Engine Displacement – Dung tích xi lanh thực tế trong động cơ có tác động đến công suất đầu ra và hiệu quả sử dụng nhiên liệu
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 là Engine Displacement) 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.
Định nghĩa dung tích xi lanh
Dung tích xi lanh thường được dùng để cho biết kích thước động cơ; ngoài ra, thường được dùng như chỉ số thể hiện công 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, xe máy.
Dung tích xi lanh thường sử dụng đơn vị phân khối (cc, cm³, tương đương với mililit) hoặc lit (L).
Dung tích xi lanh hay thể tích làm việc xi lanh (ký hiệu: Vd) được tính dựa trên hành trình piston (S) và đường kính xi lanh (B) theo công thức sau:
Trong đó:
- Vd: Dung tích xi lanh (cm³)
- S: Chiều dài hành trình piston – khoảng cách giữa hai vị trí ĐCT và ĐCD của piston (cm)
- B: Đường kính xi lanh (cm)
Đối với động cơ nhiều xi lanh thì dung tích xi lanh động cơ bằng tổng số thể tích làm việc của từng xi lanh. Công thức trên sẽ trở thành:
Trong đó: n: Số lượng xi lanh trong động cơ
Ngoài ra, trong cấu tạo xi lanh, chúng ta còn có hai khái niệm là thể tích buồng đốt xi lanh và thể tích toàn phần xi lanh. Thể tích buồng đốt xi lanh (tiếng Anh: clearance volume, ký hiệu: Vc) là khoảng không gian trong xi lanh, giới hạn bởi nắp xi lanh và điểm chết trên của piston, gọi là buồng đốt. Thể tích toàn phần xi lanh (tiếng Anh: total cylinder volume, ký hiệu: Vt) bằng tổng số của thể tích làm việc và thể tích buồng đốt xi lanh.
Trong đó:
- Vt: Thể tích toàn phần xi lanh (cm³)
- Vd: Thể tích làm việc xi lanh (cm³)
- Vc: Thể tích buồng đốt xi lanh (cm³)
Tỷ số nén (ε) là tỷ số giữa thể tích toàn phần xi lanh và thể tích làm việc xi lanh, được thể hiện theo công thức sau:
Kích thước động cơ trong thực tế
Kích thước động cơ hay dung tích động cơ đề cập đến lượng không gian (hoặc thể tích) thực sự có trong tất cả các xi-lanh của động cơ cộng lại. Đây còn được gọi là thể tích xi lanh. Điều này thường được truyền đạt theo đơn vị lít hoặc centimet khối, nhưng nó ít liên quan đến tỷ lệ vật lý của khối động cơ.
Ngoài ra còn có mối tương quan trực tiếp giữa số lượng lít mà một động cơ có thể xử lý và công suất/hiệu suất của động cơ, nghĩa là nhiều lít hơn = nhiều công suất hơn. Trước đây, nhiều xi-lanh hơn trên ô tô luôn đồng nghĩa với nhiều công suất hơn, với cấu hình động cơ V8 và W12 được tìm thấy trong các siêu xe tương ứng với mức công suất là lớn nhất. Tuy nhiên, với việc động cơ tăng áp và siêu nạp hiện nay khá phổ biến, việc thiết lập động cơ thẳng hàng và phẳng hoặc động cơ boxer có thể tạo ra mức công suất tương đương mặc dù có ít xi-lanh hơn.
Kích thước động cơ ảnh hưởng đến hiệu suất như thế nào
Đương nhiên, tất cả điều này bắt nguồn từ cách một động cơ hoạt động. Theo định nghĩa, một động cơ đốt trong về cơ bản là một máy bơm không khí khổng lồ. Các pít-tông bên trong khối động cơ di chuyển lên xuống trong các xi-lanh khi trục khuỷu quay. Điều này đẩy hỗn hợp nhiên liệu và không khí vào buồng đốt, được đốt cháy để giải phóng năng lượng tiềm năng và tạo ra năng lượng. Do đó, công suất lớn hơn đồng nghĩa với việc đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn và do đó, nhiều mã lực hơn.
Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, có những yếu tố khác cần được xem xét. Đối số dung tích với mã lực không còn rõ ràng như trước nữa. Tăng áp có thể có tác động lớn hơn đến hiệu suất, mặc dù nó không thực sự làm tăng dung tích của động cơ. Nó cũng có thể làm cho toàn bộ hệ thống tiết kiệm nhiên liệu hơn vì bạn nhận được nhiều năng lượng hơn từ một động cơ nhỏ hơn. Ngoài ra còn có các loại thủ thuật động cơ khác để cải thiện hiệu suất, chẳng hạn như thêm các thành phần hybrid và động cơ điện.
Tăng Dung Tích Động Cơ Vượt Ngoài Các Thông Số Kỹ Thuật Của Nhà Máy
Có một số cách điều chỉnh hậu mái để tăng mã lực trung bình của một chiếc ô tô mà không cần thay động cơ. Turbo hoặc siêu nạp là một cách, cũng như điều chỉnh động cơ, nhưng bạn thực sự có thể tăng dung tích của động cơ theo cách thủ công. Tuy nhiên, điều này rất rủi ro nếu bạn không biết mình đang làm gì và rõ ràng nó sẽ làm mất hiệu lực của bất kỳ bảo hành hiện có nào đối với hệ thống truyền động:
- Overboring – Tăng đường kính xi lanh – Điều này liên quan đến việc tăng đường kính của mỗi xi lanh. Điều này làm cho thành xi lanh mỏng hơn, có thể dẫn đến các vấn đề phức tạp như quá nhiệt hoặc nứt. Tốt nhất, bạn nên kiểm tra siêu âm xi lanh để đảm bảo các bức tường đủ dày để xử lý sự gia tăng công suất.
- Kéo dài hành trình – Cách duy nhất khác để cải thiện độ dịch chuyển là tăng độ dài của mỗi hành trình. Điều này thậm chí còn tốn nhiều công sức hơn việc tăng đường kính xilanh.
