Nguyên lý động cơ đốt trong

Khối động cơ: Làm bằng thép hoặc hợp kim nhôm, chứa các bộ phận chính.
Piston: Di chuyển lên xuống trong xi lanh; chịu trách nhiệm nén hỗn hợp nhiên liệu và không khí.
Xi lanh: Là nơi piston hoạt động; có thể có từ 1 đến nhiều xi lanh.
Thanh truyền: Kết nối giữa piston và trục khuỷu, chuyển động thẳng của piston thành chuyển động xoay.
Trục khuỷu: Chuyển động của thanh truyền thành chuyển động quay.
Hệ thống van: Điều phối luồng khí vào và khí thải ra; gồm van nạp và van xả.
Hệ thống làm mát: Bao gồm nước hoặc dầu, giữ nhiệt độ động cơ ổn định.
Hệ thống bôi trơn: Giảm ma sát giữa các bề mặt chuyển động.

Tín hiệu điều khiển: ECU (bộ điều khiển điện tử) điều phối hoạt động của động cơ.
Hỗn hợp nhiên liệu và không khí: Được trộn và nén trong xi lanh.
Nung nóng và đốt cháy: Hỗn hợp bị nén đến áp suất cao, sau đó được đánh lửa, tạo ra lực đẩy.
Chuyển động: Lực đẩy từ quá trình đốt cháy làm piston di chuyển, dẫn đến quay trục khuỷu.

Chu trình 4 kỳ:
1. Kỳ nạp: Van nạp mở, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hút vào xi lanh.
2. Kỳ nén: Van nạp đóng, piston di chuyển lên, nén hỗn hợp.
3. Kỳ nổ: Đánh lửa xảy ra, hỗn hợp cháy, tạo áp suất cao.
4. Kỳ xả: Van xả mở, khí thải được đẩy ra ngoài.
Chu trình 2 kỳ: Kết hợp kỳ nạp và kỳ xả, thường đơn giản hơn nhưng ít hiệu quả hơn.

Nhiên liệu: Thường là xăng hoặc diesel; quyết định hiệu suất và đặc tính động cơ.
Tỷ số nén: Cao hơn thường dẫn đến hiệu suất tốt hơn, nhưng yêu cầu nhiên liệu chất lượng cao hơn.
Hiệu suất nhiên liệu: Lượng năng lượng hữu ích sản sinh so với năng lượng tiêu thụ; thường từ 20% - 30% cho động cơ đốt trong.
Ô nhiễm: Emission gases như CO, NOx, và HC là vấn đề lớn trong động cơ đốt trong; cải tiến công nghệ để giảm ô nhiễm đang được nghiên cứu.

Khối động cơ được chế tạo từ thép hoặc hợp kim nhôm, chứa các bộ phận quan trọng.
Piston là bộ phận di chuyển trong xi lanh, đảm nhiệm việc nén hỗn hợp nhiên liệu và không khí.
Xi lanh cung cấp không gian cho piston hoạt động, có thể có từ 1 đến nhiều xi lanh tùy thuộc vào loại động cơ.
Thanh truyền kết nối piston với trục khuỷu, chuyển đổi chuyển động thẳng của piston thành chuyển động xoay.
Trục khuỷu chịu trách nhiệm quay, biến đổi năng lượng từ thanh truyền.
Hệ thống van điều phối luồng khí với van nạp cho nhiên liệu và van xả cho khí thải.
Hệ thống làm mát giữ cho động cơ hoạt động ở nhiệt độ ổn định, sử dụng nước hoặc dầu.
Hệ thống bôi trơn giúp giảm ma sát giữa các bề mặt chuyển động.

ECU (bộ điều khiển điện tử) đóng vai trò điều phối hoạt động của động cơ.
Hỗn hợp nhiên liệu và không khí được trộn và nén trong xi lanh để chuẩn bị cho quá trình đốt cháy.
Quá trình nung nóng dẫn đến sự đốt cháy của hỗn hợp, tạo ra lực đẩy từ áp suất cao.
Lực đẩy làm cho piston di chuyển, từ đó quay trục khuỷu và tạo ra năng lượng.

Chu trình 4 kỳ bao gồm:
- Kỳ nạp: Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hút vào khi van nạp mở.
- Kỳ nén: Van nạp đóng, piston di chuyển lên để nén hỗn hợp.
- Kỳ nổ: Đánh lửa xảy ra tạo ra áp suất cao khi hỗn hợp cháy.
- Kỳ xả: Van xả mở cho khí thải thoát ra ngoài.
Chu trình 2 kỳ kết hợp kỳ nạp và kỳ xả, thường đơn giản hơn nhưng hiệu suất thấp hơn.

Nhiên liệu chủ yếu là xăng hoặc diesel, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tính năng động cơ.
Tỷ số nén càng cao thường dẫn đến hiệu suất tốt hơn, tuy nhiên, yêu cầu nhiên liệu có chất lượng cao.
Hiệu suất nhiên liệu được đo lường qua năng lượng hữu ích sản sinh so với năng lượng tiêu thụ; thường chỉ đạt khoảng 20% - 30% cho động cơ đốt trong.
Ô nhiễm từ khí thải như CO, NOx và HC là vấn đề lớn; công nghệ cải tiến đang được nghiên cứu nhằm giảm thiểu ô nhiễm.