Thêm SOHA trên Google
Các kỹ sư từ Đại học Nông nghiệp Quốc gia Voronezh của Nga đã phát triển một thiết kế động cơ đốt trong độc đáo. Piston của nó tự động điều chỉnh tỷ lệ nén trong khi động cơ đang hoạt động, truyền thông Nga đưa tin ngày 11/9.
Ảnh minh họa do AI thực hiện.
Như chúng ta biết, động cơ tăng áp hiện đại luôn phải cân đối giữa tiết kiệm nhiên liệu và nguy cơ kích nổ. Một nhóm kỹ sư Nga vừa đăng ký một cơ cấu piston tự điều chỉnh tỷ số nén bằng cơ khí thuần túy, thay cho hệ thủy lực phức tạp của các thiết kế trước đó.
Trong động cơ đốt trong, tỷ số nén, tức tỷ lệ giữa thể tích xy-lanh trước và sau khi piston nén khí, quyết định phần lớn hiệu suất và độ an toàn khi vận hành.
Tỷ số nén cao giúp đốt cháy nhiên liệu triệt để hơn, tiết kiệm hơn, nhưng cũng dễ gây kích nổ, hiện tượng hỗn hợp khí tự bốc cháy sớm trước khi bugi đánh lửa.
Tỷ số nén thấp thì an toàn hơn khi tải cao nhưng lãng phí nhiên liệu lúc tải nhẹ. Một số hãng xe từng giải bài toán này bằng cơ cấu trục khuỷu phụ hoặc thanh truyền trung gian, kèm hệ thủy lực để điều khiển, như trên dòng động cơ Nissan VC-Turbo.
Các kỹ sư tại Đại học Nông nghiệp Quốc gia Voronezh đăng ký một hướng đi khác: Để bản thân piston tự điều chỉnh tỷ số nén ngay trong lúc động cơ đang chạy, dựa trên cơ cấu cơ khí thuần túy.
Hồ sơ được công bố trên cơ sở dữ liệu của Viện Sở hữu Công nghiệp Liên bang Nga, cơ quan cấp và lưu trữ bằng sáng chế của nước này thường được gọi tắt là FIPS.
Giải 'điểm nghẽn' của động cơ
Thay vì dùng bơm dầu và van thủy lực để dịch chuyển một chi tiết trung gian như các thiết kế tỷ số nén biến thiên trước đó, cơ cấu mới tận dụng chính chuyển động của piston để tự thay đổi hành trình nén theo tải động cơ.
Nguồn ảnh: FIPS
Khi tải tăng, cơ cấu tự rút ngắn hành trình nén để hạ tỷ số nén, giảm nguy cơ kích nổ - giải "điểm nghẽn" của động cơ tăng áp lúc tải lớn. Khi tải giảm, piston lại tự kéo dài hành trình để tăng tỷ số nén, đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn.
Theo nhóm phát triển, cách làm này giúp giảm khối lượng piston, giúp hệ thống phản ứng nhanh hơn với thay đổi tải, và có thể dùng cho cả động cơ dùng thanh truyền tiêu chuẩn lẫn loại động cơ hiếm gặp dùng cơ cấu tay quay, con trượt không có thanh truyền.
Nếu cơ cấu này vượt qua được các vòng thử tải thực tế và chứng minh đủ bền dưới áp lực cơ khí lặp lại liên tục, nó có thể mở ra một hướng rẻ hơn để đưa tỷ số nén biến thiên, vốn trước đây chỉ xuất hiện trên một số ít mẫu xe cao cấp, đến với nhiều dòng động cơ tăng áp phổ thông hơn, giúp động cơ đốt trong tiết kiệm nhiên liệu hơn ngay cả khi ngành ô tô đang dồn lực cho xe điện.
Nguồn: FT
