khí và nhiên liệu trong cylinder khi chuyển động từ ĐCD lên ĐCT. Ở cuối kì thứ hai (piston ở tại ĐCT), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt trong động cơ xăng bằng bộ phận đánh lửa gọi là bougie (bugi) hoặc tự bốc cháy trong động cơ diesel.
- Trong kì thứ ba (sinh công – các van vẫn tiếp tục được đóng), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt cháy. Vì nhiệt độ tăng dẫn đến áp suất của hỗn hợp khí tăng và làm cho piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Chuyển động tịnh tiến của piston được chuyển bằng thanh truyền (còn gọi là tay biên hay tay dên) đến trục khuỷu (còn gọi là cốt máy) và được biến đổi thành chuyển động quay.
- Trong thì thứ tư (xả - van nạp đóng, van xả mở) piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí từ trong cylinder qua ống xả (thường gọi là ống bô) thải ra môi trường.
Do trong lúc khởi động chưa có đà nên trục khuỷu phải được quay từ bên ngoài bằng một thiết bị khởi động như dây (ở máy cưa, ca nô,...), cần khởi động (ở xe máy,...), tay quay khởi động (ở ô tô cổ, xe cải tiến, xe kéo nông nghiệp,...) hay một động cơ điện nhỏ (ở xe máy, ô tô,... hiện đại).
Việc thay thế khí thải bằng hỗn hợp khí mới được điều khiển bằng trục cam. Trục này được gắn với trục khuỷu, quay nhờ cơ cấu giảm tốc 1:2, đóng và mở các van trên đầu cylinder của động cơ. Thời gian trục khuỷu đóng và mở các van được điều chỉnh sao cho van nạp và van xả được mở cùng một lúc trong một thời gian ngắn khi chuyển từ kì xả sang kì nạp. Khí thải thoát ra với vận tốc cao sẽ hút khí mới vào buồng đốt nhằm nạp khí mới vào cylinder tốt hơn và tăng áp suất đốt.
Phân loại động cơ đốt trong
Trong lịch sử chế tạo động cơ đã có rất nhiều phương án được phác thảo và hiện thực nhưng lại không phù hợp với các cách phân loại dưới đây, ví dụ như động cơ Otto với bộ phun nhiên liệu trực tiếp hay các loại động cơ hoạt động theo nguyên tắc của động cơ diesel nhưng lại có bộ phận đánh lửa. Các phương pháp chế tạo lại có thể được kết hợp rất đa dạng, ví dụ như động cơ có dung tích nhỏ với piston tròn và điều khiển qua khe hở theo nguyên tắc Otto (động cơ Wankel) hay động cơ diesel 2 kì có dung tích lớn với bộ điều khiển bằng van (động cơ diesel của tàu thuỷ). Phần phân loại tổng quát này không liệt kê những trường hợp đặc biệt nhằm để tránh sự khó hiểu.Theo quy trình nhiệt động lực học
Theo cách thức hoạt động
- Phương pháp 4 kì: Mỗi một giai đoạn hoạt động diễn ra trong một kì. Một kì ở đây là một lần đẩy của piston, tức là một lần chuyển động lên hay xuống của piston. Trong một chu kì hoạt động của động cơ 4 kì, trục khuỷu quay 2 lần. Việc thay đổi khí được đóng kín có nghĩa là hỗn hợp khí – nhiên liệu mới và khí thải được tách hoàn toàn ra khỏi nhau. Trong thực tế hai khí này tiếp xúc với nhau trong một khoảng thời gian ngắn.
- Phương pháp 2 kì: Trong phương pháp hai kì cả bốn giai đoạn đều hoạt động nhưng chỉ trong 2 lần chuyển động của piston (2 kì) vì một phần của hai giai đoạn nạp và nén được tiến hành ra bên ngoài cylinder. Trục khuỷu chỉ quay một vòng trong một chu kì làm việc. Thay đổi khí mở tức là hai hỗn hợp khí – nhiên liệu mới và khí thải bị trộn lẫn với nhau một phần.
Theo phương thức làm mát
Không khí. Nước. Dầu bôi trơnTheo nhiên liệu sử dụng
So sánh động cơ 2 kì và 4 kì
- Động cơ 2 kì có mật độ năng lượng lớn hơn vì tạo ra công trong mỗi một vòng quay của trục khuỷu.
- Các động cơ 2 kì có thể được chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn vì ngược với động cơ 4 kì, loại động cơ này không cần có bộ phận điều khiển van.
- Dùng động cơ 2 kì tốn nhiên liệu nhiều hơn và khí thải có trị xấu hơn vì bị mất đi một phần hỗn hợp không khí và nhiên liệu không được đốt trong lúc đẩy khí thải thoát ra ngoài. Điều này có thể được khắc phục nhờ bộ phận phun nhiên liệu trực tiếp (ví dụ như ở động cơ diesel).
- Các động cơ 2 kì không có được công suất như động cơ 4 kì ngày nay vì khác với động cơ 4 kì chúng đã không được tiếp tục cải tiến nữa và đã bị động cơ 4 kì đẩy lùi do tốn nhiên liệu hơn và vì có khí thải xấu hơn.
Ứng dụng
Động cơ 2 kì được sử dụng phần lớn ở các ứng dụng mà giá thành động cơ và mật độ năng lượng được ưu tiên hơn tiêu thụ nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Trước tiên là cho những động cơ có dung tích nhỏ như ở các loại xe gắn máy nhỏ, máy cưa, mô hình có động cơ, trong thể thao đua mô tô và các động cơ cho tàu thuỷ.Theo cách chuyển động của piston
- Động cơ piston đẩy (hay kết hợp với thanh truyền và trục khuỷu)
- Động cơ Wankel (Động cơ piston tròn)
- Động cơ piston quay
- Động cơ piston tự do
Theo cách tạo hỗn hợp không khí và nhiên liệu
- Tạo hỗn hợp bên ngoài: Nhiên liệu và không khí được hoà vào nhau ở ngoài cylinder, sau đó được đưa vào cylinder và nén lại. Đại diện đặc trưng cho loại này là động cơ Otto có bộ chế hoà khí hay động cơ hai kì. Nếu nhiệt độ động cơ quá cao, thời điểm đánh lửa quá sớm hay vì tự bốc cháy hỗn hợp này có thể gây ra nổ không kiểm soát được làm giảm công suất và gây hư hại cho động cơ. Trong lúc được nén lại nhiên liệu phải bốc hơi một phần để có thể cháy rất nhanh ngay sau khi đánh lửa, tạo vận tốc vòng quay nhanh.
- Tạo hỗn hợp bên trong: Chỉ có không khí được đưa vào và nén lại trong cylinder, nhiên liệu được phun vào sau đó. Do không có nhiên liệu nên không xảy ra việc tự cháy vì thế mà có thể tăng hiệu suất bằng cách tăng độ nén nhiều hơn. Đánh lửa bằng cách tự bốc cháy (động cơ diesel) hay bằng bộ phận đánh lửa (động cơ Otto có bộ phận phun nhiên liệu trực tiếp hay ở các động cơ có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau). Sau khi được phun vào nhiên liệu cần một thời gian nhất định để bốc hơi vì thế mà vận tốc vòng quay bị giới hạn.
Theo phương pháp đốt
Hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt bằng bộ phận đánh lửa (bougie) trong các động cơ Otto, tốt nhất là ngay trước ĐCT.Trong các động cơ diesel hỗn hợp đốt bằng cách tự bốc cháy. Không khí được nén rất mạnh và ngay trước điểm chết trên nhiên liệu được phun vào. Vì ở nhiệt độ rất cao nên nhiên liệu tự bốc cháy.
Theo phương pháp làm mát
- Làm mát bằng nước.
- Làm mát bằng không khí.
- Làm mát bằng dầu nhớt (động cơ Elsbett).
- Kết hợp giữa làm mát bằng không khí và dầu nhớt.
Theo hình dáng động cơ và số cylinder
Tuỳ theo số lượng cylinder động cơ Otto và động cơ diesel có thể được chế tạo thành:- Động cơ 1 cylinder.
- Động cơ thẳng hàng 2, 3, 4, 5, 6 hay 8 cylinder (động cơ I2, I3, I4, I5, I6 hay I8).
- Động cơ chữ V 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12 hay 16 cylinder (động cơ V2, V4, V6, V8, V10, V12 hay V16).
- Động cơ VR 6 hay 8 cylinder.
- Động cơ chữ W 3, 8, 12 hay 16 culinder.
- Động cơ boxer 2, 4, 6 hay 12 cylinder.
- Động cơ toả tròn (tiếng Anh: radial engine) 5, 6, 7, 8, 9 hay 12 cylinder.
- Động cơ piston đối (tiếng Anh: opposed piston engine)
Các động cơ có cấu tạo khác thường
Động cơ Wankel (Động cơ piston tròn)
Động cơ Wankel là một loại động cơ piston tròn được gọi theo tên của nhà phát minh Felix Wankel. Trong một động cơ Wankel piston có dạng hình tam giác có góc tròn quay trong một hộp máy hình bầu dục. Mỗi một cạnh của tam giác tương ứng với một piston, trên mặt cạnh này có khoét lõm tạo thành buồng đốt. Khi piston quay được một vòng thì trục khuỷu quay được 3 vòng. Do luôn luôn chỉ quay theo một chiều nên động cơ chạy rất êm.Động cơ piston tròn có cấu tạo nhỏ gọn và không cần có bộ phận điều khiển van. Nguyên tắc của động cơ này tương ứng với động cơ Otto, cũng có 4 kì nạp, nén, nổ và xả. Tất cả 4 kì thay vì hoạt động trong một lần chuyển động lên và xuống của piston đều xảy ra trong một lần quay của piston. Khi piston tam giác quay thì truyền lực cho một hệ thống lệch tâm để đưa ra trục khuỷu.
Động cơ Stelzer
Động cơ Stelzer, được đặt tên theo nhà phát minh Frank Stelzer, là một loại động cơ hai kì có piston tự do. Trong động cơ Stelzer chỉ có piston chuyển động trong toàn bộ chu trình hoạt động. Đường kính piston thay đổi nên đóng và mở các lỗ của thân máy, qua đó mà điều khiển việc thay khí và nhiên liệu.Nhiên liệu
|
Một số nhà chế tạo động cơ quan trọng
- Trang này được sửa đổi lần cuối lúc 08:44 ngày 23 tháng 9 năm 2015.
Ai phát minh ra động cơ đốt trong?
Monday, 28 June 2010 08:29 |
Động
cơ Scuderi vẫn sử dụng xăng nhưng có 2 xi lanh hợp với nhau thành cặp.
Một xi lanh chỉ làm nhiệm vụ nạp và nén. Xi lanh còn lại đảm nhiệm vai
trò nổ và xả.
Cuộc đua tìm kiếm giải pháp cho động cơ đốt trong lại một lần nữa được hâm nóng sau sự hiện diện của công nghệ HCCI (chạy xăng như dầu của General Motors). Và lần này công chúng bị thu hút bởi một giải pháp sáng tạo của công ty Scuderi.
Vào
ngày lễ Phục sinh năm 2001, Carmelo Scuderi gọi cả gia đình của ông lại
và tuyên bố về cơ bản ông đã vượt trội so với các nhà sản xuất ôtô thế
giới và các cơ quan nghiên cứu của họ. Vị kỹ sư về hưu kiêm nhà phát
minh nói với các con và cháu mình về tác phẩm của ông - một thiết kế
động cơ đốt trong tiết kiệm xăng hơn hẳn các thiết kế đương đại, điều mà
các tập đoàn ôtô theo đuổi hàng thập kỷ qua.
Tám
năm sau, phát kiến của Scuderi được đưa ra trước công chúng, thu hút sự
chú ý của các nhà sản xuất ôtô khắp thế giới. Đã có khoảng 6 nhà sản
xuất, bao gồm Peugeot Citroen và Honda đã ký vào bản hợp đồng kín với
tập đoàn Scuderi nhằm tiếp cận sâu hơn với công nghệ. Các hãng khác như
Daimler AG của Đức và Fiat của Italy cũng đang chăm chú theo dõi thiết
kế mới mẻ này.
Tham
gia vào việc phát triển động cơ Scuderi còn có nhà cung cấp phụ kiện
của Đức, Robert Bosch, với hy vọng một ngày nào đó nó sẽ được đưa vào
sản xuất.
Đến
ngày 20/4, công ty Scuderi dưới sự điều hành của vợ ông cùng 5 con trai
và 3 con gái đã đưa ra mẫu thử nghiệm nhằm chứng minh khả năng hoạt
động của nó trước sự chứng kiến của các bên quan tâm. Động cơ Scuderi sẽ
còn phải trải qua nhiều cuộc thử nghiệm nữa trước khi được chấp nhận
rộng rãi.
Thiết
kế động cơ đốt trong hiện tại không hề thay đổi cả thế kỷ nay, và các
hãng ôtô khi đưa ra những ý tưởng mới đều bị công kích khiến cho các dự
án đó lần lượt thất bại.
Tuy
nhiên, cuộc đua phát triển công nghệ tiết kiệm xăng lại một lần nữa
được hâm nóng trong thời đại giá xăng trồi sụt thất thường, nhu cầu nhập
khẩu xăng giảm, ngành công nghiệp nhiên liệu gặp khó khăn và các tiêu
chuẩn khí thải ngày càng gắt gao. Các hãng còn lo lắng vì họ có thể tốn
hàng tỷ USD phát triển công nghệ mới như xe điện hay xe lai, trong khi
việc đầu tư sâu vào động cơ đốt trong có thể tiết kiệm cho họ một khoản
kha khá.
Câu
trả lời có thể là công nghệ mang tên HCCI, hay còn gọi là “Cháy đồng
đều do nén”, gần giống động cơ diesel và không cần bugi đánh lửa. Các
tập đoàn, trong đó có Honda và GM đều đã đầu tư vào nghiên cứu. Và bây
giờ động cơ Scuderi cũng nổi lên như một giải pháp khác.
Động
cơ xăng ngày nay vẫn còn nhiều chỗ trống dành cho phát triển, khi mà
chỉ 1/3 lượng nhiên liệu chuyển hóa thành năng lượng cơ học và phần còn
lại biến thành nhiệt lượng hay không được đốt và thoát ra ngoài.
Động
cơ thông thường có 4 kỳ, piston đi xuống tạo không gian để hỗn hợp xăng
- không khí đi vào, piston đi lên nén hỗn hợp đó lại và sau khi bugi
đốt cháy nhiên liệu, piston đi xuống hoàn thành vòng nạp - nén - nổ -
xả.
Với
thiết kế của Scuderi, các xi-lanh sẽ hoạt động theo từng cặp. Xi lanh 1
không thực hiện việc gì ngoài nạp và nén nhiên liệu, xi lanh 2 thực
hiện nổ và xả. Một van cao áp nối giữa 2 xi lanh làm nhiệm vụ vận chuyển
khí nén từ xi lanh 1 sang xi lanh 2.
Theo
tính toán của tác giả, quy trình này sẽ khiến khoảng cách của piston và
trần xi lanh khi nén cực đại chỉ còn 1 mm vì không bị giới hạn bởi van
và bugi, làm tăng độ nén khí giúp đốt cháy nhanh và triệt để nhiên liệu
hơn. Kỹ sư Scuderi chỉ ra rằng động cơ của ông có thể chuyển hóa 40%
nhiên liệu thành cơ năng.
Nhà
phát minh đáng kính đã gặp cơn đau tim và qua đời vào năm 2002. Các con
của ông tiếp tục hoàn thiện công trình của người cha và thêm vào thiết
kế một buồng chứa khí nén riêng nhằm tăng hiệu suất nén. Nhà sản xuất
tin rằng động cơ Scuderi mới với buồng chứa khí nén và máy nén turbin sẽ
làm tăng hiệu suất đốt lên đến 50%.
Tuy
nhiên sẽ còn mất ít nhất 2 năm phát triển nữa để động cơ Scuderi đi vào
thực tiễn. Rất khó để biết được hiệu quả của nó tại các tốc độ khác
nhau và liệu độ bền của động cơ này đến đâu. Vấn đề độ bền đang được xem
xét vì sự khác biệt nhiệt độ giữa 2 bên xi lanh nén và xi lanh đốt rất
lớn.
Ban biên tập: Phòng KT-KHCN
Theo WSJ (Cơ khí Thế giới)
|
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét