Công nghệ động cơ EcoBoost

Kể từ khi động cơ EcoBoost đầu tiên được lắp ráp tại nhà máy  động cơ số 1 Cleveland ở Brook Park, Ohio năm 2009, đến nay trải qua hơn 4 năm động cơ EcoBoost ngày nay chứng minh sự hiệu quả của mình bằng 2.000.000 động cơ đã được sản xuất. Vậy điều gì làm nên điều kỳ diệu cho EcoBoost? Đi từ các ý tưởng thiết kế ban đầu, thông qua bàn tay của các kĩ sư Ford, hiện thực hóa một điều khó tin, đi ngược với các quy luật về mối liên quan tỉ lệ thuận giữa mức tiêu hao nhiên liệu và công suất động cơ. Cuộc cách mạng mang tên EcoBoost đã chứng tỏ được rằng, chỉ cần chúng ta có niềm tin là đủ.

Công nghệ động cơ EcoBoost

Nước làm mát chưa được đưa vào làm mát động cơ

Tìm hiểu về công nghệ động cơ EcoBoost

Công nghệ EcoBoost tạo ra những động cơ xăng nhỏ hơn, giảm tiêu thụ nhiên liệu tới 20% và giảm thải CO2 tới 15%, nhưng cho công suất và mô-men xoắn của một động cơ lớn hơn. (Động cơ 1.0L sẽ có công suất tương ứng 1.6L). Tuy nhiên, bên cạnh đó Động cơ Ecoboost có một điểm yếu.

Nhưng trước hết ta khảo sát xem những gì là nên sư khác biệt mang tên EcoBoost. Hệ thống tuần hoàn nước làm mát động cơ được điều khiển thông qua Van Hằng Nhiệt. Khi mới khởi động máy, nhiệt độ động cơ còn thấp, Van hằng nhiệt sẽ đóng để giúp cho động cơ mau ấm lên, khi nhiệt độ động cơ đạt đến mức làm việc tức khoảng 90 độ C, van hằng nhiệt sẽ mở đưa nước làm mát vào để động cơ không nóng hơn nhiêt độ làm việc. Ở nhiệt độ này, hỗn hợp hòa khí giữa xăng và không khí sẽ cháy tốt hơn, giống như chúng ta đốt củi khô và củi ướt vậy. Bên cạnh đó trong quá trình nạp khí và phun xăng, sẽ có lúc chúng ta cần nhiều không khí, cần ít không khí, có lúc cần xả nhanh khí cháy, có khi cần xả chậm khí cháy, điều đó tùy thuộc nhiều vào tải và tốc độ động cơ, Ti VCT giúp chúng ta điều đó, giống như Dual VVT-i của Toyota, công nghệ này sử dụng các van thủy lực để điều khiển góc đóng, mở xuppap nạp và xả. Khi mới khởi động, ta cần nhiều xăng hơn, ít không khí thôi, và phải xả khí nạp thật nhanh. Chính vì vậy góc xuppap nạp sẽ được điều khiển đóng muộn hơn, và góc xuppap xả sẽ được điều khiển mở sớm hơn . 

Nước làm mát được đưa vào làm mát động cơ

Nước làm mát được đưa đến các xylanh

Hình 4. Công nghệ Ti-VCT

Khi góc trục cam ở vị trí ban đầu

Áp suất dầu làm thay đổi góc trục cam

Một điều mới thấy ở động cơ EcoBoost là đai dẫn động trục cam được ngâm trong dầu, sẽ có người hỏi rằng, ngâm đai trong dầu sẽ tăng độ trơn trượt, giảm hiệu suất truyền động, nhưng tất nhiên, đai phải được thiết kế chuyên biệt và đủ bền để đảm bảo khả năng làm việc, hơn nữa, đai cam được ngâm trong dầu sẽ giúp giảm ồn khi truyền động, tăng tuổi thọ của đai

Đai cam được ngâm trong dầu

Đai cam được làm mát bằng dầu

Nhiên liệu được cháy triệt để bởi một công nghệ Phun xăng trực tiếp GDI Gasoline Direct Injection, công nghệ phun xăng tiên tiến nhất hiện nay. Chắc chắc người yêu ô tô đã quá quen thuộc với công nghệ này, nhưng với các dòng xe thuộc phân khúc C thì đây là lần đầu tiên. Công nghệ GDI đòi hỏi một công nghệ thiết kế cực kì tinh tế, bền hơn, kim phun phải được chế tạo theo những quy trình khắc khe nhất. Giúp cho lượng hòa trộn được tối ưu trong  buồng đốt xoáy lốc.

Xăng được phun trực tiếp vào trong buồng đốt

Turbo tăng áp trên động cơ xăng

Một điều nũa có lẽ chúng ta mới biết, động cơ EcoBoost sử dụng Turbo tăng áp, thay vì Super Charge, Turbo tăng áp giúp tăng lượng khí nạp vào buồng đốt bằng cách tận dụng áp lực từ dòng khí cháy để làm quay cánh tuabin của Turbo, ở một vòng tua máy lớn như vậy cánh turbin quay 250.000 vòng / phút tương đương 4600 vòng / giây. Thì đòi hỏi vật liệu chế tạo cánh tua bin và Turbo phải tốt như thế nào. Đặc biệt là turbo phải được làm mát tốt để duy trì trạng thái vận hành của nó.

 Phần nạp khí của Turbo

Phần cánh tuabin bên khí xả

Nhìn tổng quan Động cơ EcoBoost mang đến sự vượt trội chính từ những điều khác biệt đó. Trong tương lai, Ford sẽ tiếp tục cải tiến và cho ra đời nhiều động cơ EcoBoost nữa. Ecoboost hứa hẹn sẽ mang lại một chiếc xe khỏe mạnh hơn, uống ít xăng hơn, và mang trên nó nhiều công nghệ vượt trội hơn.

Bài viết liên quan:

Phân biệt công suất và mô-men xoắn của động cơ đốt trong xe ô tô

Động cơ Boxer là gì? Nó hoạt động ra sao?