Bạn đang thắc mắc động cơ diesel là gì và tại sao nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp? Với ưu điểm mạnh mẽ, bền bỉ và tiết kiệm nhiên liệu, động cơ diesel được dùng phổ biến trong xe nâng, xe tải, tàu thủy và máy phát điện. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau.

Động cơ diesel nổi bật với độ bền, sức mạnh và khả năng tiết kiệm nhiên liệu, nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp

Nội dung chính

1. Động cơ diesel là gì?

Động cơ diesel là một loại động cơ đốt trong, hoạt động dựa trên nguyên lý tự bốc cháy của nhiên liệu diesel. Thay vì cần bugi đánh lửa như động cơ xăng, động cơ diesel không có hệ thống đánh lửa. Nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt, nơi không khí đã được nén ở áp suất và nhiệt độ rất cao (khoảng 500 – 700°C). Khi tiếp xúc với môi trường này, nhiên liệu diesel tự bốc cháy và sinh công.

Động cơ diesel hoạt động nhờ quá trình nén không khí đến nhiệt độ cao khiến nhiên liệu phun vào tự bốc cháy

2. Cấu tạo động cơ diesel chi tiết

Một động cơ diesel tiêu chuẩn được cấu thành từ nhiều bộ phận cơ khí và hệ thống phụ trợ phức tạp. Mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò quan trọng, phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, mạnh mẽ và bền bỉ. Cấu tạo cơ bản của động cơ diesel bao gồm:

Xi lanh & piston: Đây là nơi trực tiếp diễn ra toàn bộ quá trình nạp, nén, cháy – nổ và xả. Xi lanh là buồng đốt, còn piston chuyển động lên xuống để thực hiện các chu trình đó. Khi nhiên liệu diesel cháy trong xi lanh, áp lực sinh ra sẽ đẩy piston xuống, tạo công cơ học truyền đến trục khuỷu.
Hệ thống nhiên liệu: Bao gồm bơm cao áp, kim phun và đường ống dẫn. Bơm cao áp có nhiệm vụ nén nhiên liệu lên áp suất rất lớn (có thể trên 1000 bar), sau đó kim phun sẽ phun nhiên liệu vào buồng đốt dưới dạng sương mịn. Việc phun đúng thời điểm, đúng lượng nhiên liệu quyết định hiệu suất và mức tiêu hao của động cơ diesel.
Hệ thống nạp – xả: Gồm van nạp, van xả và đôi khi có turbo tăng áp. Van nạp mở để đưa không khí sạch vào xi lanh trong kỳ nạp, còn van xả mở để khí cháy thoát ra ngoài ở kỳ xả. Turbo tăng áp tận dụng năng lượng từ khí xả để nén thêm không khí vào buồng đốt, giúp tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
Hệ thống bôi trơn: Dùng dầu bôi trơn (nhớt động cơ) để giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động như piston, trục khuỷu, ổ trục. Ngoài ra, dầu bôi trơn còn giúp tản nhiệt cục bộ, làm kín khe hở giữa piston và xi lanh, đồng thời làm sạch các cặn bẩn sinh ra trong quá trình cháy.
Hệ thống làm mát: Khi động cơ vận hành, nhiệt độ trong xi lanh có thể lên đến hàng trăm độ C. Nếu không được làm mát, động cơ dễ quá nhiệt, gây biến dạng chi tiết hoặc cháy nổ. Hệ thống làm mát bằng nước hoặc bằng gió sẽ duy trì nhiệt độ ổn định, giúp động cơ hoạt động an toàn và hiệu quả trong thời gian dài.

Động cơ diesel là hệ thống phối hợp các bộ phận cơ khí và phụ trợ để tạo ra công cơ học mạnh mẽ, bền bỉ và ổn định

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel bốn kỳ

Động cơ diesel bốn kỳ hoạt động qua 4 giai đoạn chính, diễn ra liên tục và tuần hoàn:

Kỳ nạp: Piston di chuyển từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD). Lúc này, van nạp mở ra, cho phép không khí sạch từ ngoài đi vào xi lanh. Khác với động cơ xăng, ở động cơ diesel chỉ có không khí được hút vào, không có hỗn hợp nhiên liệu-không khí. Điều này giúp động cơ có thể nén không khí đến áp suất và nhiệt độ rất cao mà không lo cháy sớm.
Kỳ nén: Piston bắt đầu đi từ ĐCD lên ĐCT, đồng thời cả van nạp và van xả đều đóng kín. Không khí trong xi lanh bị nén lại với áp suất lớn, thường đạt từ 30 đến 50 bar. Do bị nén mạnh, nhiệt độ trong xi lanh tăng lên rất cao, khoảng 500 – 700°C. Chính điều kiện nhiệt độ và áp suất này tạo ra sự khác biệt, vì động cơ diesel không cần bugi đánh lửa như động cơ xăng, mà nhiên liệu sẽ tự bốc cháy khi được phun vào.
Kỳ nổ: khi piston tiến sát đến ĐCT, kim phun sẽ phun một lượng nhiên liệu diesel được tán sương mịn trực tiếp vào buồng đốt. Ngay khi tiếp xúc với không khí có nhiệt độ và áp suất cao, nhiên liệu tự bốc cháy. Quá trình cháy này sinh ra một áp suất cực lớn, đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD. Đây chính là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ chu trình, vì nó tạo ra công suất để làm quay trục khuỷu, từ đó truyền lực cho các bộ phận khác của động cơ và thiết bị.
Kỳ xả: Khi piston đi từ ĐCD lên ĐCT, van xả mở ra để khí cháy sau quá trình nổ được đẩy ra khỏi xi lanh. Đến khi piston lên đến ĐCT, hầu hết khí thải đã thoát ra ngoài, nhường chỗ cho kỳ nạp tiếp theo.

Động cơ diesel bốn kỳ hoạt động tuần hoàn qua 4 giai đoạn để nổ sinh công, và xả khí thải, từ đó tạo ra lực cơ học ổn định và mạnh mẽ

4. Phân loại động cơ diesel

Động cơ diesel ngày nay được sử dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực, và có thể phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau.

Theo số kỳ: Động cơ diesel có loại 2 kỳ và 4 kỳ. Động cơ 2 kỳ hoàn thành chu trình công tác chỉ trong hai hành trình piston, cấu tạo đơn giản, nhỏ gọn và cho công suất lớn so với dung tích xi lanh. Trong khi đó, động cơ 4 kỳ phổ biến hơn nhờ vận hành ổn định, bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu và ít gây ô nhiễm, được ứng dụng rộng rãi trong xe tải, xe nâng, ô tô và máy phát điện.
Theo công suất: Có ba nhóm chính. Nhóm nhỏ (dưới 20 kW) thường thấy ở máy kéo cỡ nhỏ, xe máy dầu, máy phát mini. Nhóm vừa (20 – 200 kW) phổ biến trong xe nâng, xe tải nhẹ – trung, máy xây dựng nhờ cân bằng giữa chi phí và hiệu suất. Nhóm lớn (từ vài trăm đến hàng nghìn kW) dùng cho tàu thủy, tàu hỏa, đầu kéo siêu trọng và máy phát công nghiệp.
Theo ứng dụng: Động cơ diesel được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Xe nâng dầu thích hợp cho kho bãi, công trường nhờ sức nâng khỏe và độ bền cao. Máy phát điện dự phòng dùng động cơ diesel vì ổn định và tiết kiệm nhiên liệu. Trong vận tải đường bộ, xe tải và đầu kéo container hầu hết dùng động cơ diesel để tận dụng sức kéo mạnh. Với đường thủy và đường sắt, động cơ diesel công suất lớn là lựa chọn hàng đầu cho tàu thủy và tàu hỏa.

Động cơ diesel được phân loại dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau

5. Ưu điểm & nhược điểm của động cơ diesel

Mặc dù động cơ Diesel đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ đặc tính riêng biệt, song bất kỳ loại động cơ nào cũng tồn tại cả điểm mạnh và hạn chế.

Ưu điểm:

Động cơ Diesel có hiệu suất nhiệt cao hơn so với động cơ xăng, do đó tiêu hao nhiên liệu ít hơn cho cùng một công suất sinh ra. Nhiên liệu Diesel thường có giá rẻ hơn xăng, nên chi phí vận hành được tiết kiệm đáng kể. Ngoài ra, Diesel ít bay hơi, khó bốc cháy ở điều kiện thường nên mức độ an toàn khi bảo quản, vận chuyển cao hơn. Bên cạnh đó, mô-men xoắn của động cơ Diesel cao ngay cả ở tốc độ thấp, rất thích hợp cho các phương tiện vận tải, máy công trình và tàu thủy cần sức kéo lớn.

Nhược điểm:

Tuy có nhiều lợi thế, nhưng động cơ Diesel cũng tồn tại một số hạn chế. Kích thước và trọng lượng của động cơ thường lớn hơn so với động cơ xăng có cùng công suất, dẫn đến cồng kềnh và khó lắp đặt trên một số phương tiện nhỏ gọn. Bên cạnh đó, chi phí sản xuất và bảo dưỡng động cơ Diesel cao hơn do cấu tạo phức tạp và chịu áp suất lớn. Ngoài ra, khí thải của Diesel chứa nhiều muội than và NOx, ảnh hưởng đến môi trường, mặc dù hiện nay đã có các công nghệ xử lý khí thải tiên tiến để khắc phục.

6. Ứng dụng của động cơ diesel trong thực tế

Ngày nay, động cơ Diesel được xem là một trong những loại động cơ quan trọng nhất, hiện diện ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp và đời sống nhờ đặc tính bền bỉ, mạnh mẽ và hiệu suất cao. Một số ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến:

Xe nâng hàng: Động cơ Diesel được lắp trên xe nâng hàng tại các cảng biển, nhà kho và công trường xây dựng. Ưu điểm nổi bật là khả năng tạo ra mô-men xoắn lớn, giúp xe nâng dễ dàng di chuyển và nâng hạ hàng hóa nặng trong thời gian dài mà không bị quá tải.
Máy phát điện: Trong công nghiệp, bệnh viện, trung tâm thương mại hay công trình xây dựng, động cơ Diesel thường được dùng để vận hành máy phát điện dự phòng. Nhờ khả năng làm việc ổn định và tiết kiệm nhiên liệu, máy phát điện Diesel đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục ngay cả khi mất điện lưới.
Tàu thủy và xe tải nặng: Những phương tiện vận tải đường biển và đường bộ yêu cầu công suất lớn, sức kéo mạnh mẽ và độ bền cao. Động cơ Diesel đáp ứng tốt các yêu cầu này, giúp tàu thủy vận hành trên biển dài ngày, cũng như xe tải, đầu kéo có thể di chuyển đường dài chở hàng nặng.
Máy móc xây dựng và nông nghiệp: Động cơ Diesel còn được ứng dụng trong nhiều loại máy móc như máy xúc, máy ủi, máy gặt đập liên hợp. Các loại thiết bị này thường phải làm việc trong môi trường khắc nghiệt, liên tục và cần công suất mạnh, do đó động cơ Diesel trở thành lựa chọn tối ưu.

Động cơ diesel được ứng dụng rộng rãi trong thực tế nhờ bền bỉ, mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu

7. FAQ – Giải đáp các thắc mắc thường gặp

Trong quá trình tìm hiểu và sử dụng động cơ Diesel, chắc hẳn nhiều người sẽ có những băn khoăn liên quan đến nguyên lý hoạt động, độ bền, chi phí vận hành hay cách bảo dưỡng. Để giúp bạn có cái nhìn rõ ràng và toàn diện hơn, dưới đây là phần tổng hợp những câu hỏi thường gặp cùng lời giải đáp ngắn gọn, dễ hiểu.

7.1. Sự khác biệt lớn nhất giữa động cơ diesel và động cơ xăng là gì?

Điểm khác biệt lớn nhất là nguyên lý đốt cháy. Động cơ xăng dùng bugi để đánh lửa, còn động cơ diesel dựa vào sự tự bốc cháy của nhiên liệu.

7.2. Động cơ diesel có gây ô nhiễm môi trường không?

Có. Tuy nhiên, động cơ diesel thế hệ mới được trang bị bộ lọc khí thải DPF và công nghệ SCR giúp giảm đáng kể khí độc hại, đáp ứng tiêu chuẩn Euro 4 – Euro 6.

7.3. Có nên lựa chọn xe nâng dùng động cơ diesel không?

Nếu bạn cần vận hành ngoài trời, nâng tải nặng liên tục và cần công suất lớn thì xe nâng diesel là lựa chọn tối ưu. Ngược lại, nếu hoạt động trong kho kín, xe nâng điện sẽ thân thiện hơn.

Động cơ diesel khác động cơ xăng ở nguyên lý cháy nhiên liệu, tiết kiệm nhiên liệu, bền bỉ, phù hợp với các thiết bị nâng hạ ngoài trời hoặc tải nặng

Kết luận

Qua bài viết này, chắc hẳn bạn đã hiểu rõ động cơ diesel là gì, nguyên lý hoạt động, ưu – nhược điểm và ứng dụng trong thực tế. Nếu doanh nghiệp bạn đang tìm kiếm xe nâng dùng động cơ diesel chất lượng, bền bỉ và tối ưu chi phí, Xe nâng Yale Việt Nam chính là đối tác đáng tin cậy. Với kinh nghiệm lâu năm trong ngành và sản phẩm đạt chuẩn quốc tế, chúng tôi luôn sẵn sàng mang đến giải pháp tối ưu cho hoạt động logistics và kho bãi của bạn. Liên hệ ngay với Xe nâng Yale Việt Nam!

Thông tin liên hệ: