Nhiên liệu tổng hợp có đủ sức thay thế nhiên liệu hóa thạch?
Nhiên liệu tổng hợp có nhiều lợi thế so với nhiên liệu hóa thạch, nhưng để hoàn toàn thay thế được thì sẽ cần thêm một thời gian rất dài.
Cách Porsche phát triển một mẫu xe tại Trung tâm Phát triển Weissach.
Người ta nói rằng, cảm hứng ra đời của những chiếc xe mang biểu tượng Porsche là từ đường đua. Khi Ferry Porsche nhận thấy khoảng cách từ xe của ông và của đối thủ qua từng chặng đua, ông ngay lập tức gọi nhân viên của mình tới gần và yêu cầu họ đề xuất các phương án cải thiện. Vì lẽ đó, tại Porsche, vấn đề nghiên cứu - phát triển rất được chú trọng, và Trung tâm Phát triển Weissach (Weissach Development Center) được xem là điểm nhấn lớn nhất.
Hoạt động từ năm 1971, đây là cái nôi chứng kiến sự ra đời của hầu hết các mẫu xe nhà Porsche, bao gồm cả những bản nâng cấp cho huyền thoại 911. Ở đây, một chiếc xe hoàn thiện sẽ trải qua 4 bước phát triển chính: hoàn thiện thiết kế, tạo mô hình mẫu, tinh chỉnh tại đường hầm gió, và kiểm tra trên địa hình thực tế. Trong các giai đoạn này, đường hầm gió (wind tunnel) đóng vai trò chủ chốt trong việc quyết định tính khí động lực học của xe.
Để cho đơn giản, chúng ta hãy tưởng tượng đường hầm gió là một phòng thí nghiệm cỡ lớn, trong đó chuyển động của chiếc xe được mô phỏng trong điều kiện thực tế nhất, và được quan sát, phân tích thông qua các công cụ đo lường. Nhờ những dữ liệu thu được từ thí nghiệm, các chuyên gia tại Porsche có thể điều chỉnh các chi tiết thiết kế trên xe nhằm đạt được mục tiêu của mình. Để mô phỏng được điều kiện môi trường thực tế nhất, đường hầm gió không đơn giản chỉ là một cánh tua-bin (turbine) quay tạo gió, mà nó thực sự là một đường hầm khổng lồ với những yêu cầu xây dựng chính xác.
Tại khoang kiểm tra (test section), vị trí đặt mô hình xe cũng phải được tính toán tỉ mỉ để tránh các sai lệch đo lường, cũng như chuyển động của bánh xe trên đường cũng phải được mô phỏng. Tại trung tâm phát triển Weissach, Porsche có một đường hầm gió cỡ nhỏ (không mô phỏng đường) cho các mô hình với tỉ lệ 1:4, và một đường hầm gió cỡ lớn (có mô phỏng đường) cho mô hình với tỉ lệ 1:1. Phép thử nghiệm trên mô hình nhỏ hơn giúp Porsche tiết kiệm chi phí hơn, vận hành dễ dàng hơn, và tinh chỉnh các chi tiết cũng nhanh chóng hơn. Khác với Porsche nói riêng và các hãng xe châu Âu nói chung, các tên tuổi xe hơi Mỹ lại ưa thích tỉ lệ 3:8 thay vì 1:4.
Thông qua đường hầm gió, Porsche nghiên cứu 5 yếu tố chính sau đây của một chiếc xe:
Để hỗ trợ cho các mô phỏng bên trong khoang kiểm tra tại đường hầm gió, Porsche cũng sử dụng công cụ CFD (computational fluid dynamics) cho các bản vẽ 3D trên máy tính. Công cụ này giúp cho hãng xe nhanh chóng điều chỉnh các chi tiết thiết kế và đánh giá tác động của những điều chỉnh này lên kết quả đo lường với mức độ chi tiết và chính xác rất cao.
Để hình dung rõ hơn CFD, cùng xem kết quả đánh giá khí động lực học sau trên chiếc Porsche 911 Turbo 3.3 (1982) – một trong những mẫu xe đầu tiên của Porsche sử dụng kỹ thuật tăng áp cho động cơ. Bài phân tích được thực hiện bởi AirShaper.
Porsche 911 Turbo 3.3 được xây dựng trên nền tảng của thế hệ G series – thế thệ thứ 2 của 911 – và có mã nội bộ là 930. Điểm nổi bật nhất của chiếc xe có lẽ là chi tiết cánh gió hình khay trà (tea tray) phía đuôi xe. Chi tiết này được nâng cấp từ hình dạng đuôi cá voi (whale tail) và đuôi vịt (ducktail) trên các mẫu xe Porsche 911 trước đó.
Máy tính mô phỏng trạng thái đang di chuyển của chiếc Porsche 911 3.3 Turbo trong điều kiện vận tốc gió đạt 50 m/s, nhiệt độ không khí 15 độ C, mật độ không khí là 1.225 kg/m3, áp suất 101,300 Pa. Hệ số cản gió đo được của chiếc xe là Cd = 0.43. Với hệ số này, chiếc xe chịu một lực cản gió Fd = 1,172 N tại vận tốc gió 50 m/s, và công suất cần tiêu tốn để vượt qua sức cản này là 58.6 kW (tương đương với 78 hp).
Lực của gió được cấu thành từ lực áp suất (pressure force) được tạo ra do chênh lệch áp suất trên hai mặt đối diện của xe, và lực ma sát (friction force) được tạo ra do không khí ma sát với bề mặt của xe. Chủ yếu, lực cản trên xe là lực áp suất. Khi chiếu lực của gió lên hệ quy chiếu 3 chiều, ta có Fx là lực cản (drag), Fy là lực ngang (lateral), và Fz là lực nâng (lift).
Tại các chi tiết không liền mạch, dòng không khí bị xáo trộn, gây ra hiện tượng không khí chịu áp lực (underpressure). Đây là nguyên do chúng ta nhìn thấy nước mưa và bụi bẩn trên mặt đường bị bắn lên không trung.
Áp lực do gió tạo ra trên các bộ phận của thân xe là khác nhau, tập trung nhiều ở phần đầu xe và giảm đi ở các khu vực khác. Dựa vào kết quả đo được này, Porsche có thể thay thế các vật liệu bền hơn cho các bộ phận chịu áp lực, hoặc gia cố ghép nối hay lắp ráp ở các bộ phận này.
Dòng không khí sau khi chia tách tại đầu xe, vượt qua trần, thân, gầm xe, "sáp nhập" lại ở phía sau đuôi xe. Tại khu vực này, dòng không khí bị xáo trộn mạnh và xuất hiện hiện tượng xoáy lốc. Do được lắp cánh gió cỡ lớn nhằm tăng lực nén xuống mặt đường, luồng khí phía sau chiếc 911 Turbo 3.3 chưa được tối ưu hóa. Điều này là một phần lý do dẫn tới hệ số cản còn khá cao 0.43.
Tiếng ồn của gió cũng được đánh giá thông qua công cụ CFD và được đo bằng đơn vị dB/m3. Thường thì tiếng ồn được tạo ra ở những khu vực không khí bị xáo trộn. Được định vị là chiếc xe hiệu suất cao, dường như Porsche chấp nhận hy sinh yếu tố tiện nghi này của người lái để đổi lấy hiệu năng và cảm giác lái tốt hơn.
Để hiểu rõ hơn quá trình phát triển một mẫu xe Porsche ở Trung tâm Phát triển Weissach, cùng xem thêm bộ phim tài liệu bên dưới về Porsche 911 thế hệ 992. Vẫn còn đó rất nhiều câu chuyện thú vị xoay quanh khía cạnh khí động lực học trên xe ô tô ngoài đường hầm gió và CFD, nhưng chúng ta tạm kết thúc câu chuyện của Porsche 911. Hẹn gặp lại các bạn trong một bài viết sớm nhất về chủ đề này; và nếu bạn quan tâm đến thiết kế xe hơi, đừng quên tìm hiểu cuộc đời của kẻ nổi loạn Erwin Komenda trong phần I nhé.
Nhiên liệu tổng hợp có nhiều lợi thế so với nhiên liệu hóa thạch, nhưng để hoàn toàn thay thế được thì sẽ cần thêm một thời gian rất dài.
Hầu hết các động cơ thông thường chỉ được lắp đặt một bướm ga. Tuy nhiên với hệ thống ITB, con số có thể nhiều hơn.
Aston Martin sẽ có dự án đầy tham vọng với sự gia nhập của Adrian Newey. Để thu hút những tài năng hàng đầu như Max Verstappen, đội cần thể hiện nhiều hơn.
Liam Lawson, tài năng trẻ của Red Bull, đã thay thế Daniel Ricciardo cho phần còn lại của mùa giải F1 2024. Anh là ai mà RB đặt nhiều hi vọng đến thế?
Bề mặt đường đua mới với độ bám cao và nhiệt độ mặt đường tăng là trở ngại lớn tại F1. Sự mài mòn lốp không đều tạo ra các chiến thuật sử dụng lốp khác nhau.
Gói “độ xe” lần này của Ferrari trên sân nhà có vẻ như là đã giúp họ lấy lại được phong độ để trở lại cuộc chơi.
Chỉ nặng 29 kg nhưng Quark được Koenigsegg khẳng định là động cơ có tỷ lệ momen xoắn - công suất - trọng lượng hàng đầu.
Quá trình phát triển của hộp số PDK từng bị gián đoạn do công nghệ nghèo nàn, nhưng sớm trở lại thăng hoa từ khi được trang bị trên chiếc Porsche 944 Turbo.
Động cơ thùng bằng điện mới toanh này là một minh chứng cho thấy xe điện hoàn toàn có thể đạt hiệu suất cao chẳng thua kém gì những chiếc xe chạy bằng xăng.
Công nghệ hoàn toàn mới đã được Toyota giới thiệu với hy vọng giúp khách hàng giải quyết những tình huống cần di chuyển nhiều xe mà không có đủ tài xế.
Trong 8 năm tới, toàn bộ các sản phẩm hiện tại của Bentley sẽ dần được thay thế bằng những thế hệ xe điện hoàn toàn mới.
Không chỉ là một sản phẩm đột phá về mặt công nghệ, thế hệ pin li-ion thứ 6 của BMW còn được sản xuất với ít hơn 60% lượng khí CO2 và 50% chi phí.
Làm rõ những lầm tưởng khiến Toyota Supra Mk4 được đánh giá quá cao trong giới chơi xe.