Giải mã cỗ máy kỳ lạ trên nắp capô ô tô

Nếu là tín đồ của thể loại phim tốc độ, chắc hẳn không ít lần bạn thắc mắc về "cỗ máy" trên nắp capô của những "chiến mã tốc độ" như Dodge Charger 1970 trong bộ phim Fast and Furious.

Bên cạnh dàn ô tô hiện đại, sự góp mặt của chiếc xe đua cổ điển có thiết kế phá cách như Dodge Charger 1970 mà Vin Diesel từng cầm lái trong Fast and Furious luôn để lại ấn tượng mạnh mẽ cho người xem. Tuy nhiên, khi những "chiến mã tốc độ" này hoàn thành vai diễn của mình, không ít thắc mắc được người xem đặt ra, mà một trong số đó là sự xuất hiện hiện ngổ ngáo và tạo ra âm thanh đầy uy lực của những cỗ máy trên nắp capô.

Thực chất, bộ phận lạ mắt này chính là một phần của hệ thống siêu nạp trên động cơ của những chiếc ô tô được chế tạo theo phong cách xe đua thể thao.

Cỗ máy hầm hố thường xuất hiện trên nắp capô các mẫu xe đua thể thao

Quay ngược bánh xe lịch sử, trở về với những giai đoạn phát triển của ngành công nghiệp ô tô thế giới. Đã có những thời kỳ các nhà sản xuất ô tô luôn tìm cách để những chiếc xe có thể di chuyển nhanh hơn, khỏe hơn. Ban đầu, cách đơn giản nhất là tăng dung tích cũng như số lượng xi lanh, điều này ngay lập tức mang lại hiệu quả. Tuy nhiên, giải pháp này lại làm gia tăng mức tiêu hao nhiên liệu của xe và trong bối cảnh giá xăng, dầu liên tục biến động, các nhà sản xuất ô tô hiểu rằng, đây không thể là phương pháp khả thi. Bởi, một chiếc xe thể thao, tốc độ cao nhưng chỉ có thể đi được quãng đường vài chục kilômet. Giải pháp tối ưu đưa ra phải là tăng hiệu suất của động cơ.

Mãi đến năm 1900, khi Gottlieb Daimler trở thành người đầu tiên được cấp bằng sáng chế cho hệ thống động cơ siêu nạp, vấn đề cân bằng giữa việc tăng sức mạnh động cơ và tiết kiệm nhiên liệu trên ô tô mới phần nào được giải đáp. Về cơ bản, đây là một hệ thống kết hợp giữa máy nén khí và động cơ của xe. Các máy nén sẽ tạo ra lực ép để đưa nhiều không khí hơn vào xi lanh, giúp tăng lượng ô xi hòa lẫn với nhiên liệu trong buồng đốt. Khi phản ứng đốt cháy hỗn hợp này sẽ xảy ra mãnh liệt hơn và tăng sức mạnh cho động cơ. Đến nay, nguyên lý cơ bản này vẫn được áp dụng ở những chiếc xe động cơ siêu nạp đời mới.

Một chiếc Bentley đời 1929 với máy nén khí gắn ở phần đầu xe

Tuy nhiên, điều này lại làm nảy sinh một vấn đề là các máy nén khí lấy năng lượng ở đâu để hoạt động? Để trả lời cho câu hỏi này, các nhà phát triển hệ thống siêu nạp trên động cơ ô tô đã sử dụng một hệ thống truyền động nối trục động cơ chính vơi máy nén. Hiểu một cách đơn giản là hi sinh một chút công suất từ động cơ chính để làm tăng sức mạnh tổng thể của chiếc xe.

Rất nhanh chóng, hệ thống động cơ siêu nạp đã được áp dụng rộng rãi từ những chiếc xe đua tới những chiếc xe dân dụng mặc dù ban đầu giá thành của chúng cũng không hề thấp.

Thế hệ đầu tiên của động cơ siêu nạp có "dạng rễ". Đây là cách ví von để miêu tả cách bố trí cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống siêu nạp trên ô tô. Động cơ chính đặt dưới nắp capô sẽ truyền động năng đến máy nén khí ở bên thông qua hệ thống truyền động bằng dây curoa. Vì vậy, nếu các mẫu xe đua thể thao sử dụng bộ nén khí kích thước lớn, nắp capô của xe sẽ khó có thể đóng lại bình thường. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề quá phức tạp, đặc biệt là đối với các hãng độ ô tô. Bởi với một chiếc xe đua thể thao, sự xuất hiện của bộ nén trên nắp capô, không chỉ tối ưu hóa hiệu quả hoạt động, mà còn mang lại dáng vẻ mạnh mẽ hầm hố hơn cho chiếc xe.

Chiếc Corvette đời 1966 với động cơ siêu nạp dạng rễ tiêu biểu

Ưu điểm của hệ thống siêu nạp dạng rễ trên động cơ ô tô chính là thiết kế đơn giản, giá thành rẻ, có tác dụng tăng hiệu suất cho chiếc xe ngay từ những vòng tua máy thấp. Thế nhưng nó cũng có hạn chế khi tạo ra nhiệt độ rất cao, ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ. Việc sử dụng một phần sức mạnh của động cơ để chạy máy nén cũng làm cho hiệu suất của nó không bằng được với động cơ tăng áp.

Theo thời gian, các thế hệ động cơ siêu nạp hiện đại sau này được phát triển khá đa dạng như siêu nạp dạng ốc vít hoặc siêu nạp dạng ly tâm. Chúng có cấu tạo phức tạp hơn rất nhiều, khắc phục được những nhược điểm của động cơ siêu nạp dạng rễ.

Một hệ thống động cơ siêu nạp dạng ốc vít đôi

Tuy vậy, đến bây giờ, khi công nghệ chế tạo ô tô phát triển như vũ bão, giới chơi xe vẫn mê mẩn vẻ đẹp của những khối động cơ siêu nạp dạng rễ cồng kềnh trên nắp capô ô tô. Bởi, hơn cả câu chuyện về vấn đề tăng hiệu suất, nó đã trở thành một nét văn hóa yêu thích của không ít tín đồ đam mê xế độ.

(Theo Thế giới xe)