Tìm hiểu động cơ đa nhiên liệu đốt ngoài

Từ khi ra đời, động cơ đa nhiên liệu đốt ngoài Cyclone đã tạo lên một hình ảnh mới mẻ trong thế giới xe hơi. Kích thước nhỏ gọn, hiệu quả tối ưu và phù hợp với công nghệ hiện đại chính là những lợi thế của Cyclone.

Lịch sử ra đời

Công ty khai sinh ra động cơ đa nhiên liệu đốt ngoài là Cyclone Power Technologies đặt trụ sở tại thành phố Pompano Beach, bang Florida do ông Harry Schoell làm giám đốc. Hiện nay, hãng Cyclone đang cố gắng quảng bá loại động cơ này dưới cái tên Schoell giống như trường hợp của Rudolf Diesel. Động cơ Cyclone là kết quả của nhiều năm trời nghiên cứu, nhờ đó ông Schoell đã được cấp 2 bằng sáng chế còn 11 bằng khác đang trong thời gian chờ phê duyệt.

Trái với động cơ đốt trong truyền thống, Cyclone đốt cháy nhiên liệu trong khoang ngoài dưới áp suất khí quyển và bên ngoài xi-lanh.

Bản chất

Cyclone là loại động cơ đốt ngoài tái sinh nhiệt Rankine Cycle. Nói một cách cụ thể, loại động cơ này có khả năng biến nhiệt thành công năng. Nguyên tắc hoạt động của Rankine Cycle hiện đang được sử dụng để sản xuất ra 80% nguồn điện cho thế giới hiện đại gói trọn trong một đặc điểm duy nhất: chạy bằng mọi loại dung dịch.

Phù hợp cho động cơ Cyclone, đặc điểm này đồng nghĩa với khả năng sử dụng mọi loại nhiên liệu miễn là sinh nhiệt.

Nguyên tắc hoạt động

Nguyên tắc của loại động cơ đốt trong truyền thống là đốt cháy nhiên liệu dưới áp suất cao bên trong xi-lanh. Trái lại, động cơ Cyclone đốt nhiên liệu trong khoang ngoài dưới áp suất khí quyển bên ngoài xi lanh. Nhiệt sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu được sử dụng để biến nước thành hơi. Như vậy có nghĩa là động cơ chạy bằng hơi nước chứ không phải bằng nhiên liệu.

Nguyên tắc hoạt động của Cyclone dựa theo chu trình Rankine với đặc điểm thú vị nhất là chạy bằng mọi loại dung dịch.

Theo hãng Cyclone Power, nguyên liệu cần thiết để tạo hơi nước không nhất thiết phải là nhiên liệu. Nhà sản xuất cho biết động cơ Cyclone có thể sử dụng bất cứ thứ gì từ vỏ cam, tảo đến nhiên liệu hóa thạch như butan, khí tự nhiên và than bột. Quá trình bắt đầu từ khâu nguyên tử hóa nhiên liệu và bơm nó vào trong buồng đốt ly tâm. Giống như mọi loại động cơ khác, bugi sẽ đốt cháy nhiên liệu, tạo ra ngọn lửa xoay xung quanh cuộn dây nhiệt. Theo thông tin từ hãng Cyclone, nước chứa trong bản thân cuộn dây nhiệt sẽ được chuyển hóa thành hơi chỉ trong vòng 5 giây.

Sau đó, hơi nước sản sinh sẽ truyền tới 6 xi-lanh dưới áp suất lên đến 3.200 psi, làm pittong chuyển động tương tự trong động cơ thông thường. Một điểm thú vị của công nghệ này là động cơ không cần bất cứ dung dịch bôi trơn nào để hoạt động. Nước sẽ đóng vai trò là nhiên liệu hoạt động và dầu bôi trơn. Bên cạnh đó, động cơ cũng không cần đi kèm bộ khởi động do cách thiết kế đặc biệt của hệ thống van.

Các pittong chuyển động xuống nhờ áp lực của hơi nước sẽ xoay quanh vòng bi hình sao, từ đó xoay trục khuỷu. Theo lời hãng Cyclone, động cơ được nối trực tiếp với hệ dẫn động, bỏ qua hộp số, nhờ đó tăng mô men xoắn ngay từ vòng quay đầu tiên (850 lb-ft).

Sau khi hoàn thành nhiệm vụ của mình và đẩy pittong xuống, hơi nước đi qua cửa xả hướng đến bộ ngưng để chuyển về thành nước. Nước tập trung trong lòng chảo trũng cuối bộ ngưng để chuẩn bị một chu kỳ mới. Bơm sẽ đưa nước từ lòng chảo trũng tới cuộn dây nhiệt và bắt đầu quá trình tiếp theo.

Ông Harry Schoell - Giám đốc của công ty Cyclone Power Technologies đã được cấp hai bằng sáng chế nhờ phát minh ra động cơ Cyclone.

Ứng dụng

Sau khi tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của loại động cơ khá ấn tượng này, chúng ta sẽ bàn đến các ứng dụng của nó trong thực tế. Nhà sản xuất đang dự định cho ra đời 5 phiên bản của động cơ Cyclone: Mark II, III, VI, WHE và Solar 1. Loại dùng trong ngành công nghiệp xe hơi là Mark V với công suất gần 100 mã lực rất lý tưởng cho dòng xe chở khách còn Mark VI sở hữu công suất 330 mã lực sẽ dùng trên xe tải và xe trọng tải lớn.

Tính năng thân thiện với môi trường

Động cơ Cyclone chạy bằng mọi loại dung dịch miễn là có bugi đánh lửa và sinh nhiệt. Về mặt lý thuyết, lượng nước nhỏ sử dụng để chạy pittong không cần phải thay. Động cơ không cần sự có mặt của dầu bôi trơn, bơm dầu, bộ khởi động và cả hộp số. Sự vắng mặt của những bộ phận không thể thiếu trong dòng xe hiện đại ngày nay cũng đồng nghĩa với chi phí sản xuất thấp cho mẫu xe ứng dụng động cơ Cyclone.

Nhờ đặc tính không thải ra khí động và sử dụng nước làm nhiên liệu, Cyclone hứa hẹn sẽ là loại động cơ cực thân thiện với môi trường.

Động cơ Cyclone có thể hoạt động bằng bất cứ loại nhiên liệu sinh học nào mà không cần trộn lẫn với nhiên liệu hóa thạch. Không dầu bôi trơn cũng có nghĩa là không cần thay dầu. Nhiệt độ đốt cháy thấp trong động cơ sẽ loại bỏ nguy cơ sản sinh khí NOx độc hại.

Bên cạnh đó, chúng ta cũng nên nhắc đến một số nhược điểm của động cơ Cyclone. Nói một cách trung thực, động cơ Cyclone gần như không có bất cứ nhược điểm nào ngoài tiếng ồn. Ngoài ra, việc 11 bằng sáng chế đang trong thời gian chờ phê duyệt cũng cản trở nhà sản xuất vẽ nên bức tranh toàn cảnh cho động cơ Cyclone.

Chính động cơ Cyclone đã gióng lên một hồi chuông mới mẻ trong thế giới xe hơi. Kích thước nhỏ gọn, hiệu quả tối ưu và phù hợp với công nghệ hiện đại chính là những lợi thế không thể chối cãi của Cyclone.

An Huy

Theo Bưu điện Việt Nam