Chuyện gì sẽ xảy ra khi xi-lanh và piston của động cơ là hình vuông?

8 giờ trướcBài gốc

Garage 54 vốn nổi tiếng với những màn “hành xác” xe cộ không giống ai đã thực hiện một thí nghiệm khiến dân mê xe vừa tò mò vừa… rùng mình.

Nếu ở Mỹ, các tay độ xe thường tập trung vắt kiệt sức mạnh của những khối động cơ V8 thì ở Nga, những người thợ máy này sẵn sàng lắp động cơ ô tô từ cưa máy, dùng lò xo thay lốp, hay biến những câu hỏi “liệu có làm được không?” thành hiện thực.

Garage 54 thực hiện ý tưởng biến động cơ có piston tròn thành piston vuông. Ảnh: Garage 54

Lần này, họ quyết định thử nghiệm thứ mà không nhà sản xuất ô tô nào nghĩ tới, đó là chế tạo một động cơ piston vuông và nhét nó vào chiếc xe Lada cũ kỹ.

Biến ý tưởng điên rồ thành hiện thực

Để hiện thực hóa ý tưởng, Garage 54 dùng máy cắt dây EDM (phóng điện), cắt khối kim loại thành lòng xi-lanh vuông, lắp khít vào khối động cơ. Dù có sự hỗ trợ của máy móc chính xác, quá trình gia công, đo đạc, khoan cắt và lắp ráp diễn ra liên tục suốt trong nhiều tuần để đảm bảo từng chi tiết vừa khít.

Nguồn video: Garage 54

Nhưng “nhét chốt vuông vào lỗ tròn” chưa bao giờ dễ dàng. Ngay từ lần lắp đầu tiên, rắc rối đã xuất hiện khi các đầu van va vào thành xi-lanh khiến nhóm phải khoét rãnh nhỏ trong lòng xi-lanh để tránh hư hại.

Lần khởi động đầu tiên thất bại do vì áp suất nén của động cơ quá thấp. Không bỏ cuộc, họ lắp thêm một bộ séc măng thứ hai. Cuối cùng, chiếc Lada đã nổ máy nhưng tiếng gõ, rung lắc vang lên như thể chiếc xe đang khẩn cầu được về hưu sớm.

Chiếc Lada cũ được lắp động cơ piston vuông thất bại trong lần khởi động đầu tiên. Ảnh: Garage 54

Trên đường thử, bất ngờ thay, chiếc Lada "piston vuông" này vẫn có thể chạy khá êm ở số 1, lướt được ở số 2, và thậm chí đá văng ít sỏi như một cú “đốt lốp” nhẹ. Tuy nhiên, sau chuyến đi ngắn, nhóm đưa xe về để kiểm tra thiệt hại.

Kết quả không mấy khả quan với động cơ "độ" này khi dầu động cơ văng tung tóe, muội than bám khắp xi-lanh, và một vòng séc măng đã cháy đen như than củi.

Vòng séc măng trên đầu piston vuông bị cháy đen. Ảnh: Garage 54

Garage 54 thừa nhận séc măng mua sẵn có chất lượng không cao. Ngay cả khi dùng loại xịn nhất, vấn đề vẫn rất khó khắc phục vì séc măng vốn được thiết kế cho loại piston tròn, trong khi piston vuông gây áp lực cực lớn ở các góc, khiến việc tạo độ kín gần như bất khả thi nếu không được thiết kế riêng.

Thí nghiệm lý giải vì sao piston động cơ (hầu hết) luôn tròn?

Thí nghiệm này đã chỉ ra các lý do tại sao hơn một thế kỷ nay, ngành công nghiệp ô tô vẫn trung thành với piston tròn.

- Sản xuất dễ hơn: Khoan một lỗ tròn đơn giản hơn rất nhiều so với khoan một lỗ vuông.

- Phân bố lực đều: Hình tròn chịu áp lực nổ tốt hơn, giống như cách vụ nổ lan tỏa thành hình cầu.

- Độ kín tốt hơn: Vòng séc măng cho hình tròn dễ tạo phớt kín, giảm rò rỉ khí. Trong khi nó khó có thể tạo ra độ kín khít quanh piston vuông

- Ma sát ít hơn: Diện tích tiếp xúc của hình tròn nhỏ hơn, nghĩa là ít ma sát hơn ở bên trong xi-lanh, từ đó tạo ra hiệu suất cao hơn.

- Cân bằng tốt hơn: Động cơ chạy êm hơn, không rung lắc điên cuồng như piston vuông.

- Độ bền cao hơn: Các góc vuông của piston và xi-lanh là điểm yếu, dễ bị mài mòn và nứt gãy.

Piston tròn tồn tại vì nó là hình dạng hiệu quả nhất cho động cơ đốt trong chứ không phải là hình vuông. Ảnh: Garage 54

Về lý thuyết, piston vuông có thể giúp động cơ nhỏ gọn hơn mà vẫn giữ dung tích xi-lanh, nhưng nhược điểm về độ bền, công suất và khả năng tương thích khiến ý tưởng này không đáng để áp dụng thực tế.

Điều đó cho thấy piston vuông trông rất “ngầu”, nhưng chỉ phù hợp để làm trò thử nghiệm vui vẻ chứ không phải giải pháp kỹ thuật thực tế. Cũng giống như việc xe thể thao có thiết kế khí động học vì đó là tối ưu, piston tròn tồn tại vì nó là hình dạng hiệu quả nhất cho động cơ đốt trong.

Cuối cùng, Garage 54 đã chứng minh: "Đôi khi, lý do một thứ 'chưa từng được ai làm' đơn giản là… nó không đáng để làm."

(Theo Garage 54)

Ngô Minh

Nguồn VietnamNet : https://vietnamnet.vn/chuyen-gi-se-xay-ra-khi-xi-lanh-va-piston-cua-dong-co-la-hinh-vuong-2430738.html