Động cơ xăng, còn được gọi là động cơ Otto theo tên của nhà phát minh Nikolaus Otto, là một dạng động cơ đốt trong phổ biến. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ ô tô, máy bay đến các máy móc di động nhỏ như máy xén cỏ, xe máy và cả động cơ cho các loại thuyền và tàu nhỏ.
Nguyên Lý Hoạt Động
Động cơ xăng hoạt động dựa trên nguyên lý đốt cháy nhiên liệu xăng trong buồng đốt. Quá trình đốt cháy này diễn ra nhờ vào hệ thống đánh lửa, thường là bugi có điện áp cao, giúp tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí. Động cơ xăng có hai loại chính là động cơ bốn thì và động cơ hai thì.
Động Cơ Bốn Thì
Động cơ bốn thì là loại phổ biến nhất trong các ứng dụng ô tô và máy móc lớn. Nó hoạt động theo bốn chu kỳ chính:
Nạp: Pít-tông di chuyển xuống để hút hỗn hợp xăng và không khí vào buồng đốt.
Nén: Pít-tông di chuyển lên, nén hỗn hợp nhiên liệu và không khí.
Đốt cháy: Bugi tạo ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, tạo ra lực đẩy pít-tông xuống.
Xả: Pít-tông di chuyển lên, đẩy khí thải ra khỏi buồng đốt.
Động Cơ Hai Thì
Động cơ hai thì đơn giản hơn và nhẹ hơn so với động cơ bốn thì, thích hợp cho các ứng dụng nhỏ và rẻ tiền. Nó hoàn thành chu trình đốt cháy chỉ trong hai chu kỳ:
Nén và đốt cháy: Hỗn hợp nhiên liệu và không khí được nén và đốt cháy cùng lúc khi pít-tông di chuyển lên.
Xả và nạp: Khi pít-tông di chuyển xuống, khí thải được đẩy ra và hỗn hợp nhiên liệu mới được nạp vào buồng đốt.
Động Cơ Wankel
Động cơ Wankel, một dạng động cơ xăng khác, sử dụng rôto thay vì pít-tông. Thiết kế này giúp động cơ Wankel nhỏ gọn và nhẹ hơn, phù hợp cho một số ứng dụng đặc biệt như trong ô tô thể thao và máy bay nhỏ.
Thành Phần và Hệ Thống
Một trong những thành phần quan trọng trong các động cơ xăng cũ là bộ chế hòa khí (còn gọi là piratơ). Bộ chế hòa khí có nhiệm vụ trộn xăng với không khí để tạo ra hỗn hợp cháy trong buồng đốt. Tuy nhiên, trong các động cơ xăng hiện đại, hệ thống phun nhiên liệu đã thay thế bộ chế hòa khí. Hệ thống này giúp kiểm soát chính xác lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt, tăng hiệu suất đốt cháy và giảm khí thải.
Ứng Dụng và Tiềm Năng
Động cơ xăng có nhiều ứng dụng đa dạng:
Ô tô: Động cơ xăng là loại động cơ phổ biến nhất trong các loại ô tô nhờ vào khả năng cung cấp công suất lớn và dễ dàng bảo trì.
Máy bay: Nhiều máy bay nhỏ sử dụng động cơ xăng do khối lượng nhẹ và công suất tốt.
Máy móc di động nhỏ: Các thiết bị như máy xén cỏ, xe máy, máy cưa, và máy phát điện di động thường sử dụng động cơ xăng do thiết kế đơn giản và giá thành hợp lý.
Thuyền và tàu nhỏ: Động cơ xăng cũng được sử dụng rộng rãi trong các loại thuyền và tàu nhỏ nhờ vào khả năng khởi động dễ dàng và hiệu suất tốt.
Động cơ xăng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện đại với nhiều ứng dụng đa dạng. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, động cơ xăng ngày càng trở nên hiệu quả hơn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu tác động đến môi trường. Dù vẫn còn một số hạn chế về hiệu suất và khí thải, động cơ xăng vẫn là lựa chọn ưu việt trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
