Buzz
Ở các thành phố lớn, công nghệ Stop-Start đã đem lại một sự đổi mới đáng kể. Tuy nhiên, liệu nó có ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ theo thời gian dài không?
Công nghệ Stop-Start là gì?
Hệ thống Stop-Start được tích hợp sẵn trên hầu hết các mẫu xe hiện đại nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải khi xe đứng yên. Khi người lái nhả phanh hoặc đồng hồ ly hợp hiển thị sẵn sàng di chuyển, động cơ sẽ tự động khởi động lại.
Hệ thống Stop-Start hoạt động như thế nào?
Cơ chế của Stop-Start dựa vào việc tạm ngừng cung cấp nhiên liệu và việc đánh lửa trong động cơ khi xe dừng lại, dựa trên dữ liệu từ cảm biến điện tử nhận biết khi nào xe đang ở trạng thái dừng lại hoặc chân phanh được bấm. Tất cả hoạt động diễn ra tự động, nhưng người lái cũng có thể điều chỉnh bằng cách bật hoặc tắt chế độ này qua nút Stop-Start trên xe.
Quá trình khởi động của động cơ xe được thực hiện bằng cách kết nối một bánh răng nhỏ với một vòng răng bánh đà lớn xung quanh bên ngoài bánh đà của động cơ.
Công nghệ Stop-Start mới nhất có vẻ không khác gì so với hệ thống cũ, nhưng nó lại sở hữu động cơ mạnh mẽ hơn, phản ứng nhanh hơn và hoạt động mạnh mẽ hơn. Một số trong số đó có kí hiệu “TS” (sử dụng cuộn dây được đặt trước sau) và được thiết kế để linh hoạt trong các tình huống động cơ đang chuẩn bị dừng lại mà lái xe đột ngột tăng tốc.
Những tình huống này thường xảy ra khi lái xe đã quyết định dừng lại nhưng sau đó lại thay đổi ý kiến, ví dụ như khi tình hình giao thông thay đổi bất ngờ. Trong tình huống đó, mặc dù động cơ sắp nghỉ nhưng vẫn quay. Để tránh tiếng kêu lắc rắc, một cuộn dây sẽ kích hoạt động cơ khởi động để đồng bộ tốc độ với động cơ xe trước khi vào số.
Công nghệ Stop-Start ảnh hưởng như thế nào đến động cơ xe ô tô?
Khi nói về “độ bền” và “vòng đời” nói chung, cần xem xét tất cả các yếu tố, linh kiện liên quan đến quá trình khởi động. Tuy nhiên, mỗi lần chu trình stop-start được kích hoạt đều dẫn đến sự gia tăng mài mòn động cơ nếu không có biện pháp ngăn chặn.
“Một chiếc xe ô tô thông thường không có hệ thống stop-start tự động có thể trải qua 50.000 lần khởi động trong suốt vòng đời. Tuy nhiên, với chu trình stop-start được tự động kích hoạt mọi lúc, con số đó sẽ nhanh chóng vượt ngưỡng 500.000 lần trong một vòng đời động cơ.” Đó là một sự tăng đáng kể và là một thách thức lớn đối với độ bền của ổ bi.
Trục khuỷu, một phần không thể thiếu của động cơ và cũng là một trong những chi tiết nặng nhất, được nâng đỡ khi quay bởi một loạt các ổ trục được mài chính xác theo chiều dọc của nó chạy vào các ổ trượt trơn (không có bi). Các ổ trượt trơn này đóng vai trò quan trọng khi nằm gần động cơ khởi động.
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu và bề mặt ổ trượt trơn không tiếp xúc trực tiếp mà được tách ra bởi một lớp màng dầu siêu mỏng được đẩy vào dưới áp lực và được phân phối xung quanh bề mặt của ổ trượt bởi sức quay của trục khuỷu. Quá trình này được gọi là “Bôi trơn thủy động lực” nhưng khi động cơ dừng hoạt động, trục khuỷu đè lên ổ trượt, lúc này, 2 bề mặt kim loại của chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Rỉ sắt giúp chống lại sự bào mòn như thế nào?
Khi động cơ khởi động, có một thời điểm trước khi 2 bề mặt được tách ra bởi lớp màng dầu mỏng được gọi là “điều kiện giao thoa” – lúc này, trục khuỷu quay nhưng sẽ không có tiếp xúc trực tiếp với bề mặt của ổ trượt.
Đây chính là thời điểm xảy ra bào mòn mạnh nhất. Sử dụng công nghệ stop-start làm tăng số lần xuất hiện của điều kiện giao thoa này lên 500.000 lần, gấp 10 lần so với con số 50.000 mà một ổ trượt thông thường chịu được trong vòng đời của nó.
Có 2 giải pháp để ngăn chặn điều này xảy ra. Thứ nhất, các nhà sản xuất ổ bi đang nghiên cứu phát triển vật liệu mới có khả năng tự bôi trơn và chống chịu bào mòn khi khởi động. Federal Mogul cũng đã phát triển một vật liệu mới có tên là Irox với một lớp áo polymer chứa các phân tử sắt oxit (rỉ sắt) – vật liệu trở nên trơn mượt một cách đáng kinh ngạc khi ở dạng tinh thể siêu nhỏ.
Trên thực tế, ma sát của ổ trượt Irox thấp hơn nửa so với ổ trượt nhôm trước đây, phù hợp cho xe trang bị công nghệ stop-start.
Dầu nhớt ma sát thấp cũng có thể giải pháp
Cải tiến dầu nhớt là giải pháp thứ hai. Dầu nhớt mới chứa chất phụ gia phức tạp giảm ma sát và tăng độ bền của màn dầu.
Hãng Millers bắt đầu nghiên cứu dầu ma sát thấp từ năm 2006, giảm ma sát giữa pít tông và lớp lót xuống một nửa.
Khám phá này giảm nhiệt độ, hao phí năng lượng và tiêu thụ xăng, cùng giảm mài mòn của động cơ. Công nghệ Triple ester nano của Miller tiến xa hơn với lớp vảy polymer bám vào bề mặt của động cơ.
Công nghệ này từng dùng cho xe đua, giảm hao mòn khi khởi động lại trong xe thông thường sử dụng công nghệ stop-start.
Với ổ bi ma sát thấp và công nghệ bôi trơn, ảnh hưởng của stop-start đến độ bền động cơ đã được lý thuyết hóa. Thời gian sẽ trả lời liệu nó có thực sự hiệu quả hay không.
Công nghệ Stop-Start tiết kiệm nhiên liệu?
Khi dừng lại với động cơ ngưng, stop-start giúp tiết kiệm nhiên liệu tương đương nếu động cơ hoạt động.
Việc tiết kiệm cụ thể phụ thuộc vào loại truyền động. Thời gian không hoạt động càng nhiều thì càng tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, stop-start không hoạt động khi động cơ nguội hoặc pin yếu, và có thể bị tắt khi lái xe tháo dây an toàn hoặc bật điều hòa.
Stop-Start giảm khí thải trong đô thị, tiết kiệm xăng và cải thiện vận hành xe, không chỉ là vấn đề kinh tế.
