Thành viên:DoanPhamHung/Động cơ đốt trong xe máy

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Động cơ đốt trong xe máyđộng cơ xăng hai kì hoặc bốn kì cao tốc, có động cơ, li hợp và hộp số được bố trí trong một vỏ chung.

Ngày nay, số lượng xilanh trong động cơ không chỉ đơn thuần là 1 hoặc 2 xilanh mà đã được phát triển lên 3,4 hoặc 6 xilanh.

Động cơ thường được làm mát bằng chất lỏng hoặc không khí hoặc cả hai.

Lịch sử về những chiếc xe máy đầu tiên[sửa | sửa mã nguồn]

Michaux - Perreaux (Năm 1868 - Pháp)[sửa | sửa mã nguồn]

Chiếc xe đạp gắn động cơ hơi nước Michaux - Perreaux là xe gắn máy đầu tiên ra đời tại Pháp, thực hiện bởi Pierre Michaux (25/6/1813 - 1883) và Louis - Guillaume Perreaux (19/2/1816 - 05/4/1889).[1] Chiếc xe của họ đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1868 và năm 1869 đã được trình bày cho công chúng. Sau đó, Perreaux tiếp tục phát triển động cơ hơi nước của mình và trưng bày một phiên bản ba bánh vào năm 1884.[2]

Chiếc Michaux - Perreaux được chế tạo bằng cách sử dụng chiếc xe đạp cơ thành công nhất về mặt thương mại đầu tiên, một chiếc xe đạp bánh đặc mà Michaux đã chế tạo hơn 400 chiếc hàng năm kể từ năm 1863.[3] Chiếc Michaux - Perreaux gồm một đồng hồ đo áp suất hơi được gắn trong tầm nhìn của người lái phía trên bánh trước và hơi nước vào xi lanh được gắn và điều chỉnh bằng điều khiển tay[4], đi kèm với phanh muỗng nhưng phiên bản hơi nước không có phanh.[4] Động cơ Perreaux nặng 62 kg (137 lb)[1][5][6], là động cơ piston với một xilanh chạy bằng nhiên liệu etanol, sử dụng bộ truyền động dây đai bằng da linh hoạt kép cho bánh sau.[4][7] Tổng trọng lượng của Chiếc Michaux - Perreaux là 87 – 88 kg (192 – 194 lb).[1][5][6] Một bổ sung ngày 14 tháng 6 năm 1871 cho bằng sáng chế của Perreaux bao gồm việc loại bỏ các tay quay và bàn đạp khỏi bánh trước và sử dụng một vòm thay vì giảm tốc thẳng để mở rộng không gian cho động cơ.[1] Mãi đến năm 1884, Perreaux đã trưng bày một phiên bản xe ba bánh của chiếc Michaux - Perreaux của mình, với hai bánh sau và vành đai dẫn động bánh trước, tại Triển lãm công nghiệp trên đại lộ Champs - Élysées, Paris.[2]Động cơ chạy bằng nhiên liệu etanol có lỗ khoan và hành trình tương tự như nguyên bản, và đã phát triển áp suất hơi lên 3 ½ atm (250 kPa) trong nồi hơi 3 US qt (2,8 l), đạt đến tốc độ 15 - 18 mph (24 – 29 km/h).[2] Các bể chứa nước là đủ cho 2 - 3 giờ làm việc trên quãng đường 30 - 54 dặm (48–87 km).[2]

Sylvester H.Roper (Năm 1869 - Hoa Kỳ)[sửa | sửa mã nguồn]

Năm 1869, chiếc xe gắn động cơ hơi nước được giới thiệu tại Massachusetts, Hoa Kỳ, thực hiện bởi Sylvester Howard Roper (24/11/1823 - 1/6/1896). Sau nguyên mẫu ban đầu vào cuối những năm 1860, Roper đã xây dựng một phiên bản mới và sửa đổi vào năm 1894, dựa trên loại khung xe đạp an toàn hiện đại.

Chiếc xe gắn động cơ hơi nước đầu tiên có chiều dài cơ sở 49 inch (1.200 mm) và hai bánh xe có đường kính 34 inch (860 mm) được làm bằng các dải sắt trên vành xe bằng gỗ có nan hoa bằng gỗ[8][9]. Xe còn được trang bị một cái phuộc sắt cứng, được rèn và một tay cầm chắc chắn với kẹp gỗ.[9] Không giống như twistgrip hiện đại, trong đó tay cầm chỉ ở một bên là tay áo xoay quanh tay cầm để mở van tiết lưu, toàn bộ thanh của chiếc xe này được xoay bằng cả hai tay và nó có chức năng kép. Khi quay về phía trước, van tiết lưu mở ra và khi quay ngược lại, nó áp dụng phanh muỗng trên bánh trước.[8][10] Ghế ngồi to gấp đôi bể chứa nước; hoặc bể nước có thể được mô tả là hình yên ngựa.[8][10] Một máy bơm tay chuyển nước từ bể này sang nồi hơi.[8] Lò hơi nằm giữa các bánh xe với một ống khói[10] từ nồi hơi nằm phía sau người lái, với hộp cứu hỏa ở nửa dưới của vỏ này, tất cả đều được treo từ khung có lò xo để hấp thụ sốc, trong khi hai thanh ở lại gắn dưới cùng của vỏ vào mặt sau của khung.[8] Có ba vòi nước ở phía bên trái, gần máy bơm nước và van xả nước ở phía dưới.[8] Hai xilanh, có các lỗ khoảng 2 1⁄4 in (57 mm) được đặt ở hai bên của khung, từ phần trên của nồi hơi gần ống khói, kết nối với 2 trục 1⁄2 in (64 mm) trên bánh sau.[8] Hơi thải, được truyền bằng ống đến đáy ống khói.[8]

Chiếc xe gắn động cơ hơi nước thứ hai của Roper được sáng chế vào năm 1884, và được phát triển thêm vào năm 1896, khi Đại tá Albert Pope, chủ sở hữu xe đạp an toàn xe đạp Pope Columbia, ủy quyền cho Roper chế tạo một 'pacer' cho đội đua xe đạp của mình.[11][12] Những chiếc xe đạp cơ giới đã xuất hiện gần đây với động cơ xăng thô dựa trên deDion, nhưng đấy là những chiếc xe đua không đáng tin cậy và thường gây thất vọng.[13] Giáo hoàng đã cung cấp một khung từ Columbia cho Roper, người đã thêm một động cơ hơi nước đốt than xi-lanh đơn cải tiến vào trung tâm của khung.[10][14] Trọng lượng, bao gồm than và nước, là 150 lb (68 kg).[11][14] Động cơ hơi nước thường tạo ra áp suất hơi khoảng 150 pound, nhưng có thể lên tới 185 pound, mà Boston Daily Globe năm 1896 mô tả là tương đương với 8 hp (6.0 kW)[14]. Roper được biết là thường xuyên đi máy này, mà ông gọi là 'cánh quạt' của mình, từ nhà của mình tại 299 Eustis Ave[15]Roxbury đến bến cảng Boston, khoảng cách 7 dặm - phạm vi tối đa của động cơ.

Reitwagen (Năm 1885 - Đức)[sửa | sửa mã nguồn]

Reitwagen là một chiếc xe máy được sản xuất bởi Gottlieb Daimler (17/3/1834 - 6/3/1900) và Wilhelm Maybach (9/2/1846 - 29/12/1929) vào năm 1885.

Thiết kế ban đầu của năm 1884 đã sử dụng bộ truyền động đai và vặn chặt tay lái, sử dụng phanh khi quay một chiều và căng đai truyền động, cấp nguồn cho bánh xe, khi quay theo hướng khác.[16] Chiếc xe gắn động cơ hơi nước của Roper vào cuối những năm 1860 đã sử dụng một điều khiển tay lái xoắn hai chiều tương tự.[8][10] Các bản thảo cũng chỉ ra các trục liên kết lái tạo ra hai khúc cua góc phải được kết nối với bánh răng, nhưng mô hình làm việc thực tế đã sử dụng một tay cầm đơn giản mà không cần kẹp xoắn hoặc liên kết bánh răng.[17] Thiết kế này đã được cấp bằng sáng chế vào ngày 29 tháng 8 năm 1885.[18][19]

Nó có động cơ bốn xilanh chu kỳ xilanh đơn 264 phân khối (16,1 cu in) gắn trên các khối cao su, với hai bánh xe bằng gỗ và một cặp bánh xe tải lò xo để giữ cho nó đứng thẳng.[20]Công suất động cơ 0,5 mã lực (0,37 kWh) tại 600 vòng / phút cho tốc độ khoảng 11 km/h (6,8 dặm / giờ).[21] Con trai 17 tuổi của Daimler, Paul, đã cưỡi nó lần đầu tiên vào ngày 18 tháng 11 năm 1885, đi 5 chuyến 12 km (3,17,5 dặm), từ Cannstatt đến Untertürkheim, Đức.[16][22] Với điều kiện đường giao thông vào thời điểm bấy giờ, Reitwagen hầu như không có được một cuộc hành trình thoải mái. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất nhất gặp phải là sức nóng của ngọn lửa động cơ dưới yên ngồi.[16][21][23] Trong khoảng thời gian 1885 - 1886, ổ đĩa vành đai đã được nâng cấp lên hộp số hai cấp, hai tốc độ với ổ đĩa chính vành đai và ổ đĩa cuối cùng sử dụng bánh răng vành trên bánh sau.[16]

Các loại động cơ đốt trong xe máy[sửa | sửa mã nguồn]

Động cơ xilanh đơn[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Nhỏ, nhẹ và đơn giản, cung cấp mô-men xoắn tốt tại vòng tua thấp.[24]

Nhược điểm: Khi làm việc, động cơ bị rung động khó triệt tiêu nên thường có trên những chiếc xe địa hình, những dòng xe phổ thông có phân khối nhỏ.[24]

Thường thấy trên các dòng xe dirt-bike, scooter và đặc biệt trên Honda CBR250R.

Động cơ hai xilanh thẳng hàng[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Khá đơn giản, gọn nhẹ và đủ đáp ứng công suất vừa phải, thường sử dụng cho các dòng xe sử dụng hàng ngày, di chuyển với quãng đường xa.[25]

Nhược điểm: Rung động khá khó triệt tiêu.[25]

Thường thấy trên các mẫu xe cổ điển của Triumph, Kawasaki Ninja 300.

Động cơ V-twin[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Cân bằng giữa công suấtmô-men xoắn, thích hợp cho những xe có trọng tâm thấp.[26]

Thường sử dụng cho các dòng cruiser, các dòng xe Ducati, Harley - Davision và Moto Guzzi.

Động cơ Boxer[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Cân bằng, mô-men xoắn lớn.[27]

Nhược điểm: Chiều rộng động cơ lớn.[27]

Đặc trưng của các dòng xe đến từ BMW, một số dòng xe của Ural, Dnepr... của Liên Xô.

Động cơ 3 xilanh thẳng hàng[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Cân bằng động tốt với trục cơ phân bố góc 120 độ cho mỗi xilanh, khắc phục ưu nhược điểm giữa động cơ V-twin và 4 xi-lanh.[28]

Dành cho các mẫu xe sportbike như Benelli, Triumph Triple…

Động cơ 4 xilanh thẳng hàng[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Động cơ hoạt động trơn tru và mạnh mẽ[29]

Nhược điểm: Kích thước lớn hơn so với động cơ V-Four cùng dung tích.[29]

Thường sử dụng cho những mẫu xe thể thao dung tích từ 600 phân khối trở lên, các mẫu xe thể thao của Nhật như Honda CB750.

Động cơ V-Four[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Mạnh mẽ, hoạt động bền bỉ, mượt mà.[30]

Nhược điểm: Nặng và phức tạp hơn động cơ 4 xilanh thẳng hàng[30]

Thường có trên những mẫu đường trường thể thao, điển hình trên mẫu Yamaha V-max, Honda VFR.

Động cơ 6 xilanh nằm ngang[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Hoạt động bền bỉ, đáng tin cậy và êm ái.[31]

Nhược điểm: Nặng và phức tạp trong chế tạo và sửa chữa.[31]

Thường được sử dụng trên những mẫu touring cao cấp, điển hình trên mẫu Honda Goldwing.

Động cơ 6 xilanh thẳng hàng[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Độc đáo, hoạt động trơn tru, đạt tốc độ cao.[32]

Nhược điểm: Phức tạp và kích thước lớn.[32]

Thích hợp cho những mẫu xe touring hiệu năng cao, thực hiện những hành trình dài như Honda CBX, RC166, BMW K1600…

Hệ thống làm mát xe máy[sửa | sửa mã nguồn]

Hệ thống làm mát bằng gió[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, chiếm ít diện tích, chi phí sản xuất thấp, vị trí đặt thông thoáng nên làm mát bằng gió được áp dụng hầu hết cho các động cơ xe gắn máy. Kiểu làm mát này được tăng cường nhờ những cánh tản nhiệt trên thân động cơ và thiết kế khí động học của yếm xe. Khi động cơ vận hành, cánh tản nhiệt tỏa nhiệt rất nóng sẽ được không khí làm mát.[33]

Nhươc điểm: Hiệu suất làm mát kém, không hiệu quả khi dung tích máy lớn dần.[33]

Hệ thống làm mát bằng nước[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Khi động cơ vận hành, nước làm mát được bơm qua vỏ động cơ và đưa ra két nước để tỏa nhiệt môi trường. Hiệu suất làm mát cao, hoạt động ổn định, nhiệt độ vận hành đạt mức tối ưu.[34]

Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, tốn diện tích khiến không gian cho người sử dụng giảm xuống.[34]

Hệ thống làm mát bằng nhớt[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Hệ thống bôi trơn sẽ kiêm nhiệm 1 phần nào chức năng làm mát. Việc giảm nhiệt cho dầu nhớt là rất hữu ích vì sẽ nâng cao hiệu năng của dầu nhớt, động cơ họat động tin cậy và ổn định hơn.[35]

Nhược điểm: Lưu lượng nhớt bị giới hạn nên hiệu quả làm mát cũng bị hạn chế.

Hệ thống làm mát kết hợp gió - nước[sửa | sửa mã nguồn]

Là 1 phương án cực kỳ hợp lý vì vừa bảo đảm thẩm mỹ, vừa làm giản tiện hệ thống làm mát bằng nước, lại cân bằng được nhiệt độ giữa các xilanh, đặc biệt là khi ứng dụng cho dòng Cruiser máy V cổ điển.[35]

Cách bố trí động cơ đốt trong xe máy[sửa | sửa mã nguồn]

Động cơ đặt ở giữa xe[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Phân bố khối lượng đều trên xe, động cơ được làm mát tốt.

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, ảnh hưởng nhiệt của động cơ đên người lái.

Động cơ đặt lệch về đuôi xe[sửa | sửa mã nguồn]

Ưu điểm: Hệ thống truyền lực gọn, nhiệt thải ít ảnh hưởng đến người lái.

Nhược điểm: Khối lượng phấn bố không đều, làm mát động cơ không tốt.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â b Falco, Charles M.; Guggenheim Museum Staff (1998), "Issues in the Evolution of the Motorcycle", in Krens, Thomas; Drutt, Matthew (eds.), The Art of the Motorcycle, Harry N. Abrams, pp. 24–31, 98–101, ISBN 0-89207-207-5 Michaux-Perreaux year 1868. Roper year 1869.
  2. ^ a ă â b Knight, Edward Henry (1884), Knight's new mechanical dictionary: A description of tools, instruments, machines, processes, and engineering. With indexical references to technical journals (1876-1880.), Houghton, Mifflin and company, pp. 922–923, retrieved 2011-01-27
  3. ^ McNeil, Ian (1990), An Encyclopaedia of the history of technology, Taylor & Francis, pp. 445–447, ISBN 0-415-01306-2, retrieved 2011-01-29 Michaux-Perreaux year 1868.
  4. ^ a ă â Schafer, Louis (March 1985), "In the Beginning", American Motorcyclist, pp. 42–43, retrieved 2011-01-29 Michaux-Perreaux patented in 1868. Roper year 1867.
  5. ^ a ă Falco, Charles M. (July 2003), "The Art and Materials Science of 190-mph Superbikes", MRS Bulletin, 28 (7), retrieved 2011-01-29 Michaux-Perreaux year 1867–1871
  6. ^ a ă Brown, Roland (2004), History of the Motorcycle: From the first motorized bicycles to the powerful and sophisticated superbikes of today, Bath, England: Parragon, pp. 10–11, 14–15, ISBN 1-4054-3952-1 Michaux-Perreaux patented 1868. Roper year 1869.
  7. ^ Caunter, C. F. (1955), The History and Development of Motorcycles; As illustrated by the collection of motorcycles in the Science Museum; Part I Historical Survey, London: Her Majesty's Stationery Office, OCLC 11506035 Michaux-Perreaux year 1869. Preserved in the Robert Grandseigne Collection in France ca. 1955.
  8. ^ a ă â b c d đ e ê Johnson, Paul F., Roper steam velocipede, Smithsonian Institution, retrieved 2011-02-06
  9. ^ a ă Oliver, Smith Hempstone; Berkebile, Donald H. (1968), The Smithsonian collection of automobiles and motorcycles, New York: Smithsonian Institution Press(distributed by Random House), pp. 12–16, 24–25, LCCN 68-9579
  10. ^ a ă â b c Girdler, Allan (February 1998), "First Fired, First Forgotten", Cycle World, Newport Beach, California: Hachette Filipacchi Media U.S., vol. 37 no. 2, pp. 62–70, ISSN 0011-4286 Michaux-Perreaux year 1868. Roper year 1868
  11. ^ a ă "Died in the Saddle", Boston Daily Globe, p. 1, 2 June 1896
  12. ^ Colonel Albert Pope and His American Dream Machines: The Life and Times of a Bicycle Tycoon Turned Automotive Pioneer. Goddard, 2008. McFarland, ISBN 978-0786440894
  13. ^ Franklin's Indians, Sucher 2011. Panther Publications, ISBN 978-0956497550
  14. ^ a ă â "Inventor's Death. S. H. Roper Was Experimenting with a Steam Bicycle When He Dropped Dead from Heart Disease.", Boston Daily Advertiser, Boston, Massachusetts, 2 June 1896
  15. ^ Boston Directory, 1895, Boston Public Librar
  16. ^ a ă â b Setright, L.J.K. (1979), The Guinness book of motorcycling facts and feats, Guinness Superlatives, pp. 12–18, ISBN 0-85112-200-0
  17. ^ "Gizmos: Some new tech has been around forever", American Motorcyclist, Westerville, Ohio: American Motorcyclist Association, vol. 46 no. 8, pp. 15–19, August 1992, ISSN 0277-9358, retrieved 2011-02-09
  18. ^ "Mercedes-Benz Classic: November 1885: Daimler riding car travels from Cannstatt to Untertürkheim". Daimler. 25 October 2010
  19. ^ DE patent 36423, Gottlieb Daimler, "Fahrzeug mit gas bezw. Petroleum Kraftmaschine", issued 1885-11-29
  20. ^ Walker, Mick (2006), Motorcycle: Evolution, Design, Passion, Johns Hopkins University Press, pp. 16–18, ISBN 0-8018-8530-2, retrieved 2011-02-10
  21. ^ a ă Brown, Roland (2004), History of the Motorcycle, Parragon, pp. 10–11, ISBN 1-4054-3952-1
  22. ^ Gardiner, Mark (1997), Classic motorcycles, MetroBooks, p. 16, ISBN 1-56799-460-1
  23. ^ Automobil auf 2 Rädern - der "Reitwagen" on YouTube (narration in German)
  24. ^ a ă “Single-cylinder_engine”. 
  25. ^ a ă “Straight-twin_engine”. 
  26. ^ “V-twin_engine”. 
  27. ^ a ă “Flat_engine”. 
  28. ^ “Straight-three_engine”. 
  29. ^ a ă “Inline-four_engine”. 
  30. ^ a ă “V4_engine”. 
  31. ^ a ă “Flat-six_engine”. 
  32. ^ a ă “Straight-six_engine”. 
  33. ^ a ă “Air_cooling”. 
  34. ^ a ă “Water_cooling”. 
  35. ^ a ă “Oil_cooling”.