Vận tốc động cơ nghĩa là gì?

[azazzuj]

Viết bởi F1_Dreams_F1

Welcome bạn đến với 4room,

. Thứ nhất: năm 2008 là năm mới thành lập 4room, ít người biết đến và đương nhiên ít bài được post,

. Thứ hai: khi một 4room ra đời có vô vàn các bài viết, các mem vào sau không thể đọc hết được --> bị chìm vào lẵng quên là chuyện thường,

. Thứ ba: chủ đề không có bài viết không phải là vì không nóng mà là do không ai biết,

. Thứ tư: chủ đề này có nóng lại hay không là do bài viết tiếp theo của bác đấy ạ. Mời bác xuất chiêu trước. Đã có vài cao thủ đang chờ bác đấy,

Cuối cùng hy vọng bác sẽ hài lòng với những gì 4room đem đến.

admin đánh giá bài quảng cáo cho mem mới của em ra sao đây?

Úi, đọc quả này mới biết. Hôm nào em phải làm cái thượng thọ phát. Các bác nhớ đến uống rượu mừng nhé. Hi hi

[hiệp]

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ:
1. Nguyên lý hoạt động của động cơ ô tô 4 kỳ:



Các thì trong một động cơ pít tông đẩy 4 kỳ:
- Kỳ 1: Trong thì thứ nhất (nạp – van nạp mở, van xả đóng) hỗn hợp không khí và nhiên liệu được "nạp" vào xy lanh trong lúc pít tông chuyển động đi xuống.
- Kỳ 2: Trong thì thứ hai (nén – hai van đều đóng) pít tông nén hỗn hợp khí trong xy lanh khi chuyển động đi lên. Ở cuối thì thứ hai (pít tông ở tại điểm chết trên) hỗn hợp khí được đốt, trong động cơ xăng bằng bộ phận đánh lửa, trong động cơ diesel bằng cách tự bốc cháy.
- Kỳ 3: Trong thì thứ ba (tạo công – các van vẫn tiếp tục được đóng) hỗn hợp khí được đốt cháy. Vì nhiệt độ tăng dẫn đến áp suất của hỗn hợp khí tăng và làm cho pít tông chuyển động đi xuống. Chuyển động tịnh tiến của pít tông được chuyển bằng tay biên đến trục khuỷu và được biến đổi thành chuyển động quay.
- Kỳ 4: Trong thì thứ tư (xả - van nạp đóng, van xả mở) pít tông chuyển động đi lên đẩy khí từ trong xy lanh qua ống xả thải ra môi trường.
Chuyển động của pít tông ở thì thứ nhất, hai và bốn là nhờ vào năng lượng được tích trữ bởi bánh đà gắn ở trục khuỷu trong thì thứ ba (thì tạo công). khi trục khuỷu quay 2 vòng thì mới có một lần đánh lửa.

[hiệp]

Động cơ có càng nhiều xi-lanh thì công suất sẽ càng lớn. Với cùng một dung tích máy, nhiều xi-lanh hơn có nghĩa là nhiều van hơn, tốc độ động cơ lớn hơn, nhưng kích thước cũng lớn hơn, nặng hơn, phức tạp hơn và khả năng xảy ra hỏng hóc cao hơn.
Yêu cầu của FIA với động cơ F1 (từ 2008):
-Chỉ sử dụng động cơ đốt trong 4 kỳ (piston-xilanh)
-Tổng dung tích động cơ tối đa 2.400cc
-Vòng quay động cơ không vượt quá 19.000 vòng/phút
-Không sử dụng tăng áp cho động cơ
-Yêu cầu động cơ 8 xilanh theo hình chữ V (V8) nghiêng góc 90 độ, xilanh phải hình tròn.
-Mỗi xilanh sử dụng 2 đường nạp và 2 đường thải

[hiệp]

2. Vận tốc Vòng quay động cơ – Vận tốc vòng tua máy (rpm):
Vận tốc vòng tua máy là 1 trong 2 yếu tố ảnh hưởng đến công suất động cơ (yếu tố còn lại là momen xoắn - torque, sẽ nói ở phần sau).
Vận tốc vòng tua máy là vận tốc quay của trục khuỷu (pít tông chuyển động từ trên xuống dưới rồi đi lên đến điểm chết trên thì trục khuỷu quay 1 vòng).
Vận tốc vòng tua máy của của xe dân dụng thông thường khoảng <=6.000 rpm (vòng/phút), F1 hiện nay là 18.000 ->19.000 rpm.
* Các yếu tố làm tăng Vận tốc vòng tua máy:
- Với động cơ (của F1) V8 (8 xilanh theo hình chữ V), dung tích 2.400cc thì hành trình của piston ngắn hơn -> tăng vòng tua máy so với động cơ cùng dung tích (2.400cc) nhưng chỉ là V6;
(Vấn đề này còn lệ thuộc vào bán kính vòng quay của trục khuỷu =>momen xoắn)
VD: Đường kính piston của Camry V6 2.4 là 88mm còn ở F1 là khoảng 98mm
- Vật liệu sử dụng trên động cơ F1 hầu hết là hợp kim nhôm tổng hợp -> khối lượng piston nhẹ hơn -> di chuyển nhanh hơn -> tăng vòng tua máy;
3 thông số quan trọng khác là: hiệu suất thể tích (Volumetric Efficiency - VE), hiệu suất nhiệt (Thermal Efficiency - TE) và hiệu suất cơ học (Mechanical Efficiency - ME).
-Hiệu suất thể tích (VE: Volumetric Efciency): Hiệu suất thể tích có thể hiểu theo cách đơn giản là khả năng chiếm dụng không gian xilanh của nhiên liệu và không khí. Nếu sử dụng hệ thống tăng áp thì VE của động cơ có thể vượt qua con số 100% nhưng do FIA cấm sử dụng tăng áp cho động cơ F1 nên hiệu suất thể tích của động cơ F1 không khác biệt so với động cơ thường (80% đến 100%).
-Hiệu suất nhiệt (TE: Thermal Efficiency): Các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt góc đánh lửa sớm, góc mở sớm đóng muộn xupap, vị trí đặt bugi, thiết kế buồng đốt, tỉ số nén. Do động cơ thường sử dụng xăng có chỉ số Ốctan thấp: 90-92-95 nên tỉ số nén cũng không thể cao (chống lại khả năng kích nổ của động cơ xăng), động cơ F1 có tỉ số nén cao hơn nhiều so với động cơ thường nhờ chỉ số Ốctan trong khoảng 110-115. Hiệu suất nhiệt động cơ F1 khoảng 0,34, còn động cơ thường vào khoảng 0,26.
-Hiệu suất cơ khí (ME: Mechanical Efficiency): ME phụ thuộc vào lực ma sát trong hệ thống khi động cơ hoạt động như lực ma sát ổ bi, ổ trục, … Do động cơ F1 luôn hoạt động cơ tốc độ vòng quay lớn nên lực ma sát giữa các chi tiết trượt lên nhau giảm đi đáng kể. Do vậy ME động cơ F1 cao hơn ME động cơ thường.

[hiệp]

3.Torque - Momen xoắn - Lực xoắn:
đặc trưng cho khả năng chịu tải tức thời của động cơ:
Nói về động cơ thì không thể chỉ nói về 2 đại lượng công suất và số vòng quay mà còn phải nói đến mô men xoắn trên trục. Lực mô-men xoắn là một trong hai yếu tố quyết định công suất động cơ.
Về lịch sử ra đời của đơn vị mô-men thì phải kể đến thí nghiệm đòn bẩy của nhà bác học Ác xi mét, “lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về quãng đường”.
Được đo bằng đơn bị foot-pound (ft-lb), Tại Việt Nam thì đơn vị Nm vẫn được chuộng hơn. Torque là số pound lực kéo mà một tay quay tạo ra được ở khoảng cách 1 foot từ tâm.
Giá trị mô-men xoắn tùy thuộc vào tốc độ vòng tua máy và tại một vòng tua nào đó (theo thiết kế của nhà sản xuất), nó đạt giá trị cực đại. Động cơ đốt trong thường chỉ sinh ra mô-men xoắn hữu ích trong khoảng vòng tua máy nhất định (1.000-6.000 vòng/phút đối với xe hạng nhỏ). Mô-men xoắn ghi trong bảng thông số động cơ được mặc định là giá trị cực đại và người ta có thể đo trực tiếp mô-men xoắn nhưng lại không đo trực tiếp công suất. Trên xe hơi sử dụng hộp số tay, mô-men xoắn được truyền tới hộp số nhờ thiết bị có tên ly hợp, còn hộp số tự động sử dụng hộp biến mô (torque converter).
Công suất tỷ lệ thuận với mô-men xoắn và vòng tua máy. Vì vậy, nếu một chiếc xe có công suất lớn nhưng ở vòng tua cao sẽ có mô-men xoắn thấp hơn chiếc xe có cùng công suất nhưng ở vòng tua thấp. Những chiếc xe cần tốc độ lớn, các nhà sản xuất thường chế tạo động cơ công suất lớn nhưng mô-men xoắn ở mức độ vừa phải. Các mẫu xe thể thao đa dụng thường thiết kế công suất thấp, tốc độ thấp như chiếc Fiat Oltre, công suất 185 mã lực, tốc độ tối đa chỉ 130 km/h nhưng mô-men xoắn 456 Nm nên nó thích hợp với các địa hình đồi núi và khả năng kéo cao hơn.
Tăng mô-men xoắn sẽ là lợi về lực, nhưng xe không thể đạt tốc độ cao. Mô-men xoắn càng cao thì gia tốc của xe càng nhanh – tăng tốc nhanh.
Hộp số được sử dụng để thay đổi lực mô-men xoắn của động cơ. Khi xe giảm số tức là tăng lực mô-men xoắn và giảm vòng tua động cơ chuyển tới bánh xe. Khi bắt đầu thiết kế một động cơ thì nhà thiết kế luôn phải cân đối giữa công suất và mô-men xoắn tùy theo mục đích. Với 2 động cơ cùng dung tích xilanh, động cơ sử dụng nhiên liệu xăng sẽ có công suất cực đại lớn hơn động cơ diesel, nhưng về giá trị mô-men xoắn cực đại thì ngược lại. Bởi vậy xe tải thường được gắn động cơ diesel, còn xe du lịch thường gắn động cơ xăng.
(còn tiếp)

[hiệp]

***Kết luận về Công suất động cơ:
Bhp là gì? Nhà phát minh ra động cơ hơi nước người Scotland là James Watt đã phát minh ra chữ “horsepower” (sức ngựa) từ hai thế kỷ trước để phục vụ cho việc bán các động cơ hơi nước. Ông quan sát những con ngựa đang làm việc và đưa ra khái niệm “một sức ngựa” là lực cần thiết để nâng một vật có trọng lượng 33.000 pound (tương đương 14.969kg) trên một quãng đường 1 foot (30cm) trong thời gian 1 phút. Trong thực tế, công suất của động cơ được đo bệ thử công suất có gắn lực kế (dynamometer engine).


1. Hp: Horse Power (sức ngựa)
1 Hp= 33,000 ft•lbf/min = 550 ft•lbf/s= 745.6999 W.
2. Momen xoắn (Torque):
1Nm = 0.7376 lb.ft
1 lb.ft = 1.3558 Nm
1Nm = 8.851 lb.ins
1 lb.in = 0.113 Nm
3. Vòng tua tính bằng Vòng/ phút ( rpm ).
TORQUE (Nm) = (POWER (kW) x 9550) / SPEED (rpm)
POWER (kW) = TORQUE (Nm) x SPEED (rpm) / 9550

Công suất tỷ lệ thuận với mô-men xoắn và vòng tua máy.
- Với cùng công suất động cơ, nếu yêu cầu mômen xoắn lớn thì số vòng quay phải thấp.
- Với cùng số vòng quay, muốn tăng mô men xoắn thì cần tăng công suất động cơ.
- Với mô men xoắn không đổi, muốn giảm công suất động cơ thì phải giảm số vòng quay.
Như vậy, để tăng công suất cho động cơ ta có thể làm theo hai cách: tăng moment hoặc/và tăng tốc độ (vòng tua máy).
* Các thông số liên quan đến Công suất của F1:
- Tổng dung tích độngcơ: 2.400cc
- Vòng quay động cơ:18.000 - 19.000 rpm
- Động cơ 8 xilanh theo hình chữ V (V8)
Từ đó có thể suy ra Moment xoắn trung bình khoảng 199ft-lb.
Do vậy, động cơ và truyền động của một chiếc xe F1 hiện đại là một trong số những bộ phận cơ khí phải chịu áp lực lớn nhất trên hành tinh. Điều đó giải thích tại sao động cơ của F1 có "vòng đời" kéo dài khoảng <=1.000 km.

1 chiếc F1 Động cơ (V8), tổng dung tích động cơ: 2.400cc, vòng quay động cơ:18.000 - 19.000 rpm, moment xoắn trung bình khoảng 199ft-lb (??? Theo tôi tính), Tổng tải trọng khoảng 600kg.
Như vậy có thể giải thích về khả năng tăng tốc, max speed và những con số khủng khiếp của nó. (vấn đề này có thể tham khảo thêm tại bài “tìm hiểu về xe đua f1 của thaischumi).

Bảng so sánh giửa Toyota Camry 2.4 và F1 (xem chơi thôi nhé)
Thông số Camry 2.4 - F1
Loại động cơ 2.4 lít, 158 hp - 2.4 lít 720 hp
Kiểu động cơ I4 (4 cylanh thẳng hàng), 16 van - V8 (8 cylanh hình V), 32 van
Dung tích xy lanh (cc) 2362 /2400
Công suất cực đại 158hp / 6000 / rpm - 720 hp/???/rpm
Momen xoắn trung bình (ft-lb) 138 ft-lb (theo tôi tính) - 199 ft-lb (theo tôi tính)
Đường kính x hành trình piston (mm) 88,5 x 96 - <=98 x ??? Chiều dài xilanh đúng bằng 106,5mm (tùy chiều dài piston)
Mức tiêu thụ nhiên liệu >=8,5 L / 100 km - >=70 L / 100 km
Trọng lượng không tải (kg) 1470 – 1530 - <600
Trọng lượng toàn tải (kg) 2003 - Khoảng 600

Bởi vậy Toyota Camry chỉ có thể tăng tốc từ 0->100km/h đến gần 10 giây và max speed chỉ khoảng <=180km/h (là tôi đoán thôi chứ chưa kiểm chứng), còn F1 thì … khiếp (xem tại bài “tìm hiểu về xe đua f1 của thaischumi).

Tôi không phải là dân kỹ thuật cơ khí, nhưng vì đam mê xe nên có tham khảo, copy và tổng hợp để post bài này, mong các tiền bối thông cảm ./.

[hiệp]

Tôi lập 1 Table trong Word nhưng sao copy & paste vô đây thì lại không có ô, vạch??? Thông cảm đọc bảng so sánh theo kiểu: trước là Camry, sau là F1 nhé.

[F1_Dreams_F1]

Viết bởi hiệp

Bảng so sánh giửa Toyota Camry 2.4 và F1 (xem chơi thôi nhé)[/b]
Thông số Camry 2.4 - F1
Đường kính x hành trình piston (mm) 88,5 x 96 - <= 98 x ???

Tôi không phải là dân kỹ thuật cơ khí, nhưng vì đam mê xe nên có tham khảo, copy và tổng hợp để post bài này, mong các tiền bối thông cảm

Theo em thì có đam mê là có tất cả anh ơi,

Con số trong dấu '???' = 39,75 mm (ngắn hơn rất nhiều sơ với thông số của Camry, xấp xỉ 1/2 đường kính piston),

Với kết cấu đặc biệt như vậy nên người ta cho nó 1 cái tên = 'over-square-engine' (có thể gọi là động cơ có chu kỳ ngắn)

Xin được học hỏi thêm ạ,

[F1_Dreams_F1]

Thời gian nghỉ dưỡng của các tay đua và của cả chúng ta là khoảng 3 tuần,

Nếu không có mấy vụ kỹ thuật này thì sẽ trở nên mất 'phê' và nhàm chán,

Mấy cái vụ dính tới tét tét (tech) này là em mê lắm,

Mấy bác vào chém nhiều thiệt nhiều đi nghen,

[cuongttco]

Các bác chém tiếp về các hệ thống khác của phần động cơ và hộp số F1 đi! Hình như nó đều khác các hệ thống của động cơ và hộp số thông thường! Có hình minh hoạ càng tốt! Thanks các bác