Các thanh kết nối là bộ phận quan trọng trong động cơ đốt trong, có vai trò quan trọng trong việc biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Mặc dù chức năng của nó có vẻ đơn giản nhưng chiều dài của thanh kết nối có tác động đáng kể đến hiệu suất động cơ.
Một trong những yếu tố chính bị ảnh hưởng bởi chiều dài thanh kết nối là tỷ số hành trình của động cơ. Tỷ lệ hành trình là tỷ lệ giữa chiều dài hành trình (quãng đường di chuyển của piston) với đường kính lỗ khoan (đường kính của xi lanh). Tỷ lệ này có ảnh hưởng trực tiếp đến cả đặc tính công suất và mô-men xoắn của động cơ.
Khi chiều dài thanh kết nối tăng lên thì tỷ số hành trình giảm. Thanh kết nối ngắn hơn làm giảm khoảng cách di chuyển của piston đối với đường kính lỗ khoan nhất định. Điều này dẫn đến tốc độ piston thấp hơn và giảm tổn thất ma sát, dẫn đến hiệu suất động cơ được cải thiện. Ngoài ra, thanh kết nối ngắn hơn cho phép piston nhẹ hơn, giảm khối lượng chuyển động tịnh tiến tổng thể. Kết quả là động cơ có thể đạt vòng tua cao hơn và phản ứng nhanh hơn với các đầu vào ga.
Ngược lại, thanh kết nối dài hơn sẽ làm tăng tỷ lệ hành trình. Điều này thúc đẩy tốc độ piston cao hơn và tăng thời gian dừng tại điểm chết trên (TDC) và điểm chết dưới (BDC), nâng cao hiệu suất đốt cháy. Các thanh kết nối dài hơn cũng mang lại lợi thế về việc giảm lực đẩy bên trên thành xi lanh, cho phép cải thiện độ bền của động cơ và giảm độ mài mòn của xi lanh.
Hơn nữa, chiều dài thanh truyền ảnh hưởng đến tỷ lệ hành trình thanh truyền của động cơ, xác định độ góc của thanh truyền. Độ góc của thanh truyền đề cập đến góc của thanh truyền so với đường tâm của trục khuỷu trong quá trình quay của động cơ. Thanh kết nối ngắn hơn sẽ tạo ra góc lớn hơn, trong khi thanh kết nối dài hơn sẽ làm giảm góc đó. Độ góc tối ưu của thanh truyền là rất quan trọng để giảm thiểu tải trọng bên lên piston, vòng piston và thành xi lanh, đảm bảo hiệu suất động cơ đáng tin cậy.
Điều quan trọng cần lưu ý là việc thay đổi chiều dài thanh kết nối có ý nghĩa vượt ra ngoài tỷ lệ hành trình và độ góc của thanh truyền. Việc thay đổi chiều dài thanh kết nối sẽ ảnh hưởng đến thời gian dừng của piston của động cơ tại TDC và BDC, ảnh hưởng đến thời điểm đóng van, tỷ số nén cũng như động lực học dòng nạp và xả. Những thay đổi này có thể tác động đáng kể đến khả năng cung cấp năng lượng, hiệu quả sử dụng nhiên liệu và đặc tính hiệu suất tổng thể của động cơ.
Vì vậy, các nhà sản xuất phải cân nhắc kỹ lưỡng chiều dài thanh truyền khi thiết kế động cơ, có tính đến nhiều yếu tố khác nhau như mục đích sử dụng, công suất đầu ra mong muốn, dung tích động cơ và mục tiêu tiết kiệm nhiên liệu. Trong các ứng dụng hiệu suất cao, có thể sử dụng thiết kế thanh kết nối có thể điều chỉnh được, cho phép các bộ điều chỉnh và tay đua tinh chỉnh hiệu suất động cơ dựa trên các yêu cầu cụ thể.
Tóm lại, chiều dài của thanh nối có ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất động cơ. Hiểu được mối quan hệ giữa chiều dài thanh kết nối, tỷ lệ hành trình, góc thanh truyền và các đặc tính khác của động cơ là rất quan trọng để tối ưu hóa khả năng cung cấp công suất, đặc tính mô-men xoắn và hiệu suất tổng thể. Cho dù đó là dành cho ô tô thể thao, xe tải hay thậm chí là động cơ nhỏ, việc chọn chiều dài thanh kết nối phù hợp nhất là điều cần thiết để đạt được mục tiêu hiệu suất mong muốn.