(News.oto-hui.com) – Cùng với sự phát triển của công nghệ trên ô tô thì thiết kế động cơ cũng được chú trọng thay đổi. Trong đó phải kể đến thiết kế boong kín hay boong hở ở động cơ cũng được các nhà sản xuất cân nhắc kĩ trong ngôn ngữ thiết kế của mình. Tuy nhiên, dù có khác nhau như thế nào đi nữa thì vẫn luôn có một vài chi tiết mà thân máy của tất cả động cơ đều có.
Boong máy dạng nào sẽ tốt nhất?
Boong máy là bộ phận tiếp xúc giữa thân máy và nắp máy. Nhiệm vụ của nó là cung cấp một bề mặt đủ cứng vững để có thể lắp đặt nắp máy. Hiện tại có ba loại boong đó là boong hở, boong nửa hở và boong kín.
Ngoài ra, bộ phận boong máy còn dùng để lưu thông nước mát. Nước mát chạy quanh ống lót xi lanh và đi lên trên phần nắp máy.
Những điều cơ bản về từng kiểu thiết kế boong máy?
Sở dĩ người ta đặt tên cho ba loại boong bao gồm boong kín, boong hở hoặc boong nửa hở là vì cách lưu thông của dung dịch làm mát quanh ống lót xi lanh và nắp máy.
Boong hở
Ở thiết kế boong hở, khoảng cách giữa ống lót xi lanh và thành thân máy là hoàn toàn hở và các khe dẫn dung dịch làm mát được đúc trực tiếp với phần boong máy.
Ưu điểm của thiết kế boong hở là cải thiện hiệu quả làm mát động cơ và giảm các điểm nóng tại ống lót xi lanh. Mặt khác, điểm yếu của boong hở là độ cứng và độ bền của phần boong máy do thiết kế hở nên đã bị giảm đi.
Boong kín
Boong kín sẽ có thiết kế hoàn toàn trái ngược với boong hở. Giữa ống lót xi lanh và bề mặt thành thân máy không có khe hở. Các khe hở dành cho đinh ốc nắp máy, kênh lưu thông dung dịch làm mát, kênh cung dầu và kênh trả dầu đều nằm trên bề mặt boong máy.
Vì được thiết kế không có bất cứ khe hở nào giữa ống lót xi lanh và bề mặt thành thân máy nên thiết kế boong kín thường dễ bắt gặp ở các động cơ sắt đúc và động cơ hiệu suất cao với thân máy bằng nhôm.
Boong nửa kín nửa hở
Có người sẽ cho rằng thiết kế boong nửa kín nửa hở là tối ưu nhất vì nó sẽ bù trừ cho nhau. Liệu đây có phải là câu trả lời cho câu hỏi ” Thiết kế boong máy nào là tối ưu nhất ”. ?
Boong nửa kín nửa hở là sự kết hợp của hai thiết kế bên trên. Tuy nhiên mỗi kiểu boong nửa hở lại khác nhau hoàn toàn. Thoạt nhìn thì boong nửa hở khá giống boong hở, chỉ khác ở những đoạn nối giữa ống lót xi lanh và thành thân máy. Và những vị trí đoạn nối này sẽ khác nhau vì chúng tùy thuộc vào thiết kế của từng động cơ.
Kiểu thiết kế boong máy nào cứng cáp nhất
Một điều dễ dàng nhận ra đó là thiết kế boong kín sẽ mang lại sự cứng cáp. Vì nó được thiết kế sử dụng nhiều vật liệu hơn, đồng thời không có nhiều khe hở như thiết kế boong hở. Nhưng điều này không có nghĩa là boong hở không cứng cáp bằng. Dưới đây sẽ là một vài ví dụ.
Hiện nay có rất nhiều xe hiệu xuất cao những vẫn chọn thiết kế boong máy hở như các động cơ K20A và K20C của Honda, động cơ N54 và N55 của BMW và động cơ 2.3L Ecoboost của Ford.
Ở thời buổi hiện đại như bây giờ thì các động cơ cả bình thường lẫn hiệu xuất cao đều có thể lựa chọn cả hai thiết kế boong máy. Tuy nhiên các khối động cơ hiệu suất cao đời cũ như 2JZ của Toyota, RB26 và SR20 của Nissan, 4G63 của Mitsubishi… đều là thiết kế boong kín.
Những nếu động cơ có thiết kế boong máy kín cứng cáp và bền vững hơn thì tại sao các nhà sản xuất ngày nay vẫn sử dụng thiết kế boong máy hở. Chắc chắn là câu trả lời có liên quan đến kinh phí sản xuất và hiệu xuất nhiệt của động cơ.
Chi phí sản xuất
Một trong những điểm yếu của boong máy kín mà các nhà sản xuất dễ dàng thấy được đó là chi phí sản xuất. Để sản xuất một boong máy kín thì họ sẽ phải mất nhiều kinh phí hơn so với sản xuất một động cơ với boong máy hở. Nếu chỉ sản xuất một vài động cơ thì sự chênh lệch kinh phí không quá lớn. Tuy nhiên trong sản xuất hàng loạt nó lại là một câu chuyện khác.
Ngày này với sự phát triển của công nghệ và kĩ thuật, các nhà sản xuất sẽ có trong tay nhiều loại vật liệu tốt, kỹ thuật đúc và thiết bị hiện đại. Do đó việc tạo ra một khối động cơ với boong máy hở nhưng độ bền không thua kém boong máy kín là một chuyện bình thường.
Ở những động cơ đời cũ thì việc độ tăng áp dường như là không thể vì nó có thể là khối động cơ bị ”rách”. Thân máy với kế cấu boong hở của động cơ tăng áp hiện nay có thể chịu được mức công suất lớn và vì thế thiết kế boong hở cũng không còn là sự lựa chọn hàng đầu của các nhà sản xuất.
Một ưu điểm nữa của thiết kế boong hở đó là hiệu suất nhiệt. Thiết kế boong hở cũng giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiệt cho động cơ. Vì vấn đề quản lý nhiệt là một phần rất quan trọng của một khối động cơ, nhiều nhà sản xuất đã chọn lựa thiết kế boong hở.
Nhược điểm lớn nhất của thiết kế boong hở
Ở thiết kế boong hở hoặc nửa hở thì khu vực mà động cơ được “hưởng lợi” nhiều nhất là phần trên của thân máy, xung quanh ống lót xi lanh. Tuy nhiên xung quanh ống lót cũng rất dễ bị ảnh hưởng khi tăng áp suất nạp một cách đáng kể cho những khối động cơ.
Khi nạp một lượng áp suất lớn và quá trình nổ diễn ra bên trong ống lót xi lanh và phần trên của thân máy. Khi ấy, trong động cơ có thiết kế boong hở rất dễ gặp phải tình trạng nứt lốc máy. Ngược lại, động cơ có thiết boong kín được gia cố ở thành thân máy, nên quá trình tăng áp suất nạp khó có thể gây ra vấn đề tương tự.
Trường hợp nếu ống lót xi lanh và thân máy không nứt, thì động cơ boong hở khi được tăng áp suất nạp vẫn có thể gặp phải hiện tượng biến dạng ống lót xi lanh. Vấn đề này sẽ dẫn đến các nguy cơ tiềm ẩn khác và có thể gây hư hỏng động cơ nặng hơn.
Sự kết hợp giữa boong hở và boong kín
Có thể nói boong nửa hở nửa kín là boong máy được thừa hưởng những ưu điểm của thiết kế boong hở và thiết kế boong kín. Bên cạnh đó, nó còn có thể khắc phục được khuyết điểm của cả hai thiết kế. Tuy nhiên, như đã được đề cập ở trên, thiết kế, vật liệu và phương pháp sản xuất hiện đại đã giúp cho thân máy boong hở đạt được độ cứng tiệm cận với với thân máy boong kín.
”Biến hình” boong hở thành boong kín
Việc biến một boong máy hở thành boong máy kín bằng cách gia cố thêm các tấm kim loại gia cố tại khe hở giữa ống lót xi lanh và thành thân máy là hoàn toàn có thể.
Những tấm kim loại dùng để gia cố này được đục lỗ để tạo điều kiện cho dung dịch làm mát lưu thông. Người ta sẽ ép các tấm vào khe hở sao cho chúng không lung lay và dịch chuyển. Nếu các tấm này không được cố định chắc chắn, chúng sẽ không thể gia cố phần thân máy.
