Động cơ 2 thì của Mazda: Siêu tăng áp cùng hệ thống van biến thiên giúp giảm tỉ số nén

(News.oto-hui.com) - Khi kỷ nguyên xe điện ngày một tiếng gần hơn với “xã hội loài người” thì đâu đó một hãng xe Nhật Bản đã nộp đơn đăng kí bằng sáng chế động cơ 2 thì mà họ đã tạo ra. Vốn dĩ, họ muốn đăng kí bằng sáng chế vì khối động cơ 2 thì này đã khắc phục những nhược điểm mà Ford đã từng không thể làm được.

1. Động cơ 2 thì của Mazda sẽ quay lại cuộc chơi?

Rất nhiều luồng ý kiến đưa ra liên quan đến việc Mazda đã nộp đơn xin đăng kí bằng sáng chế về khối động cơ 2 thì mà họ tạo ra. Theo lý thuyết, nếu cả hai khối động cơ đều cùng số xi lanh thì động cơ 2 thì sẽ cho ra công suất gấp đôi động cơ 4 thì.

Ưu điểm của động cơ 2 thì từ trước đến nay là chúng gọn nhẹ vì nó sở dĩ không có bất cứ cơ cấu truyền động cơ khí trên phía đầu máy. Việc không sử dụng xupap sẽ dẫn đến động cơ sẽ phải sử dụng một loại dung dịch bôi trơn riêng cho các cơ cấu. Vì động cơ chỉ có thể nạp và xả dựa vào cơ cấu hoạt động của xylanh. Quá trình nạp và xả sẽ diễn ra nhờ vào áp suất ở các-te.

Một thiết kế có phần đơn giản hơn động cơ 4 thì, gọn nhẹ rất thích hợp để trang bị cho một chiếc xe gắn máy. Nhưng vấn đề ở chỗ là tính tiết kiệm nhiên liệu cũng như là âm thanh của động cơ. Nếu một chiếc xe hơi trang bị động cơ 2 thì như xe máy đời trước, có ống xả đầy khói và âm thanh động cơ giống những chiếc Suzuki Sport hay Yamaha 125 2 thì tất nhiên là không thể phát triển như thế rồi. Và Mazda đã phát triển động cơ 2 thì hiện đại hơn, mang lại hiệu suất cao nhưng lượng phát thải ra môi trường là rất ít.

Nếu vẫn giữ nguyên thiết kế cũ của động cơ 2 thì là sử dụng nhiên liệu xăng pha nhớt (một phần nhiên liệu sẽ bôi trơn xi lanh, phần còn lại được đốt cháy) thì động cơ 2 thì chắc chắn không được thông qua để sản xuất vì lí do bảo vệ môi trường.

Vào năm 1990, một công ty ở Úc có tên Orbital đã hợp tác với Ford. Mục đích của hợp tác này đó chính là khắc phục những điểm yếu của động cơ 2 thì. Tập đoàn Chrysler đã từng có ý tưởng phát triển động cơ 2 thì có xúp pắp và dầu bôi trơn ở cácte như động cơ 4 thì. Nhưng tất cả đều dừng lại vì không đạt kết quả như họ mong muốn.

Tuy nhiên, Mazda sẽ là cái tên tiếp theo ghi tên mình vào danh sách những hãng xe phát triển động cơ 2 thì. Mazda đã tận dụng những tinh hoa công nghệ hiện đại ngày nay để khắc phục những yếu điểm của khối động cơ 2 thì trước đây. Thiết kế của động cơ 2 thì của Mazda được cho là rất giống động cơ 4 thì.

2. Nguyên lý hoạt động ở động cơ 2 thì của Mazda?

Nguyên lí hoạt động của khối động cơ 2 thì này khá giống với khối động cơ sử dụng của nghệ Sky-Active X trước đó. Khối động cơ 2 thì mới của Mazda có 3 chế độ khác nhau, sử dụng công nghệ Skyactiv X2 Tech:

• Chế độ tải thấp (lean burn): được hiểm nôm na là ở chế độ này thì động cơ sẽ không đốt quá nhiều nhiên liệu, thậm chí là nhiên liệu có thể chỉ vừa đủ để nổ máy.
• Chế độ thứ 2 là tải trung bình: ở chế độ này thì việc đánh lửa sẽ được kiểm soát.
• Chế độ thứ 3 đó là chế độ tải tối đa: ở chế độ này thì nó hoạt động một cách bình thường như những khối động cơ khác.

Chu trình hoạt động của khối động cơ 2 thì của Mazda đó là hoạt động ở chế độ SCCI với mức tải từ thấp đến trung bình, sau đó chuyển sang đánh lửa cưỡng bức ở chế độ tải cao để đạt mức công suất tối ưu.

Hệ thống phun xăng trong khối động cơ 2 thì mới của Mazda cũng khá đặc biệt. Các thêm các ống phun xăng được trang bị cho động cơ, đồng thời hệ dẫn động của bơm xăng có cả dây đai. Điều này đảm bảo rằng bơm xăng sẽ làm việc tốt trong cơ chế hoạt động tải thấp.

Nhằm giảm đi tình trạng tự kích nổ của nhiên liệu khi chưa hoàn thành kì nén, một hệ thống van biến thiên đã được Mazda thêm vào khối động cơ. Với mục đích một lượng khí trước kì nén sẽ được xả bớt ra ngoài để có thể giảm bớt tỉ số nén cũng như tránh tình trạng tự kích nổ.

Ngoài ra, một đặc điểm nổi bật khác của khối động cơ 2 thì của Mazda đó là khả năng tự đào thải khí thải ra khỏi động cơ thông qua 2 xupap nạp và xả cùng một lúc nhờ vào áp suất của dòng khí nạp.

3. Động cơ 2 thì của Mazda được trang bị trên xe máy, ô tô hay loại máy khác?

Mazda cho biết rằng thiết kế mới này của động cơ 2 thì rất khó để có thể ứng dụng trên các khối động cơ trước đó mà họ đang có. Tuy nhiên, dạng động cơ 2 thì như họ phát triển có thể ứng dụng để làm máy phát điện mở rộng dùng trên xe điện, nó sẽ hoạt động tương tự như cơ cấu hỗ trợ khởi động khi máy nguội. Trong đó, công nghệ động cơ 2 thì của họ có thể được áp dụng cùng với công nghệ siêu tăng áp.

Bên cạnh đó, hai công ty Superturbo Technologies và Linamar (Mỹ) đã hợp tác với Mazda và cho ra đời công nghệ siêu tăng áp (superturbo). Superturbo sẽ tăng khả năng giảm phát thải cho những khối động cơ đốt trong cỡ lớn.

Tốc độ của bộ tăng áp có thể được điểu khiển một cách độc lập nhờ vào kết nối của cánh tuabin và cánh quạt nén mà không phụ thuộc vào dòng khí xả từ động cơ.

Những khối động cơ sử dụng nhiên liệu như diesel, hydro và khí tự nhiên sẽ có hiệu suất tốt hơn cũng như giảm phát thải tốt khi sử dụng công nghệ siêu turbo này.

Bài viết liên quan:

• Đức phản đối việc cấm sản xuất động cơ đốt trong vào năm 2035
• Những điều khác biệt tạo nên giá trị của động cơ Hydro?
• Động cơ 5 xylanh thẳng hàng có nhược điểm gì mà nhiều hãng không sử dụng?