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.
Tất tần tật về dòng động cơ UZ của Toyota – 3UZ-FE (P3)
3UZ-FE là phiên bản động cơ cuối cùng của dòng động cơ UZ trứ danh từ nhà sản xuất xe hơi Toyota.
Bài viết này về 3UZ-FE là phần cuối của chuỗi bài viết về dòng động cơ UZ của Toyota. Mời bạn đọc cùng khám phá.
1. Thông số kỹ thuật của 3UZ-FE
Chúng ta có thể nhận thấy rõ rằng sự thay đổi lớn nhất từ 1UZ-FE sang 3UZ-FE là về dung tích. Dung tích động cơ được tăng từ 4.0L lên 4.3L (tăng 0.3L). Dù vậy, động cơ 3UZ-FE cũng vẫn sử dụng vật liệu nhôm cho thân và nắp máy.
Để tăng dung tích động cơ, Toyota đã tăng đường kính xi lanh từ 87.5 mm lên 91.0 mm và giữ nguyên hành trình piston là 82.5 mm. Điều này khiến cho động cơ 3UZ-FE có hành trình ngắn (oversquare engine), đạt giới hạn vòng tua máy cao mà không đặt nhiều áp lực lên các bộ phận trên trong.
| Thông số kỹ thuật | 1UZ-FE | 2UZ-FE | 3UZ-FE |
|---|---|---|---|
| Đường kính xi lanh | 87.5 mm | 94.0 mm | 91.0 mm |
| Hành trình piston | 82.5 mm | 84.0 mm | 82.5 mm |
Dust Runner Automotive Journal
Thiết kế động cơ 3UZ-FE vẫn được giữ nguyên từ động cơ 1UZ-FE như: góc chữ V 90 độ giữa hai hàng xi lanh, độ lệch tâm của xi lanh (cylinder bank offset) là 21 mm và khoảng cách tâm xi lanh (bore pitch) là 105.5 mm. Bên cạnh đó, Toyota giảm 0.5 mm độ dày ống lót xi lanh (cylinder liner) để cải thiện việc làm mát và giảm trọng lượng. Tuy nhiên, việc làm này khiến cho động cơ 3UZ-FE không cứng cáp như động cơ đàn anh đi trước.
Khi động cơ ở dạng nguyên bản, việc giảm độ dày ống lót xi lanh không phải là một vấn đề. Nhưng đối với ứng dụng hiệu suất cao thì điều này sẽ có thể gây ảnh hưởng. Động cơ 3UZ-FE được trang bị trục khuỷu và thanh truyền làm từ thép rèn (forged steel), piston nhẹ làm từ nhôm.
Có thể thấy, việc thân động cơ 3UZ-FE sử dụng vật liệu rèn là không cần thiết.
Phần nắp máy của hai động cơ gần như tương tự nhau. Chúng ta có thể bắt vít phần nắp máy của 1UZ-FE với phần thân máy của 3UZ-FE mà động cơ vẫn vận hành được chỉ với vài thay đổi nhỏ ở piston.
Nằm trên đỉnh động cơ 3UZ-FE là một ống nạp nhiên liệu biến thiên chiều dài (variable length intake manifold). Do đó, 3UZ-FE có thể thay đổi độ dài của ống nạp (intake runner) và dòng chảy xoáy lốc dọc (tumble) của không khí. Kết quả là 3UZ-FE có thể sản sinh công suất tại mọi dải vòng tua (bằng cách thay đổi độ dài của ống nạp dựa trên vòng tua máy). Dưới đây là những thông số kỹ thuật chi tiết của động cơ 3UZ-FE:
- Thời gian sản xuất: 2000 - 2010;
- Vật liệu thân máy: Nhôm;
- Vật liệu nắp máy: Nhôm;
- Hệ thống phối khí: DOHC với 4 xu páp cho mỗi xi lanh;
- Hành trình piston: 82.5 mm;
- Đường kính xi lanh: 91.0 mm;
- Dung tích động cơ: 4,292 cc;
- Tỷ số nén: 10.5:1.
2. Ứng dụng của động cơ 3UZ-FE
Tương tự 1UZ-FE, động cơ 3UZ-FE được thiết kế chủ yếu cho các mẫu xe sang của Toyota, bao gồm Toyota Crown Majesty và Soarer. Động cơ này còn được trang bị cho dòng xe Lexus với các mẫu xe GS430, LS430 và SC430.
Toyota đã sử dụng động cơ 3UZ-FE trên chiếc Supra GT500 và chiếc Lexus SC430 GT 500 khi thi đấu tại giải Super GT. Tất nhiên, dung tích của động cơ tại các giải đua thì lớn hơn nhiều so với động cơ 3UZ-FE tiêu chuẩn.
Trong những năm qua, 3UZ-FE đã có những nâng cấp nhỏ giúp tăng công suất động cơ, momen xoắn và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
| Phiên bản | Công suất | Momen xoắn |
|---|---|---|
| Phiên bản đầu tiên | 230 hp tại 4,800 rpm | 410 Nm tại 3,600 rpm |
| Một vài thay đổi nhỏ được bổ sung | 232 hp tại 4,800 rpm | 422 Nm tại 3,600 rpm |
| Thêm hệ thống VVT-i | 271 hp tại 4,800 rpm | 427 Nm tại 3,400 rpm |
| Một vài thay đổi nhỏ được bổ sung | 282 hp tại 4,800 rpm | 440 Nm tại 3,400 rpm |
Dust Runner Automotive Journal
Qua những con số kể trên, chúng ta thấy được sự gia tăng công suất giữa các lần nâng cấp là khá nhỏ. Thực vậy, phần lớn sự gia tăng này đến từ việc căn chỉnh lại hệ thống máy tính, trong khi các phần cứng không thay đổi.
3. Tiềm năng độ của động cơ 3UZ-FE
Lý do động cơ 3UZ-FE bị giới hạn bởi phần thân máy nguyên bản là từ kích cỡ đường kính xi lanh. Do đường kính xi lanh lớn hơn trên 1UZ-FE (trong khi khối xi lanh thì vẫn tương tự), kích thước của ống lót xi lanh (cylinder sleeve) của động cơ 3UZ-FE đã bị giảm đi.
Tuy nhiên, miễn là người dùng không đẩy công suất động cơ quá 600 hp thì thân máy nguyên bản vẫn sẽ chịu được. Mặc dù 3UZ-FE bị hạn chế bởi ống lót mỏng hơn, việc độ các hệ thống nạp khí cưỡng bức cho động cơ này vẫn hoàn toàn khả thi.
Tóm lại, động cơ 1UZ-FE và 3UZ-FE về cơ bản thì gần như tương tự. Cả hai đều chia sẻ nhiều bộ phận cấu thành, đồng thời sức mạnh cũng ngang ngửa. Sự khác biệt duy nhất chính là ống lót xi lanh mỏng hơn trên 3UZ-FE, điều khiến cho động cơ này yếu hơn so với các động cơ UZ đời trước.
Một vấn đề khá phổ biến của của 3UZ-FE nằm ở chi tiết dây đai truyền động trục cam (timing belt). Dây đai này cần được thay định kỳ bởi đây là một loại linh kiện hao mòn (wear item).
Bạn đánh giá như thế nào về động cơ 3UZ-FE của Toyota? Hãy để lại nhận xét của mình bên dưới. Đừng quên tìm đọc các phần trước về động cơ 1UZ-FE và 2UZ-FE của Toyota trên Otoman nhé.