Động cơ diesel là một loại động cơ đốt trong phổ biến, nổi tiếng với hiệu suất và sức kéo vượt trội. Tuy nhiên, một điểm khác biệt lớn giữa động cơ diesel và động cơ xăng là động cơ diesel không sử dụng bugi đánh lửa. Vậy, tại sao động cơ diesel không cần bugi? Cơ chế hoạt động của nó dựa trên nguyên lý nào? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu.
Ở động cơ xăng, hệ thống đánh lửa đóng vai trò quan trọng trong việc khởi đầu quá trình đốt cháy. Bugi đánh lửa tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khí và nhiên liệu đã được nén.
Bugi đánh lửa có cấu tạo gồm vỏ kim loại, điện cực trung tâm được cách điện bằng sứ và kết nối với bộ chia điện (delco) qua dây phin. Nhiệm vụ chính của bugi là tạo ra tia lửa điện mạnh mẽ, mồi cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí đã được nén trong buồng đốt.
Khác với động cơ xăng, động cơ diesel hoạt động dựa trên nguyên lý tự bốc cháy của nhiên liệu do nhiệt độ cao tạo ra bởi quá trình nén.
Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel:
- Nạp khí: Chỉ có không khí được nạp vào xi-lanh.
- Nén: Không khí được nén với tỷ số nén rất cao (14:1 đến 25:1), làm tăng nhiệt độ lên rất cao (khoảng 700-900°C).
- Phun nhiên liệu: Nhiên liệu diesel được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới dạng sương mù với áp suất cực lớn. Do nhiệt độ trong buồng đốt rất cao, nhiên liệu tự bốc cháy ngay lập tức.
- Sinh công và thải: Quá trình đốt cháy tạo ra áp suất lớn đẩy piston, sinh công. Sau đó, khí thải được thải ra ngoài.
Vậy, tại sao động cơ diesel không cần bugi đánh lửa?
Lý do chính là do đặc tính của nhiên liệu diesel và cách thức động cơ diesel tạo ra sự đốt cháy. Diesel có nhiệt độ tự bốc cháy thấp hơn so với xăng. Điều này có nghĩa là diesel sẽ tự động bốc cháy khi đạt đến một nhiệt độ nhất định mà không cần tia lửa điện. Trong động cơ diesel, không khí được nén đến một áp suất rất cao, làm tăng nhiệt độ lên trên nhiệt độ tự bốc cháy của diesel. Khi nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt, nó sẽ tự động bốc cháy do nhiệt độ cao này.
Điểm chớp cháy (Flash Point) và Nhiệt độ tự bốc cháy (Autoignition Temperature):
- Điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bốc hơi đủ để tạo thành hỗn hợp dễ cháy với không khí.
- Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ mà tại đó nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần nguồn lửa bên ngoài.
Diesel có điểm chớp cháy cao hơn xăng, nghĩa là nó ít bay hơi hơn và an toàn hơn trong việc lưu trữ và vận chuyển. Tuy nhiên, điều quan trọng là nhiệt độ tự bốc cháy của diesel thấp hơn, cho phép nó tự bốc cháy trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao trong động cơ diesel.
Bugi xông (Bugi sấy) trong động cơ diesel:
Mặc dù không có bugi đánh lửa, một số động cơ diesel sử dụng bugi xông (hay còn gọi là bugi sấy) để hỗ trợ khởi động trong điều kiện thời tiết lạnh. Bugi xông làm nóng không khí trong buồng đốt, giúp nhiên liệu dễ bốc cháy hơn khi động cơ còn nguội. Tuy nhiên, bugi xông không đóng vai trò trong quá trình đốt cháy chính của động cơ diesel khi đã hoạt động bình thường.
Tóm lại, động cơ diesel không cần bugi đánh lửa vì nó dựa vào quá trình nén không khí để tạo ra nhiệt độ cao, đủ để nhiên liệu diesel tự bốc cháy. Điều này là do đặc tính của nhiên liệu diesel và thiết kế của động cơ, mang lại hiệu suất và độ bền cao.
