Nguyên mẫu động cơ 500cc ‘một kỳ’ được trang bị trên Miata

Những khối động cơ kỳ lạ luôn được yêu mến có thể kể đến như động cơ xoay, động cơ turbine hay thậm chí là cỗ máy 8 xi lanh phẳng. Gần đây, công ty INNengine đến từ Granada, Tây Ban Nha đã sản xuất thành công khối động cơ piston đối đỉnh sở hữu mức công suất ấn tượng đi kèm với kích thước nhỏ gọn đáng ngạc nhiên.

Khối động cơ này không sử dụng nắp quy lát (cylinder head), bên cạnh đó còn không trục khuỷu, trục cam và van. Vì vậy, không bất ngờ khi khối lượng của nó dừng ở mức 38,5kg.

Tuy nhiên, dù dung tích công tác chỉ 500cc nhưng khối động cơ này có khả năng sản sinh công suất lên tới 120 hp nhờ nguyên lý mà công ty gọi là “chu trình cháy 1 kỳ”. Mức công suất này đi cùng khối lượng siêu nhẹ giúp khối động cơ trở thành lựa chọn hoàn hảo cho mẫu Mazda Miata.

Dù sở hữu bốn dãy xi lanh, khối động cơ INNengine sở hữu tới 8 piston (tùy từng cấu hình). Lý do là bởi đây là cỗ máy piston đối đỉnh, đồng nghĩa mỗi kỳ nén được thực hiện nhờ một piston thứ hai trong dãy piston thay vì nắp xi lanh cố định thông thường. Tuy vậy, khối động cơ chỉ được trang bị 4 buồng đốt, vậy nên cách hoạt động có vẻ giống một cỗ máy 4 xi lanh.

Khối động cơ này không sử dụng thanh truyền, ít nhất là theo nguyên lý thông thường. Thay vào đó, piston được đặt trên các con lăn chạy trên các bản tròn có thùy có khả năng thay đổi từ đó điều chỉnh thời gian hoạt động và tỷ số nén của động cơ. Khi thùy đạt tới điểm cao nhất, piston chạy tới điểm chết trên và tại đó nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh, sau đó bugi đánh lửa cho hỗn hợp nhiên liệu – không khí.

Cấu hình cơ khí này còn đem lại khả năng cân bằng động cơ tốt hơn. Điều đó có nghĩa những nhược điểm cố hữu của động cơ đốt trong (độ ồn, rung động, độ xóc,…) được hạn chế đến mức tối thiểu. Khi quá trình cháy xảy ra, piston được đẩy về phía bản tròn, từ đó tạo ra chuyển động quay.

Chuyển động này được đồng nhất giữa hai nửa của động cơ nhờ thanh nối – đồng nghĩa với việc không cần có bất kỳ linh kiện nào phục vụ mục đích tạo sự ăn khớp về thời gian. Hai piston trong cùng một dãy xi lanh chuyển động gần như giống hệt nhau.

Khi các piston đạt tới điểm cuối của kỳ, cổng nạp và xả tương ứng được mở ra. Một piston được thiết kế để đạt tới điểm chết dưới trước piston còn lại, từ đó cho phép khí thải đi ra ngoài nhờ cửa xả và tạo ra môi trường chân không bên trong xy lanh – kỹ thuật này được gọi là xả khí đốt (scavenging).

Sau đó, không khí mới được nạp vào thông qua cửa nạp trong khi các sản phẩm cháy (combustion byproduct) được thải ra bên ngoài. Nguyên lý hoạt động này đem tới 2 nhiệm vụ cho piston, thực hiện cả công việc vốn dành cho xu pap.

Từ đó, điểm yếu của hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp – muội than bên trong các xu pap – sẽ không còn xuất hiện. Công suất đến từ cả hai đầu của động cơ, điều đó có nghĩa là hộp số có thể được kết nối tới một trong hai (hoặc cả hai) phía của động cơ để truyền lực tới các bánh xe.

Có một điểm cần làm rõ - đây không phải là động cơ một kỳ. Cỗ máy này thực chất có kỳ nén và kỳ xả, như vậy đây là động cơ hai kỳ. INNengine công nhận điều đó và chia sẻ rằng họ tuyên bố khối động cơ của mình có “1 kỳ” bởi hầu hết mọi người đều cho rằng trong một động cơ 2 kỳ, dầu sẽ được hòa trộn cùng với nhiên liệu (hầu như tất cả động cơ 2 kỳ đều như vậy).

Công ty cho biết khái niệm “động cơ 1 kỳ” thực chất đến từ một đơn vị chuyên về động cơ đốt trong khác, sau đó thuật ngữ này thu hút được sự chú ý của INNengine, họ quyết định sử dụng nó.

Liệu chúng ta có được thấy công nghệ này của INNengine áp dụng lên các dòng xe đốt trong hay không? Câu trả lời nhiều khả năng là không, ít nhất là không kết nối trực tiếp tới bất kỳ một hộp số nào.

Dù mẫu Mazda Miata xuất hiện trong video của hãng là một ví dụ tuyệt vời về phương án sử dụng của cỗ máy này, dường như công ty xứ bò tót đang nhắm đến việc triển khai đối với xe điện nhằm gia tăng tầm vận hành (range extender). Đây chính là hướng đi mà nhiều ông lớn trong ngành công nghiệp đang triển khai.

Nếu công nghệ này xuất hiện từ vài thập niên trước, có lẽ chúng ta đã được chứng kiến sự xuất hiện rộng rãi trên thị trường của dòng động cơ này. Tuy nhiên, việc tiếp tục cần thêm thời gian để hoàn thiện sản phẩm trong thời điểm công nghệ động cơ đốt trong đang đi tới hồi kết dường như không đem lại nhiều tín hiệu tích cực cho sản phẩm này.

Vì thế, hướng đi mà INNengine lựa chọn có lẽ phù hợp hơn cả, đặc biệt trong bối cảnh thị trường đang tìm kiếm những giải pháp giúp giảm trọng lượng, giảm chi phí dành cho xe điện.