Với tất cả những lời quảng cáo về xe hybrid, xe chạy điện và nhiên liệu thay thế, thật dễ dàng để nghĩ rằng thời đại của động cơ xăng đã qua. Khi bạn có những chiếc ô tô chạy bằng hydro hoặc cắm vào tường, động cơ đốt trong có thể hoạt động bình thường.
Nhưng thực tế vẫn là đại đa số xe hơi được bán ở Hoa Kỳ đều chạy bằng động cơ xăng. Sự thống trị của động cơ khí trong thị trường ô tô sẽ còn kéo dài trong tương lai gần. Các nhà sản xuất ô tô sử dụng động cơ xăng vì rất nhiều lý do. Mọi người đã quen với chúng, có một cơ sở hạ tầng hỗ trợ họ và chúng rất phù hợp với cách hầu hết người Mỹ sử dụng ô tô của họ.
Điều đó không có nghĩa là động cơ xăng không có nhược điểm của chúng. Chúng gây ô nhiễm và phụ thuộc vào xăng - điều khiến các tài xế Mỹ phải chịu sự thay đổi của giá nhiên liệu. Mặc dù động cơ trên ô tô trên đường lái xe của bạn có nhiều điểm chung với động cơ được sử dụng trên những chiếc ô tô đời đầu, nhưng những cải tiến mới trong công nghệ động cơ đã cho phép các nhà sản xuất ô tô loại bỏ một số vấn đề liên quan đến động cơ ô tô chạy xăng. Những cải tiến về sức mạnh, hiệu quả sử dụng nhiên liệu và lượng khí thải đang cho phép mọi người lái những loại ô tô mà họ thích đồng thời giảm lượng ô tô gây ô nhiễm và số tiền họ chi cho xăng.
Nhìn vào một số công nghệ mới giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu chỉ vài dặm / gallon có vẻ không nhiều, nhưng hãy nhớ rằng với hầu hết các ô tô trên đường sử dụng động cơ xăng, những cải tiến nhỏ cũng có tác động lớn trên toàn quốc. Hiện tại, ô tô điện và hybrid chỉ chiếm khoảng 2% số ô tô lưu thông trên đường. Làm cho 98 phần trăm khác hiệu quả hơn giúp tiết kiệm tiền, giảm sự phụ thuộc vào dầu nước ngoài và giảm ô nhiễm trong khi giữ cho những chiếc xe mới có giá cả phải chăng và hấp dẫn đối với hầu hết người mua.
Nội dungMột cách mà các nhà sản xuất ô tô đang cập nhật động cơ xăng là điều chỉnh thời gian và lực nâng van biến thiên. Để hiểu cách hoạt động của điều này, bạn sẽ cần hiểu biết cơ bản về cách hoạt động của động cơ ô tô.
Trong động cơ, các van đóng mở để kiểm soát cách thức không khí / hỗn hợp nhiên liệu đi vào và cách khí thải thoát ra khỏi buồng đốt. Trong hầu hết các động cơ xăng, các van mở trong cùng một khoảng thời gian và mở cùng một khoảng cách bất kể động cơ làm việc ở mức độ nào. Mức độ khó của một động cơ được gọi là tốc độ của nó. Tốc độ động cơ không theo dõi tốc độ di chuyển của ô tô trên đường. Thay vào đó, tốc độ động cơ đề cập đến tốc độ quay của trục khuỷu của động cơ. Chuyển động quay đó xuất phát từ các piston trong các xi lanh của động cơ. Chúng chạy càng nhanh, tốc độ động cơ càng nhanh - và động cơ hoạt động càng khó.
Hãy tưởng tượng rằng bạn đang tập luyện rất chăm chỉ. Bạn sẽ cần nhiều nhiên liệu, dưới dạng calo - và nhiều không khí. Động cơ ô tô của bạn cũng giống như vậy, chỉ khác là nó sử dụng xăng để làm nhiên liệu thay vì calo. Khi bạn chỉ đang say mê, bạn không cần nhiều calo và không khí. Tương tự với động cơ của bạn. Nếu các van động cơ mở trong cùng một khoảng thời gian và rộng như nhau bất kể động cơ làm việc chăm chỉ như thế nào, một số nhiên liệu sẽ bị lãng phí. Đó là bởi vì động cơ nhận được cùng một lượng nhiên liệu và không khí cho dù đang chạy hoặc kéo một tải nặng.
Bằng cách thay đổi thời gian và khoảng cách mà các van mở, động cơ chỉ nhận đủ nhiên liệu và không khí cho nhiệm vụ mà nó hiện đang thực hiện. Trên thực tế, thời gian và lực nâng của van biến thiên có thể làm cho động cơ xăng hiệu quả hơn khoảng 5% [nguồn:Bộ Năng lượng Hoa Kỳ].
Việc ngừng kích hoạt xi lanh hoạt động theo nguyên tắc giống như thời gian van biến thiên và lực nâng:Một động cơ cần lượng nhiên liệu khác nhau cho các loại công việc khác nhau.
Lấy ví dụ động cơ V-8. Một động cơ V-8 có tám xi lanh. Bất cứ khi nào động cơ nổ, tất cả tám xi lanh đó đều hoạt động, đốt cháy nhiên liệu và không khí. Hầu hết ô tô, xe tải và SUV với động cơ V-8 đều có chúng bởi vì nói chung, động cơ càng có nhiều xi lanh thì càng mạnh mẽ. Đó là lý do tại sao bạn thường thấy động cơ V-8 trong xe thể thao hoặc xe tải hạng nặng. Tuy nhiên, trong khi mọi người thích động cơ V-8 vì chúng chạy nhanh và có thể kéo tải nặng, hầu hết mọi người không phải lúc nào cũng làm những điều đó.
Đó là lúc quá trình hủy kích hoạt xi lanh được đưa ra. Việc hủy kích hoạt xi lanh tắt một số xi lanh của động cơ khi chúng không cần thiết. Điều đó có nghĩa là khi ô tô hoặc xe tải đang duy trì tốc độ không đổi và không tăng tốc, một số xi lanh sẽ không được sử dụng. Vì chúng không được sử dụng, chúng cũng không nhận được bất kỳ khí đốt nào - và điều đó giúp tiết kiệm nhiên liệu. Công nghệ hủy kích hoạt xi-lanh đã được sử dụng trên ô tô và xe tải động cơ V-8 trong vài năm qua, nhưng một số nhà sản xuất ô tô cũng đang bắt đầu thêm nó vào động cơ sáu xi-lanh của họ. Người ta ước tính rằng công nghệ ngừng hoạt động xi lanh có thể cải thiện hiệu suất động cơ lên 7,5% [nguồn:Bộ Năng lượng Hoa Kỳ].
Một cách khác để cải tiến xăng dầu là điều chỉnh cách thức nhiên liệu đến buồng đốt. Trong động cơ xăng, nhiên liệu và không khí sử dụng tia lửa điện để đốt cháy trong buồng đốt. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng bằng cách đốt nóng và tạo áp suất nhiên liệu trước khi được bơm vào buồng đốt, chúng có thể đốt cháy nhiên liệu mà không cần tia lửa - một loại động cơ diesel hoạt động. Quá trình này giúp nó đốt cháy sạch hơn và hiệu quả hơn, giảm lượng nhiên liệu mà động cơ cần để hoạt động.
Động cơ xăng bình thường có tỷ số nén khoảng 10 đến 1 (hoặc nhỏ hơn một chút). Tuy nhiên, một động cơ mới của Mazda (hiện đang được bán ở Nhật Bản) sử dụng công nghệ này và có tỷ số nén từ 14 đến 1. Mazda Demio đạt mức báo cáo là 70 dặm / gallon (29,8 km / lít).
Một vấn đề với tỷ số nén tăng là nhiên liệu có thể bốc cháy sớm, gây ra tiếng nổ động cơ. Để giúp điều đó không xảy ra, hệ thống phun trực tiếp phun nhiên liệu dạng sương mù trực tiếp vào xi lanh (thông thường, không khí và nhiên liệu được trộn lẫn trong cảng trước khi vào hệ thống). Điều đó giúp giữ cho nhiệt độ của động cơ giảm xuống và giảm tiếng gõ. Phun nhiên liệu trực tiếp có thể cải thiện 12% hiệu suất động cơ [nguồn:Bộ Năng lượng Hoa Kỳ].
Có vẻ lạ khi nói về bộ tăng áp như một cách để cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Xét cho cùng, chúng thường được kết hợp với những chiếc xe hiệu suất cao - vốn không được biết đến chính xác về khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Bộ tăng áp là những chiếc quạt được cung cấp năng lượng từ khí từ hệ thống xả của ô tô. Chúng cho phép nhiều khí nén hơn đi vào xi lanh. Điều đó cho phép tỷ lệ nén cao hơn (giống như phun nhiên liệu trực tiếp), và do đó, quá trình đốt cháy hiệu quả hơn. Hãy coi bộ tăng áp như một bộ phận phun trực tiếp cho phần không khí của hỗn hợp không khí / nhiên liệu của động cơ.
Trong khi việc sử dụng bộ tăng áp cho phép những chiếc xe hiệu suất tạo ra nhiều công suất hơn, việc đặt chúng trên một động cơ nhỏ hơn sẽ cho phép chúng thực hiện công việc tương tự như một động cơ lớn hơn - và điều đó giúp tiết kiệm nhiên liệu. Năm 2011, Ford đã bổ sung động cơ V-6 tăng áp vào dòng động cơ cho xe tải F-150 của mình. Được gọi là động cơ EcoBoost, chúng chứng minh rằng bạn không cần động cơ V-8 trong một chiếc xe bán tải. Với bộ tăng áp, động cơ EcoBoost trên F-150 2011 tạo ra công suất 365 mã lực, mô-men xoắn 420 pound-feet và có thể kéo tới 11.300 pound (5.126 kg). Để so sánh, động cơ V-8 cơ sở trên F-150 tạo ra công suất 360 mã lực và mô-men xoắn 380 pound-feet. EcoBoost V-6 trên F-150 không chỉ tạo ra nhiều công suất hơn mà còn tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn V-8. Đối với hệ dẫn động hai bánh, EPA cho biết nó đạt tốc độ 16/22 dặm / gallon (6,8 / 9,4 km / lít) thành phố / đường cao tốc, trong khi bản V-8 cơ sở đạt 15/21 dặm / gallon (6,4 / 8,9 km / lít) thành phố / đường cao tốc.
Sự thay đổi lớn nhất về lượng xăng mà một động cơ sử dụng không hoàn toàn nằm ở công nghệ của nó. Đó là cách nó được điều khiển. Thực ra rất đơn giản:Đạp ga và bạn sẽ sử dụng nhiều xăng hơn so với người tăng tốc dần dần. Có một lý do tại sao các ước tính tiết kiệm nhiên liệu luôn lưu ý rằng quãng đường của bạn có thể thay đổi.
Tuy nhiên, các công ty xe hơi đang tìm cách đào tạo tài xế lái xe hiệu quả hơn. Bằng cách cho người lái xe biết khi nào họ đang lái xe hiệu quả, động cơ có thể dành nhiều thời gian hơn để vận hành ở các cấp độ mà hiệu suất được tối ưu hóa. Ví dụ, Kia Forte và Honda Odyssey 2011 có đèn màu xanh lá cây trên bảng điều khiển cho biết khi nào chúng được lái một cách hiệu quả. Và họ không phải là những người duy nhất - một số nhà sản xuất ô tô có các chỉ số hiệu quả lái xe tương tự nhau. Các nhà sản xuất hy vọng rằng người lái xe sẽ coi việc giữ đèn hiệu suất sáng như một trò chơi, giúp tăng hiệu suất tổng thể và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Một tính năng khác mà nhiều chiếc xe mới có là một cái gì đó được gọi là chế độ sinh thái. Trong khi các chế độ sinh thái phổ biến trên xe hybrid, các nhà sản xuất ô tô cũng đang bắt đầu thêm chúng vào những chiếc xe chỉ chạy xăng. Trong hầu hết các xe ô tô, chế độ sinh thái được kích hoạt bằng cách nhấn một nút. Điều đó làm thay đổi đặc tính chuyển số để giữ cho động cơ hoạt động ở tốc độ thấp hơn. Vì động cơ không hoạt động mạnh nên nó không sử dụng nhiều nhiên liệu. Mặc dù chế độ sinh thái không hoạt động trong tất cả các tình huống lái xe (ví dụ:nó có thể gây ra một số độ trễ trên đường cao tốc), đối với việc lái xe quanh thị trấn, nó chắc chắn có thể giúp bạn sử dụng ít xăng hơn.
Để biết thêm thông tin về các công nghệ động cơ xăng mới và các chủ đề liên quan khác, hãy theo các liên kết trên trang tiếp theo.
7 Dấu hiệu Xe tải của bạn cần động cơ diesel mới
Cách động cơ xe hoạt động
Cách hoạt động của động cơ đánh lửa bằng khí nén
Chevrolet Performance đang trêu chọc động cơ V8 mới