Công nghệ TDCi của Ford: Kinh tế, êm ái

Động cơ diesel chưa bao giờ được ưa chuộng ở xe khách. Phải đến cuối thập niên 70, động cơ diesel mới được xem xét sử dụng trên xe khách bởi lệnh cấm xuất khẩu dầu của OPEC, nhưng cũng chỉ có một sự thâm nhập nhỏ của loại động cơ này vào thị trường. Mặc dù chúng kinh tế hơn, nhưng có đến 8 vấn đề mang tính lịch sử của loại động cơ này.

• Được Rudolf Diesel phát minh năm 1892, máy dầu  luôn bị cho là ồn và không bốc

  Do có tỷ số nén cao (20:1 so với động cơ xăng là khoảng 8:1), nên động cơ diesel thường nặng hơn.

• Giá thành chế tạo động cơ diesel đắt hơn so với động cơ xăng.

• Do nặng và có tỷ số nén cao, nên động cơ diesel có tốc độ vòng quay cực đại thấp hơn so với động cơ xăng. Điều đó khiến động cơ diesel có mô men xoắn cao hơn và công suất thì thấp hơn, do đó khả năng gia tốc kém hơn động cơ xăng (không “bốc” bằng động cơ xăng)

• Động cơ diesel phải dùng hệ thống phun nhiên liệu, mà trước đây hệ thống này rất đắt và hoạt động không tin cậy.

• Động cơ diesel thải nhiều khói, và mùi rất khó chịu.

• Khó khởi động trong thời tiết lạnh, và nếu có bugi sấy thì cũng cần phải chờ một lúc thì mới có thể khởi động được.

• Động cơ diesel ồn và rung hơn

• Nhiên liệu diesel khó kiếm hơn xăng.

Một hoặc hai nhược điểm trên có thể chấp nhận được, nhưng với tất cả những nhược lớn trên thì thật khó chấp nhận với đa phần mọi người.

Nhưng động cơ diesel có hai lợi thế lớn mà động cơ xăng không thể có: đó là tiết kiệm nhiên liệu và tuổi thọ động cơ cao hơn. Điều đó có nghĩa là, bạn sẽ tiết kiệm được nhiều tiền hơn trong suốt quãng thời gian sử dụng xe.Tuy nhiên bạn lại phải bỏ nhiều tiên hơn để mua xe được trang bị động cơ diesel. Vì vậy bạn phải sử dụng động cơ diesel trong một thời gian dài thì mới có hiệu quả. Cũng vì lý do này mà trong một thời gian dài, loại động cơ này thường chỉ dùng trên xe tải, xe kéo và không có lợi khi sử dụng trên xe khách.

Công nghệ TDCi của Ford

Công nghệ TDCi của Ford khắc phục những nhược điểm cơ bản của động cơ diesel.

Với Ford, tương lai của công nghệ động cơ diesel thuộc về 4 từ: TDCi. Là loại động cơ diesel tăng áp có tính năng êm ái như động cơ xăng, nhưng cùng lúc đó lại mang sức mạnh và tính kinh tế của một động cơ diesel thực thụ. Và Ford đã đạt được mục tiêu đó với “Turbocharge Common Rail injection,” viết tắt là TDCi.

Trên hình vẽ là sơ đồ công nghệ TDCi của Ford. Tất cả các xi lanh của động cơ được lấy nhiên liệu từ một đường ống chung (common rail). Một bơm nhiên liệu cao áp sẽ cung cấp nhiên liệu cho đường ống chung này, nó còn gồm cả đường cao áp dầu hồi về với bộ giới hạn áp suất. Nhiên liệu được phân phối từ các đường ống chung đến từng vòi phun, các vòi phun này sẽ nhận được tín nhiệu phun từ bộ điều khiển trung tâm ECU và EDU.

Ở động cơ diesel truyền thống, các vòi phun đều được cung cấp nhiên liệu bởi các bơm cáo áp độc lập. Và một bơm phân phối dẫn động bởi động cơ sẽ cung cấp nhiên liệu theo các đường độc lập đến vòi phun. Nhưng với hệ thống common rail, thời điểm phun là lượng nhiên liệu phun các thể được điều chỉnh chính xác theo điều kiện hoạt động của động cơ. Và ưu điểm của công nghệ TDCi là:

• Nâng cao khả năng vận hành

• Kinh tế

• Phát thải độc hại thấp

• Êm ái

Tại sao TDCi có thể làm giảm tiếng ồn củng động cơ diesel?

Công nghệ TDCi có thể kiểm soát mức độ ồn của động cơ bằng cách tránh những điều kiện hoạt động bất lợi. Thiết bị theo dõi sử dụng một cảm biến rung áp điện. Nó được đặt trong lốc máy của động cơ và giữa các xi lanh để thu nhận tiếng ồn tại đây. Sau đó tín hiệu được chuyển đến bộ vi xử lý của EDM. Những rung giật có cường độ mạnh sẽ được xử lý tưc thời bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu phun. Chỉ một sự thay đổi nhỏ cũng có thể giúp động cơ êm ái hơn rất nhiều.

Công nghệ TDCi giảm tốc độ tăng áp suất trong xi lanh để khử rung giật

Hiệu quả của công nghệ phun nhiên liệu tiên tiến.

Quá trình phun nhiên liệu sẽ quyết định đến đặc tính êm ái của  của động cơ diesel. Nhiên liệu được phun một cách có chủ đích bằng một lượng nhỏ trước quá trình phun chính, được gọi là phun mồi (pilot injection), sẽ có ảnh hưởng tốt đến quá trình cháy. Nhiên liệu được phun mồi không những làm tăng áp suất, hiệu suất của quá trình cháy mà còn làm quá trình cháy trở lên êm dịu hơn. Kết quả là công suất động cơ vừa tăng, mà lại giảm được rung giật, ồn, và tiếng gõ của động cơ diesel.

Quá trình phun mồi giúp tăng hiệu suất cháy và làm giảm độ rung cho động cơ

Như vậy, có thể nói, công nghệ TDCi của Ford đã giúp khắc phục được những điểm yếu cơ bản của động cơ diesel. Các công nghệ mới trên động cơ diesel nói chung và TDCi của Ford nói riêng đã giúp động cơ diesel được sử dụng rộng rãi hơn để góp phần tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường.

• Long Thành