Động cơ chữ V: Chi tiết về cấu tạo, phân loại và ưu nhược điểm

Động cơ chữ V là một trong những loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay bởi những ưu điểm vượt trội mà chúng mang lại. Tuy nhiên, trước khi quyết định sử dụng động cơ này, người dùng cần tìm hiểu về đặc điểm riêng của động cơ chữ V có thực sự phù hợp với mẫu xe của mình hay không. Cùng Phụ Tùng HQ tìm hiểu chi tiết về loại động cơ này nhé!

Động cơ chữ V là gì

Động cơ hình chữ V là một trong những loại động cơ phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô. Đặc điểm nổi bật của loại động cơ này là cách bố trí các xi lanh chia đều sang hai bên, tạo thành một góc hình chữ V thường là 45, 60 hoặc 90 độ tùy theo thiết kế, công suất yêu cầu và mục đích sử dụng của nhà sản xuất.

Các phiên bản phổ biến của động cơ V bao gồm V6 (6 xi lanh), V8 (8 xi lanh), V10 (10 xi lanh) và V12 (12 xi lanh). Trong đó, động cơ V6 và V8 là phổ biến nhất nhờ khả năng cân bằng giữa hiệu suất và chi phí. Trong khi đó, các loại động cơ V10 và V12 thường chỉ xuất hiện trên các dòng xe cao cấp hoặc siêu xe, nơi yêu cầu công suất lớn và khả năng vận hành mượt mà với độ rung thấp.

Xem thêm: Cảm biến hộp số: Phân loại và các lỗi cơ bản cần nắm bắt

Cấu tạo của động cơ chữ V

Các bộ phận chính trong động cơ hình chữ V đóng vai trò thiết yếu trong việc phối hợp chuyển động nhằm tạo ra năng lượng để vận hành xe. Dưới đây là những thành phần quan trọng nhất trong cấu tạo của động cơ V:

- Xupap (Valve): Đảm nhận chức năng đóng – mở để điều khiển dòng khí nạp và khí thải ra vào buồng đốt, đảm bảo quá trình cháy diễn ra hiệu quả.

- Piston: Di chuyển lên xuống bên trong xi lanh, thực hiện quá trình nén hỗn hợp khí – nhiên liệu và truyền áp lực sinh ra từ quá trình cháy xuống trục khuỷu.

- Trục cam (Camshaft): Quay theo một chu kỳ nhất định để điều khiển thời điểm đóng mở của các xupap, giúp đồng bộ hoạt động của van hút và van xả với chuyển động của piston.

- Thanh truyền (Connecting Rod): Là cầu nối giữa piston và trục khuỷu, giúp biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay.

- Trục khuỷu (Crankshaft): Nhận chuyển động từ piston thông qua thanh truyền và chuyển đổi thành chuyển động quay, từ đó truyền lực đến hộp số và các hệ thống truyền động khác của xe.

Phân loại động cơ chữ V

Động cơ chữ V thường được chia loại theo số xi lanh: V2, V4, V8, V10 và V12, trong đó V6 và V8 chiếm tỷ lệ khoảng 80%. Tuy nhiên, về mặt chuyên môn, động cơ chữ V được phân theo kết cấu của thanh truyền, bao gồm 3 loại như sau:

Động cơ V sử dụng thanh truyền đồng dạng

Ở loại động cơ này, cả hai dãy xi lanh đều sử dụng thanh truyền có thiết kế giống hệt nhau và được lắp chung vào cùng một chốt khuỷu. Do đó, để đảm bảo việc lắp ráp chính xác, hai hàng xi lanh cần được bố trí lệch nhau theo hướng trục tâm của trục khuỷu.

Xem ngay: Hướng dẫn chi tiết cách kiểm tra lốp xe ô tô ngay tại nhà

Ưu điểm của kiểu thiết kế này là cả hai dãy xi lanh có đặc tính động học và động lực học hoàn toàn giống nhau, giúp đảm bảo sự cân bằng trong vận hành.

Chính vì sự hiệu quả này, khoảng 90% các động cơ chữ V hiện nay đều sử dụng cấu hình này.

Động cơ V sử dụng thanh truyền trung tâm

Ở phiên bản này, hai thanh truyền có thiết kế khác nhau và được lắp lồng lên nhau trên cùng một chốt khuỷu, giúp cho hai dãy xi lanh không cần bố trí lệch nhau. Ưu điểm nổi bật là động cơ có thể được thiết kế ngắn gọn hơn mà vẫn đảm bảo sự đồng nhất về mặt động học giữa hai hàng xi lanh.

Tuy nhiên, nhược điểm là kết cấu thanh truyền rất phức tạp, không thể thay thế lẫn nhau, dẫn đến việc sản xuất và bảo trì trở nên khó khăn hơn.

Động cơ V sử dụng thanh truyền chính – phụ

Với thiết kế này, chỉ có thanh truyền chính được lắp trực tiếp lên trục khuỷu, còn thanh truyền phụ được gắn vào các chốt phụ trên đầu to của thanh truyền chính. Thiết kế này cho phép hai dãy xi lanh nằm thẳng hàng (không lệch nhau) và rút ngắn chiều dài trục khuỷu.

Tuy nhiên, hệ thống thanh truyền rất phức tạp, không chỉ khó chế tạo mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất: công suất giữa hai hàng xi lanh không đồng đều và quy luật chuyển động của piston cũng không còn giống nhau, dẫn đến sự khác biệt rõ rệt trong vận hành.

Ưu điểm của động cơ chữ V

Động cơ V có thiết kế linh hoạt, phù hợp với cả hệ dẫn động cầu trước và cầu sau. Cấu trúc hình chữ V cho phép tăng dung tích xi lanh, giúp nâng cao hiệu suất và khả năng sinh công.

Xem thêm: Tất tần tật từ A - Z về động cơ OHV trên ô tô

So với động cơ I, động cơ V có dạng vuông vắn, giúp giảm lực ly tâm khi vào cua. Việc phân bổ trọng lượng đều hai bên cũng giúp giảm rung lắc và tăng độ ổn định khi vận hành.

Ngoài ra, động cơ V có thể đạt dung tích lớn (như V8 6.0L) và cho khả năng vận hành mạnh mẽ.

Nhược điểm của động cơ chữ V

Động cơ V có thiết kế phức tạp và nặng do sử dụng hai nắp máy và hai cổ xả, làm tăng chi phí sản xuất và bảo dưỡng. So với động cơ I, nó tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn và có tổn hao động năng lớn hơn do nhiều bộ phận chuyển động. Kích thước lớn cũng khiến nó chủ yếu phù hợp với các dòng xe cao cấp hoặc kích thước lớn.

Trên đây là bài viết của Phụ Tùng HQ cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết nhất về động cơ chữ V. Hy vọng những thông tin này sẽ hữu ích với bạn đọc trong quá trình lựa chọn động cơ cho chiếc xe của mình.