I4 · 04 xi-lanh · Thẳng hàngInline-four
Gọn, đơn giản, dễ sản xuất.
IKIGAI engine · Bảo tàng động cơ
Vẻ đẹp của
sự chuyển động.
Khám phá những cỗ máy làm nên cảm giác lái.
Chạm, xoay và nhìn sâu vào từng chi tiết.
Bộ sưu tập 3D
Đến gần hơn.
Thấy nhiều hơn.
Từ bề mặt kim loại đến từng đường ống.
Một góc nhìn mới sau mỗi lần chạm.
Đang dựng mô hình động cơ…
Kéo để xoay · cuộn để phóng to · chạm vào một chi tiết để xem tên
Mở lớp vỏ để thấy cụm chuyển động bên trong.
Mô hình chi tiết
Bốn xi-lanh thẳng hàng, mặc đủ đồ
Một nắp máy, một nắp giàn cam, một cổ xả. Cụm nạp nằm hẳn về một bên nên động cơ vẫn hẹp theo bề ngang — lý do bố trí này đặt vừa cả khi quay ngang trong khoang máy.
Phòng nguyên lý
Hiểu từng chuyển động.
Động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng
Inline-fourI4
- Xi-lanh
- 04
- Bố trí
- Thẳng hàng
- Phối khí
- DOHC
Đang dựng mô hình 3D
Kéo để xoay · Cuộn để phóng · Rê để xem tên
Mô hình nguyên lý, không theo tỷ lệ
Chạy mô phỏng
/ 720°
Từ động cơ đến cảm giác lái
Khác biệt nằm
trên mỗi hành trình.
Ba cấu hình động cơ. Ba mẫu xe nổi tiếng. Thân xe trong suốt: xoay quanh để xem động cơ, hệ truyền động và khung gầm nằm ở đâu.
Đang dựng mô hình xe…
Mô hình 3D minh họa
Kéo để xoay · Cuộn để phóng to
2.0L VTEC Turbo · I4
Gọn gàng cho mỗi ngày.
Dáng fastback, đèn LED mảnh và cánh gió sau. Bốn xi-lanh thẳng hàng nằm ngang trong khoang máy trước.
Máy trước, đặt ngang · Cầu trước
Truyền lực tới bánh
Máy ngang → hộp số liền cầu → hai bán trục → cầu trước
- Bánh chủ động
- Cầu trước
- Tâm cụm động cơ
- —
- Đỉnh cụm động cơ
- —
Đặt ngang nên cả cụm động lực chỉ chiếm một lát mỏng theo chiều dài xe. Phần còn lại của trục cơ sở dành cho khoang khách và khoang hành lý.
Khối lượng dồn lên cầu trước, và bán kính quay vòng bị giới hạn bởi chính bề ngang cụm máy.
Hai chiều cao đo trên chính hình học đang hiển thị, tính từ mặt đường tới tâm hình học và điểm cao nhất của cụm động cơ.
Một hàng xi-lanh và một nắp máy tạo nên cụm động lực gọn, thuận lợi cho bố trí ngang. Không gian và sự đơn giản là lợi thế lớn nhất của nó.
Đánh đổi: lực quán tính bậc hai có thể cần trục cân bằng.
Honda · động cơ K20C và Civic Type R FL517%ít chuyển tải ngang hơn
so với trọng tâm 60 cm
so với trọng tâm 60 cm
Giả định chung: xe 1.500 kg, vệt bánh 1,6 m, cua bán kính 80 m, g = 9,81 m/s². ΔF = m·v²·h / (R·t). Bỏ qua hệ treo, khí động và giới hạn bám lốp. Chiều cao do bạn chọn, không phải thông số của các mẫu động cơ.
Ba cách bố trí xi-lanh.
Cùng nguyên lý đốt trong, khác cách tổ chức chuyển động.
I4 · 04 xi-lanh · Thẳng hàng
V8 · 08 xi-lanh · Chữ V · 90°V8
Nhiều xi-lanh trong một thân máy ngắn.
F4 · 04 xi-lanh · Đối đỉnh · 180°Flat-four
Trọng tâm thấp, hai dãy đối xứng.
So sánh cấu hình
Cải tiến nằm ở đâu?
Mỗi cách bố trí xi-lanh giải quyết một vấn đề của cách trước đó, và phải trả giá ở chỗ khác. Chọn hai động cơ để xem chúng khác nhau thế nào.
Inline-four
Động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng
V8
Động cơ 8 xi-lanh chữ V
Số xi-lanhI404V808
Bố tríI4Thẳng hàngV8Chữ V · 90°
Số dãy xi-lanhI41 dãyV82 dãy
Nắp máy & trục camTheo cơ cấu DOHC trong mô hình nguyên lý: hai trục cam trên mỗi nắp máy.I41 nắp máy · 2 trục camV82 nắp máy · 4 trục cam
Khoảng cách kỳ sinh côngChu trình bốn kỳ hoàn tất sau 720°, chia đều cho số xi-lanh.I4180° trục khuỷuV890° trục khuỷu
Kỳ sinh công mỗi vòng quayI42 lầnV84 lần
Hình khối cụm máyI4Hẹp theo bề ngang, cao theo chiều đứngV8Ngắn theo chiều dài, rộng và cao ở phần giữa
Cân bằng quán tínhI4Lực quán tính bậc một cân bằng; bậc hai của bốn piston không tự triệt tiêuV8Trục khuỷu cross-plane với đối trọng lớn; thứ tự nổ không đều trong từng dãy
Inline-four V8
V8 cải tiến điều gì?
- Gấp đôi số xi-lanh mà thân máy chỉ dài bằng bốn xi-lanh, vì hai dãy cùng chia nhau chiều dài trục khuỷu.
- Kỳ sinh công nối nhau mỗi 90° thay vì 180°: bốn lần sinh công trong một vòng quay trục khuỷu thay vì hai.
- Khoảng cách sinh công ngắn hơn nên mô-men truyền xuống bánh đà đến đều hơn trong mỗi vòng quay.
Đánh đổi
- Hai nắp máy, hai cụm trục cam, hai đường xả: số chi tiết và khối lượng tăng rõ rệt.
- Thân máy nở rộng ở phần giữa, chiếm nhiều không gian ngang hơn trong khoang máy.
- Trục khuỷu cross-plane cần đối trọng lớn và thứ tự nổ trong từng dãy không đều nhau.
V8 Inline-four
Inline-four cải tiến điều gì?
- Một dãy xi-lanh, một nắp máy, một cụm phối khí: ít chi tiết hơn, chế tạo và bảo dưỡng đơn giản hơn.
- Thân máy hẹp, đặt ngang hoặc dọc trong khoang máy nhỏ đều vừa.
- Ít bề mặt ghép và ít đường dầu hơn nên kết cấu gọn, ít điểm rò rỉ tiềm ẩn.
Đánh đổi
- Chỉ hai kỳ sinh công mỗi vòng quay, cách nhau 180° thay vì 90°.
- Lực quán tính bậc hai của bốn piston không tự triệt tiêu; ở dung tích lớn thường phải thêm trục cân bằng.
- Muốn thêm xi-lanh thì thân máy phải dài thêm theo từng xi-lanh.
Lịch sử của một nguyên lý.
Từ chu trình bốn kỳ đến động cơ rotary: những hướng phát triển đã định hình kỹ thuật động cơ.
Trở lại mô hìnhĐộng cơ bốn kỳ của Otto
Nicolaus Otto hoàn thiện động cơ bốn kỳ có nén hỗn hợp. Nguyên lý này đặt nền móng cho các động cơ đốt trong sau đó.
Tư liệu DEUTZRotary trên Mazda Cosmo Sport
Mazda đưa động cơ rotary hai rotor lên Cosmo Sport: một hướng tiếp cận gọn nhẹ, tạo chuyển động quay bằng rotor thay cho piston tịnh tiến.
Tư liệu MazdaCác cấu hình xi-lanh
Thẳng hàng, chữ V và boxer là những cách bố trí khác nhau để cân bằng công suất, kích thước, độ rung và chi phí.