Công nghệ đột phá SkyActiv X từ Mazda giúp xe hơi truyền thống hoạt động hiệu quả hơn và "sạch" hơn, nhưng liệu có quá muộn để "cứu" động cơ xăng?
Làm thế nào để bán một công nghệ động cơ mang tính cách mạng, rất phức tạp về mặt kỹ thuật và đòi hỏi các công thức toán học để hiểu? Đây là một câu hỏi khá khó trả lời, và là một câu hỏi mà chính Mazda sẽ phải "vật lộn" với nó.
Nhưng chính xác thì SkyActiv X là gì và tại sao chúng ta nên quan tâm đến nó? Để giải thích những công nghệ càng phức tạp thì càng cần người nghe có hiểu biết cao, nhưng nói một cách dễ hiểu thì SkyActiv X sử dụng công nghệ từ động cơ diesel để đốt xăng với tỉ lệ nhẹ hơn nhưng lại hiệu quả hơn. Xăng bị nén và cháy như động cơ diesel thông thường nhưng không tạo ra các chất gây hại như khí thải diesel, điển hình là NOx.
Công thức để có hiệu suất nhiệt tương đối phức tạp, nhưng bằng cách điều chỉnh tỉ lệ nén và chỉ số tỉ lệ nhiệt cụ thể, mọi thứ bắt đầu đi đúng hướng và cho hiệu quả tích cực. Về cơ bản, quá trình này sử dụng nhiều không khí hơn để đốt cháy cùng một lượng nhiên liệu.
So với động cơ SkyActiv G thế hệ trước, SkyActiv X nâng tỷ lệ không khí vào động cơ lên gấp đôi mức cân bằng hóa học, do đó, với cùng một lượng nhiên liệu, hai lần không khí sẽ được sử dụng để đốt cháy nhiên liệu. Đó là điểm mấu chốt để tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn vì phát sinh ít nhiệt lượng hơn và sự mất mát nhiệt cũng được giảm xuống.
Đơn giản hơn mà nói thì nhiệt độ đốt cháy thấp hơn sẽ làm giảm chênh lệch nhiệt độ giữa phần đầu xi-lanh, piston và thành xi-lanh, điều này giúp giảm bớt hao hụt trong quá trình làm mát.
Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chổ nếu tăng tỷ lệ không khí lên gấp đôi lượng nhiên liệu thì xăng sẽ không được đốt cháy hết như dự định. Vậy nên, đó chính là lí do để hệ thống khởi động kiểm soát đánh lửa nén (SPCCI) xuất hiện. Nghĩa là phạm vi nơi đánh lửa nén hoạt động (liên quan đến dải vòng tua và tải) sẽ bao gồm toàn bộ phạm vi đốt cháy.
Sao có thể làm được vậy? Đầu tiên, không khí và nhiên liệu sẽ được nén đến gần điều kiện đánh lửa nén. Tiếp đến, một quả cầu lửa nhỏ, giãn nở được bugi kích hoạt để tăng nhiệt độ và áp suất cho đến khi đạt đủ điều kiện để đánh lửa nén, theo đó phần lớn hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong xi-lanh đều được đốt cháy. Việc đánh lửa này được Mazda tối ưu dưới sự kiểm soát của một bộ xử lý điện tử khá phức tạp để quản lý thời gian đánh lửa.
Quay trở lại vấn đề cơ bản, khi động cơ diesel với khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt, mô-men xoắn thấp hơn ở những dải vòng tua cao, ít hao hụt nhiệt độ, kết hợp với những ưu điểm của động cơ xăng như phát thải khí sạch hơn, dải vòng tua cao hơn... thứ chúng ta có được chính là SkyActiv X.
Chúng ta hiện đang sống trong một thế giới luôn bị "ám ảnh" bởi khí thải ô nhiễm, và nếu đây là một ý tưởng tốt thì tại sao trước đây lại không có hãng xe nào khác thử thực hiện nó? Đây là một câu hỏi rất hợp lí. Nhưng câu trả lời thực sự là ý tưởng này đã được thử nghiệm hơn 10 năm trước bởi Mercedes-Benz.
Khái niệm thuở sơ khai của nó được gọi là DiesOtto, viết tắt của Rudolf Diesel (nhà phát minh động cơ diesel) và Nikolaus Otto (nhà phát minh động cơ xăng), cả hai đều là kỹ sư người Đức sinh ra trong thế kỷ 18.
Theo đúng phong cách của người Đức, Mercedes-Benz đã thử sức với động cơ DiesOtto từ năm 2007. Hãng đã lắp đặt động cơ ý tưởng này vào một chiếc S-Class có trục cơ sở dài và cho giới thiệu nó trong mẫu F700 concept tại Frankfurt Motor Show cùng năm đó.
Động cơ 1.8L 4 xi-lanh tăng áp kép trên F700 sản sinh công suất 240 mã lực và mô-men xoắn cực đại 400 Nm, trong khi mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình chỉ 4,4 lít/100km. Hiện vẫn chưa rõ lý do tại sao Mercedes-Benz không kiên trì với công nghệ này, nhưng một phần có thể là do chi phí, độ ổn định và nhu cầu của thị trường. Đối với Mazda, động cơ siêu nạp SkyActiv X 2.0L 4 xi-lanh cho công suất 177 mã lực và mô-men xoắn 224 Nm. Mức tiêu hao nhiên liệu thức tế nằm trong khoảng từ 6,5-7,3 lít/100km.
Sẽ như thế nào nếu lái một chiếc xe với động cơ DiesOtto? Liệu có nhiều khác biệt như khi lái một chiếc xe với động cơ tiêu chuẩn. Chắc chắn sẽ có vẻ hơi khác và cho cảm giác tinh tế hơn một chút. Tuy nhiên, khi trải nghiệm Mazda3 thế hệ mới sử dụng động cơ SkyActiv X, các chuyên gia khẳng định rất khó nêu được điểm mới hoặc những gì mang tính cách mạng đang hoạt động bên dưới nắp capô. Đây là một điểm tốt bởi vì đó là điểm để mang công nghệ mới vào sản xuất hàng loạt - nó chỉ cần hoạt động, và trong trường hợp của Mazda, họ đã thực hiện được điều đó.
Hơn nữa, hãng xe Nhật Bản còn chu đáo tích hợp phần hiển thị cảm biến hệ thống SPCCI của xe trên màn hình hệ thống thông tin giải trí, để khách hàng có thể thấy được khi nào nó hoạt động và khi nào thì không. Thực tế trải nghiệm cho thấy, ở dải vòng tua từ 2.000-4.000 vòng/phút, hệ thống SPCCI hoạt động tốt nhất, nhưng khi vượt qua phạm vi vòng tua đó và bắt đầu đạp ga, hệ thống sẽ tắt và động cơ trở lại hoạt động như một hệ thống xăng thông thường.
Công suất, mô-men xoắn và cách thức phân bổ cả hai được cải tiến mạnh mẽ so với động cơ 2.0L tiêu chuẩn của Mazda. Theo các chuyên gia lái thử, động cơ mới cho cảm giác mượt mà và sự phân phối mô-men xoắn rất tuyến tính, thậm chí có cảm giác như nó tạo ra lượng mô-men xoắn lớn hơn nhiều so với những gì Mazda tuyên bố. Nhưng câu hỏi đặt ra là mục đích để sở hữu động cơ này là gì? Lý do phải hỏi câu hỏi này là vì động cơ SkyActiv X không chỉ có giá cao hơn động cơ 2.0L thông thường, mà còn cao hơn cả 2.5L.
Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần nhìn lại một chút và xem Mazda như một hãng sản xuất ô tô đã kiên trì với công nghệ này mà không hãng xe nào khác làm được. Cũng giống như động cơ quay (một phát minh khác của người Đức) sẽ sớm được Mazda "tái sinh" như một phần của chiến lược mở rộng phạm vi sản phẩm.
Mazda có lẽ là hãng xe hơi duy nhất trên thế giới tiếp tục công khai tuyên bố rằng xe điện vẫn còn khá xa vời thực tế. Thứ nhất, bởi vì lượng khí phát thải của xe điện vẫn còn nhiều nghi vấn ở các quốc gia không có nguồn năng lượng sạch. Thứ hai là vì chi phí vẫn còn quá cao và việc sử dụng vật liệu thiên nhiên hiếm cho pin và các bộ phận khác vẫn chưa hoàn toàn được nghiên cứu kỹ trên một chu kỳ đầy đủ.
Đó là lý do tại sao Mazda tiếp tục đầu tư vào động cơ đốt trong, khi phần còn lại của ngành công nghiệp hoàn toàn dồn hết tâm tư để điện khí hóa - ít nhất là từ góc độ công khai. Thực tế là phần lớn các công ty xe hơi vẫn đang đầu tư mạnh vào cả động cơ xăng và diesel.
Đây là một cuộc tranh luận "triết học" hơn bất cứ cuộc tranh luận nào khác, nhưng chúng ta buộc lòng phải thông cảm với vị trí của Mazda, họ đã nỗ lực tạo ra được một động cơ đốt trong hiệu quả nhất khi vẫn còn có cơ hội. Vì vậy, đó là lý do tại sao động cơ SkyActiv X tồn tại và trước lúc mọi chuyện thay đổi thì bây giờ nó sẽ vẫn là động cơ hàng đầu của Mazda.
Các kỹ sư Mazda thừa nhận rằng về chi phí vật liệu của động cơ này vẫn rẻ hơn so với động cơ diesel tăng áp, nhưng lại tốn chi phí nghiên cứu và phát triển cho công nghệ, nên sẽ khiến mức giá tăng khoảng 1.000-2.000 USD so với động cơ 2.5L mạnh hơn.
Vậy tại sao chúng ta nên chọn động cơ SkyActiv X hơn là 2.5L thông thường? Nó giống như câu hỏi tại sao phải trả thêm tiền cho một hệ truyền động hybrid thay vì một hệ truyền động thông thường? Đó là một câu hỏi thực sự không thể trả lời nếu chúng ta cân đo lợi ích với chi phí. Ở đây, chúng ta cần phải có một chút cảm xúc, cộng với ý thức về khí thải CO2 và mong muốn sở hữu công nghệ động cơ mới nhất và tốt nhất từ thương hiệu Nhật Bản.
: