Những thông số quan trọng của một động cơ ô tô

Công suất

Công suất có đơn vị tính theo mã lực – horsepower (HP), là thông số đại diện cho sức mạnh tối đa của chiếc xe. Khái niệm này được nhà khoa học James Watt đưa ra,  khi ông phát minh ra động cơ hơi nước với mong muốn thay thế ngựa.

James Watt đã giải thích về mã lực như sau: một chú ngựa bỏ sức ra để kéo 33.000 pound (1 pound = 454 gram) lên một foot (30,48 cm) trong thời gian một phút (minute).  Bên cạnh việc tính công suất dựa trên mã lực thì công suất còn khá nhiều đơn vị khác. Ví dụ như, các nhà vật lý hay toán học sử dụng đơn vị kW, đối với họ thì đây là đơn vị mang tính chính xác cao nhất. Trong khi đó, đơn vị PS được người Đức hay sử dụng, người Pháp lại sử dụng đơn vị CV cho công suất. Còn đối với các nhà sản xuất ô tô, họ sẽ chọn các đơn vị trên dựa vào sự chênh lệch của chúng để làm đơn vị cho công suất – một trong các thông số kỹ thuật của xe.

Một ví dụ cụ thể như, mẫu xe Volkswagen Golf R được quảng cáo có động cơ 300 PS, nếu đổi ra đơn vị thì tương đương với 296 HP. Nhưng do con số 300 nghe ấn tượng hơn nên xe được giới thiệu với thông số ở đơn vị PS. Điều này tương tự với sự quy đổi của đơn vị kW và HP, bởi 400 HP mới bằng công suất 298 kW chính vì vậy các nhà sản xuất sẽ thích để chiếc xe của họ với chi tiết thông số là 400 HP. Đơn vị kW chỉ thực sự phổ biến ở Australia và Nam Phi.

Công suất càng cao thể hiện tốc độ càng lớn. Tuy vậy tốc độ tối đa chưa hẳn sẽ giống nhau ở 2 xe có cùng công suất, bởi còn nhiều yếu tố tác động đến tốc độ tối đa của một chiếc xe như trọng lượng, lực cản khí động học… Một ví dụ như cùng công suất là 153 mã lực nhưng tốc độ tối đa của Mazda 3 lớn hơn Mazda CX-5.

Momen xoắn

Một lực nào đó tác động lên một vật thể mới có thể quay quanh một trục, lực đó được gọi là momen xoắn. Có thể giải thích dễ hiểu như sau, để siết một con ốc bằng cờ-lê, chúng ta phải sử dụng lực kéo đủ mạnh thì con ốc mới xoay được, lực để xoay con ốc đó chính là lực momen xoắn. Đơn vị của momen xoắn là Nm (Newton x mét). Lực momen xoắn cho thấy ô tô có thể đạt được một tốc độ nào đó trong khoảng thời gian cụ thể là bao nhiêu lâu. Vì vậy xe có momen xoắn lớn có thể có khả năng tăng tốc, vượt dốc, vượt địa hình tốt. Đây là hai yếu tố tỷ lệ thuận với nhau. Ta có thể nhận thấy rằng các dòng xe thể thao thường có momen xoắn cao khi người sử dụng đạp hết chân ga, tốc độ gia tăng nhanh chóng tới mức người ngồi trong xe có thể dính chặt vào ghế. Điều này xuất phát từ lực momen xoắn lớn.

Ngoài xe thể thao, những dòng xe chở nặng như xe bán tải, xe SUV sẽ được trang bị động cơ có momen xoắn lớn nhằm tăng cường sức kéo. Một chiếc xe có khả năng chở 450 tấn hàng sẽ phải trang bị một động cơ tạo được lực momen xoắn lên tới 18.626 Nm để có thể di chuyển. Đơn vị của momen xoắn là Nm (Newton x mét). Đây là một trong các thông số kỹ thuật quan trọng trên xe ô tô.

Vòng tua máy

Số vòng trục khuỷu có thể quay trong một phút là vòng tua máy, với đơn vị là rpm (revolutions per minute). Vòng tua máy quay càng nhanh, vận tốc xe tạo ra càng lớn. Ba thông số: công suất, momen xoắn và vòng tua luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Momen xoắn luôn đạt cực đại ở vòng tua sớm hơn công suất.

Ví dụ chiếc BMW 760Li với các giá trị cực đại momen xoắn 750 Nm và công suất 400 kW. Theo giải thích của các nhà chế tạo thì momen xoắn đạt cực đại rất nhanh, ngay ở vòng tua 1.500 vòng/phút, và cứ thế đến khi chạm 5.000 vòng/phút rồi giảm dần. Công suất có tỷ lệ thuận với vòng tua, tăng dần cho đến khi đạt cực đại ở vòng tua 5.000 vòng/phút sau đó giảm dần.

Vậy tại sao công suất và momen xoắn lại giảm khi đạt trên 5.000 vòng/phút?

Momen xoắn và công suất nhỏ khi ở vòng tua thấp, nhiên liệu được bơm vào buồng cháy ít, sinh ra lực ít. Ở vòng tua rất cao (trên 5.000 vòng/phút), lò xo đẩy xu-páp xảy ra “hiện tưởng đơ”, tức tốc độ phản ứng lò xo không đáp ứng nổi, xu-páp bị treo lơ lửng không còn tác dụng. Hỗn hợp nhiên liệu vào buồng đốt rồi thải ra ngay.

Động cơ hoạt động ở trạng thái gần như lý tưởng ở dải vòng tua 1.500 - 5.000 vòng/phút. Việc sinh công diễn ra thuận lợi, dẫn đến momen xoắn đạt cực đại, công suất tăng dần theo vòng tua.

Carmudi Vietnam là website hàng đầu trong việc cung cấp thông tin và trao đổi mua bán ô tô đáng tin cậy nhất tại Việt Nam!