Công nghệ “ngắt xilanh động cơ”

Nếu một chiếc xe sử dụng động cơ 8 xy-lanh có mức tiêu thụ nhiên liệu 12L/100 Km trên đường cao tốc thì điều gì sẽ xảy ra nếu một nửa số xy-lanh đó được ngắt không làm việc? Làm thế nào để có thể yêu cầu một động cơ 8 xy-lanh hoạt động chỉ với 4 xy-lanh mà vẫn đảm bảo cân bằng động của động cơ, không có hiện tượng rung, giật?

Khi tăng tốc, lên dốc hoặc kéo rơ-mooc đằng sau thì một động cơ hoạt động là bình thường rất cần thiết. Nhưng khi chiếc xe có tải ít,  làm việc trong các môi trường thuận lợi thì việc ngắt một số xi-lanh sẽ giúp chiếc xe trở nên tiết kiệm nhiên liệu hơn. Tuy nhiên có thể khẳng định chắc chắn rằng, loại bỏ một nửa số xy-lanh làm việc cũng sẽ không thể tiết kiệm nhiên được gấp đôi, theo khảo sát của các nhà sản xuất thì với công nghệ này mức tiêu thụ nhiên liệu chỉ có thể giảm được từ 10 đến 30%.

General Motor là nhà sản xuất ôtô đầu tiên đưa ý tưởng này vào sản xuất thương mại. Trong cuộc khủng hoảng nhiên liệu lần thứ 2 vào năm 1979, GM Motor đã chọn Eaton Corporation để phát triển loại động cơ có thể ngắt hoạt động của các xy-lanh và động cơ này trở thành tiêu chuẩn trên các xe Cadillac kể từ năm 1981. Trong giai đoạn đầu phát triển, công nghệ này cũng gặp nhiều khó khăn do mô hình bộ điều khiển lúc đó chưa phát triển, tốc độ xử lý và phản ứng còn chậm chạp nên mặc dù các xupap vẫn đóng nhưng kim phun nhiên liệu vẫn hoạt động. Điều đó dẫn đến việc công suất giảm nhưng không tiết kiệm nhiên liệu.

Tuy nhiên cùng với sự phát triển mạnh mẽ của bộ điều khiển trên ô tô thì vấn đề này nhanh chóng được giải quyết với bộ xử lý tốc độ cao nên việc ngắt làm việc của xy-lanh và vòi phung ngừng phun được thực hiện dễ dàng. Công nghệ này được GM gọi với tên “innovative variable-displacement” hoặc “modular-displacement” và sau này đổi tên thành “Active Fuel management”. Sau GM Motor thì một số nhà sản xuất ôtô khác như Audi, Mercedes-Benz, Honda…cũng bắt đầu quan tâm tới công nghệ này.

Thực ra mỗi nhà sản xuất đặt một tên gọi khác nhau cho công nghệ này nhưng về mặt nguyên lý thì chúng giống nhau. Việc ngắt xy-lanh sử dụng bộ điều khiển để tác động lên cơ cấu phân phối khí và đóng các xupap nạp và xả làm hỗn hợp nhiên liệu và không khí không vào được bên trong xy-lanh và dừng làm việc.

Trong công nghệ “Cylinder On Demand” của Audi, Để đóng xupap nạp thì hệ thống sử dụng một cơ cấu điều chỉnh để gạt trục cam tới vị trí không có vấu cam tác động lên con đội xupap nạp của xy-lanh muốn ngắt làm việc, do đó mặc dù trục cam vẫn quay nhưng con đội không đẩy lên xupap nên xupap nạp vẫn ở trạng thái đóng và không có hỗn hợp nhiên liệu và không khí vào trong xy-lanh đó.

Khi người lái đạp chân ga thì bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu để cơ cấu gạt trục cam về vị trí như ban đầu và động cơ trở lại hoạt động ở chế độ 4 xy-lanh như bình thường. Nhờ sự làm việc êm dịu của cơ cấu gạt nên người lái sẽ khó có thể phân biệt được sự chuyển đổi qua lại giữa chế độ 2 xy-lanh và 4 xy-lanh.

Mercedes-Benz bắt đầu trang bị công nghệ này cho các mẫu xe bán tại thị trường Châu âu từ năm 1999 với tên gọi “Active Cylinder Control system”.

Chrysler trang bị trên động cơ Hemi V-8 từ năm 2005 và đặt tên là “Multi-Displacement System”

Honda bắt đầu công nghệ này trên mẫu xe Odyssey 2005 với tên gọi “Variable Cylinder Management”

S.Hà