Tìm hiểu về 2 dạng trục khuỷu cross plane và flat plane trong động cơ v8

Tìm hiểu dạng trục khuỷu Cross-Plane Flat-Plane động V8 (News.oto-hui.com) – Trong động V8 có hai dạng trục khuỷu (Crankshaft): Đó trục khuỷu Cross-Plane Flat-Plane Vậy dạng trục khuỷu gì? Trục khuỷu có chốt khuỷu nằm lệch 90 độ 180 độ có cơng dụng lợi ích động trên? Có hai loại thiết kế trục khuỷu phổ biện loại động V8 Cross-Plane Flat-Plane Tuy nhiên định nghĩa tên gọi chuẩn xác dạng chưa Tiếng Việt Một số gọi Cross-Plane: dạng chéo, dạng chữ thập,… hay Flat-plane: dạng phẳng, dạng hình dọc,… Do đó, viết giữ tên gọi gốc tiếng Anh Hai dạng trục khuỷu Cross-Plane Flat-Plane động V8 có đặc biệt? Hiện nay, trục khuỷu Cross-Plane chiếm ưu thế, đặc biệt động V8 Mỹ, trục khuỷu Flat-Plane lại thường xuất mẫu xe đua cao cấp (xe F1) Trục khuỷu Cross-Plane hoạt động làm cho động vang to hơn, xuất hình nhiều tiếng ‘ầm ầm’ đặc trưng, trục khuỷu Flat-Plane lại kêu êm dịu Trục khuỷu Flat-Plane: Các trục khuỷu Flat-Plane xuất động V8 V12 trước chúng thường tìm thấy siêu xe vô đắt tiền xe đua F1 Đó lý Ferrari thường dễ dàng tăng tốc đạt tối đa nhanh chóng đường đua Giống tên gọi (Flat: thẳng đường), trục khuỷu Flat-Plane có tất chốt khuỷu mặt phẳng Chúng ta thấy giống trục khuỷu động xilanh nằm thẳng hàng, dài có nhiều cổ khuỷu, chốt khuỷu Ở trục khuỷu Flat-Plane: góc lệch cổ biên tạo với góc 180 độ Hai truyền cho hai xy-lanh đối diện lắp cổ trục khuỷu Và cặp piston di chuyển ngược hành trình, thời điểm đánh lửa cách kỳ Đối với trục khuỷu Flat-Plane, cho dù thứ tự nổ luân phiên đưa piston lên đỉnh từ đầu trục khuỷu đến đuôi trục khuỷu (lần lượt theo dạng chữ V) Nhờ điều nên tối ưu lượng khí thải thải chế hoạt động khơng q phức tạp Thêm điều nữa, ta liên tưởng đến tăng áp q trình giãn nở khí thải hoạt động trục khuỷu Flat-Plane có xung khí thải (do chế trên), hiệu suất tăng áp tăng lên Trục khuỷu Flat-Plane Với thiết kế vậy, trục khuỷu Flat-Plane không cần đối trọng q lớn, nhờ lực qn tính giảm làm tăng tốc độ quay trục khuỷu, đối trọng giảm đồng nghĩa với việc làm tăng độ rung động Do thiết kế có tính bền nhẹ nên trục khuỷu dạng phẳng có khả cân tuyệt vời, chúng khơng cần đối trọng q lớn Đối trọng nhỏ qn tính giảm, tốc độ quay vịng trục khuỷu nhanh hơn, kích thước trục khuỷu nhỏ Ưu điểm trục khuỷu Flat-Plane: • • • • Đối trọng nhỏ, không cần lớn, cân tốt => Lực quán tính giảm, tốc độ quay vịng trục khuỷu nhanh hơn, kích thước trục khuỷu nhỏ hơn, vòng tua tối đa cao => Phản hồi tốt Động nhẹ, thân động nhỏ Đánh lửa xen kẽ dãy xilanh => Dịng khí thải đều, xen kẽ bên => âm ống xả đều, nối tiếp Ngoài cịn làm cho việc qt khí thải diễn tốt Nhược điểm trục khuỷu Flat-Plane: • • Đối trọng nhỏ => Động rung lắc nhiều Quay nhanh => Lượng momen tạo nhỏ Trục khuỷu Cross-Plane (dạng chữ thập): Đây loại trục khuỷu phổ biến mà dễ dàng bắt gặp loại xe cải tiến để tăng cơng suất: Trục khuỷu Cross-Plane (cịn gọi trục khuỷu hình chữ thập) Loại trục khuỷu có tên bốn chốt khuỷu bố trí đầu lệch 90 độ Cịn hai chốt khuỷu nằm lệch 180 độ Trục khuỷu hình chữ thập Khi nhìn mặt phẳng cạnh trục khuỷu thấy trục khuỷu có dạng hình dấu + Thứ tự nổ điển hình thường 1-8-4-3-6-5-7-2 (thứ tự xy lanh xác định theo thứ tự bên chẵn bên lẻ) Thiết kế yêu cầu kích thước đối trọng phải lớn để cân động Thứ tự công tác động V8 trang bị trục khuỷu Cross-Plane Mơ hình 3D trục khuỷu Cross-Plane thể góc 90 độ tay biên Dạng trục khuỷu Cross-Plane động Ford V8 Trục khuỷu Cross-Plane thực tế Ưu điểm trục khuỷu Cross-Plane: • • • Đối trọng lớn => Làm việc êm, không rung lắc Đánh lửa không xen kẽ => Khí thải khơng bên dãy xilanh => Âm đặc trưng ống xả (ồn, xe bắp) Quay chậm => Lượng momen tạo lớn Nhược điểm trục khuỷu Cross-Plane: • • • Đối trọng lớn => Quay chậm => Phản hồi chậm, vòng tua tối đa thấp Động nặng, thân động lớn Đánh lửa khơng xen kẽ => Việc qt khí thải (Exhaust Scavenging) diễn hiệu Có thể bạn thích: Sự khác biệt hệ thống phun xăng GDI EFI Trục khuỷu Flat-Plane xuất dòng xe nào? Trên loại xe sử dụng nhiều động xilanh thẳng hàng, viết này, ta lại quan tâm đến động V8 cỡ lớn Trong năm gần đây, ta thường xuyên bắt gặp trục khuỷu Flat-Plane dòng xe Châu Âu McLaren P1, Porsche 918, Lotus Esprit, Ferrari F430, …, hay dòng xe có vịng tua cao Trên Mustang GT350 Ford sử dụng trục khuỷu Flat-Plane, trục khuỷu Flat-plane Mustang GT350 lại có điểm đặc biệt xe khác Đối với xe sử dụng trục khuỷu Flat-Plane thơng thường thiết kế chốt khuỷu lên – xuống – xuống – lên • Tuy nhiên, Mustang GT350 thiết kế lại lên – xuống – lên – xuống Đối với kiểu thiết kế đối trọng đối nhau, kích thước đối trọng hai đầu trục khuỷu lại lớn nhiều so với đối trọng khác Mục đích thiết kế có khả lý cân trục khuỷu Có thể người ta chọn cách bố trí để trục khuỷu dễ dàng chế tạo máy móc có, lý liên quan tới yếu tố cơng nghệ sản xuất, cách bố trí hồn tồn phủ nhận lợi ích khối lượng hay quán tính mà trục khuỷu Flat-Plane mang lại Dạng trục khuỷu Flat-Plane Khả cân khuỷu Cross-Plane Flat-Plane: trục Thật so với trục khuỷu Flat-Plane trục khuỷu Cross-Plane có khả cân thứ cấp (cân lực qn tính chuyển động cấp II) dễ Khơng sâu vào vấn đề kỹ thuật (bỏ qua lực ma sát trọng lực có trị số nhỏ), có loại lực cần quan tâm cân trục lực qn tính (văng thẳng) khối lượng chuyển động tịnh tiến, không đề cập đến lực khí thể gốc Ngồi ra, lực Pj tăng ảnh hưởng xấu đến công suất động Cơ ng thức tính lực qn tính (văng thẳng) khối lượng chuyển động tịnh tiến Trong lực primary force: Là lực qn tính chuyển động cấp I; lực secondary force: Là lực quán tính chuyển động cấp II Tại khơng có lực ly tâm? Vì lực ly tâm khơng chịu ảnh hưởng thành phần cos Lực ly tâm lực tác dụng lên đường tâm má khuỷu, chiều ly tâm có giá trị khơng đổi vận tốc góc w số Lực qn tính primary force có chu kỳ ứng với vòng quay trục khuỷu lực secondary force có chu kỳ ứng với 1/2 vịng quay trục khuỷu • Lực qn tính chuyển động cấp I II đề cập đến sách kỹ thuật động đốt ThS Nguyễn Lê Châu Thành Quan hệ hình sin lực qn tính chuyển động cấp I (Primary Force) cấp II (Secondary Force) Chuyển động lên xuống piston gây dao động tịnh tiến cấp I Trong động sử dụng trục khuỷu Flat-Plane rung động bị loại bỏ nên ưu điểm Nhưng dao động tịnh tiến cấp liên quan đến lực ly tâm gây cân góc quay trục khuỷu 90 độ 270 độ Trục khuỷu Flat-Plane SCAT Do cấu tạo trục khuỷu Cross-Plane khác hẳn với trục khuỷu Flat-Plane nên khắc phục dao động thứ cấp nhờ việc sử dụng đối trọng lớn so với trục khuỷu Flat-Plane Nhưng đồng nghĩa với việc tăng thêm trọng lượng lực quán tính Trục khuỷu Cross-Plane SCAT Vậy nên trục khuỷu Cross-Plane quay khơng nhanh có kích thước lớn (so với trục khuỷu Flat-Plane), chiếm nhiều khoảng không gian động Tính chất trục khuỷu Cross-Plane Flat-Plane: Trục khuỷu Cross-Plane VS trục khuỷu Flat-Plane Trục khuỷu Cross-Plane (trên) trục khuỷu Flat-Plane (dưới) Ở Trục khuỷu Flat-Plane: • • • • • • Độ rung chi tiết chuyển động tịnh tiến thấp Trọng lượng nhỏ trục khuỷu Cross-Plane nên quán tính (do đối trọng nhỏ) Dao động tịnh tiến cấp II cao so với trục khuỷu Cross-Plane Vòng quay nhanh cao so với trục khuỷu Cross-Plane Ảnh hưởng đến hiệu suất lọc khí thải tốt so với động sử dụng trục khuỷu Cross-Plane (đã giải thích phần Trục khuỷu Flat-Plane phía trên) Mất âm đặc trưng dòng xe bắp Mỹ có động V8  ... lượng hay quán tính mà trục khuỷu Flat -Plane mang lại Dạng trục khuỷu Flat -Plane Khả cân khuỷu Cross- Plane Flat -Plane: trục Thật so với trục khuỷu Flat -Plane trục khuỷu Cross- Plane có khả cân thứ... Cross- Plane Flat -Plane: Trục khuỷu Cross- Plane VS trục khuỷu Flat -Plane Trục khuỷu Cross- Plane (trên) trục khuỷu Flat -Plane (dưới) Ở Trục khuỷu Flat -Plane: • • • • • • Độ rung chi tiết chuyển động. .. để cân động Thứ tự công tác động V8 trang bị trục khuỷu Cross- Plane Mơ hình 3D trục khuỷu Cross- Plane thể góc 90 độ tay biên Dạng trục khuỷu Cross- Plane động Ford V8 Trục khuỷu Cross- Plane thực