Động cơ 5 kì sắp được ứng dụng trên xe hơi

 

Nghe có vẻ cực kì điên rồ khi một động cơ có thể làm việc với chu trình lẻ. Ngày nay, những loại động cơ 2 kì, 4 kì, thậm chí 6 kì hoạt động trên nguyên tắc nạp-nén-nổ-xả và có thêm hai kì bổ sung năng lượng từ khí thải ( trên động cơ 6 kì) vẫn có thể khả thi. Nhưng lý thuyết về động cơ 5 kì thì quá khó tin, tuy nhiên thế hệ thứ 2 của động cơ 5 kì phát minh bởi Gerhard Schmitz đang được IImor- một công ty Anh quốc tìm nguồn đầu tư để ứng dụng trên các phương tiện trong tương lai ngắn. Thọat nghe có vẻ cực kì khó hiểu nhưng nguyên tắc hoạt động của động cơ 5 kì mới khá đơn giản:

 

Động cơ 4 kì truyền thống:

 

Là động cơ phổ biến nhất hiện nay, bạn có thể tìm thấy 1 động cơ 4 kì nào trên đa số các phương tiện dân dụng loài người đang sử dụng. Nguyên lý hoạt động của động cơ bốn kì là hút ( piston đi từ ĐCT xuống ĐCD hút hỗn hợp nhiên liệu vào buồng đốt), nén ( piston đi từ ĐCD lên ĐCT nén hỗn hợp nhiên liệu lên buồng sinh công), nổ ( hỗn hợp khí được kích nổ bởi tia lửa điện, hỗn hợp khí nổ giãn nở và sinh công, đẩy piston đi từ ĐCT xuống ĐCD), xả ( nhờ quán tính của bánh đà, piston đi từ ĐCD lên ĐCT hoàn thành một chu trình sinh công). Tưởng chừng động cơ 4 kì ra đời thay thế động cơ 2 kì đã là một hệ sinh công hoàn hảo. Nhưng nhược điểm của động cơ 4 kì truyền thống hiện tại vẫn chưa khắc phục được chính là năng lượng vẫn bị lãng phí trong kì nổ và xả, khi khí xả sau kì nổ vẫn mang nhiệt độ cao và dự trữ rất nhiều năng lượng. Thực chất, chỉ có kì nổ, động cơ mới thực sự sinh công, 3 kì còn lại động cơ hoạt động dựa trên năng lượng tích lũy nhờ quán tính của bánh đà hoặc công sinh ra của các xi-lanh khác ( đối với động cơ nhiều xi-lanh bố trí lệch kì).

 

Động cơ 5 kì:

 

Động cơ 5 kì mới sử dụng hai hệ xi-lanh có áp suất nén khác nhau. Trên động cơ 5 kì mẫu, hai xi-lanh làm việc với áp suất cao làm việc dựa trên nguyên tắc giống như động cơ 4 kì truyền thống, một xi-lanh mở rộng trung tâm thông với hai xi-lanh áp suất cao làm việc với áp suất nhỏ hơn. Xi-lanh mở rộng trung tâm áp suất nhỏ được sử dụng để thu hồi năng lượng từ khí thải từ hai xi-lanh áp suất cao sau kì nổ kết thúc thay vì việc xả ra ngoài ống xả đối với động cơ 4 kì truyền thống. Khí thải mang nhiệt độ cao đẩy vào xi-lanh trung tâp áp suất nhỏ, đẩy piston đi xuống sinh công đẩy piston lắp trên trục khuỷu được bố trí lệch 180 độ so với hai xi lanh còn lại. Hãy cũng xem video phía dưới để rõ hơn nguyên tắc hoạt động của động cơ 5 kì mới.

Ưu điểm:
Các xi-lanh làm việc được cung cấp thêm một chu trình tận dụng năng lượng, do đó tăng hiệu suất của các quá trình nhiệt động lực học diễn ra trong buồng đốt, đồng thời tỷ số nén trên các xi-lanh áp suất cao sẽ đạt tới con số gần tiệm cận với tỷ số nén trên động cơ diesel. Nhờ đó, động cơ 5 kì sử dụng xăng có hiệu suất sử dụng nhiên liệu và mức khí thải tương đương với động cơ diesel hiện đại, nhưng không có khí thải NOx sinh ra bởi không sử dụng nhiên liệu hydrocacbon mạch dài.

 

Trên động cơ tăng áp 5 thì được chế tạo bởi IImor công suất 130 mã lực, hiệu suất sinh công của nhiên liệu đạt 185 mã lực trên mỗi lít nhiên liệu, momen xắn đạt 166 Nm, lớn hơn 7 mã lực so với công suất sinh ra bởi 1 lít nhiên liệu dùng cho động cơ tăng áp EcoBoost của Ford ( 226gram sinh 1kWh).

 

Hiện tại, IImor đang tìm kiếm một nhà đầu tư để tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng thế hệ thứ hai của động cơ 5 kì trên một chiếc xe. Hy vọng, trong tương lại ngắn, động cơ 5 kì sẽ được ứng dụng trên những phương tiện thương mại trong bối cảnh giá cả nhiên liệu đang leo thang và vấn đề môi trường đang trở nên cấp bách với loài người. Có lẽ, nếu nhìn thấy tương lai của động cơ 5 kì cũng như phát triển các hệ động cơ phức tạp hiệu suất cao hơn, đây sẽ là hướng đi mới trong cuộc cạnh tranh về công nghệ giữa các hãng xe hơi trên thế giới.!