5 công nghệ giúp động cơ “xanh” hấp dẫn

Nhận thấy các yêu cầu để đạt được mục đích tiết kiệm nhiên liệu cao như một sự thách thức, nhiều hãng xe hơi đã bắt đầu nghiên cứu để tìm ra những công nghệ mới nhằm đáp ứng các yêu cầu đó.

Đến năm 2025, tiêu chuẩn tiêu thụ nhiên liệu cho mỗi chiếc xe hơi sẽ phải đạt mức 4,23L/100km, đó có thể là một tin xấu với nhiều người tiêu dùng. Họ bắt đầu dự đoán về cái chết của các động cơ lớn uống xăng như V-8, V-10… và cho rằng việc lái xe sẽ không còn mang lại sự hưng phấn nữa.

Thay vào đó, mọi người sẽ phải mua những chiếc xe tẻ nhạt có mức tiết kiệm nhiên liệu cao. Nhưng với nhà sản xuất xe hơi, họ dường như đã nhìn ra được điều này khi nguồn tài nguyên dầu mỏ không còn được dồi dào và tác động của khí thải động cơ đến vấn đề biến đổi khí hậu.

Dưới đây là năm công nghệ động cơ hứa hẹn sẽ là trang bị tiêu chuẩn trên các mẫu xe trong tương lai gần, nó không chỉ sạch hơn, tiết kiệm nhiên liệu, mà điều quan trọng nó vẫn mang lại cho người điều khiển sự thích thú cho dù đó là một chiếc xe City Car nhỏ gọn hay một chiếc xe tốc độ Super Car.

1.       Tỉ số nén cao

Một cách để cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu chính là tăng tỉ số nén của động cơ. Tỉ số nén đề cập đến số lượng nhiện liệu và không khí ép vào trong buồng đốt, như vậy khi động cơ có tỉ số nén cao hơn, việc sử dụng nhiên liệu cũng sẽ hiệu quả hơn. Mazda là hãng xe hơi đang sử dụng phương pháp này để ứng dụng cho các mẫu xe thế hệ mới nhất của mình, bao gồm cả động cơ xăng và động cơ Diesel.

Động cơ xăng SKYACTIV-G là một ví dụ, ở thị trường Bắc Mỹ, nó có tỉ số nén 13:1; ở thị trường châu Âu, các xe sử dụng xăng có chỉ số ốc-tan cao thì tỉ số nén của nó thậm chí còn lớn hơn 14:1. Vấn đề với chiếc xe có tỉ số nén cao là thường xuyên xuất hiện tiếng nổ trong động cơ, điều này xảy ra khi nhiệt độ và áp suất quá cao trong buồng đốt cộng với hỗn hợp nhiên liệu và không khí đốt cháy quá sớm. Xăng có chỉ ốc-tan cao sẽ có thể giải quyết được một số vấn đề này nhưng Mazda đã phát triển một cổ góp khí thải dài hơn nhằm giảm nhiệt độ và khả năng tạo nên tiếng nổ cho động cơ.

Hệ thống SKYACTIV-G cũng có thời gian đốt cháy nhanh hơn, có nghĩa hỗn hợp nhiên liệu và không khí đốt cháy đúng thời điểm trước khi nhiệt độ buồng đốt tăng lên. Công nghệ này cũng giống như việc giảm trọng lượng vật liệu và sử dụng hộp số mới, nhờ đó mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải cũng giảm 15%, trong khi mô-men xoắn tăng thêm 15%. Việc tăng mô-men xoắn chắc chắn sẽ mang lại nhiều niềm vui cho người điều khiển.

2.       Phun nhiên liệu trực tiếp

Hầu hết các động cơ ngày nay thường trộn hỗn hợp nhiên liệu và không khí trước khi đưa chúng vào buồng đốt. Trong khi ở động cơ phun nhiên liệu trực tiếp, nhiên liệu áp lực cao được phun trực tiếp vào buồng đốt ở phía trên cùng của đầu pít-tông gần bugi. Quá trình này diễn ra tạo ra khá nhiều áp lực trong buồng đốt cũng có thể gây ra tiếng nổ giống như động cơ có tỉ số nén cao.

Hãng xe hơi Ford đã giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp giữa phun nhiên liệu trực tiếp với một turbocharged nhằm tận dụng lượng khí thải để tăng hiệu suất. Bằng cách đưa hai công nghệ này kết hợp với nhau, Ford đã tạo nên một động cơ mạnh mẽ hơn so với các mẫu động cơ trước đó trong khi dung tích nhỏ hơn và sử dụng nhiên liệu ít hơn, Ford gọi đó là công nghệ động cơ EcoBoost.

Và Ford F-Series 2011 đã cho thấy động cơ EcoBoost không hề khiến lái xe cảm thấy tẻ nhạt, thay vì lựa chọn động cơ V-10 6.8L công suất 362 mã lực, mô-men xoắn 620Nm bạn có thể mua F-150 sử dụng động cơ EcoBoost 3.5L có công suất 365 mã lực, mô men xoắn 569 Nm. Và đó là một chiếc xe tải nhỏ hơn, nhẹ hơn nhưng công suất thì không hề thua kém động cơ V-10 6.8L.

3.       Nhiên liệu sinh học

Với công nghệ nhiên liệu sinh học, nó cho phép người tiêu dùng lựa chọn giữa xăng thông thường với xăng hỗn hợp pha trộn Ethanol. Hỗn hợp Ethanol được viết tắt bằng chữ E và chữ số phía sau, ví dụ như E85 có nghĩa là nhiên liệu 85% Ethanol, 15% xăng. Logo Flex Fuel gắn trên xe thường có nghĩa là chiếc xe có thể sử dụng E85 và hoàn toàn sử dụng tốt với nhiên liệu có tỉ lệ Ethanol thấp hơn như E10.

Thường thì bạn sẽ thấy logo Flex Fuel xuất hiện trên những chiếc xe tải lớn, xe thể thao đa dụng SUV “uống” xăng. Ethanol được đánh giá là nhiên liệu sinh học có chỉ số ốc-tan cao nhưng thay vào đó, bạn sẽ đi ít số km hơn khi sử dụng chúng. Ngược lại, Ethanol có thể dễ dàng được chiết xuất từ các nguồn sinh học như ngô, sắn, mía….

Đối với các mẫu xe hiệu suất cao đắt tiền, công nghệ này chính là sự pha trộn hoàn hảo. Hãng xe hơi danh tiếng Anh Quốc – Bentley Motor đang nghiên cứu để toàn bộ các mẫu xe của họ có khả năng sử dụng được loại nhiên liệu sinh học. Hiện tại, họ mới chỉ thử nghiệm trên mẫu xe Bentley Continental SuperSports.

Các kỹ sư của hãng siêu xe Koenigsegg Thuỵ Điển cũng đã sử dụng loại nhiên liệu sinh học để tăng sức mạnh cho các mẫu xe của họ, đồng thời vừa tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải ra môi trường.

Mẫu xe sản xuất giới hạn Koenigsegg CCXR có động cơ 806 mã lực khi sử dụng với xăng thông thường. Tuy nhiên, khi sử dụng nhiên liệu sinh học Ethanol có chỉ số ốc-tan cao hơn, động cơ của chiếc xe này đã tạo nên sức mạnh tuyệt với 1.018 mã lực.

4.       Công nghệ EV Boost

Trong một thập kỷ qua, hệ thống động cơ xăng – điện Hybrid đã trở nên phổ biến hơn với người tiêu dùng. Bất kỳ thành phố nào của Mỹ, bạn có thể dễ dàng tìm thấy những chiếc Toyota Prius, Ford Escape Hybrid… trên đường phố. Công nghệ này hoạt động dựa trên mô-tơ điện chạy bằng pin nhiên liệu, kết quả thu được là mức tiết kiệm nhiên liệu cao, có thể nói là mang lại mức tiêu thụ nhiên liệu tốt nhất vào thời điểm hiện nay.

Tuy nhiên, một điều không thể phủ nhận là những chiếc xe Hybrid thường không đem đến nhiều sự thích thú cho người dùng. Hãng xe hơi Jaguar đang cố gắng khắc phục điều đó thông qua mẫu C-X16 concept được trưng bày tại triển lãm xe hơi quốc tế Frankfurt 2011. Sức mạnh của nó được cung cấp bởi một động cơ xăng V-6 3.0L supercharged và một động cơ điện giống như hầu hết các xe Hybrid khác. Sự khác biệt của C-X16 nằm ở các nút trên vô-lăng.

Nhấn nút để kích hoạt động, động cơ điện ngay lập tức sẽ bổ sung thêm 70 mã lực cho động cơ xăng, điều này tương tự như hệ thống thu hồi động năng KERS được sử dụng trong giải đua công thức F1. Nếu hoạt động cùng lúc, Jaguar C-X16 có thể đạt vận tốc lên tới 299km/h và mất chưa đầy 4,5 giây để tăng tốc từ 0-100km/h.

5.       Ngắt xi-lanh chủ động

Công nghệ ngắt xi-lanh chủ động trên động cơ được biết đến vào khoảng năm 2004. Cách thức làm việc của hệ thống này là chỉ sử dụng đủ số xi-lanh theo nhu cầu của người dùng. Ví dụ khi Audi S8 trang bị động cơ V-8 tăng tốc từ 0-100km/h mất 4,2 giây, nó đòi hỏi tất cả 8 xi-lanh phải làm việc.

Nhưng khi chạy đều ở tốc độ cao, nó không còn phải chịu áp lực từ khối lượng công việc nặng nề, do đó bốn trong số tám xi-lanh sẽ được ngắt hoàn toàn, vì vậy nó hoạt động giống như một động cơ bốn xi-lanh.

Nếu bạn cần vượt chiếc xe nào đó, bốn xi-lanh đang bị ngắt sẽ ngay lập tức trở lại hoạt động.  Cho đến lúc tốc độ của chiếc xe ổn định trở lại, bốn xi-lanh đó lại được ngắt đi. Công nghệ này sẽ giúp chiếc xe cải thiện 10% hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu khi chạy đều ở tốc độ cao.

Audi cũng sử dụng một hệ thống kiểm soát tiếng ồn chủ động để giữ cho âm thanh động cơ và ống xả có sự gắn kết hoạt động để hành khách không nhận thấy quá trình ngắt/mở các xi-lanh. Điều đó cho thấy động cơ V-8 thế hệ mới sẽ có nhiều sức mạnh hơn và hoàn toàn có thể thay thế cho động cơ V-10, như vậy đồng nghĩa với khả năng tiết kiệm nhiên liệu của nó cũng tốt hơn.

 Theo Howstuff