Ford Ranger Raptor 2019 trang bị động cơ tăng áp diesel I-4 2.0 Bi-Turbo

Từ phanh đĩa cho đến động cơ đa van đến hộp số chuyển điện tử, danh sách những công nghệ mà được lấy từ xe đua để áp dụng vào xe du lịch thông thường không phải là ngắn. Rất hiếm có những công nghệ nào tiên phong cho những loại xe thông thường, sau đó mới được chuyển sang cho dòng xe đua.

Tuy nhiên động cơ tăng áp là một ngoại lệ. Công nghệ này mang đến một bộ tăng áp cực kỳ tinh vi, hiệu suất hoạt động cao cho xe hơi, SUV và thậm chí là xe bán tải. Những mẫu xe đua, cả on road và off road cũng được hưởng lợi từ thiết kế động cơ này.

Các nhà cung cấp như Garrett Motion, BorgWarner và Valeo đã đầu tư hàng tỷ đô cho hoạt động nghiên cứu và phát triển động cơ tăng áp trong suốt hơn 20 năm qua. Những khoản đầu tư này đã tạo lên một cuộc đột phá giúp cho động cơ tăng áp trở nên nhỏ hơn, phản hồi nhanh hơn và quan trọng nhất đó là động cơ này trở nên đáng tin cậy khi vận hành hơn.

“Bộ tăng áp đang ngày càng phổ biến", Stephen Eriksen – COO của Bộ phận Phát triển Xe hiệu suất cao của Honda Hoa Kỳ cho biết. “Bộ phận này vẫn cần được quan tâm vì đây là một bộ phận cấu thành quan trọng của cả hệ thống động cơ, nhưng đây không phải là một chi tiết phải để tâm quá nhiều".

Đây là một thành quả đáng kể đối với ngành công nghiệp ô tô khi nhìn vào khả năng chịu đựng nhiệt độ cao của bộ tăng áp. Ông Eriksen cho biết một chiếc xe thông thường tham gia cuộc đua Indianapolis 500 có thể chạy với tốc độ 370km/h, động cơ hoạt động ở vòng tua 11.500 đến 12.000 vòng/phút, tuabin và bánh xe máy nén quay với tốc độ hơn 90.000 vòng/phút trong quãng đường 800 km.

Động cơ tăng áp xuất hiện ngày càng nhiều trên mọi mẫu xe

Trong khi rất nhiều cải tiến mới của bộ tăng áp động cơ được bắt nguồn từ xe thể thao, một vài cải tiến lại tới từ các mẫu xe du lịch. Sự kết hợp chéo giữa công nghệ tuabin ở xe đua và xe đường phố đã và đang phát triển trong nhiều năm qua, ông Mike Moyer – Quản lý xe thể thao cho Garrett Motion.

• Mazda 3 2019 có thể sử dụng động cơ tăng áp mới 250 mã lực

“Có rất nhiều sự hợp tác chéo”, ông Moyer cho biết. “Không phải luôn luôn là sự chuyển đổi từ xe đua đến xe đường phố, và cũng không phải luôn là từ xe đường phố sang xe thể thao. Cách mà các công ty như chúng tôi sử dụng nó như là một công cụ để cải tiến cấu tạo của động cơ giúp chúng vận hành nhanh hơn và hợp với nền tảng của oto hơn”.

Ông viện dẫn sự điện khí hóa của bộ tăng áp, là một cách sản sinh ra điện để nhanh chóng quay tuabin hoặc nhằm định tuyến hệ thống điện của xe, như một ví dụ về cách mà tuabin của xe đường phố và xe đua vận hành. Ông cho biết bánh xe tuabin có thể quay với tốc độ 150.000 lần trong một phút. Một máy phát điện có để được dùng thay cho van cửa xả nhằm kiểm soát tốc độ và sản sinh ra điện.

John Norton, một kỹ sư của BorgWarner chuyên về hệ thống turbo cho biết động cơ và bánh răng khí nén làm từ hợp kim titan-nhôm Gamma Ti của công ty ban đầu được sử dụng giới hạn ở các mẫu xe đường thường trước tiên, như chiếc xe bán tải động cơ diesel Ford Super Duty 2008-10. Bánh răng này nhẹ hơn 50% so với bánh răng hợp kim Niken tiêu chuẩn ở động cơ của hầu hết các mẫu xe. Tuy nhiên những bánh xe này không trở thành tiêu chuẩn cho các mẫu xe như Ram Heavy Duty hoặc Mercedes-Benz GLC 300 là vì vấn đề giá cả. Bánh răng nhẹ hơn một nửa đồng nghĩa với việc chúng có giá đắt hơn ít nhất gấp đôi so với bánh xe hợp kim niken tiêu chuẩn.

“Chi phí cần được ưu tiên hơn cả. Chúng tôi thường rơi vào tình huống tiến thoái lưỡng nan khi mà phải đáp ứng được mức ngân sách cho tất cả các khách hàng của mình”, Norton cho biết. “Chúng tôi phải giảm chi phí xuống mức thấp nhất có thể”.

Nhưng các nhà sản xuất xe nước ngoài lại ưu tiên hiệu suất của xe hơn là giá cả, và những bánh xe như thế này cho phép bộ tăng áp đạt tốc độ cực cao trong một khoảng thời gian ngắn, từ đó người lái có thể tăng tốc ngay lập tức.

Một động cơ tăng áp dầu 6,7 lít

Ông Norton cho biết thêm: ‘Một số bộ điều chỉnh điện tử đều được lắp đặt ở xe đường phố trước sau đó mới được sử dụng xe thể thao”.

Trong năm 2017 có 27,6% xe hạng nhẹ được bán ở Mỹ được lắp động cơ tăng áp, tăng từ con số 5% trong năm 2010, số liệu của Wards Intelligence.

• Top 8 mẫu ô tô sở hữu động cơ tăng áp tuyệt vời nhất thế giới

Sự phát triển của động cơ tăng áp đã bắt đầu ở Châu Âu từ đầu những năm 1980, khi mức thuế ưu đãi được áp dụng trên diesel dẫn đến sự bùng nổ của động cơ diesel. Ưu điểm của động cơ diesel là mang tới nhiều mô-men xoắn ở tốc độ thấp mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu. Ở Mỹ, động cơ tăng áp chủ yếu được lắp đặt trong động cơ diesel ở các xe bán tải hạng nặng và các xe cần hiệu suất hoạt động cao.

Khi động cơ đốt trong ít được yêu thích hơn và hệ dẫn động hybrid trở thành xu hướng, các kỹ sư đang cố gắng tích hợp động cơ xăng hoặc diesel tăng áp vào xe điện.