Động cơ Subaru Boxer Diesel

Tại triển lãm Geneva 2007, Subaru đã từng giới thiệu động cơ Boxer phiên bản diesel. Và cho đến nay, nó vẫn là động cơ Boxer Diesel duy nhất trên thế giới

Cấu tạo của động cơ Subaru Boxer Diesel

Kết cấu và cách sắp xếp các xi-lanh của động cơ thông thường được phân ra như sau: dạng thẳng hàng, dạng chữ V, dạng chữ W, dạng Boxer (đối xứng) và dạng Rotor (trục quay). Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng. Trong điều kiện thiết kế phù hợp, nó sẽ phát huy được ưu thế vốn có của mình.

Nói một cách ngắn gọn, động cơ thẳng hàng có kết cấu đơn giản, giá thành thấp và được ứng dụng rộng rãi. Động cơ chữ V giá thành tương đối cao, nhỏ gọn, giảm được độ rung của động cơ. Động cơ dạng W là công nghệ động cơ của hãng VW Đức, được hình thành từ hai động cơ V giúp thu ngắn độ dài của trục khuỷ; đồng thời yêu cầu hai trục cân bằng ngược hướng nhằm giảm biên độ rung lớn.

Còn động cơ Boxer chính là hình thức của động cơ dạng V nhưng góc xi-lanh mở rộng lên tới 180 độ và có những ưu thế mà động cơ dạng V và dạng W không thể có được. Kết cấu của động cơ Rotor không giống như các động cơ kể trên, do vậy chúng tôi sẽ giới thiệu với bạn đọc ở số sau.

Trước khi giới thiệu động cơ diesel Boxer, chúng tôi muốn giới thiệu qua về đặc điểm của động cơ Boxer và động cơ diesel.

Đặc điểm và ứng dụng của động cơ Boxer

Động cơ boxer trên Porsche 911 GT2

Do xi-lanh của động cơ Boxer được đặt nằm ngang nên sẽ làm hạ thấp trọng tâm của xe, giúp cho thiết kế đầu xe thấp và dẹt hơn. Ngoài ra, kết cấu xi-lanh bố trí đối xứng phẳng ổn định giúp giảm độ rung khi tự hành, do vậy không yêu cầu các trục cân bằng ngược hướng giảm chấn.

Đồng thời, tính năng chuyển động êm ái của động cơ Boxer tốt hơn động cơ dạng, công suất tiêu hao khi vận hành thấp, chỉ đứng sau động cơ Rotor. Kết cấu động cơ Boxer tương đối phức tạp, yêu cầu về thiết kế các bộ phận và công nghệ sản xuất đòi hỏi khá ngắt gao, vì vậy giá thành của nó cũng cao hơn so với động cơ dạng V.

Trên thực tế, lịch sử của động cơ Boxer đã có từ lâu. Tuy nhiên, hiện tại, mới chỉ có hai hãng sản xuất có được công nghệ động cơ này trên xe hơi là Subaru và Porsche. Với Subaru, tất cả các mẫu xe đều được trang bị động cơ Boxer. Porsche mới chỉ ứng dụng động cơ này trên mẫu 911 và Cayenne. Còn công nghệ động cơ Boxer mà hãng VW đang sử dụng trên một vài mẫu xe thương mại cũng được lấy từ hãng Porsche.

Đặc điểm của động cơ Diesel

Sự khác biệt chủ yếu nhất giữa động cơ diesel và động cơ xăng chính là đặc tính vật lý của nhiên liệu dẫn đến sự khác biệt cách thức đánh lửa; từ đó biểu hiện hiệu suất đốt, tính kinh tế và ngoại hình cũng khác nhau.

Động cơ Duramax Diesel của GM

Động cơ diesel sử dụng cách nén không khí, nâng cao độ nóng không khí làm mồi lửa, sau đó mới phun dầu và trộn lẫn với không khí để cùng thực hiện đốt cháy. Tỉ số nén và hiệu suất đốt của động cơ diesel tương đối cao, mô-men xoắn lớn, công suất cao khi ở vòng quay thấp nên nó đem lại tính kinh tế hơn động cơ xăng.

Tuy nhiên, việc chế tạo bơm phun dầu và miệng phun của động cơ diesel yêu cầu rất phức tạp, do vậy giá thành cũng vẫn còn cao. Hiện tại, đại bộ phận động cơ diesel đều sử dụng công nghệ turbo tăng áp, cải tiến triệt để hiện tượng cũ như khói đen, công suất thấp và tiếng ồn của động cơ.

Mấy năm gần đây, thị trường xe chạy diesel ở châu Âu không ngừng tăng cao. Dự kiến, đến 2012, xe chạy diesel sẽ chiếm đến 53%. Đây cũng là một trong những nguyên nhân chủ yếu khiến hãng Subaru đầu tư nghiên cứu phát triển và đưa ra động cơ Boxer Diesel.

Động cơ Boxer Diesel

Tại triển lãm Geneva Motor Show 2007, Subaru đã từng giới thiệu động cơ Boxer phiên bản diesel. Và cho đến nay, nó cũng là động cơ Boxer Diesel duy nhất trên thế giới. Mẫu động cơ này có tên là ED20 và hiện tại được trang bị trên 2 mẫu Legacy và Outback.

Dự kiến nửa cuối năm 2008, Subaru cũng sẽ tiếp tục trang bị động cơ này trên mẫu Forester và Impreza dành cho thị trường châu Âu. Đặc điểm lớn nhất của động cơ Boxer là trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và có độ cứng cao, tương đương với động cơ khí gas EJ20 2.0L mà công ty này đã sản xuất.

Độ dài của động cơ ED20 chỉ 353.5mm, trọng lượng nhẹ hơn khoảng 10kg so với các động cơ 4 xi-lanh cùng cỡ khác. Mô-men xoắn cực đại 350Nm/1.800vph, công suất cực đại 148 mã lực/3.600vph. Nồng độ CO2 trên Legacy là 148g/km, thấp hơn nhiều so với các mẫu xe đồng cấp như Passat hay Mondeo.

( click vào hình để xem lớn hơn )

Pít-tông sử dụng vật liệu có độ cứng và chịu được nhiệt độ nén cao. Tay biên sử dụng hình thức phân ly ngắt đoạn. Đầu xi-lanh được nâng cao độ cứng, đảm nhiệm khả năng chịu áp lực đốt cháy cao của động cơ diesel. Trục cam nối với bánh răng giảm tốc và bánh răng truyền động thông qua dây xích.

Bộ phun dầu sử dụng ống dạng dây xoắn. Bề ngang của động cơ thu hẹp nên ngắn hơn động cơ thẳng hàng của các công ty khác tới 40-50mm. Ngoài ra, nó còn sử dụng bộ tăng áp vòi phun biến thiên IHI.

Những chiếc xe trang bị động cơ ED20 sẽ bố trí Turbo nằm bên phải, khoảng cách giữa các ống xả được thu ngắn; từ đó cải thiện vấn đề turbo hoạt động không linh hoạt thường tồn tại trên những chiếc xe có turbo trước kia.

Thông qua chất xúc tác khí CO2 và bộ lọc vi hạt Diesel DPF, nó thực hiện một cách hiệu quả việc đốt cháy lượng khí tồn đọng. Ngoài ra còn dựa vào bộ làm mát EGR (tái tuần hoàn khí tồn đọng) giảm nhiệt độ đốt cháy nên khí thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn Euro IV.

Tốc độ của chiếc Legacy Sports Tourer trang bị động cơ ED20 có thể đạt 202km/h, tăng tốc từ 0-100km/h mất 8.5 giây. Cho dù khả năng vận hành của ED20 rất mạnh mẽ nhưng tiếng ồn mà động cơ Boxer Diesel đem lại chỉ 70.5dB. Tất cả đều thể hiện sự vượt trội so với các mẫu xe đồng cấp như Mondeo, Passat thậm chí là cả Rolls-Royce.

Autonet