Mercedes dự định sẽ sử dụng thép công nghệ cao thay thế cho hợp kim nhôm để chế tạo piston. Điều này sẽ đem lại lợi ích gì cho động cơ?
Mercedes dự định sẽ sử dụng thép công nghệ cao thay thế cho hợp kim nhôm để chế tạo piston. Điều này sẽ đem lại lợi ích gì cho động cơ?
Năm 1936, Mercedes-Benz đã trở thành nhà sản xuất ô tô đầu tiên trên thế giới ra mắt chiếc xe ô tô thương mại chạy bằng nhiên liệu diesel – 260D. Trải qua một giai đoạn dài phát triển với nhiều sự biến đổi cũng như sự phát triển của công nghệ nhưng động cơ diesel vẫn giữ vững được vị thế của mình nhờ ưu thế vượt trội về tính hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.
Với sự ra đời của piston thép công nghệ cao, các nhà sản xuất ô tô đã có thêm cơ sở để phát triển dòng động cơ này.
Sự khác biệt giữa piston hợp kim nhôm và piston thép công nghệ cao
Các piston thép công nghệ cao sẽ ra mắt trong động cơ V6 diesel của Mercedes-Benz trên mẫu xe E350 BlueTEC. Theo các thử nghiệm thì với piston mới có thể cho công suất đầu ra của động cơ tương tự như khi sử dụng piston nhôm hợp kim đang sử dụng (190 kW / 258 hp). Tuy nhiên sự khác biệt ở chỗ, với piston mới mức tiêu thụ nhiên liệu có thể giảm xuống mức 5,0 lít nhiên liệu cho 100 km (47 mpg) – giảm khoảng 3%so với pistom hợp kim nhôm.
Sở dĩ có được điều này bởi lẽ, piston thép sẽ giúp cải thiện hiệu quả của quá trình cháy nhờ khả năng dẫn nhiệt kém hơn của thép so với nhôm. Như vậy có nghĩa là nhiệt độ buồng đốt ít bị truyền ra ngoài thông qua piston, nhờ vậy nhiệt độ buồng đốt luôn duy trì cao hơn trong suốt quá trình cháy giúp động cơ tiết kiệm nhiên liệu hơn cũng như giảm các chất ô nhiễm trong khí thải.
Một lợi thế nữa của việc sử dụng thép là nó cho phép các piston có kích thước nhỏ hơn, trong khi vẫn không giảm khả năng chịu áp lực từ khí cháy bên trong buồng đốt. Ngoài ra, với việc độ giãn nở vì nhiệt của thép thâp hơn so với nhôm sẽ cho phép các nhà sản xuất giảm khe hở giữa piston và thành xilanh nhờ vậy sẽ tăng được công suất động cơ và giảm lượng khí thải chưa qua xử lý.
E 350 BlueTEC – model đầu tiên sử dụng piston mới
Trước đây, piston thép chỉ đực tìm thấy trong một số xe thương mại trong đó động cơ của xe sẽ sử dụng kết hợp piston thép với vỏ động cơ được làm từ gang nặng. Trong khi piston nhôm thường được tìm thấy trong các động cơ diesel sử dụng cho các xe thông thường. Tuy nhiên, với công nghệ thép mới, các piston của Mercedes-Benz sẽ có thể kết hợp một cách hài hòa và hoàn hảo trên những động cơ có vỏ nhôm nhẹ hơn rất nhiều.
Động cơ diesel đã đi một chặng đường dài kể từ khi lần đầu tiên Mercedes-Benz 260D. Có sự ra đời của công nghệ turbo trong những năm 70, sử dụng công nghệ lọc khí thải vào năm 1985 và sau đó sự xuất hiện của các động cơ diesel “common-rail” – điều khiển điện tử năm 1997. Thậm chí một số động cơ còn kết hợp động cơ diesel và xăng, chẳng hạn như của một Saturn năm 2009 tại Đại học Wisconsin-Madison. Hy vọng rằng với piston sử dụng công nghệ thép mới, nhẹ hơn, cho hiệu quả tốt hơn thì động cơ diesel sẽ có những bước tiến mới trong thời gian tới.
Nguồn: Autonet