10 công nghệ xe ô tô được lấy cảm hứng từ xe đua (Phần II)

Tóm tắt bài viết:

- Những hãng xe đua luôn là người đi đầu trong các công nghệ hiện đại trên những chiếc xe.

- Trong đó có những công nghệ đã làm thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp ô tô ngày nay như: công nghệ tăng áp động cơ, trục cam kép, thiết kế bên ngoài, vật liệu siêu nhẹ hay chỉ một phát minh rất đơn giản như kính chiếu hậu.

Trong phần I của bài viết, chúng ta đã được biết những công nghệ ô tô quen thuộc như hộp số, hệ thống treo độc lập, nút khởi động, phanh đĩa hay lốp xe đều được lấy cảm hứng từ những phát minh của các nhà thiết kế xe đua. Cho đến nay, những công nghệ này đã trở thành một phần không thể thiếu của những chiếc ô tô hiện đại. Trong phần tiếp theo này, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu những công nghệ tiên tiến nhất trên những chiếc xe đua đang được áp dụng trong công nghệ sản xuất ô tô ngày nay.

6. Bộ tăng áp động cơ

Như đã biết, động cơ sử dụng hỗn hợp nguyên liệu của xăng/dầu và không khí đốt cháy để tạo năng lượng đẩy xilanh. Không khí càng nhiều thì hiệu suất của nhiên liệu đốt cháy càng cao, giúp tăng hiệu suất của động cơ. Do đó mà công nghệ tăng áp động cơ đã được phát triển và ứng dụng trong các giải đua xe Drag Racing (giải đua xe thuần tốc độ), với những chiếc xe được độ đến công suất tối đa. Các giải đua F1 hay NASCAR không cho phép độ công suất của xe bằng công nghệ tăng áp.

Sau này, các hãng sản xuất xe cũng áp dụng công nghệ tăng áp động cơ lên một số mẫu xe cao cấp của mình nhằm cải thiện công suất của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu cũng như giảm thiểu khí thải. Hiện nay có hai công nghệ tăng áp được sử dụng phổ biến là turbocharge và supercharge.

Hệ thống turbocharge tận dụng sức mạnh của dòng khí thải. Nhờ bố trí một turbin nằm trên ông thoát khí thải, khi khí thải đi qua sẽ làm cho turbin này quay và nhờ thế nó làm quay máy nén khí vào xilanh của động cơ. Trong khi đó supercharge sử dụng một dây cua-roa được kết nối với trục khuỷu của động cơ để cung cấp động lực trực tiếp cho bộ nén khí. Supercharge dễ lắp đặt hơn song cũng có giá thành đắt hơn, vì thế, ngày nay các nhà sản xuất ứng dụng turbocharge nhiều hơn. Supercharge có thể xoay với tốc độ lên tới từ 50.000-65.000 vòng/phút (rpm). Ở tốc độ 50.000 rpm, áp suất tăng thêm là từ 6-9 psi.

Bên cạnh hai hệ thống trên, các hãng chế tạo còn phát minh ra hệ thống tăng áp kép với hai bộ turbin nén khí nhỏ thay cho một turbin nén khí lớn. tăng áp kép này có turbin đường kính nhỏ hơn, vì thế chúng có thể tăng tốc nhanh hơn trong khi vẫn nén được lượng không khí tương đương với một turbin đường kính lớn. Hệ thống tăng áp kép hiện đang được áp dụng trên rất nhiều loại động cơ V6 và V8 của các hãng xe nổi tiếng như BMW, Audi và các hãng xe thể thao khác.

7. Trục cam kép

Trong một bài viết về tìm hiểu động cơ trước đây, chúng ta đã nhắc đến khái niệm trục cam và trục cam kép. Năm 1928, hãng xe Alfa Romeo đã lần đầu tiên thử nghiệm một hệ thống trục cam kép trong động cơ của một chiếc xe đua, mặc dù không đem lại hiệu năng như mong đợi nhưng nó đã mở ra một hướng đi mới trong thiết kế động cơ xe. Đến năm 1948, hãng xe Jaguar đã đánh dấu bước đột phá với 12.000 chiếc xe thể thao XK 120 sử dụng trục cam kép đem lại hiệu năng vượt trội.

Động cơ với hai trục cam trên nắp xy-lanh thường được gọi là DOHC. Một trục cam dẫn động trực tiếp hàng xu páp nạp còn trục cam kia dẫn động trực tiếp hàng xu páp xả. Như vậy sẽ không còn cò mổ, trục cò mổ, con lăn và kết cấu cơ cấu phân phối khí sẽ đơn giản hơn. Không gian phía trên nắp máy cũng rộng rãi hơn thuận tiện cho việc thiết kế các góc đặt xu páp, tăng kích thước xu páp, đảm bảo hình dáng buồng cháy được tối ưu. Các xu páp được dẫn động riêng biệt, do đó dễ dàng áp dụng các hệ thống điều khiển điện tử để làm tăng chất lượng quá trình cháy và tăng công suất động cơ.

8. Thiết kế khí động học

Khi một chiếc xe chạy với vận tốc lên đến 300km/h thì lực cản không khí sẽ trở thành một vấn đề rất lớn. Dòng không khí di chuyển xung quanh chiếc xe sẽ tạo ra lực cản làm giảm tốc độ, cũng như có thể khiến chiếc xe không ổn định hay thậm chí lật ngược nó. Chính vì thế mà cá nhà thiết kế xe đua đã phải tạo ra những hốc gió dưới thân xe, nghiên cứu dòng chảy không khí để tạo ra một thiết kế mang tính khí động học nhất. Vì thế mà bạn có thể thấy những chiếc xe đua F1 có hình dáng rất khác với những chiếc sedan đang chạy ngoài phố.

Tuy nhiên các hãng sản xuất xe thể thao cũng rất quan tâm tới vấn đề này, họ muốn những chiếc xe đẳng cấp của mình phải lướt đi như bay trong gió, cùng với thiết kế bóng bẩy, mượt mà. Chính những hãng xe thể thao như Porsche, Ferrari đã mượn những ý tưởng thiết kế của các dòng xe đua trước đây để áp dụng vào các mẫu xe thể thao cao cấp của mình. Tuy nhiên các hãng xe này cũng đã thay đổi thiết kế một chút để những chiếc xe phù hợp hơn với việc lưu thông trên đường phố. Đó cũng là lý do vì sao những chiếc xe thể thao thường có gầm thấp, cản trước và cản sau cũng như cánh lái gió phía sau cùng với những hốc gió và xẻ gió nhằm nâng cao tính khí động học.

9. Vật liệu mới

Cuộc chiến công nghệ giữa các hãng xe đua chưa bao giờ chấm dứt, không chỉ chạy đua về công nghệ động cơ và thiết kế, các hãng xe còn nghiên cứu áp dụng các loại vật liệu siêu nhẹ mới giúp giảm trọng lượng của chiếc xe đến tối đa. Một trong những loại vật liệu cao cấp nhất được các hãng xe đua sử dụng là sợi carbon, hiện nay hầu như toàn bộ phần thân xe của xe công thức 1 được làm hoàn toàn bằng sợi carbon. Một loại vật liệu siêu nhẹ, chịu nhiệt và độ bền tốt, mặc dù giá thành của chúng cũng rất cao.

Hiện nay một số mẫu xe cao cấp cũng “tập tành” sử dụng vật liệu sợi carbon với số lượng hạn chế, chủ yếu là các chi tiết nội thất nhằm tăng đẳng cấp của chiếc xe. Còn với mục đích sử dụng sợi carbon để tiết kiệm nhiên liệu do giảm trọng lượng của xe còn khá xa với, do giá thành của nó quá cao. Nếu so sánh với số tiền tiết kiệm được cũng không đáng bao nhiêu.

Ngoài ra, các hãng xe đua còn thử nghiệm sử dụng nhôm để chế tạo động cơ thay cho việc dùng sắt. Đây đang là một hướng đi mới trong việc chế tạo xe ô tô, với việc thay thế các kết cấu sắt bằng nhôm, chiếc xe có thể giảm trọng lượng một cách đáng kể. Mặc dù vậy, việc chế tạo khung xe bằng nhôm còn gặp rất nhiều khó khăn do vật liệu này không đủ độ cứng như sắt.

10. Công nghệ an toàn

Những tai nạn trên trường đua thường vô cùng thảm khốc, do những chiếc xe di chuyển với vận tốc rất cao. Do đó mà công nghệ an toàn trên những chiếc xe đua luôn được ưu tiên hàng đầu, giúp giữ mạng sống cho các tay đua khi gặp tai nạn. Có thể nói rằng một chiếc xe đua F1 hay NASCAR được trang bị nhiều công nghệ bảo vệ người lái nhất mà không có một chiếc xe cao cấp nào có thể sánh bằng. Tuy nhiên có một thứ rất nhỏ bé có thể bạn không để ý, đó chính là chiếc gương chiếu hậu.

Gương chiếu hậu là một phát minh vô cùng đơn giản nhưng cực kỳ vĩ đại. Bạn đầu nó được trang bị cho những chiếc xe đua để tay đua có thể quan sát các đối thủ phía sau mình. Kể từ đó, chiếc gương chiếu hậu đã trở thành một thiết bị an toàn vô giá cho mọi chiếc xe ô tô hiện nay. Nhờ nó mà chúng ta có thể tránh được rất nhiều những va chạm có thể xảy ra khi lưu thông trên đường. Vâng một công nghệ vô cùng đơn giản nhưng rất quan trọng, cũng bắt nguồn từ một chiếc xe đua.

Tham khảo: HowStuffWork

>>10 công nghệ xe ô tô được lấy cảm hứng từ xe đua