NISSAN NHẬN BẰNG SÁNG CHẾ VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG BẰNG SỢI CARBON - ĐƯA ĐẾN VIỆC GIẢM ĐƯỢC TRỌNG LƯỢNG ĐÁNG KỂ

Nissan đã được cấp bằng sáng chế cho động cơ đốt trong phần lớn được làm từ carbon. Điều này có thể mang lại nhiều lợi ích cho việc sản xuất các động cơ trong tương lai.

Nissan đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho động cơ đốt trong được làm chủ yếu bằng carbon. Nhà sản xuất Nhật Bản chỉ gợi ý chính xác những lợi thế mà điều này sẽ mang lại. Thông số kỹ thuật bằng sáng chế cho thấy vỏ động cơ chủ yếu sẽ được làm bằng sợi carbon nhẹ, trong khi các bộ phận chịu áp suất cao bên trong khối sẽ tiếp tục được làm bằng vật liệu kim loại.

Khí thải tốt hơn, ít hao mòn hơn

Để bảo đảm vỏ carbon có thể chịu được áp suất nhiệt xảy ra trong quá trình đốt cháy, các kỹ sư đã tạo ra một khe hở giữa xi lanh kim loại và vỏ bọc xung quanh. Nước làm mát phải liên tục lưu thông trong khe hở này, dựa trên nguyên lý kỹ thuật của lớp lót ướt. Carbon bù đắp cho nhược điểm này, đó là tính toàn vẹn yếu của vỏ kim loại. Ngược lại, Nissan chỉ ra rằng vỏ bọc bằng sợi carbon không nóng lên nhanh chóng, có nghĩa là khi động cơ khởi động, nó đạt đến nhiệt độ vận hành nhanh hơn và do đó giảm mài mòn. Đồng thời, Nissan sử dụng sự làm nguội bằng nước bên ngoài để ngăn carbon nóng lên quá mức, vì mặc dù có tất cả các đặc tính ưu điểm của vật liệu, nhưng khả năng chịu nhiệt độ kém hơn kim loại. Nói một cách đại khái: từ 150 độ C trở đi, carbon bắt đầu trở nên quá ấm. Hiện đã có những loại nhựa có thể chịu được nhiệt độ 260 độ C, nhưng việc chế tạo một động cơ từ chúng sẽ là một gánh nặng đối với việc đầu tư sản xuất giá thành phẩm cũng rất cao.

Giảm sức nặng đáng kể

Những người chịu trách nhiệm tại Nissan không so sánh trọng lượng của động cơ với một bộ phận hoàn toàn bằng kim loại có cùng khối lượng các cơ phận trong một động cớ. Nhưng chắc chắn là sẽ có khả năng giảm được trọng lượng rất lớn: cấu trúc hỗn hợp làm từ 40% nhựa epoxy và 60% sợi carbon nhẹ hơn 42% so với cấu trúc tương ứng làm bằng nhôm, nhẹ hơn ba lần so với cấu trúc làm bằng titan và nhẹ hơn năm lần so với cấu trúc làm bằng Titan, Thép. Ngoài ra, carbon cứng hơn nhôm hoặc thép từ hai đến năm lần và hệ số giãn nở nhiệt của sợi carbon lại thấp hơn đáng kể so với hầu hết các kim loại dùng để sản xuất động cơ đốt trong.

Piston và thanh truyền làm  động bằng Carbon

Trong khi Nissan chỉ mô tả vỏ động cơ trong bằng sáng chế của mình thì các công ty khác đang thử nghiệm piston hoặc thanh kết nối làm bằng carbon. Chuyên gia về linh kiện xe đua AWA Forged Composites từ Rolling Hills Estates, nằm cách L.A. khoảng 30 km về phía tây nam, đã cung cấp các thanh kết nối và pít-tông làm bằng carbon. Các pít-tông được cho là nhẹ hơn 40% so với các bộ phận thông thường và do tính dẫn nhiệt thấp hơn nên giữ được nhiều nhiệt hơn trong xi-lanh. Điều này sẽ dẫn đến quá trình đốt cháy hiệu quả hơn và do đó có nhiều năng lượng hơn.

Nissan GT-R mới với động cơ carbon?

Hiện vẫn chưa rõ Nissan muốn sử dụng động cơ carbon cho mẫu xe nào. Một mặt, hầu hết các tin đồn đều mô tả GT-R mới là đối tượng có nhiều khả năng nhận được nhất. Mặt khác, bằng sáng chế không nhất thiết có nghĩa là nhà sản xuất sẽ sử dụng thành phần được cấp bằng sáng chế trong sản xuất hàng loạt.

Vũ Thái An, người lính VNCH, ngày 19 Mai 2024