KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
Công nghệ ngắt xylanh để níu kéo “sự sống” cho động cơ đốt trong

Dynamic Skip Fire đang là công nghệ được kỳ vọng rất lớn trong việc níu kéo “sự sống” cho động cơ đốt trong trước quy định khí thải và hiệu suất nhiên liệu ngày càng ngặt nghèo.

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) do startup Tula Technologies phát triển cho hãng cung ứng Delphi Technology đã được trang bị trên 2 dòng xe bán tải cỡ lớn là Chevrolet Silverado 2019 và GMC Sierra 2019.

Công nghệ Dynamic Skip Fire

Dynamic Skip Fire - Công nghệ níu kéo “sự sống” cho động cơ đốt trong

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) là gì?

Đây là công nghệ ngắt xy-lanh chủ động trong quá trình vận hành xe giúp tối ưu hóa công suất, momen xoắn cần thiết ít hơn trong một số trường hợp mà không nhất thiết tất cả các xylanh đều phải hoạt động. Như vậy thứ tự nổ của động cơ không còn mang tính bắt buộc nữa. Thay vì để các máy tranh giành lượng khí nạp vào, công nghệ điều khiển xilanh biến thiên sẽ cho một số máy ngừng làm việc, để nhường khí nạp cho các xylanh còn lại.

Chẳng hạn, xylanh sẽ bị ngắt khi tải động cơ giảm xuống mức thấp – ví dụ như khi chạy với tốc độ ổn định hoặc giảm tốc độ. Điều này giúp cải thiện hiệu quả của các xi-lanh vẫn hoạt động. Trong một động cơ 4 xylanh chạy ở tốc độ 3.000 vòng / phút, theo nhà sản xuất, một hệ thống DSF có thể thay đổi tổ hợp xi-lanh lên đến 6.000 lần một phút.

Lợi ích của công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) 

Theo tài liệu kỹ thuật của SAE International – Hiệp hội toàn cầu với hơn 128.000 kỹ sư và các chuyên gia kỹ thuật có liên quan trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, ô tô và xe thương mại cho thấy nhiều lợi ích.

Các kết quả phân tích thu được cho đến nay chứng minh rằng công nghệ DSF, khi được áp dụng cho động cơ diesel hạng nhẹ với quá trình chuyển số được tối ưu hóa, có thể đạt được lợi ích tiết kiệm nhiên liệu tới 5%, trong khi thực hiện giảm phát thải nitơ oxit (NOx) tới 40%. Tính kinh tế nhiên liệu được cải thiện là kết quả của sự kết hợp của các yếu tố, bao gồm giảm tổn thất bơm, cải thiện hiệu suất hệ thống đốt và tăng tuổi thọ bộ chuyển đổi xúc tác… Việc giảm lượng khí thải NOx được thực hiện chủ yếu bằng cách cải thiện hiệu quả của bộ chuyển đổi xúc tác do nhiệt độ khí thải tăng với công nghệ DSF. Ngoài ra DSF cũng làm động cơ vận hành êm dịu hơn.

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) giảm biên độ, tránh cộng hưởng rung động

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) giảm biên độ, tránh cộng hưởng rung động

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) hoạt động như thế nào? 

Về cơ bản, Tula Technologies chia sẻ rằng, các thuật toán DSF được phát triển độc quyền bởi Tula để duy trì một chuyến đi suôn sẻ cho bất kỳ lượng mô-men xoắn yêu cầu nào. Thậm chí, DSF có khả năng ngắt 7 trên 8 xy-lanh đối với động cơ V8 để phù hợp nhất với điều kiện vận hành với cơ chế tác động vào quá trình đóng van nạp và xả.

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) hoạt động như thế nào

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF) hoạt động như thế nào

Tại cơ cấu đóng mở xupap sẽ có một bộ phận có nhiệm vụ vô hiệu hóa sự tác động giữa vấu cam và cò mổ đến xupap. Bộ phận này được kích hoạt nhờ áp suất từ dầu bôi trơn động cơ. Việc này nhằm ép cho xupap luôn đóng. Đương nhiên khi đó, xylanh nào được chọn để ngắt thì bugi tương ứng cũng sẽ không đánh lửa (hay kim phun diesel bị ngắt). Môi chất (có thể là không khí + xăng hoặc chỉ là không khí đối với động cơ diesel) ở xylanh đó được piston nén ít nhất là 2 lần.

Môi chất bị mắc kẹt bên trong có chức năng như một lò xo, giúp làm trơn tru hành động của động cơ và tiết kiệm một số năng lượng, sau đó khi cần xi lanh, các van bắt đầu mở lại, quá trình cháy giản nở sinh công hoạt động bình thường.

Hiện tại và tương lai

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF)

Công nghệ Dynamic Skip Fire (DSF)

Hiện tại, công nghệ này đang được sử dụng trong nhiều xe tải nhẹ chạy xăng của General Motors. Nhà sản xuất động cơ diesel Cummins cùng với công ty Tula Technology sắp thử nghiệm hệ thống tắt mở xi lanh, có tên gọi là hệ thống Dynamic Skip Fire trên động cơ diesel 6 xi lanh trang bị trên xe bán tải và xe tải hạng nhẹ ở Mỹ, theo Autonews.

“Khi quá trình thử nghiệm thành công, chúng tôi dự định ứng dụng công nghệ “bỏ máy” trên diện rộng ở bất kỳ động cơ dung tích nào trên mọi loại xe lắp động cơ diesel, và công nghệ này có thể trang bị đại trà vào năm 2024″. Giám đốc điều hành dự án về Dynamic Skip Fire, ông Scott Bailey cho biết.

Trong tương lai, Delphi Technologies và Tula sẽ tận dụng DSF để giúp bạn quản lý mức khí thải và bảo vệ sau xử lý khi vượt quá và tăng cường hoạt động của Chu trình Miller. DSF thậm chí sẽ được sử dụng trong các khái niệm động cơ đốt trong tiên tiến như đánh lửa nén xăng (Tức động cơ xăng cháy nhờ nén mà không cần bugi).

Tác giả: T.Tâm


  • Anh6