Động cơ diesel 2 kỳ được phát minh vào đầu thế kỷ 20 bởi Hugo Güldner và là một trong những loại động cơ đốt trong phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu công suất cao và thiết kế gọn nhẹ. Vậy động cơ diesel 2 kỳ hoạt động như thế nào? Các bạn hãy cùng Xe nâng Yale Việt Nam theo dõi bài viết để hiểu rõ hơn về nguyên lý làm việc cũng như là ưu nhược điểm của loại động cơ này nhé.

Nội dung chính

1. Động cơ diesel 2 kỳ là gì?

Động cơ diesel 2 kỳ là một loại động cơ đốt trong hoạt động theo chu trình 2 kỳ, sử dụng nhiên liệu diesel. Khác với động cơ diesel 4 kỳ, động cơ diesel 2 kỳ hoàn thành một chu trình công tác chỉ trong 2 hành trình của piston, tương đương với một vòng quay của trục khuỷu (360 độ).

*Động cơ diesel 2 kỳ với thiết kế nhỏ gọn, công suất lớn*

Nhờ hoạt động nhanh hơn, động cơ có thể tạo ra công suất lớn dù có kích thước nhỏ gọn. Với khả năng làm việc liên tục, động cơ diesel 2 kì được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cần máy móc mạnh mẽ và đáng tin cậy.

2. Cấu tạo động cơ diesel 2 kỳ

Động cơ diesel 2 kỳ có cấu tạo cơ bản gồm các thành phần sau:

Thân máy (Block): Là khung chính của động cơ, chứa xi-lanh và các bộ phận bên trong.
Xi-lanh (Cylinder): Không gian làm việc chính của động cơ, nơi piston di chuyển lên xuống.
Piston (Pittông): Chuyển động lên xuống trong xi-lanh, truyền năng lượng từ quá trình cháy sang trục khuỷu.
Trục khuỷu (Crankshaft): Chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay.
Thanh truyền (Connecting rod): Kết nối piston với bộ phận trục khuỷu.
Buồng đốt: Không gian nơi nhiên liệu được phun vào và đốt cháy.
Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm bơm cao áp và vòi phun, có nhiệm vụ phun nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm và đúng lượng.
Cửa nạp và cửa xả: Thay vì sử dụng xu-páp như động cơ 4 kỳ, động cơ diesel 2 kỳ sử dụng hệ thống cửa (port) được mở và đóng bởi chuyển động của piston.

*Các bộ phận cấu tạo nên động cơ diesel 2 kỳ*

3. Nguyên lý làm việc của động cơ diesel 2 kỳ

Động cơ diesel 2 kỳ hoàn thành một chu trình công tác trong hai hành trình của piston:

Kỳ 1 – Nén và Cháy (Compression and Combustion):

Piston di chuyển từ điểm chết dưới (BDC) lên điểm chết trên (TDC).
Không khí trong xi-lanh bị nén, nhiệt độ và áp suất tăng cao.
Khi piston gần đến TDC, nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt.
Do nhiệt độ cao của không khí nén, nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần bugi đánh lửa.
Áp suất cháy đẩy piston xuống, tạo ra công.

*Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 2 kỳ*

Kỳ 2 – Giãn nở và Quét khí (Expansion and Scavenging):

Piston di chuyển từ TDC xuống BDC dưới áp lực của khí cháy.
Khi piston xuống gần BDC, cửa xả mở ra trước, cho phép khí thải thoát ra.
Sau đó, cửa nạp mở, không khí mới được nạp vào xi-lanh.
Quá trình quét khí diễn ra, đẩy khí thải ra và thay thế bằng không khí mới.
Khi piston di chuyển lên, cửa nạp và xả đóng lại, bắt đầu chu trình mới.

4. Ưu và nhược của động cơ diesel 2 kỳ

Động cơ diesel 2 kỳ được biết đến với thiết kế đơn giản, công suất lớn và hiệu suất cao, đặc biệt phù hợp cho tàu thủy, xe tải hạng nặng và máy móc công nghiệp. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm vượt trội, loại động cơ này cũng tồn tại một số hạn chế nhất định sau:

Ưu điểm

Công suất cao: Tạo ra công suất trong mỗi vòng quay của trục khuỷu, nên công suất lý thuyết gấp đôi so với động cơ 4 kỳ cùng kích thước.
Cấu tạo đơn giản: Ít bộ phận chuyển động hơn do không có hệ thống xu-páp phức tạp.
Trọng lượng nhẹ hơn: Do cấu tạo đơn giản nên có trọng lượng nhẹ hơn so với động cơ 4 kỳ cùng công suất.
Hoạt động mượt mà: Tạo ra mô-men xoắn đều đặn hơn do tần suất công tác cao hơn.
Dễ khởi động: Dễ khởi động hơn trong điều kiện nhiệt độ thấp.

Nhược điểm

Tiêu hao nhiên liệu cao: Hiệu suất nhiệt thấp hơn do quá trình nạp và xả không hoàn hảo.
Phát thải cao: Thường có mức phát thải cao hơn do một phần nhiên liệu chưa cháy hết có thể thoát ra cùng khí thải.
Tuổi thọ thấp hơn: Các bộ phận chịu nhiều tải trọng nhiệt và cơ học hơn, dẫn đến tuổi thọ ngắn hơn.
Bôi trơn kém hiệu quả: Khó khăn trong việc bôi trơn đầy đủ các bộ phận do chu trình ngắn.
Tiếng ồn và độ rung cao: Thường tạo ra tiếng ồn và độ rung lớn hơn so với động cơ 4 kỳ.

5. So sánh động cơ diesel 2 kỳ và động cơ diesel 4 kỳ

*Sự khác nhau giữa động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ*

Tiêu chí	Động cơ diesel 2 kỳ	Động cơ diesel 4 kỳ
Số kỳ hoạt động	2 kỳ (1 vòng quay trục khuỷu = 1 chu kỳ làm việc)	4 kỳ (2 vòng quay trục khuỷu = 1 chu kỳ làm việc)
Công suất	Cao hơn so với cùng dung tích	Thấp hơn do mỗi vòng quay chỉ sinh công một lần
Thiết kế	Đơn giản, ít bộ phận hơn	Phức tạp hơn, có hệ thống van nạp xả
Hiệu suất nhiên liệu	Kém hơn do mất mát nhiên liệu trong quá trình nạp/xả	Tốt hơn do quá trình đốt cháy đạt hiệu quả cao hơn
Tuổi thọ	Ngắn hơn do mài mòn nhanh	Dài hơn nhờ hệ thống bôi trơn tốt hơn
Ứng dụng	Tàu thủy, máy phát điện, xe tải hạng nặng	Xe hơi, xe tải thương mại, máy móc công nghiệp

Mặc dù có những nhược điểm nhất định nhưng với những ưu điểm về công suất, cấu tạo đơn giản và khả năng vận hành liên tục đã làm cho động cơ diesel 2 kỳ trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp cần công suất lớn. Nếu bạn còn có bất kỳ thắc mắc nào, hãy liên hệ ngay với Xe nâng Yale Việt Nam để được hỗ trợ và giải đáp.

THÔNG TIN LIÊN HỆ: