Lịch sử về động cơ xoay Wankel – Từ những tháng ngày huy hoàng rồi chợt tắt

(News.oto-hui.com) – Lịch sử ô tô đã chứng kiến rất nhiều hãng xe thế giới nổi lên và khẳng định vị thế qua việc phát triển động cơ. Mặc dù không nổi bật như động cơ V8 của Ford, I4 huyền thoại của Toyota, hay V12 mạnh mẽ của Cadillac,… Thế nhưng, động cơ xoay Wankel vẫn luôn có chỗ đứng đặc biệt trong lòng người yêu công nghệ. Dưới đây là lịch sử về động cơ xoay Wankel.

Không phải bất cứ hãng ô tô nào cũng đều có khởi đầu nhanh như những tia nắng thuở bình minh giống Ford, Toyota, Tesla,… Giống như một ngọn đuốc, luôn có những thăng trầm nhất định theo từng năm tháng. Có hãng bắt đầu vụt sáng nhưng lại dập tắt ngay sau đó. Bởi vì công nghệ vốn là thứ luôn đổi mới. Động cơ là một ví dụ, chúng ngày càng tân tiến hơn, tối ưu hơn. Các hãng đã dần loại bỏ những loại động cơ đã lỗi thời. Có những thiết kế tìm được chỗ đứng cho riêng mình, nhưng cũng có những thiết kế đã dần đánh mất đi vị thế theo thời gian.

Động cơ xoay Wankel – Từ những tháng ngày huy hoàng rồi chợt tắt

Động cơ xoay Wankel là một minh chứng cho “que diêm lửa đỏ”, vội sáng rồi vụt tắt ngay. Dưới đây là lịch sử về cách mà nó đã gây dựng được tiếng tăm, cách mà nó đã chiến thắng các cuộc đua năm xưa và cũng là sự hoài nghi về tương lai đen tối của loại động cơ này.

Toàn cảnh các chi tiết bên trong động cơ xoay Wankel

“Cha đẻ” của động cơ xoay Wankel

Felix Wankel (1902 – 1988)

Hãy cùng quay trở lại nước Đức vào năm 1902, một cậu bé tên là Felix Wankel được sinh ra. Cha của cậu bé ấy đã hy sinh trong thế chiến thứ I và nghịch cảnh đã đưa mẹ con Felix vào gia cảnh nghèo khổ.

Điều này đã ảnh hưởng lớn đến cậu trai trẻ Felix khi mà cậu buộc phải nghỉ học mà không nhận được bằng cấp nào vào năm 19 tuổi. Cái mà cậu có được là sự hoài bão về giấc mơ thiết kế một loại động cơ chưa từng xuất hiện trên thế giới.

Felix Wankel cùng động cơ xoay Wankel KKM, hợp tác với NSU

Felix mặc dù không được học đến nơi đến chốn nhưng cậu đã tự trang bị cho mình những kiến thức về cơ học và thiết kế thông qua việc rèn sách. Sau sự qua đời của cha mình, Felix đã thay cha làm chủ cửa hàng cơ khí và theo đuổi giấc mơ bấy lâu của ông. Đến năm 1929, Felix nhận được bằng sáng chế cho động cơ xoay Wankel.

Chiếc xe được trang bị động cơ xoay Wankel đầu tiên

Năm 1951, Felix hợp tác cùng với hãng xe của Đức là NSU (NSU Motorenwerke AG, thành lập năm 1873) để nghiên cứu và đưa động cơ xoay Wankel đi vào thực tế.

Felix Wankel cùng “đứa con tinh thần”

Động cơ đầu tiên có tên là DKM có thể đạt đến 21 mã lực (15.6 kW) và đạt được tốc độ động cơ cao (lên đến 17.000 vòng/phút). Bước chạy đà đầu tiên của động cơ này bắt đầu vào năm 1957.

Động cơ DKM 54 (Drehkolbenmotor) đầu tiên do Felix Wankel thiết kế

Thế nhưng vì một số thay đổi, cả dự án cần phải bị khai trừ. Nhưng đó chắc chắn không phải là sự lựa chọn khả thi. Thay vào đó, họ đã phát triển một dự án kế tiếp, đó là động cơ KKM, có thiết kế đơn giản hơn nhưng đem lại hiệu suất cao hơn.

Động cơ KKM Wankel đầu tiên được thiết kế bởi Hanns Dieter Paschke, NSU KKM 57P (Kreiskolbenmotor)
Phần buồng đốt được thiết kế đặc biệt để khối Rotor hoạt động bên trong.
Rotor bên trong động cơ xoay Wankel.
Trục khuỷu bên trong động cơ xoay Wankel.
Trái: Làm mát trục khum Mazda L10A; Giữa: Audi NSU EA871 làm mát bằng nước hướng trục; Phải: Động cơ Xoay Wankel làm mát xuyên tâm

Công nghệ ô tô không ngừng phát triển. Năm 1960, các hãng xe hơi đều không muốn mình bị bỏ rơi lại trên thị trường cạnh tranh ngày một mở rộng. Lần lượt các hãng lớn như Alfa Romeo, Ford, Porsche, Rolls Royce, Mazda, Citroen,… ký các hợp đồng hợp tác với NSU để có thể đưa động cơ Wankel về cho hãng của mình.

Động cơ xoay Wankel RX-7 được thiết kế bởi Mazda

Chiếc xe đầu tiên gắn động cơ Wankel là NSU Spider, chế tạo từ năm 1964 đến năm 1967. Đó là một chiếc xe nhỏ hai chỗ với một động cơ 500 cc, công suất 50 mã lực.

NSU Spider

Phiên bản tiếp theo là NSU Ro80 năm 1968, một chiếc sedan 4 cửa với động cơ hai rotor (twin rotor).

NSU Ro 80

NSU không phải là một cái tên quen thuộc của ngành công nghiệp ôtô trên thế giới hiện nay, đơn giản là nó đã bị tập đoàn Volkswagen mua lại vào cuối thập kỷ 60. Quá trình hợp tác NSU-Wankel chấm dứt ngay vào lúc đó.

Ngoài ra còn có thể kể đến một vài cái tên đình đám thời bấy giờ như Citroen M35, GS Birotor, Mercedes C111.

Citroen M35
Citroen GS Birotor
Mercedes C111

Động cơ xoay Wankel thực sự đã mang lại cơn sốt thời bấy giờ bởi khối động cơ mượt mà, có tốc độ động cơ cao, công suất động cơ lớn, làm cho biết bao nhiêu người đam mê tốc độ mong muốn sở hữu. Tuy nhiên, không lâu sau khi tạo được tiếng vang trên thị trường ô tô toàn cầu, các điểm yếu của động cơ Wankel bắt đầu lộ ra và điều này tác động đến tâm lý của khách hàng, làm mức doanh thu sụt giảm nghiêm trọng.

Nhược điểm:

  • Tổn hao nhiên liệu, nhiều hơn so với động cơ xăng (Điều này là do hình dạng của buồng đốt chuyển động).
  • Đốt cháy nhiên liệu chậm.
  • Rò rỉ khí cháy sang khoang khác ở chế độ tải thấp.
  • Lượng khí thải cao (Vì nhiên liệu không cháy hết do sử dụng nhiên liệu xăng nên khó đáp ứng các yêu cầu về khí thải).
  • Động cơ xoay Wankel có thời gian hành trình dài hơn 50% so với động cơ có piston thông thường.
  • Ở động cơ xoay Wankel của Mazda, chủ xe phải bổ sung thêm một lượng nhỏ dầu để bảo dưỡng các phớt chặn đỉnh của động cơ. => Tăng chi phí vận hành.
  • Cần thời gian khởi động nếu muốn hoạt động ở chế độ đầy tải.
Rudolf Uhlenhaut cùng động cơ Wankel M950F, Mercedes-Benz C111, 1969
Bản vẽ thiết kế động cơ xoay của Mercedes-Benz C111

Sự nỗ lực của Mazda trong việc đưa động cơ Wankel trở lại

Trước những khó khăn đó, vẫn có một công ty đứng ra đương đầu với thử thách mang tên động cơ xoay Wankel để mang nó trở lại. Công ty đó chính là Mazda, lúc bấy giờ được điều hành bởi ông Kenichi Yamamoto. Ông cùng các đội ngũ kĩ thuật trong bộ phận nghiên cứu đã “ăn nằm” cùng với chiếc động cơ xoay Wankel này để tìm ra phương pháp bao kín hiệu quả nhất. Và dường như những sự nỗ lực này cũng gặt hái được một số thành công nhất định.

Kenichi Yamamoto cùng động cơ xoay Mazda (dựa trên thiết kế gốc của Felix Wankel)

Năm 1967, Mazda cho ra mắt chiếc Mazda Cosmo và chính thức được tiêu thụ tại Nhật Bản. Từ đó đến nay, Mazda vẫn không ngừng tiến hành đổi mới và nâng cấp động cơ pít-tông xoay (cho đến khi dừng hẳn). Đầu tiên là các mẫu động cơ 10A, 12A, 13A, 13B, 13B Turbo, 13B-REW… được trang bị trên các dòng xe như RX, Cosmo 929L…

Mazda Cosmo 1967

Dòng xe RX ra đời – tạo đà thương hiệu cho Mazda

Vào những năm 70 của thế kỉ XX, Mazda cho ra mắt dòng xe RX được trang bị động cơ xoay thế hệ tiếp theo.

  • Mazda RX3 là mẫu xe thứ hai sử dụng động cơ xoay của Mazda (sau Cosmo).
  • Tấn công thị trường năm 1971 với động cơ rotary 10A.
  • Đến năm 1972, động cơ 12A được phát triển và giúp cho mẫu xe giành chiến thắng trong các cuộc đua xe Nhật Bản, thậm chí có lần đánh bại cả Nissan Skyline GT-R.
  • Kế tiếp đó là những mẫu RX4, RX5, những chiếc wagon của Mazda đã khiến động cơ Wankel trở nên được chú ý trong những năm 70.
Mazda RX3
  • Sau đó, năm 1978, chiếc RX-7 xuất hiện và để lại dấu ấn khó phai trong lịch sử phát triển ôtô.
Mazda RX-7

Tương lai của động cơ xoay Wankel sẽ đi về đâu?

Xuyên suốt tiến trình phát triển, động cơ xoay Wankel luôn tồn tại những điểm yếu cần khắc phục. Có thể nó tiêu hao nhiên liệu nhiều, có hiệu suất nhiệt thấp hay có thể nó không mang lại sự tin tưởng cho người tiêu dùng… Nhưng sẽ không ai có thể phủ nhận về sự kích thích mà khối động cơ mạnh mẽ này mang lại, những đam mê mà biết bao nhiêu người yêu tốc độ và sức mạnh đã từng say đắm một thời.

Dù không còn sử dụng cho động cơ ô tô, động cơ Xoay Wankel vẫn được ứng dụng trong các ngành khác (máy bay, máy nén,…)

Hiện nay, vấn đề môi trường rất căng thẳng. Việc giảm lượng phát thải ô nhiễm từ động cơ đốt trong tiếp tục là vấn đề được quan tâm hàng đầu của các hãng xe. Chính vì những lí do đó, cùng với sự phát triển nhanh chóng của động cơ đốt trong 4 kỳ sử dụng piston tịnh tiến hiện nay, không quá khi nói rằng động cơ xoay Wankel rất khó để có chỗ đứng.

Nhưng biết đâu sẽ có một ngày, một kỹ sư tài năng nào đó có thể khắc phục những gì mà động cơ Wankel còn thiếu. Tất cả vẫn chỉ là những dấu hỏi chấm cho một tương lai đang đến.

Thuật Nguyễn & Trí.H/ Theo History.com


Bài viết liên quan:

Bạn cũng có thể thích Bài đăng cùng tác giả

Chia sẻ ý kiến của bạn

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung

Kỹ thuật viên sửa chữa chungKỹ thuật viên sơnKỹ thuật viên đồngKỹ thuật viên điệnChăm sóc, làm đẹp, Detailing ô tôCố vấn dịch vụBán hàng (Sales)Nhân viên phụ tùngThiết kếMarketingKiểm soát chất lượng (PDI)Quản đốc xưởngTrưởng/phó phòng dịch vụTrưởng/phó phòng kinh doanhTrưởng/phó phòng kỹ thuậtGiám đốc điều hànhChưa có kinh nghiệmKhác