Ưu nhược điểm của các kết cấu động cơ phổ biến

Mỗi loại động cơ đều có những ưu nhược điểm riêng, mà tùy theo đối tượng khách hàng mục tiêu, hãng xe sẽ chọn loại kết cấu động cơ thích hợp.

Từ thời điểm động cơ đốt trong được tạo ra tới nay, các kỹ sư đã sáng tạo ra hàng trăm loại thiết kế động cơ khác nhau. Tuy nhiên, hiện tại chỉ có 4 loại thiết kế phổ biến nhất, được biết tới rộng rãi: thiết kế xi-lanh thẳng hàng, thiết kế hình chữ V và động cơ boxer (đối đỉnh).

Động cơ với các xi-lanh thẳng hàng

Động cơ xi-lanh thẳng hàng hiện tại là thiết kế động cơ phổ biến nhất. Với kết cấu này, các xi-lanh được xếp song song, thành 1 hàng dọc bên trên trục khuỷu.

Kết cấu phổ biến nhất là loại động cơ I4 (4 xi-lanh thẳng hàng thành chữ i). Một số mẫu xe cũng sử dụng động cơ I6 hoặc I8.

goc ky thuat uu nhuoc diem cua cac ket cau dong co pho bien

Những mẫu xe bình dân như Hyundai Sonata thường sử dụng kết cấu động cơ với các xi-lanh thẳng hàng.

Loại kết cấu xi-lanh thẳng hàng này giúp các nhà sản xuất loại bỏ các thành phần giúp động cơ cân bằng, nhờ đó giảm được độ phức tạp khi sản xuất động cơ. Tuy nhiên, loại động cơ này vẫn gặp phải những rung lắc nhất định ở một tốc độ động cơ (vòng/phút) nào đó.

Độ đơn giản trong thiết kế và cả trong bảo dưỡng, sửa chữa, khiến động cơ thẳng hàng trở thành lựa chọn phổ biến, đặc biệt trên các mẫu xe bình dân. Ngoài ra, tiết kiệm nhiên liệu cũng là ưu điểm cần nhắc tới của loại động cơ này.

Các nhà sản xuất hiếm khi đặt quá nhiều xi-lanh vào trong kết cấu thẳng hàng, lý do là sự cồng kềnh hơn rất nhiều so với các kết cấu động cơ khác. Khi muốn tạo ra công suất lớn, động cơ chữ V, boxer hoặc thêm bộ phận tăng áp sẽ là lựa chọn hợp lý hơn.

Động cơ hình chữ V

Động cơ chữ V xếp số xi-lanh thành 2 hàng bằng nhau xung quanh trục khuỷu. Động cơ chữ V có ứng dụng khá rộng rãi, từ loại 2 xi-lanh cho tới loại 24 xi-lanh.

Chiếc Mercedes-Benz E400 AMG với động cơ V6.

Thông thường, động cơ chữ V sẽ gọn gàng và có khối lượng nhẹ hơn khi so sánh với động cơ thẳng hàng (với cùng số xi-lanh). Cũng vì kết cấu đối xứng mà những mẫu xe sử dụng động cơ chữ V có độ cân bằng tốt hơn.

So sánh với động cơ thẳng hàng, rõ ràng động cơ chữ V sẽ phức tạp hơn, tốn kém hơn. Đồng thời, cũng vì sự phức tạp này mà chỉ một sai lệch nhỏ trong kết cấu cũng có thể dẫn tới sự mất cân bằng lớn - xe sử dụng động cơ chữ V cần bảo dưỡng thường xuyên hơn. Tuy nhiên, động cơ chữ V mang lại sức mạnh lớn hơn, và thường được áp dụng trên các mẫu xe đắt tiền.

Động cơ boxer

Thương hiệu nổi tiếng với kiểu động cơ boxer là Subaru. Đây là kiểu động cơ với thiết kế các xi-lanh nằm thành 2 khối và đối đỉnh với nhau. Pít-tông sẽ di chuyển sang trái/phải, thay vì lên/xuống như các kiểu động cơ khác.

Nhờ kiểu thiết kế "bẹt" mà động cơ boxer có trọng tâm thấp, tạo sự cân bằng tốt hơn các loại động cơ khác mà không cần bổ sung thêm các cơ cấu giữ cân bằng như động cơ chữ V.

Subaru Impreza WRX STi với động cơ boxer nổi tiếng.

Thiết kế nằm của động cơ boxer cũng giúp cho hệ thống truyền động hoạt động mượt mà hơn. Tiết diện động cơ lớn cũng giúp cho việc làm mát bằng không khí hiệu quả hơn.

Nhược điểm của kiểu động cơ có tiết diện lớn này là đòi hỏi khoang máy lớn, đồng thời cũng khiến việc bảo dưỡng, thay thế các chi tiết bên trong động cơ phức tạp hơn. Cũng vì sự phức tạp này mà thường chỉ có các mẫu xe hiệu suất cao được ứng dụng động cơ boxer.