Sự xấm chiếm của động cơ Diesel trên các mẫu xe sang trọng

 

Động cơ diesel đã được con người phát minh và ứng dụng vào những phương tiện trọng tải lớn như tàu thủy, tàu ngầm từ đầu thế kỉ 19. Động cơ diesel có hiệu suất nhiên liệu cao hơn động cơ xăng, có thể đạt tới 30% - con số ấn tượng trước vấn đề môi trường và tiết kiệm nhiên liệu đang thách thức ngành công nghiệp ôtô.

 

 

Đơn cử như chiếc Audi A8 L bản 2015, động cơ xăng siêu nạp V6 3.0 tiêu thụ nhiên liệu 22 MPG (22miles/gallon- tương đương khoảng 10.7l/100km). Trong khi đó bản diesel là 28 MPG (tương đương khoảng8.4l/100km). Tức động cơ diesel trên mẫu A8 L tiêu thụ tiết kiệm hơn 21.5% so với động cơ xăng (chưa tính khác lệch giá cả nhiên liệu).

Thành công của động cơ diesel cho thấy sự lạc quan về những dòng xe diesel sạch sẽ phát triển mạnh mẽ hơn vào thời gian tới. 10% doanh số bán hàng của Audi là những mẫu xe sử dụng động cơ diesel, con số này sẽ còn tăng nhờ việc khai thác triệt để tiềm năng của nhiên liệu diesel.

 

 

Bản thân nhiên liệu diesel mang năng lượng lớn hơn nhiên liệu xăng nhờ mật độ nhiên liệu diesel dày đặc hơn 15% so với xăng. Cấu tạo của diesel gồm nhiều các phân tử hydrocacbon mạch dài hơn so với các phân tử có trong xăng, do đó năng lượng giải phóng khi phá vỡ các liên kết trong phân tử sẽ lớn hơn.

 

 

Các động cơ xăng thường có tỷ số nén thấp hơn động cơ xăng do đặc tính ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất tới hiện tượng kích nổ của xăng. Động cơ xăng có tỷ số nén trong khoảng 8-12, trong khi đó, động cơ diesel có tỷ số nén từ 12 tới 16, thậm chí cao hơn. Tất nhiên tỷ số nén của động cơ diesel cao còn có tác dụng sinh nhiệt trong quá trình nhiệt động lực học khiến nhiên liệu tự cháy, đó là lý do tại sao động cơ diesel không cần hệ thống đánh lửa. Tỷ số nén càng cao khiến nguy cơ xảy ra hiện tượng nhiên liệu tự cháy trước thời điểm nổ càng dễ xảy ra, nhờ công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp với áp suất cao, thời điểm và lượng nhiên liệu sẽ được máy tính tính toán chính xác. Với các bộ phun siêu áp hiện nay, áp suất nhiên liệu vào buồng đốt có thể đạt 29.000 PSI (tương đương khoảng 1.970 at). Thời điểm và lượng nhiên liệu chính xác sẽ khắc phục rung động, tiếng ồn vốn là điểm yếu của động cơ diesel và giảm lượng khí thải.

Nhờ hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp, động cơ diesel không bị tổn thất áp suất làm giảm hiệu quả của quá trình nhiệt động lực học vốn là nhược điểm của động cơ xăng có thể bị giảm áp qua bướm ga.

Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử có thể thay đổi thời điểm và lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt phụ thuộc vào vòng tua máy và tình trạng làm việc của động cơ. Điều này có ý nghĩa to lớn tới chỉ số momen xoắn tại các vòng tua nhất định.

 

 

Audi sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điện từ siêu áp cung cấp bởi Bosch (Bosh piezoelectric fuel injection) trên động cơ diesel siêu nạp có tốc độ đáp ứng nhanh gấp 5 lần so với hệ thống phun nhiên liệu sử dụng trên động cơ xăng. Áp suất đầu ra của hệ thống có thể đạt từ 4000- 29.000 PSI.

Như vậy, nhờ công nghệ hiện đại, hạn chế của nhiên liệu diesel trong đường đặc tính tải động hoàn toàn được khắc phục. Hơn nữa, nhờ hệ thống điều khiển điện tử, nhiên liệu diesel còn cho thấy sự ưu việt hơn xăng. Đó chính là bí quyết chiến thắng của Audi trong cuộc đua  12 Hours of Sebring.

 

 

Ở quá khứ, động cơ diesel không được coi là động cơ thân thiện với môi trường bởi khí thải có dạng muội đen và mang những sản phẩm cháy độc hại. Nguyên nhân chính là do thành phần hóa học chủ yếu của nhiên liệu diesel là các hydrocacbon mạch dài, khi cháy sẽ tạo ra khí thải có chứa muội đen.

                                                                                                                                            

Audi đã sử dụng công nghệ trung hòa khí thải nhờ sử dụng chất xúc tác được chứa ở hệ thống xả. Khi khí thải đi qua, một loạt các phản ứng hóa học giữa các chất xúc tác với các oxit nitơ- thành phần độc hại chính của sản phẩm cháy khiến các oxit nitơ phân hủy thành oxy và nitơ vô hại với môi trường.

 

 

Audi tối ưu hóa hiệu suất cháy của nhiên liệu bằng việc sử dụng một hệ thống mồi lửa chịu áp lực. Nhiệt lượng được lưu giữ từ chu trình cháy trước xúc tác cho chu trình tiếp theo, các quá trình nhiệt động lực học diễn ra ổn định và liên tục khi có sự thay đổi bởi thao tác kéo ga. Một tinh chỉnh nhỏ khắc phục được những nhược điểm tồn tại khiến hiệu suất được nâng cao. Động cơ làm việc trơn tru, mượt mà và hoàn hảo hơn.

 

 

Kết quả, động cơ diesel của Audi đạt được hiệu suất lớn, tiết kiệm, đặc tính tải động cơ ở các vòng tua máy được tối ưu khiến momen xoắn không còn bị hạn chế tại các vòng tua nhất định. Giờ đây, động cơ diesel đã có khả năng thay thế hoàn toàn động cơ xăng. Những thành công trên đường đua được đưa vào mục đích thương mai.

 

 

Theo thống kê của Automotive Engineering, lượng xe đăng kí lưu thông tại thị trường Mỹ sử dụng nhiên liệu Diesel đã tăng tới 70% so với năm 2010 với tốc độ tăng trưởng hằng năm 14,3%.

 

Nhiên liệu diesel chỉ số lưu huỳnh thấp ngày càng phổ biến, trung bình có khoảng 52% các trạm xăng tiêu chuẩn đều có thể cung cấp nhiên liệu diesel đạt chuẩn cho những loại động cơ diesel mới. Đã đến lúc người Mỹ quên đi hình ảnh những cỗ máy xây dựng gây ô nhiễm và bắt đầu nghĩ tới những chiếc xe sang trọng, thân thiện với môi trường có kí tự “D” gắn trên mác.