Động cơ Scuderi - Động cơ đốt trong của tương lai

Cuộc đua tìm kiếm giải pháp cho động cơ đốt trong lại một lần nữa được hâm nóng sau sự hiện diện của công nghệ HCCI(chạy xăng như dầu của General Motors). Và lần này công chúng bị thu hút bởi một giải pháp sáng tạo của công ty Scuderi.

Vào ngày lễ Phục sinh năm 2001, Carmelo Scuderi gọi cả gia đình của ông lại và tuyên bố về cơ bản ông đã vượt trội so với các nhà sản xuất ôtô thế giới và các cơ quan nghiên cứu của họ. Vị kỹ sư về hưu kiêm nhà phát minh nói với các con và cháu mình về tác phẩm của ông - một thiết kế động cơ đốt trong tiết kiệm xăng hơn hẳn các thiết kế đương đại, điều mà các tập đoàn ôtô theo đuổi hàng thập kỷ qua.

8 năm sau, phát kiến của Scuderi được đưa ra trước công chúng, thu hút sự chú ý của các nhà sản xuất ôtô khắp thế giới. Đã có khoảng 6 nhà sản xuất, bao gồm Peugeot Citroen và Honda đã ký vào bản hợp đồng kín với tập đoàn Scuderi nhằm tiếp cận sâu hơn với công nghệ. Các hãng khác như Daimler AG của Đức và Fiat của Italy cũng đang chăm chú theo dõi thiết kế mới mẻ này.

Tham gia vào việc phát triển động cơ Scuderi còn có nhà cung cấp phụ kiện của Đức, Robert Bosch, với hy vọng một ngày nào đó nó sẽ được đưa vào sản xuất.

Hôm 20/4 vừa qua, công ty Scuderi dưới sự điều hành của vợ ông cùng 5 con trai và 3 con gái đã đưa ra mẫu thử nghiệm nhằm chứng minh khả năng hoạt động của nó trước sự chứng kiến của các bên quan tâm. Động cơ Scuderi sẽ còn phải trải qua nhiều cuộc thử nghiệm nữa trước khi được chấp nhận rộng rãi.

Thiết kế động cơ đốt trong hiện tại không hề thay đổi cả thế kỷ nay, và các hãng ôtô khi đưa ra những ý tưởng mới đều bị công kích khiến cho các dự án đó lần lượt thất bại.

Tuy nhiên, cuộc đua phát triển công nghệ tiết kiệm xăng lại một lần nữa được hâm nóng trong thời đại giá xăng trồi sụt thất thường, nhu cầu nhập khẩu xăng giảm, ngành công nghiệp nhiên liệu gặp khó khăn và các tiêu chuẩn khí thải ngày càng gắt gao. Các hãng còn lo lắng vì họ có thể tốn hàng tỷ USD phát triển công nghệ mới như xe điện hay xe lai, trong khi việc đầu tư sâu vào động cơ đốt trong có thể tiết kiệm cho họ một khoản kha khá.

Câu trả lời có thể là công nghệ mang tên HCCI, hay còn gọi là “Cháy đồng đều do nén”, gần giống động cơ diesel và không cần bugi đánh lửa. Các tập đoàn, trong đó có Honda và GM đều đã đầu tư vào nghiên cứu. Và bây giờ động cơ Scuderi cũng nổi lên như một giải pháp khác.

Động cơ xăng ngày nay vẫn còn nhiều chỗ trống dành cho phát triển, khi mà chỉ 1/3 lượng nhiên liệu chuyển hóa thành năng lượng cơ học và phần còn lại biến thành nhiệt lượng hay không được đốt và thoát ra ngoài.

Động cơ thông thường có 4 kỳ, piston đi xuống tạo không gian để hỗn hợp xăng - không khí đi vào, piston đi lên nén hỗn hợp đó lại và sau khi bugi đốt cháy nhiên liệu, piston đi xuống hoàn thành vòng nạp - nén - nổ - xả.

Theo tính toán của tác giả, quy trình này sẽ khiến khoảng cách của piston và trần xi-lanh khi nén cực đại chỉ còn 1 mm vì không bị giới hạn bởi van và bugi, làm tăng độ nén khí giúp đốt cháy nhanh và triệt để nhiên liệu hơn. Kỹ sư Scuderi chỉ ra rằng động cơ của ông có thể chuyển hóa 40% nhiên liệu thành cơ năng.

Nhà phát minh đáng kính đã gặp cơn đau tim và qua đời vào năm 2002. Các con của ông tiếp tục hoàn thiện công trình của người cha và thêm vào thiết kế một buồng chứa khí nén riêng nhằm tăng hiệu suất nén. Nhà sản xuất tin rằng động cơ Scuderi mới với buồng chứa khí nén và máy nén turbin sẽ làm tăng hiệu suất đốt lên đến 50%.

Tuy nhiên sẽ còn mất ít nhất 2 năm phát triển nữa để động cơ Scuderi đi vào thực tiễn. Rất khó để biết được hiệu quả của nó tại các tốc độ khác nhau và liệu độ bền của động cơ này đến đâu. Vấn đề độ bền đang được xem xét vì sự khác biệt nhiệt độ giữa 2 bên xi-lanh nén và xi-lanh đốt rất lớn.