Cấp bằng sáng chế cho động cơ chạy mọi nhiên liệu

Theo Science, thiết kế động cơ đốt trong có khả năng sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau mà không cần thay đổi cơ bản cấu trúc động cơ của kỹ sư Valery Borovskikh đến từ Moscow (Nga) đã được cấp bằng sáng chế. Theo hình ảnh có trong hồ sơ xin cấp bằng sáng chế, thiết kế động cơ đốt trong này có thể hoạt động với xăng, dầu diesel, khí đốt và một số loại nhiên liệu lỏng khác.

Điểm thu hút sự quan tâm của các chuyên gia và giới phân tích nằm ở cách hỗn hợp nhiên liệu được kích hoạt. Theo đó, thiết kế của kỹ sư Nga sẽ tận dụng khí nóng còn lại từ chu kỳ hoạt động trước để kích hoạt quá trình cháy tiếp theo thay vì dùng bugi như động cơ xăng hoặc dựa vào quá trình tự cháy do nén như động cơ diesel truyền thống,

Để hiện thực hóa ý tưởng này, kỹ sư Valery Borovskikh đã bổ sung vào động cơ này một buồng riêng có thể tích tương đương 5-10% thể tích buồng đốt. Nhờ đó, sau kỳ sinh công, một phần khí nóng từ xy-lanh được đưa vào buồng này và giữ lại. Đến cuối kỳ nén của chu kỳ tiếp theo, lượng khí nóng còn lại này được đưa trở lại xy-lanh thông qua van điều khiển. 

Cũng theo hình ảnh mô tả thiết kế, van bắt đầu mở khoảng 15-20 độ trước khi piston đạt điểm chết trên, rồi đóng lại khoảng 30-40 độ sau khi piston vượt qua vị trí này. Hai nam châm điện đảm nhận nhiệm vụ điều khiển van. Thời điểm đóng/mở được kiểm soát thông qua bộ điều khiển điện tử.

Một trong những vấn đề mà thiết kế này phải giải quyết là duy trì nhiệt độ của lượng khí được giữ lại đủ cao cho chu kỳ tiếp theo. Vì thế, buồng chứa cần được chế tạo bằng thép chịu nhiệt và có lớp cách nhiệt đủ tiêu chuẩn. Bên trong còn bố trí dây điện trở được cấp điện để hạn chế tốc độ mất nhiệt của khí.

Thiết kế động cơ chạy mọi nhiên liệu của kỹ người Nga mở ra hướng đi mới cho động cơ đốt trong. Song, việc được cấp bằng sáng chế không có nghĩa thiết kế của Valery Borovskikh đã được chứng minh về hiệu suất, độ bền hay khả năng thương mại hóa. Bởi mỗi loại nhiên liệu có đặc tính cháy khác nhau. Chẳng hạn: Xăng, diesel và nhiên liệu khí có tốc độ cháy, nhiệt độ tự cháy và yêu cầu kiểm soát quá trình đốt hoàn toàn khác nhau. Do đó, việc sử dụng cùng nguyên lý kích hoạt quá trình cháy cho nhiều loại nhiên liệu đặt ra bài toán kiểm soát thời điểm cháy, nhiệt độ và hiệu suất động cơ không hề đơn giản.

Đó là chưa kể đến khả năng duy trì khí ở nhiệt độ đủ cao trong buồng phụ cần được kiểm chứng trong điều kiện vận hành thực tế. Bởi nhiệt lượng có thể thất thoát qua thành buồng và các bộ phận xung quanh. Trong khi đó, hệ thống bổ sung van, nam châm điện, bộ điều khiển và thiết bị gia nhiệt cũng khiến kết cấu động cơ trở nên phức tạp hơn.

Đó chính là nguyên do khiến việc hiện thực hóa thiết kế đã được cấp bằng sáng chế thành động cơ có thể vận hành ổn định với nhiều loại nhiên liệu là hành trình dài trước khi có thể xuất hiện trên sản phảm thương mại cụ thể.