Thiết kế Desaxe là gì?
Trong các dòng động cơ kiểu cũ, piston thường di chuyển theo đường tâm của lòng xi-lanh. Điều này có nghĩa là tâm trục khuỷu, chốt piston và tâm lòng xi-lanh nằm trên cùng một trục thẳng đứng khi piston ở điểm chết trên. Tuy nhiên, trên hầu hết các động cơ hiện đại, chúng ta bắt gặp một thiết kế khác biệt: xi-lanh và piston được đặt lệch đi vài milimet về phía cửa xả.
Trong hầu hết các động cơ đời cũ, piston chạy theo đường tâm của lòng xi-lanh. Nhưng ở hầu hết các động cơ hiện đại, xi-lanh và piston được đặt lệch vài milimet về phía bên xả của xi-lanh.
Những động cơ có trục khuỷu lệch khỏi đường tâm xi-lanh được gọi là động cơ “desaxe”. Trong tiếng Pháp, “Désaxé” có nghĩa là “không cân bằng”. Đây là thiết kế mà tâm của lòng xi-lanh được đặt lệch một chút so với đường tâm của trục khuỷu. Mặc dù khái niệm này ít được thảo luận trong giới motocross và tương đối mới đối với xe máy (phổ biến trong khoảng 15 năm trở lại đây), nhưng thực tế triết lý desaxe đã tồn tại từ lâu, thậm chí Henry Ford đã áp dụng nó cho động cơ Ford Flathead V8 từ những năm 1930.
Mục tiêu của việc thiết kế trục khuỷu lệch tâm
Mục tiêu chính của việc đặt lệch trục khuỷu là giảm ma sát. Ma sát đạt mức cao nhất trong kỳ nổ vì lúc này piston bị đẩy vào thành xi-lanh với lực mạnh nhất. Các kỹ sư thiết kế sẽ nhắm vào một dải vòng tua máy (RPM) cụ thể mà người lái thường xuyên sử dụng nhất (ví dụ từ 5.000 đến 8.000 vòng/phút), sau đó chọn khoảng cách lệch (tính bằng milimet) để tối ưu hóa cho dải tua đó.
Ở các động cơ 4 thì truyền thống, khi tất cả các bề mặt ổ đỡ (chốt piston, bạc đạn thanh truyền và tâm trục khuỷu) thẳng hàng theo trục đứng tại điểm chết trên, đòn bẩy sẽ bị triệt tiêu tạm thời. Ngược lại, khi trục khuỷu được đặt lệch (ví dụ 4mm, 8mm, 10mm hoặc 12mm), ba điểm này sẽ không bao giờ thẳng hàng tuyệt đối tại điểm chết trên.
Điều này làm thay đổi thời lượng của các kỳ trong chu kỳ 720 độ của động cơ 4 thì:
Kỳ nạp và kỳ nổ (hành trình đi xuống): Thời gian được kéo dài thêm.
Kỳ nén và kỳ xả (hành trình đi lên): Thời gian bị rút ngắn lại.
Một động cơ desaxe điển hình có thể có các kỳ lần lượt là 185, 175, 185 và 175 độ (tùy thuộc vào tỷ lệ giữa khoảng cách lệch và chiều dài hành trình piston).
Lợi ích đối với hiệu suất và độ bền
Việc piston liên tục thay đổi hướng chuyển động gây áp lực lớn lên trục khuỷu, thanh truyền và piston. Bằng cách đưa piston ra khỏi tâm, piston sẽ đạt đến điểm chết trên tại một thời điểm khác với thanh truyền, giúp phân tán lực xung kích trên nhiều độ quay của trục khuỷu hơn.
Sự giảm thiểu tải trọng tương hỗ này mang lại hai lợi ích lớn:
Tăng vòng tua máy: Cho phép động cơ đạt RPM cao hơn mà ít bị áp lực hơn (hoặc chính xác hơn là giảm stress khi vận hành ở tua cao).
Giảm ma sát: Việc giảm lực đẩy ngang (thrust) giúp piston di chuyển mượt mà hơn. Thay vì thay đổi góc thanh truyền một cách đột ngột như thiết kế đồng tâm, piston trong động cơ desaxe sẽ chuyển đổi từ lực đẩy chính sang lực đẩy phụ một cách êm ái hơn.
Ví dụ, Yamaha đã chọn mức lệch 12mm cho động cơ YZ450F để tối ưu hóa hiệu suất. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là cứ tăng khoảng cách lệch (ví dụ lên 15mm) thì sẽ tốt hơn; mọi thông số đều được tính toán kỹ lưỡng dựa trên mục đích sử dụng của xe.
Nếu bạn đang quan tâm đến việc nâng cấp hoặc tìm hiểu sâu hơn về các chi tiết kỹ thuật cho Động cơ xi-lanh đơn trên xe của mình, hãy liên hệ với các kỹ thuật viên chuyên sâu để được tư vấn chính xác nhất cho từng dòng xe.