Nhà sản xuất ô tô du lịch chạy diesel đầu tiên trên thế giới lại tiếp tục đi tiên phong trong việc sử dụng pít tông thép thay thế cho pít tông nhôm. Điều kiện của bước tiến này là xy lanh được phủ lớp thép carbon NANOSLIDE[sup]®[/sup]. Kết hợp giữa pít tông thép và xy lanh nhôm NANOSLIDE[sup]®[/sup] giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải CO2 đáng kể.
[pagebreak][/pagebreak]
Vào năm 1936, Mercedes-Benz đã trở thành công ty đầu tiên ra mắt xe du lịch chạy diesel, và trở thành hãng tiên phong trong công nghệ động cơ diesel. Kể từ đó các kỹ sư của thương hiệu ngôi sao 3 cánh luôn củng cố vị trí tiên phong bằng việc cho ra đời những công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao hiệu suất và hạ thấp mức tiêu thụ nhiên liệu sản phẩm của mình.
Hiện nay, các kỹ sư Mercedes-Benz đã thành công trong việc phát triển một loại pít tông mới. Tháng 9 năm này, pít tông thép công nghệ cao sẽ ra mắt thị trường trên động cơ V6 của chiếc Mercedes-Benz E 350 BlueTEC. Vẫn sản sinh 258 mã lực, nhưng động cơ sử dụng pít tông thép chỉ tiêu thụ 5 lít diesel/100 km, tiết giảm được khoảng 3% nhiên liệu.
Thông thường, pít tông thép chỉ được sử dụng trong động cơ xe tải nặng. Thân động cơ loại xe này được làm bằng gang nặng nề. Trong khi blốc máy của động cơ xe du lịch được làm bằng nhôm, do vậy pít tông nhôm đã trở thành tiêu chuẩn của động cơ diesel xe du lịch nhằm bảo đảm sự giãn nở của pít tông và xy lanh đồng bộ với nhau. Ngày nay, nhờ xy lanh nhôm được phủ 1 lớp thép carbon bằng công nghệ NANOSLIDE, pít tông thép hoàn toàn hòa hợp với xy lanh nhôm.
Khai thác lợi thế vật liệu
Thép nặng hơn nhôm, dưới tác động của nhiệt độ, thép giãn nở ít hơn, thép cũng dẫn nhiệt thấp hơn nhôm. Các kỹ sư của Mercedes đã phát hiện ra có thể lợi dụng những tính chất của thép để tạo ra những cỗ máy tốt nhất.
Buồng đốt kín hơn
Cùng một sự gia tăng nhiệt độ, độ giãn nở của thép chỉ bằng 1/4 so với nhôm. Do vậy các kỹ sư có thể chế tạo pít tông thép rất khít với xy lanh. Đến đây chúng ta sẽ đặt dấu hỏi, khi động cơ nóng lên, xy lanh nhôm sẽ giãn nở nhiều hơn pít tông thép, 2 bộ phận này sẽ không còn khít với nhau? Để sử dụng được pít tông thép, các xy lanh nhôm được phủ một lớp thép carbon NANOSLIDE, nhờ lớp phủ này độ giãn nở của xy lanh trở nên đồng bộ với pít tông thép. Buồng đốt kín hơn, hiệu suất sẽ tăng thêm và phát thải ít đi.
Xy lanh thép khỏe hơn, nhỏ hơn, ma sát ít hơn.
Nhờ thép rắn chắc hơn nhôm, các kỹ sư có thể thiết kế pít tông nhỏ hơn. Thiết kế mới lần đầu tiên áp dụng cho động cơ V6 diesel E 350 BlueTEC. Pít tông thép thấp hơn 13 mm so với nhôm. Pít tông hiện nay có chiều cao 71,6 mm sẽ chỉ còn 58,6 mm.
Nhờ vậy, cho dù tỷ trọng thép lớn hơn nhôm nhưng tổng trọng lượng pít tông, chốt xoay và vòng đệm là ngang nhau. Pít tông ngắn hơn, diện tích tiếp xúc với xy lanh giảm đi đồng nghĩa với việc giảm lực ma sát.
Dẫn nhiệt kém hơn, đốt nhiên liệu tốt hơn
Với tính chất dẫn nhiệt kém hơn nhôm, trong kì nổ giãn, nhiệt độ buồng đốt hầu như không thay đổi, chất lượng bắt lửa tăng lên, nhiên liệu được đốt cháy trọn vẹn hơn, thời gian cháy giảm đi giúp cho hiệu suất cao hơn và giảm khí thải gây ô nhiễm. Điều này càng rõ rệt khi động cơ hoạt động ở vòng tua trung bình là vòng tua thường dùng nhất trong lái xe hàng ngày.
Lợi thế của tỷ trọng
Với tỷ trọng cao hơn, pít tông thép dự trữ động năng lớn hơn giúp cho động cơ hoạt động ổn định hơn.
Vào năm 2009, dòng xe E-Class được Mercedes-Benz trang bị động cơ V6 sản sinh công suất cực đại 211 mã lực, phát thải 179 g CO2/km. Đến năm 2013, bằng việc áp dụng công nghệ phủ thép carbon lên nòng xy lanh bằng hồ quang, NANOSLIDE, động cơ V6 đã nâng công suất lên 258 mã lực và phát thải giảm còn 144 g CO2/km.
Với việc ứng dụng pít tông thép công nghệ cao, công suất có thể không đổi nhưng mức phát thải và tiêu thụ nhiên liệu có thể giảm được 3%.
Mercedes cho biết, sau động cơ V6, động cơ 4 xy lanh diesel sẽ được trang bị pít tông thép, và trong những năm sắp tới các động cơ diesel xe du lịch của thương hiệu ngôi sao 3 cánh đều sẽ được trang bị loại pít tông công nghệ cao này.
(theo daimler)
Last edited by a moderator:
Chủ đề tương tự
