Kawasaki đã khiến những tín đồ tốc độ phải ngạc nhiên khi ra mắt chiếc Ninja sử dụng động cơ siêu nạp đầu tiên của hãng với công suất khó tin, 300 mã lực.
H2 là chiếc xe 750 phân khối, 3 xy lanh, 2 kỳ đã làm nên danh tiếng cho Kawasaki vào những năm 70 của thế kỷ trước. Hãng xe này đã làm sống lại quá khứ hào hùng của mình bằng việc ra mắt 2 hậu duệ xứng đáng của dòng xe H2 tại triển lãm INTERMOT diễn ra ở Cologne, Đức. H2R là phiên bản thiết kế cho dành cho đường đua với động cơ siêu nạp, thân xe ốp sợi cacbon và phiên bản H2 thường với mục đích thương mại.
Hiện nay chúng ta chỉ mới có những thông tin ban đầu về chiếc H2R. Phiên bản cho đường đua sử dụng động cơ siêu nạp 998 cc, 4 xy lanh thẳng hàng, làm mát bằng dung dịch cho công suất tối đa lên đến 300 mã lực. Bộ phận siêu nạp được chọn là loại ly tâm, xoắn. Khung xe mắt cáo làm từ thép và bộ lốp trước 120/600R 17, lốp sau 190/650R 17.
Bản thương mại H2 vẫn chưa có thông tin chính thức về thông số kỹ thuật cũng như giá cả, nhưng Kawasaki sẽ sớm công bố khi mang mẫu xe này đến triển lãm EICMA vào tháng 11 này. Nhiều nguồn tin dự đoán, bản thương mại H2 sẽ vẫn sử dụng động cơ siêu nạp nhưng công suất sẽ được giới hạn lại so với phiên bản đường đua H2R.
Khối động cơ siêu nạp 300 mã lực đã giúp H2R đánh bại ZX14 và trở thành chiếc xe đầu bảng trong gia đình Ninja. Mức công suất của H2R lớn hơn 50% so với những mẫu mô tô thể thao sử dụng động cơ hút khí tự nhiên mạnh nhất hiện nay như BMW S1000RR, Kawasaki ZX14, Suzuki Hayabusa đều dừng lại ở mức trên dưới 200 mã lực. Thậm chí công suất 300 mã lực của H2R vẫn nhiều hơn 30 mã lực trên chiếc xe vô địch giải MotoGP của Marc Marquez.
Dù các thông số về tốc độ vẫn chưa được Kawasaki công bố, nhưng về lý thuyết H2R có thể dễ dàng đạt vận tốc tối đa lên đến 400-420km/h. Tức là ăn đứt kỷ lục 316 km/h trong phân khúc mô tô thể thao của người anh Kawasaki ZX14. Bí quyết để giữ một hệ thống siêu nạp gọn nhẹ trong một thân xe mô tô là Kawasaki đã thiết kế hệ thống siêu nạp ly tâm giúp nó giữ nhiệt độ không khí bị nén ở mức đủ mát để không phải trang bị thêm 1 bộ tản nhiệt bên trong, hay còn gọi là intercooler.
Các bộ phận làm từ cacbon trên thân của H2R là một phần của thiết kế Kawasaki gọi là Intense-Force Design, giúp dòng không khí chuyển đến bộ phận siêu nạp dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, H2R cũng được Kawasaki trang bị nhiều tính năng an toàn cao cấp như phanh hiệu năng cao Brembo, bộ treo chỉnh được độ cao đến từ KYB và hệ thống kiểm soát lực kéo.
Dành cho các bạn chưa rõ siêu nạp là gì có thể tham khảo thêm kiến thức cơ bản này:
Đây có lẽ là phần hấp dẫn nhất vì nhiều bạn đọc các tin tức về xe hay gặp các dòng chữ "tăng nạp" và "siêu nạp" khi nói về động cơ nhưng ít chịu khó tìm hiểu nó có công dụng gì. Thật ra cũng không có gì phức tạp ở đây cả, tăng nạp (turbocharge) hay siêu nạp (supercharger) đều là những bộ nén khí (compressor) để đưa không khí vào buồng đốt được nhiều hơn. Một dạng "ép cân" cho chiếc xe "ăn" nhiều hơn so với bình thường.
Tăng nạp và siêu nạp đều được gọi là dạng hút khí cưỡng bức (forced induction) phân biệt với kiểu hút khí tự nhiên (naturally aspirated) truyền thống. Hiện nay các nhà sản xuất xe hơi đang có xu hướng dần chuyển từ hình thức hút khí tự nhiên sang các loại hình hút khí cưỡng bức vì hút khí cưỡng bức mang lại hiệu suất tốt hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Cả 2 hệ thống tăng nạp và siêu nạp đều dùng một turbin để nén không khí lại và đưa vào buồng đốt, tuy nhiên hình thức hoạt động thì khác nhau:
- Tăng nạp turbocharge dùng khí thải từ động cơ để kéo turbin nén khí
- Siêu nạp supercharge dùng bánh đai nối trực tiếp với trục biên (crankshaft) để kéo turbin
Một lưu ý là những xe không có hệ thống tăng nạp hay siêu nạp sẵn khi lắp thêm cần phải thay piston từ loại có tỉ số nén cao (high compression ratio) xuống loại tỉ số nén thấp (low compression ratio) để có thể sử dụng hết khả năng cũng như giúp động cơ "thọ" lâu hơn. Tăng nạp và siêu nạp có giá thành tương đương nhau vì thế lắp đặt hệ thống nào tùy thuộc vào chủ đích của chủ xe và công dụng của chiếc xe. Để cho dễ lựa chọn thì chúng ta sẽ so sánh trực tiếp 2 hệ thống này theo các tiêu chí sau:
1. Turbo lag hay còn gọi là độ trễ turbo: đây là điểm yếu lớn nhất của hệ thống tăng nạp. Chính vì tăng nạp hoạt động dựa vào hệ thống khí thải nên turbin phải đạt đến 1 tốc độ nhất định thì mới bắt đầu nén khí vào buồng đốt. Và đó là lý do khiến hệ thống tăng nạp có độ trễ cũng như không cho ra nhiều công suất bằng siêu nạp ở vòng tua thấp. Trong khi đó, siêu nạp dùng dây truyền động trực tiếp để quay turbin nén khí nên hoạt động ngay ở cả vòng tua thấp.
Quảng cáo
Có nhiều cách khắc phục từ sử dụng vật liệu nhẹ, bộ phận có bán kính vòng quay nhỏ để turbin có thời gian phản hồi nhanh cho đến các công nghệ hiện đại hơn như thêm một hệ thống tăng nạp phụ (thường là loại chạy điện) để bổ sung cho hệ thống có sẵn, hay áp dụng họng xả thiết kế kiểu twin scroll có kích thước khác nhau.
View attachment 2713396 Đây là công nghệ sử dụng tăng nạp điện của Audi để giảm độ trễ. Hình bên trái là quy trình hoạt động bình thường của động cơ. Hình bên phải cho thấy dòng khí di chuyển qua bộ tăng nạp chạy điện bổ sung cho bộ tăng nạp chính chưa đạt đủ vòng tua để hoạt động.
View attachment 2713397 Còn đây là một kiểu giảm độ trễ cho bộ phận tăng nạp bằng cách sử dụng đường ống twin scroll. Giải pháp được BMW áp dụng trên các dòng xe có động cơ tăng nạp mới nhất của mình. Nguyên lý hoạt động của twin scroll có phần hơi phức tạp, nhưng đại khái là gộp 2 đường xả của 2 xy lanh vào chung 1 đường. Trong đó 1 đường xả có tiết diện nhỏ, nhiều góc để cho thời gian đáp ứng nhanh hơn cùng 1 đường xả có tiết diện lớn hơn và thẳng hơn để cho hiệu quả công suất cao. Hai đường xả 1 lớn, 1 nhỏ này sẽ phối hợp với nhau để giữ cho áp suất trong bộ tăng nạp được ổn định và không có hiện tượng trễ ở vòng tua thấp.
2. Hiệu suất: nếu độ trễ là điểm yếu của tăng nạp thì hiệu suất là điểm yếu siêu nạp. Tăng nạp sử dụng khí thải để quay turbin nên không ảnh hưởng đến tổng công suất động cơ. Ngược lại, siêu nạp sẽ chia một phần công suất từ động cơ để kéo turbin nên công suất tổng sẽ bị giảm đi đáng kể.
3. Nhiệt độ: Tăng nạp tận dụng khí thải quay turbin mà khí thải lấy trực tiếp từ động cơ nên rất nóng, sinh nhiều nhiệt trong khoang máy. Siêu nạp thì không sinh nhiều nhiệt bằng. Chính vì sinh nhiệt nhiều nên hệ thống tăng nạp tuy nhỏ hơn về kích thước so với siêu nạp nhưng cuối cùng phải "cõng" thêm 1 hệ thống giải nhiệt (intercooler) nên vẫn chiếm diện tích nhiều hơn trong khoang máy và khó lắp đặt hơn. Hệ thống giải nhiệt intercooler sẽ giúp làm mát khí đã nén trước khi đưa vào buồng đốt, vì khí mát sẽ cho hàm lượng oxy nhiều hơn và cuối cùng là đạt được hiệu suất cao hơn. Cũng nói thêm là một số hệ thống siêu nạp cũng có lắp intercooler nhưng không nhiều.
4. Độ bền: Siêu nạp thường bền hơn tăng nạp do tăng nạp thường hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao. Chưa kể là tăng nạp cũng yêu cầu nhiều lưu ý khi sử dụng như trước khi tắt máy nên để máy chạy 30 giây ở chế độ cầm chừng, giúp hạn chế hiện tượng đóng cặn trong các bạc đạn gây giảm tuổi thọ.
5. Tiềm năng: Tăng nạp nổi tiếng với khả năng cho công suất cực cao. Do siêu nạp dùng crankshaft để quay turbin, tốc độ turbin bị hạn chế khá nhiều. Trong khi tăng nạp dùng khí thải để quay turbin, chỉ số nén có thể tăng giảm tùy ý muốn. Tăng nạp cũng đòi hỏi phải độ thêm nhiều món khác trong động cơ nhằm khai thác hết khả năng của hệ thống. Ngoài ra do dựa vào khí thải để quay turbin, nên tăng nạp sẽ khó độ hơn rất nhiều. Siêu nạp tuy không cho công suất cao như tăng nạp nhưng đơn giản, dễ lắp đặt, dễ tune, đòi hỏi ít tùy chỉnh và quan trọng nhất là bền hơn.
Vui vẻ thôi, nếu để ý thì chúng ta sẽ thấy các hãng xe của Anh như Land Rover, Jaguar, Lotus và các chiếc xe cơ bắp Mỹ thường ưu ái cho hệ thống siêu nạp. Còn các hãng đến từ Đức, Nhật thì thường chọn tăng nạp để tối ưu hóa khả năng vận hành cho những dòng xe của mình.
