Như đã biết ở bài viết trước, xe 2 cam và xe 1 cam sẽ chẳng khác gì nhau khi hoạt động ở tốc độ máy thấp loanh quanh 10000rpm. Mỗi dòng lợi một cái: cam đơn lợi về khối lượng, cam đôi lại lợi về việc giảm áp lực lên thành máy và vị trí lắp bugi. Tuy nhiên, mọi thứ có thể được giải quyết nhờ vào công nghệ vật liệụ. Vì vậy với xe phổ thông phân khối nhỏ, hãng nào thích cái nào thì dùng cái đó, SOHC hay DOHC đều được, sẽ cho ra mức hiệu suất trên một chiếc xe tổng thành tương đối như nhau, vậy thôi.
Trên dòng xe nhỏ, khi Honda bán Winner cam đôi 150cc thì một loạt các bài viết so sánh DOHC (Winner) và SOHC (Exciter) nổ ra, tranh cãi nãy lửa về nước đề cũng như nước hậu của xe 1 cam và xe 2 cam. Tóm tắt các giải thích chung thì SOHC ăn đề còn DOHC ăn hậu. Nhưng khi đọc thì thông số động cơ 2 xe gần như nhau (đều có mã lực bằng nhau, dải powerband lại trùng giống nhau, chỉ khác chút về việc Winner có tỉ số nén cao hơn). Khi các anh em test tốc độ thì lại khá tương đương nhau, vậy nên tranh cãi cứ mãi diễn ra. Có anh em dùng việc đi dyno để so sánh thì cái đấy nó lại liên quan đến việc tuột công suất qua các cơ cấu khi truyền ra bánh sau khi các cơ cấu này mỗi hãng lại khác nhau, khi dùng mấy con số đó để so sánh thì mất đi tính chính xác.
Như vậy, trên phương diện kĩ thuật, động cơ DOHC hơn SOHC cái gì? Câu trả lời quay lại phía trên, chả khác gì nếu như dùng cho các dòng xe có tốc độ máy thấp. Động cơ 2 cam và 1 cam chỉ khác nhau (về độ bền cũng như phần lò xo đầu) khi lên tốc độ máy cao hơn, dĩ nhiên ở phương diện động cơ zin, mình không nói về phần độ.
Bây giờ là phần tiếp theo giải thích cho câu nước hậu và nước đề. Chúng không nằm ở việc xe DOHC hay SOHC mặc dù có liên quan tí chút (tí nói sau). Với cùng một phân khối và cách thiết kế cam, sự khác nhau về nước đề nước hậu nằm ở kích thước piston và hành trình piston của mỗi động cơ.
Trên dòng xe nhỏ, khi Honda bán Winner cam đôi 150cc thì một loạt các bài viết so sánh DOHC (Winner) và SOHC (Exciter) nổ ra, tranh cãi nãy lửa về nước đề cũng như nước hậu của xe 1 cam và xe 2 cam. Tóm tắt các giải thích chung thì SOHC ăn đề còn DOHC ăn hậu. Nhưng khi đọc thì thông số động cơ 2 xe gần như nhau (đều có mã lực bằng nhau, dải powerband lại trùng giống nhau, chỉ khác chút về việc Winner có tỉ số nén cao hơn). Khi các anh em test tốc độ thì lại khá tương đương nhau, vậy nên tranh cãi cứ mãi diễn ra. Có anh em dùng việc đi dyno để so sánh thì cái đấy nó lại liên quan đến việc tuột công suất qua các cơ cấu khi truyền ra bánh sau khi các cơ cấu này mỗi hãng lại khác nhau, khi dùng mấy con số đó để so sánh thì mất đi tính chính xác.
Như vậy, trên phương diện kĩ thuật, động cơ DOHC hơn SOHC cái gì? Câu trả lời quay lại phía trên, chả khác gì nếu như dùng cho các dòng xe có tốc độ máy thấp. Động cơ 2 cam và 1 cam chỉ khác nhau (về độ bền cũng như phần lò xo đầu) khi lên tốc độ máy cao hơn, dĩ nhiên ở phương diện động cơ zin, mình không nói về phần độ.
Bây giờ là phần tiếp theo giải thích cho câu nước hậu và nước đề. Chúng không nằm ở việc xe DOHC hay SOHC mặc dù có liên quan tí chút (tí nói sau). Với cùng một phân khối và cách thiết kế cam, sự khác nhau về nước đề nước hậu nằm ở kích thước piston và hành trình piston của mỗi động cơ.
Dựa vào kích thước và hành trình piston, ta phân ra 3 loại máy: máy undersquare, máy square và máy oversquare. Máy square (vuông) ý nói về các động cơ có kích thước xi lanh tương đương với hành trình piston, lấy ví dụ như Winner (57.3 x 57.8mm), Ex135 (54 x 58.7mm), Ex150 (57 x 58.7mm). Còn máy oversquare (hơn vuông) chỉ mấy động cơ có kích thước piston lớn hơn hành trình piston, ví dụ như Raider xăng cơ và Raider FI ( 48.8x 62mm) cũng như máy CBR150 đời trước (63.5 x 47.2mm) và các máy phân khối lớn sport, supersport khác.
Cùng một phân khối, do hành trình piston ngắn nên máy oversquare có tốc độ máy cao hơn hẳn máy square mà vẫn đảm bảo về tốc độ piston tối đa bằng với máy square, đồng nghĩa độ bền tay dên là như nhau. Trong phân tích ở những bài viết trước, với cùng tốc độ piston Winner và Exciter có thể đạt 10000 rpm thì Raider đạt tận 13000rpm.
Nói một tí về công thức tính mã lực
Phía trên là công thức tính bHP từ momen xoắn (torque) và tốc độ động cơ tại thời điểm đo momen xoắn đó (rpm). Từ đó chúng ta kết luận được một điều là: động cơ sẽ có HP càng cao khi xe giữ được moment xoắn cao ở dải rpm cuối của động cơ. Nhưng vấn đề ở đây là cây cam sẽ chỉ tối ưu được cho 1 dải rpm nào đó, tựu chung là hiệu suất nạp khí chỉ cao ở được 1 đoạn, nên phải chọn lựa, và dĩ nhiên phải chọn ở rpm cuối thôi nếu muốn có HP cao nhất.
Với tốc độ máy càng cao thì càng dễ chế tạo một động cơ có công suất cao. Và vì máy over vốn quay nhanh hơn nên cây cam của nó cũng được thiết kế cho dải rpm cuối - cao hơn so với máy square. Từ đó dẫn đến máy over có công suất cao hơn. Tuy nhiên do trái lớn hành trình ngắn, ở cùng một rpm thì piston máy over nó sẽ thụt chậm (chậm hơn square), dẫn đến việc hút và trộn hòa khí ở rpm thấp không tốt. Thêm nữa, khi thiết kế một cái xe có tua máy cao thì việc thiết kế cam để thời gian overlap (xupap nạp và xả cùng mở để quét dọn buồng đốt, hút thêm khí nạp) phù hợp ở rpm cao sẽ khiến thời gian overlap tại rpm thấp bị dài hơn bình thường, dễ gây tuột xăng yếu máy, kết quả lực máy đoạn rpm thấp không được mạnh. Hoặc nói cho đơn giản với những anh em đã đọc bài viết cũ thì hiệu suất khí nạp (VE) của động cơ oversquare bị thấp ở rpm thấp.
Các bạn dễ để ý rằng mấy xe trái lớn: zin hay độ, phân khối nhỏ hay phân khối lớn gì thì khi khởi động nguội garanti xe không đều, phải tốn thời gian làm nóng máy cho đều máy lại, một phần là do lí do kể trên. Tóm lại, máy over có khả năng đạt tốc độ máy cao nên mọi thứ ở động cơ đều được tính toán cho rpm cao từ cam tới lò xo đầu, xupap các thứ, và ở rpm thấp thì máy “hơi” hiền.
Quảng cáo
Lợi của thằng này là hại của thằng kia và ngược lại. Máy square ở cùng một rpm thì có tốc độ piston cao hơn nên việc trộn phối hòa khí của nó sẽ tốt (hơn over) ở rpm thấp, và lẽ dĩ nhiên cây cam cũng được tune cho rpm cuối của nó, nhưng mà rpm cuối của máy square chỉ bằng trung bình của over thôi. Xe sẽ đạt lực kéo mạnh và sớm đạt lực kéo tối đa (max Torque) và công suất tối đa (maxHP) hơn so máy over nhưng maxHP sẽ thấp hơn máy over.
Vậy là đã giải thích được tại sao gọi xe này mạnh nước đề xe kia mạnh nước hậu, chung qui cứ xem đặc tính động cơ thì sẽ ra chứ dựa vào 1 cam hay 2 cam không nói rõ được.
Máy undersquare mình bỏ qua một bên vì ý chỉ mấy xe có hành trình piston dài hơn nhiều so với kích thước piston, trên cơ sở lập luận phía trên thì chúng ta cũng có thể suy luận được xe có rpm không cao chỉ tầm vài nghìn rpm, tiết kiệm xăng và "có lực" ngay từ sau khi vào ga (powerband trải dài). Điều này thường thấy trên động cơ oto thiên về hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu.
Vậy liên quan gì đến xe 2 cam và 1 cam? Thì vì tốc độ máy cao nên máy oversquare người ta chuộng làm 2 cam hơn so với việc làm 1 cam, nên gây hiểu nhầm rằng DOHC ăn hậu SOHC ăn đề. Nếu muốn vặn vẹo, thì ví dụ máy 155cc VVA của yamaha nó cũng cam đơn, Yamaha vẫn thiết kế nó đạt 19HP như máy Suzuki vậy.
Một số ý kiến chê rằng winner máy DOHC mà lại có cò - một cách rất là “tào lao”. Ban đầu mình cũng ngờ ngợ sau thì lại thấy rất hợp lí. DOHC đơn thuần cam sẽ trượt trực tiếp lên đồng tiền xupap, cơ cấu này là trượt, trượt thì dễ tạo ma sát nhiều hơn là lăn trên cò con lăn rồi cò mới gõ vào xupap - dẫn đến DOHC thuần dễ phải đi canh shim (khe hở nhiệt) lại hơn - mặc dù cách này phù hợp cho máy oversquare vì giảm áp lực lên cam, lò xo xupap và thành máy khi hoạt động ở rpm rất cao. Tuy nhiên, có thể hạn chế việc mòn shim trên máy DOHC thuần bằng việc khởi động xe kĩ trước khi chạy.
Quảng cáo
Quay lại, Honda lại chọn làm động cơ 150cc mới là máy square nên hãng xác định tốc độ máy là không cao - như đã phân tích, vậy việc bỏ cò con lăn vào cũng là điều dễ hiểu. Đa phần thói quen người dùng phổ thông là đề máy cái là chạy. Thêm vào đó là việc dùng cò sẽ dễ tối ưu vị trí đặt cam, làm thấp đầu máy xuống, giảm khối lượng động cơ, tốt cho thiết kế xe lẫn tiết kiệm vật liệu chưa kể 2 cam thì áp lực lên mọi thứ giảm lại, máy bền.
Mình hơi buồn vì winner dùng động cơ đời mới tối ưu cho nhiều mục đích trong khi máy cũ thì rất là mạnh (động cơ 150cc đời trước trên CBR150 đạt tận 18.5Bhp và đây là động cơ thuần DOHC). Máy square cũng dễ sốc ga đầu hơn over, hợp đi hỗn hợp. Nhưng cá nhân mình thích máy over vì ga đầu hiền, dễ đi dễ kiểm soát xe và ít sốc khi cần, ngoài ra lúc cần mạnh thì sốc lên tua cao là được.
Bonus: Với cùng một kích thước buồng đốt, sự khác nhau giữa ga đầu ga hậu sẽ đến từ biên dạng cam, tùy nhu cầu sử dụng mà có thể thiết kế biên dạng cam để xe bốc ga đầu hay ga hậu, chung qui vẫn là thiết kế sao cho maxVE đạt sớm hay đạt muộn.
Nguồn: ACCEL Motorsports