9 công nghệ giúp động cơ ô tô cải thiện đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu

[Romano]

Trong bối cảnh chi phí nhiên liệu ngày càng tăng và xu hướng chuyển đổi xanh, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, các nhà sản xuất ô tô đã nỗ lực phát triển nhiều công nghệ mới cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu và nâng cao hiệu suất của động cơ.
Dưới đây là 9 công nghệ đã được đưa vào sử dụng và góp phần cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu cho ô tô.

1. Ngắt động cơ tạm thời

Nếu xe đang dừng chờ đèn giao thông mà động cơ vẫn đang chạy không tải, mức tiêu thụ nhiên liệu của xe sẽ bị ảnh hưởng. Đây là lý do tại sao công nghệ ngắt động cơ tạm thời hiện nay đang dần phổ biến ở trên nhiều mẫu xe mới.Công nghệ ngắt động cơ tạm thời sẽ tắt động cơ khi xe dừng hẳn, chỉ để khởi động lại khi người lái nhả chân phanh hoặc nhấn ga để cho xe tiếp tục chạy. Theo công ty dịch vụ ô tô RAC, công nghệ này vừa đơn giản vừa mang lại hiệu quả khi cải thiện mức tiết kiệm nhiên liệu từ 5-7%.

2. Ngắt xi-lanh chủ động

Công nghệ ngắt xi-lanh chủ động hay còn gọi là điều khiển xi-lanh biến thiên xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1981 khi Cadillac thử nghiệm với động cơ V8-6-4. Mặc dù không thành công như mong đợi nhưng công nghệ này đã trở thành tiền đề cho các nhà sản xuất ô tô khác tiếp tục phát triển trong quãng thời gian sau đó.Công nghệ ngắt xi-lanh chủ động thường áp dụng cho những động cơ từ 6 xi-lanh trở lên. Nguyên lý hoạt động của công nghệ này là khi chạy, một số xi-lanh có thể được tạm dừng làm việc, từ đó làm giảm lượng nhiên liệu bị đốt cháy, . Ford tuyên bố công nghệ này có thể cải thiện khả năng tiêu thụ nhiên liệu lên tới 6% trong các mẫu động cơ EcoBoost của hãng.

3. Hệ thống truyền động Mild-hybrid

Ngày nay, thuật ngữ Mild-hybrid (hybrid nhẹ) dần trở nên quen thuộc với nhiều người khi xu hướng điện khí hóa đang phát triển mạnh mẽ. Vai trò của hệ thống hybrid nhẹ là tăng hiệu suất của động cơ đốt trong thông qua một máy phát điện nhỏ, giúp xe tăng tốc hiệu quả và hỗ trợ cho công nghệ ngắt động cơ tạm thời hoạt động mượt mà hơn.Hệ thống này thường giúp cho động cơ vận hành tối ưu ở dải tốc độ thấp. Đây là lúc động cơ xăng truyền thống kém kinh tế nhất, vì cần vòng tua cao. Máy phát điện sẽ giảm bớt sức ép cho động cơ ở đây và ngược lại, cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Không giống như Plug-in hybrid (PHEV), hay hybrid (HEV), động cơ và pin của hệ thống Mild-hybrid không đủ lớn để hỗ trợ lái xe hoàn toàn bằng mô-tơ điện.

Hiện nay, xe hybrid nhẹ được nhiều nhà sản xuất ô tô ưa chuộng, chẳng hạn như BMW, Audi và Dodge vì chúng tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và thường rẻ hơn xe hybrid hoàn toàn. Hệ thống hybrid 48V là loại phổ biến nhất khi được dự báo sẽ chiếm tới 95% thị trường xe Mild hybrid. Bên cạnh đó, các hãng xe cũng đưa ra thêm các tùy chọn hệ thống hybrid 12V hoặc 36V để giảm chi phí.

4. Bộ tăng áp turbo

Việc sử dụng bộ tăng áp đã hoàn toàn thay đổi ngành công nghiệp ô tô trong khoảng 50 năm trở lại đây, và giờ đây khi quy định về khí thải trở nên yêu cầu nghiêm ngặt, công nghệ này cho thấy vai trò ngày càng quan trọng, đặc biệt là những mẫu xe đòi hỏi hiệu suất cao. Để giải quyết vấn đề này, phương pháp phổ biến để tạo ra công suất lớn mà vẫn đáp ứng được yêu cầu khí thải chính là phát triển các động cơ nhỏ hơn và gắn thêm bộ tăng áp. Việc xác định được mức độ cải thiện hiệu suất của động cơ của bộ tăng áp tương đối khó, vì nó phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế của động cơ. Nhà sản xuất bộ tăng áp nổi tiếng Garrett cho rằng mức tăng từ 20% đến 40% là hoàn toàn có thể.

5. Hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp, hay gọi tắt là CVT, là một thiết kế đã biến đổi cách thức hoạt động của hộp số tự động. Thay vì kết hợp nhiều bánh răng, CVT chỉ sử dụng hai puly di chuyển gần nhau hơn hoặc xa nhau hơn, tùy thuộc vào tốc độ nhanh hay chậm của xe.Các puly được kết nối với cả động cơ và trục truyền động thông qua một dây đai. Khi động cơ hoạt động ở dải tốc độ tối ưu, hộp số CVT sẽ luôn cung cấp tỷ số truyền hoàn hảo, giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Vì thế, ngày càng có nhiều mẫu xe mới chuyển sang sử dụng loại hộp số này.

6. Phun nhiên liệu trực tiếp

Phun nhiên liệu trực tiếp là quá trình phun xăng trực tiếp vào buồng đốt, bỏ qua các bước trước đây cần thiết trong chu trình đốt cháy. Theo Consumer Reports, các chuyên gia hàng đầu về hệ thống nhiên liệu của Bosch cho rằng động cơ có thể cải thiện 15% khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi sử dụng công nghệ này.Mặc dù quy trình này hiệu quả và cũng có thể giảm các mối lo ngại như độ trễ của turbo, nhưng nó lại làm tăng thêm một sự phức tạp cho quy trình bảo dưỡng. Mặt hạn chế là một số động cơ phun nhiên liệu trực tiếp dễ bị tích tụ cặn carbon theo thời gian, dẫn đến việc sửa chữa tốn kém hoặc giảm hiệu suất động cơ khi số km lăn bánh tăng lên.

7. Điều khiển van biến thiên

Điều khiển van biến thiên (VVT) là một hệ thống cho phép điều chỉnh thời gian đóng mở van của động cơ bằng cách thay đổi thời điểm, khoảng cách và thời gian mở van. Khi động cơ cần ưu tiên hiệu suất, VVT sẽ điều chỉnh thời gian đóng mở van để hỗ trợ điều này.Hệ thống này cũng sẽ làm điều tương tự khi xe chạy ở chế độ vận hành bình thường để mang lại khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt nhất có thể. Tổ chức J.D. Power cho biết khi Toyota triển khai công nghệ này vào cuối những năm 1990, các mẫu xe của họ đã đạt được mức tiết kiệm nhiên liệu khoảng 6% .

8. Hộp số tự động 8/9/10 cấp

Trong khi CVT cung cấp vô số tỷ số truyền động, các hộp số tự động truyền thống lại bị giới hạn ở số lượng bánh răng mà chúng có. Do đó, chìa khóa để tăng hiệu quả thông qua hộp số là cần thêm nhiều bánh răng cấp số hơn.Nhiều bánh răng hơn có nghĩa là phạm vi vòng tua cao hơn, từ đó người lái có thể đưa ra sự lựa chọn chính xác hơn khi tăng tốc hoặc chạy, điều này có thể giảm những áp lực cho động cơ và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu, nếu chọn đúng bánh răng.

Quay lại một, hai thập kỷ trước, hầu hết các nhà sản xuất ô tô đều mới chỉ dừng lại ở trang bị hộp số 5 hoặc 6 cấp vào sản phẩm của họ, nhưng ngày nay điều đó đã không còn là chuẩn mực. Với mục đích tiết kiệm nhiên liệu, các nhà sản xuất đã phát triển hộp số tự động 8, 9 và thậm chí 10 cấp, chẳng hạn như trong Ford Ranger 2.0 Bi-Turbo.

9. Hộp số ly hợp kép

Hộp số ly hợp kép hay còn gọi là hộp số DCT ban đầu được phát triển để sử dụng cho xe thể thao nhờ khả năng sang số mượt mà và nhanh chóng. Nhưng sau đó, các nhà sản xuất phát hiện hộp số này còn có khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn khi so sánh với hộp số ô tô cũ.Các chuyên gia về hộp số tự động cho rằng thiết kế hộp số DCT có thể cải thiện hiệu suất nhiên liệu trung bình khoảng 6%, điều này giải thích tại sao nhiều nhà sản xuất quyết định giới thiệu rộng rãi loại hộp số này trong các dòng sản phẩm của họ, đáng chú ý nhất có lẽ là Volkswagen.