Mới đây, INNengine, Tây Ban Nha đã sản xuất và công bố một động cơ pít-tông đối đỉnh chứa đựng một sức mạnh khá lớn trong một gói cực kỳ nhỏ. Có tên gọi là e-Rex “Patented 1Stroke”, không có đầu xi lanh trong động cơ này, cũng không có trục khuỷu, không có trục cam và không có van. Đó là lý do tại sao không có gì ngạc nhiên khi động cơ này chỉ nặng 85 pound (35.6 kg). Bằng cách nào đó, nó vẫn tạo ra công suất 120 mã lực, mô-men xoắn 180 ft∙lb (244 Nm) chỉ với dung tích nửa lít, nhờ cái mà công ty gọi là chu kỳ đốt cháy một kỳ. Có thể nói là một khối động cơ hoàn hảo lắp vào một chiếc Miata.
Mặc dù có bốn xi-lanh, nhưng INNengine (tùy thuộc vào cấu hình của nó) thực sự có tám pít-tông. Điều này là do nó là động cơ có pít-tông đối đỉnh, nghĩa là hành trình nén được thực hiện bởi 2 piston được đặt trong cùng một xi-lanh chứ không phải là đầu xi-lanh tĩnh. Tuy nhiên, nó vẫn chỉ có bốn buồng đốt, điều đó có nghĩa là nó tương tự như động cơ bốn xi-lanh.
e-Rex có thực sự là động cơ 1 kỳ?
Về cơ bản, đây là động cơ bốn xi-lanh, pít-tông đối đỉnh, về khái niệm cơ bản tương tự như động cơ pít-tông đối đỉnh EcoMotors OPOC và Achates Power. Nó đánh đổi những thách thức và khối lượng của hai trục khuỷu để tăng ma sát và giảm bản chất tạo ra mô-men xoắn của một cặp đĩa đệm liên kết với nhau (INNengine gọi chúng là “cam tracks”) có khả năng cung cấp năng lượng ở một trong hai đầu (hoặc cả hai) của động cơ.
Mỗi pít-tông hoàn thành một chuyển động tới lui trong nửa vòng quay của động cơ. Điều đó có nghĩa là nó thực hiện cả hành trình nén/đốt và hành trình xả/nạp hai lần trên mỗi vòng quay và theo logic của INNengine, hai hành trình nhân với nửa vòng quay tương đương với “Patented 1Stroke”. Cái tên được chọn để tạo khoảng cách giữa INNengine e-Rex với những thách thức luôn đeo bám động cơ hai thì.
e-Rex hoạt động như thế nào
Không có thanh truyền nào được nhìn thấy trong động cơ này (ít nhất là không có theo nghĩa truyền thống). Thay vào đó, các pít-tông nằm trên các con lăn quay trên một tấm đĩa hình tròn có thùy có thể được điều chỉnh để ảnh hưởng đến định thời và tỷ lệ nén của động cơ. Khi thùy đạt đến cực đại, đỉnh của nó sẽ đẩy pít-tông lao về phía điểm chết trên, nơi nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi-lanh và bugi đánh lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-khí nén.
Cấu hình cơ khí cũng cho phép cân bằng động cơ tốt hơn. Điều đó đồng nghĩa với những nhược điểm điển hình của động cơ đốt trong (thường được nhắc đến như tiếng ồn, độ rung và độ ì) được hạn chế tối đa.
Sau khi quá trình đốt cháy xảy ra, pít-tông bị đẩy ngược vào đĩa và buộc đĩa quay. Chuyển động này được đồng bộ hóa giữa mỗi nửa của động cơ thông qua một trục dùng chung—nghĩa là không có các thành phần định thời bổ sung. Cả hai pít-tông trong cùng một xi-lanh bắt chước chuyển động của nhau gần như chính xác.
Khi các pít-tông chạm đến điểm cuối của hành trình, một cổng nạp và xả tương ứng sẽ lộ ra. Một pít-tông được định thời gian để đạt đến điểm chết dưới sớm hơn một chút so với pít-tông kia, cho phép khí thải thoát ra khỏi cổng xả và tạo ra khoảng chân không bên trong xi-lanh—kỹ thuật này được gọi là quét. Không khí trong lành sau đó được hút vào qua cổng nạp khi sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy được thải ra ngoài. Điều này mang lại hiệu quả gấp đôi nhiệm vụ cho các pít-tông, thực hiện công việc thường được xử lý bởi các van trong động cơ đốt trong thông thường.
Công suất cũng được phát ra ở cả hai đầu của động cơ, nghĩa là hộp số có thể được kết nối với một trong hai (hoặc cả hai) đầu của động cơ để truyền lực tới các bánh xe.
Ứng dụng thực tiễn?
Vấn đề là ở đây: động cơ này không phải động cơ một kỳ. Nó có một hành trình nén và một hành trình xả, làm cho nó trở thành một chu trình hai kỳ. INNengine thừa nhận điều này và đã nói rằng họ đặt tên cho động cơ như vậy bởi vì mọi người sẽ cho rằng động cơ hai kỳ cần phải trộn dầu bôi trơn cùng với nhiên liệu và có hàng loạt các vấn đề về hiệu suất. Công ty nói rằng tên động cơ một kỳ được đề xuất bởi một “tổ chức ICE bên ngoài” và họ thấy nó “hấp dẫn”, vì vậy INNengine đã gắn bó với nó.
Vậy thực tế có khả năng là chúng ta sẽ thấy công nghệ này của INNengine cung cấp năng lượng cho bánh xe ô tô không? Có lẽ là không, ít nhất là nó sẽ không được nối trực tiếp với hộp số. Chiếc Mazda xuất hiện trong video demo của INNengine là một khái niệm tuyệt vời, nhưng thay vào đó, công ty dường như đang nhắm mục tiêu vào thị trường xe điện như một công cụ mở rộng phạm vi hoạt động, đặc biệt vì đó là cách cuối cùng mà ngành công nghiệp đang hướng tới.
Nếu công nghệ này đã ra mắt cách đây vài thập kỷ hoặc lâu hơn, thì có lẽ đã có cơ hội được áp dụng trên thị trường chính (giống như động cơ quay của Felix Wankel). Nhưng việc gây rối với sự hoàn hảo trong thời đại ngày nay, đặc biệt là khi công nghệ đốt cháy có thể đang dần biến mất, có vẻ như sẽ khó thành công. Đó là lý do tại sao một bộ mở rộng phạm vi dường như là con đường hợp lý nhất cho công nghệ này, đặc biệt nếu chúng ta muốn những chiếc EV nhẹ hơn, tiết kiệm chi phí hơn.
