Quá trình phát triển động cơ Turbo cùng Porsche: “Dưới những áp lực”

Nhìn bề ngoài, nó trông như vỏ ốc, nhưng nó làm động cơ chuyển động nhanh hơn rất nhiều. Kể từ đầu những năm 70, Porsche đã đặt niềm tin vào động cơ tăng áp để cải thiện hiệu suất làm việc. Vào năm 1972, công nghệ này đã được dùng cho xe thể thao và mang lại thành công vang dội với sức mạnh 917/10. Với động cơ Turbo 911, ngay từ những ngày đầu phát triển đã đạt tới 191 kW (256 HP), thương hiệu Porsche cuối cùng gia nhập cuộc đua của những nhà sản xuất xe ô tô thể thao có hiệu suất cao.   

Đầu tiên, Porsche chỉ lên kế hoạch cho 500 sản phẩm cho dòng 930, số lượng này sẽ đủ cung cấp cho các mẫu xe hơi của hãng. Dưới những yêu cầu cao là làm sao để bó má cơ của động cơ phù hợp cho cánh sau đã làm cho những nhà sản xuất phải suy nghĩ lại. Vào năm 1977, lần cải tiến đầu tiên được thực hiện cho động cơ Turbo 911. Sự cải thiện từ 3.0 lít lên 3.3 lít và nâng công suất lên 220 kW (300 HP). Ngoại trừ một số sửa đổi nhỏ, 930 vẫn nằm trong phạm vi sản xuất và gần như không thay đổi cho đến năm 1988. Nó đặt nền tảng cho câu chuyện thành công của động cơ Turbo và mở ra chương mới cho thế hệ động cơ tiếp theo - 922 - thay cho động cơ 911.  

Bộ nạp nhiên liệu của động cơ Turbo 911 S.

Nguyên tắc cơ bản để cải thiện hiệu suất cho động cơ tăng áp mà vẫn áp dụng cho đến ngày nay là: Sau khi đánh lửa và giãn nở, hỗn hợp cháy sẽ thoát ra qua hệ thống ống xả và qua các van xả dưới áp lực lớn, điều này sẽ làm quay động cơ ở tốc độ cao. Một trục sẽ kết nối với tua-bin tới một máy nén của bánh xe, nó sẽ hút không khí sạch ở bên ngoài vào trong buồng đốt ở phía đầu vào, do đó đảm bảo việc đốt cháy nhiên liệu sẽ hiệu quả hơn. Ngày nay thì điều này đã đơn giản hơn rất nhiều.

Tham khảo: Bảng giá xe Porsche Macan mới nhất

Nhưng công nghệ này không phải không có những nhược điểm. Động cơ tăng áp cũng có thể đạt đến nhiệt độ cao nhất định. Vỏ của tua-bin cũng có thể đạt tới sức nóng đến 1000 độ C và cần phải được che chắn dọc theo máy nén khí. Theo một cách lý tưởng, không khí đầu vào không nên quá 20 độ C trước khi vào xi-lanh. Nếu lớn hơn 20 độ C, thì mật độ không khí giảm và làm suy yếu quá trình đốt cháy. 

Quá trình phát triển động cơ Turbo của Porsche đã có những bước tiến lớn kể từ năm 1974, chủ yếu nhờ vào Porsche. Qua hàng thập kỷ, Zuffenhausen đã cho thấy Turbo đồng nghĩa với công nghệ hàng đầu. Mô hình hàng đầu của mọi thế hệ 911 đã sản sinh ra từ cái tên của nó. Công nghệ này được thiết lập đặc biệt hiệu quả và sản sinh ra khí thải thấp trong khi nó vẫn đang được cải tiến.

Có lẽ thành tựu của động cơ Turbo đã đạt thành quả lớn hơn trong việc hút khí tự nhiên. Porsche đã thành công trong việc thuần hóa một sức mạnh lớn để biến động cơ thành một cỗ máy thực sự.

Có thể bạn quan tâm: Mua ô tô giá rẻ nhất tháng 3 năm 2020

Porsche 911 Turbo (930)

Ngay cả động cơ tăng áp của động cơ đầu tiên,1974, cũng có van áp suất khí thải, thứ trước đây mà chỉ quen thuộc ở các mẫu xe đua. Với mức áp suất tối đa 0,8 bar, tạo ra công suất 191 kW ( 260 HP), nhưng lực đẩy đột ngột ở mức 3.500 vòng/phút. Vào năm 1977, thế hệ kế nhiệm đã có mức áp suất 221 kW (300 HP) với bộ nén ở bánh xe lớn hơn. 

Loại động cơ: Turbo

Dung tích: 3,299 cm3 

Áp suất tối đa: 0,8 bar

Công suất tối đa: 300 HP; mô-men-xoắn: 412 - 430 Nm

Porsche 959 

Porsche đã chứng minh tiềm năng phát triển tương lai của công nghệ Turbo - 959 lần đầu tiên được ra mắt tại IAA năm 1983 dưới dạng nghiên cứu nhóm B và được ra mắt 3 năm sau đó dưới phiên bản đường bộ. Siêu xe thể thao dẫn động 4 bánh có hệ thống tăng tốc tuần tự phức tạp với 2 bộ tăng áp có kích thước khác nhau. Cái nhỏ hơn đi với tốc độ động cơ thấp hơn. Hơn nữa, hệ thống kiểm soát tăng tốc điện tử được phát triển bởi Porsche. Động cơ bốn van cũng có đầu xi-lanh làm mát bằng nước. 

Loại động cơ: Twin-Turbo (tuần tự)

Dung tích: 2,850 cm3   

Áp suất tối đa: 1.0 bar 

Công suất tối đa: 450 HP, mô-men-xoắn: 500 Nm

Porsche 911 Turbo (964)

Động cơ Turbo 911, của thế hệ 964, tạo ra công suất 235 kW (320 HP), ban đầu sử dụng động cơ 3,3 lít của thế hệ tiền nhiệm năm 1991. Nhờ vào cơ chế thoát khí thải phức tạp cùng với bộ chuyển đổi xúc tác 3 chiều. Một phiên bản 3,6 lít theo phiên bản 1993 với công suất 265 kW (360 HP) nhưng tiết kiệm nhiên liệu hơn. 

Loại động cơ: Turbo

Dung tích: 3,299 cm3

Áp suất tối đa: 0,8 bar

Công suất tối đa: 320 HP, mô-men-xoắn: 450 Nm

Porsche 911 Turbo (933)

Vào năm 1995, Porsche đã trình làng động cơ Turbo 911 của thế hệ 933 cuối cùng - làm mát bằng không khí. Đây là lần đầu tiên Porsche dựa vào sức mạnh của 2 loại động cơ tăng áp trên mô hình sản xuất của mình. Tuy nhiên, không giống như 959, chúng không hoạt động tuần tự mà hoạt động song song. Mỗi động cơ cung cấp 1 dãy xi-lanh cho động cơ 3,6 lít 6 xi-lanh có khí nạp. Với động cơ Turbo 911 là động cơ ít khí thải nhất tại thời điểm đó, từ năm 1997 những mẫu xe tương tự sử dụng động cơ Turbo S. Theo quan điểm cấp tiến nhất, những phiên bản xe thể thao được lấy cảm hứng từ động cơ Turbo như phiên bản 911 GT2 có thể đạt công suất 330 kW và tạo ra 450 mã lực (HP). 

Loại động cơ: Twin-Turbo (song song)

Dung tích: 3,600 cm3 

Áp suất tối đa: 0.8 bar 

Công suất tối đa: 408 HP, mô-men-xoắn: 540 Nm

Porsche 911 Turbo S (996)

Thế hệ 996, được giới thiệu vào năm 1997, cũng là phiên bản động cơ được giới thiệu vào năm 2001 đánh dấu một bước tiến mới: tất cả các loại động cơ, bao gồm cả động cơ 3,6 lít đã sử dụng chất làm mát.

Động cơ Turbo và Turbo S đều có VarioCam Plus, một sự điều chỉnh của trục cam nạp bao gồm chuyển đổi nâng van của các van nạp. Động cơ Turbo dựa trên hệ truyền động của người chiến thắng Le Mans năm 1998 - 911 GT1.

Tiêu chuẩn trên Turbo S: Porsche Ceramic Composite Brakes (PCCB). 

Phiên bản S sở hữu động cơ có công suất 330 kW (450 HP) làm cho bộ tăng áp lớn hơn, bộ làm mát không khí sạc hiệu quả hơn và bộ chuyển đổi xúc tác được sửa đổi. 

Loại động cơ: Twin-Turbo (song song)

Dung tích: 3,600 m3  

Áp suất tối đa: 0.9 bar 

Công suất tối đa: 450 HP, mô-men-xoắn: 620 Nm

Porsche 911 Turbo (997)

Thế hệ 997, của động cơ Turbo 911, làm ngạc nhiên tất cả mọi người vào năm 2006 và cũng là lần đầu tiên: Porsche kết hợp động cơ gas được gọi là VTG - động cơ hình học biến thiên. Điều này có nghĩa là có những góc tấn công khác nhau cho van dẫn. Ở động cơ tốc độ thấp, các van đứng thẳng hơn trong luồng khí thải và do đó phản ứng sớm hơn. Mặc dù đã được thiết lập trong động cơ diesel, nhưng động cơ VTG cho động cơ Turbo 911 phải phát triển từ đầu. Nhiệt độ của nó cao hơn nhiều so với động cơ diesel do vậy chất liệu cũng phải được cấu tạo từ vật liệu hàng không.

Loại động cơ: Twin-Turbo (song song)

Dung tích: 3,600 cm3

Áp suất tối đa: 1.0 bar 

Công suất tối đa: 480 HP; mô-men-xoắn: 620 Nm với điều chỉnh phù hợp.

Porsche 911 Turbo S (992)

Sự phát triển của Turbo đã đạt đến tầm cao mới ở thế hệ 992. Động cơ mới của Turbo 911 kết hợp cổng thải của VTG - với những sự khác biệt mà cho đến bây giờ chúng là hình ảnh phản chiếu của nhau và thậm chí lớn hơn vậy. Lợi thế của sự cải tiến mới là sau khi bắt đầu làm mát, bộ chuyển đổi xúc tác làm nóng nhanh hơn bởi vì chúng làm nóng trực tiếp qua đường dẫn được điều khiển điện tử. Điều đó mang lại lợi ích tới sự hiệu quả: áp suất ngược của khí thải được tự động giảm khi hoạt động ở mức tải đầy, giúp giảm lượng khí dư trong xi lanh gây cản trở quá trình đốt cháy.

Loại động cơ: Twin-Turbo (song song)

Dung tích: 3,800 cm3 

Áp suất tối đa: 1,4 bar

Công suất tối đa: 650 HP; mô-men-xoắn: 800 Nm

Xem thêm: 

• Hình ảnh những chiếc xe VinFast dành cho CSGT Việt Nam
• Huyền thoại Toyota Land Cruiser cán mốc 10 triệu xe bán ra sau 68 năm

(Nguồn ảnh: Porsche)