Độ hệ thống nạp khí
Động cơ ô tô có nhiệm vụ đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí (oxy) để tạo ra công, giúp xe di chuyển. Khi nạp nhiên liệu và không khí càng nhiều thì động cơ sinh công càng lớn. Tuy nhiên hỗn hợp nhiên liệu và không khí phải đúng theo một tỷ lệ lý tưởng. Nếu không khí nạp vào vượt quá tỷ lệ thì sẽ bị hiện tượng nghèo nhiên liệu. Trái lại nhiên liệu nạp vào quá tỷ lệ thì sẽ bị tình trạng giàu nhiên liệu, khiến nhiên liệu đốt cháy không hết thải ra ngoài.
Để tăng công suất xe ô tô, một số người nghĩ chỉ cần làm động cơ đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn là được. Nhưng thực tế là việc tăng nhiên liệu phun không khó. Cái khó nhất là làm sao tăng lượng khí nạp.
Với động cơ hút khí tự nhiên, lượng không khí nạp vào luôn bị giới hạn. Do đó khi độ công suất ô tô người ta sẽ thường can thiệp nâng cấp hệ thống nạp khí đầu tiên. Khi tăng được lượng oxy đi vào buồng đốt thì vấn đề tăng nhiên liệu khá đơn giản.
Có nhiều phương pháp cải tiến hệ thống khí nạp như:
Thay lọc gió độ
Thay lọc gió ô tô là cách độ tăng mã lực cho xe đơn giản nhất, chi phí cũng rẻ nhất. Các loại lọc gió độ (drop-in air filter) có cấu tạo khác với lọc gió mà nhà sản xuất trang bị sẵn cho xe (air filter).
Nếu lọc gió nguyên bản thường chỉ làm bằng giấy thì lọc gió độ được làm bằng sợ cotton thấm dầu. Loại lọc gió này có khả năng loại bỏ bụi bẩn tốt hơn, cho ra không khí sạch hơn. Thời hạn vệ sinh lên đến 20.000 – 30.000 km trong khi lọc gió giấy chỉ tầm 5.000 km. Tuổi thọ cũng cao gấp hàng chục lần so với lọc gió giấy chỉ 10.000 km.
Đặc biệt, lọc gió độ giúp đưa không khí vào nhiều hơn, tăng oxy trong buồng đốt. Theo các chuyên gia độ xe, thay lọc gió độ có thể tăng thêm 1 – 5 mã lực hoặc hơn tuỳ vào mỗi xe.
Lọc gió độ không yêu cầu độ chế gì thêm, chỉ cần thay vào vị trí của lọc gió cũ. Loại lọc gió này cũng không làm xe tốn xăng hơn. Trái lại còn cải thiện độ nhạy của chân ga so với loại lọc thông thường. Khi vòng tua máy dưới 2.000 vòng/phút xe chạy rất êm. Còn nếu đạp thốc ga, ép vòng tua tăng cao thì tiếng máy nghe uy lực hơn, không bị khô và gượng như lọc gió giấy.
Một số hãng lọc gió độ nổi tiếng hiện nay trên thị trường: K&N, AEM, BMC… Giá lọc gió độ dao động từ 1 – 3 triệu đồng/bộ.
Độ bộ nạp khí lạnh
Ram-air là một trong các phương pháp độ công suất ô tô được ưa chuộng nhất hiện nay. Theo đó, công suất có thể tăng từ 5 – 30 mã lực.
Khi độ ram-air, đường khí nạp sẽ được thiết kế lại nhằm tận dụng áp suất không khí tạo ra khi xe chuyển động để làm gia tăng áp suất không khí tĩnh bên trong đường nạp. Nhờ đó mà có thể đưa dòng không khí lớn hơn vào buồng đốt xi lanh, làm công suất động cơ tăng cao hơn.
Nói một cách dễ hiểu, ram-air sẽ làm tăng đường kính của ống dẫn khí nạp để làm giảm tốc độ khí đường nạp. Khi tốc độ giảm, áp suất động giảm thì áp suất tĩnh sẽ tăng lên. Không khí mang theo oxy và oxy là yếu tố cần có để diễn ra sự cháy. Nạp càng nhiều oxy, hỗn hợp cháy sẽ càng dồi dào hơn, động cơ sinh công mạnh mẽ hơn.
Hiện nay có hai cách độ ram-air: Cold Air Intake và Short Ram Intake.
Cold Air Intake (CAI) là loại bầu hút gió được thiết kế lấy khí lạnh từ bên ngoài khoang máy thông qua cản dưới. Khí lạnh bên ngoài có ưu điểm mật độ khí dày đặc hơn. Nhờ đó mà quá trình đốt cháy bên trong động cơ tối ưu hơn, lực đẩy piston tăng cao.
Tuy nhiên bầu hút gió Cold Air Intake không thể lắp vào hệ thống lọc gió nguyên bản của xe hơi. Do đó cần phải thiết kế lại đường ống từ bầu hút gió dẫn vào động cơ. Đa phần nhà sản xuất chỉ bán bầu hút gió, còn đường ống phải tự lắp đặt riêng. Về vật liệu đường ống, các hãng độ xe chuyên nghiệp thường ưu tiên dùng ống kim loại vì giúp không khí lưu thông tốt hơn (do có bề mặt trơn láng) và độ bền cũng cao hơn.
Đường ống của loại bầu hút gió này khá lớn, ống đi dài, nhiều khúc cua nên rất chiếm diện tích trong khoang máy. Đặc biệt, CAI không phù hợp với các dòng xe cỡ nhỏ như Kia Morning, Hyundai i10… Bởi khi lắp vào dễ gây tác dụng ngược, không tăng mà trái lại còn giảm công suất vì động cơ phải hoạt động nhiều để hút khí.
Một điểm yếu khác của CAI là vị trí đặt rất thấp ở tận cản dưới. Thế nên với những xe gầm thấp như sedan hay hatchback nếu chạy đường ngập nước thì rủi ro hút nước vào máy rất cao, vô cùng nguy hiểm.
Độ bộ nạp ngắn
Short Ram Intake (SRI) là loại bầu hút gió dành cho bộ nạp ngắn. Cũng như CAI, khi sử dụng SRI phải thiết kế lại đường ống nạp. Tuy nhiên SRI chỉ cần có một ống nạp to và ngắn nên ít chiếm diện tích hơn CAI.
Vị trí lắp của SRI ở phía trên, ngay dưới nắp capo. Do đó cũng không phải lo lắng xe bị thuỷ kích khi chạy đường ngập. Tuy nhiên SRI tạo ra tiếng ồn to hơn CAI. Tương tự như CAI, bộ nạp ngắn SRI cũng không phù hợp với những xe động cơ nhỏ. Bởi động cơ của các xe này sẽ không tạo ra được áp suất đủ lớn để hút lượng khí “khổng lồ” mà SRI cung cấp.
—
SRI và CAI đều giúp động cơ được nạp oxy nhiều hơn lọc gió (air filter) và đường nạp khí nguyên bản của xe. Về lý thuyết, CAI cho hiệu quả tốt hơn SRI. Bởi không khí lạnh ở cản dưới luôn giàu oxy hơn không khí nóng ở phía trên khoang máy. Tuy nhiên SRI lại phù hợp với điều kiện đường sá Việt Nam hơn CAI. Bởi SRI đặt ở trên, còn CAI đặt sâu ở dưới, rủi ro bị thuỷ kích rất lớn.
Một số hãng bầu lọc gió CAI và SRI nổi tiếng trên thị trường hiện nay: K&N, AEM, Injen, HKS, Weapon… Các loại bầu lọc của K&N, AEM, Injen, Weapon… thường có đầu lọc hình chóp. Còn HKS đặc biệt hơn với hình nấm. Giá các bầu lọc gió này dao động từ 5 – 20 triệu đồng/bộ tuỳ theo loại.
Độ ống xả
Độ ống xả ô tô cũng là một cách tăng mã lực cho xe ôtô hiệu quả. Bởi khi nạp nhiều dẫn đến xả nhiều và khi xả nhiều thì ngược lại sẽ làm tăng khả năng nạp. Độ ống xả ô tô giúp khí thải từ động cơ thoát ra ngoài dễ dàng và nhanh chóng hơn. Lúc này, động cơ không phải tiêu tốn nhiều năng lượng để đẩy khí thải ra ngoài như bình thường.
Độ NOS
Lắp NOS được đánh giá là phương pháp độ độ công suất xe ô tô mạnh mẽ hơn cả Turbocharge hay Supercharge, thường được các tay đua xe chuyên nghiệp sử dụng. Hoạt động của NOS giống như các thể loại xe đua đường phố thường thấy trên phim hay trong game. Khi muốn bứt tốc chỉ cần nhấn một nút “thần thánh” là xe sẽ lao đi như vũ bão.
NOS (Nitrous Oxide System) thực chất là một hệ thống giúp tăng lượng oxy nạp vào buồng đốt bằng cách phun N2O ngay trước cửa nạp của động cơ ô tô. Khí N2O là một loại khí không màu, không cháy, không độc, không gây bỏng và có mùi thơm nhẹ. Tuy nhiên nếu con người hít phải sẽ tạo ra sự kích động, phân khích, gây cười vô cớ nên N2O còn được gọi là “khí cười”.
Khí N2O có đặc điểm khi được đốt nóng ở nhiệt độ khoảng 300 độ C sẽ phản ứng nhiệt phân, chuyển thành nitơ và oxy đơn chất. Do đó, nếu phun ngay trước cửa nạp thì N2O được hút vào buồng đốt theo không khí. Tại kỳ nén, khi nhiệt độ không khí trong buồng đốt lên 300 độ C sẽ làm N2O giải phóng oxy.
Với N2O, oxy chiếm đến 36% khối lượng trong khi không khí chỉ chiếm 23%. Đặc biệt, ở cùng một nhiệt độ và áp suất, mật độ phân tử N2O cao hơn không khí đến 50%. Như vậy, 1 foot khối (28,3 lít) N2O chứa lượng oxy cao gấp 2,3 lần so với 1 foot khối không khí.
Thế nên chỉ cần thay thế một lượng nhỏ không khí bằng N2O là có thể tăng đáng kể oxy, kéo theo tăng nhiên liệu nạp vào buồng đốt. Nhờ đó mà động cơ đốt cháy được nhiều nhiên liệu hơn. Công suất có thể tăng lên từ 50 đến tận 300 mã lực.
NOS được bán theo cấp (stage) 1, 2, 3, 4, 5. Cấp càng cao thì khả năng tăng công suất càng lớn. NOS có hai loại chính:
Loại khô (Dry system): Loại này sẽ phun vào họng hút, không kèm theo xăng, chỉ phù hợp với xe phun xăng điện tử. Để hiệu chỉnh phun xăng nhiều hơn, có thể độ lại ECU nhằm đồng bộ hoá. Hoặc lắp NOS ngay phía trước cảm biến lưu lượng khí nạp MAF để báo ECU biết lượng khí nạp tăng lên. Từ đó ECU sẽ điều chỉnh tăng nhiên liệu lên mức phù hợp.
Loại ướt (Wet system): Loại này sẽ phun N2O và xăng trực tiếp vào họng hút, không yêu cầu phải phun thêm nhiên liệu. Do đó không cần thiết lập hay đánh lừa ECU. Công suất sản sinh ra cũng cao hơn loại khô. Nhưng vì họng hút thiết kế để nạp khí nên nếu phun hơi xăng sẽ dễ gây ra hiện tượng cháy sớm khi chưa vào buồng đốt. Do đó loại này khó cài đặt hơn, giá cũng cao hơn.
Hệ thống NOS chỉ có khả năng tăng công suất xe ô tô tức thời. Nghĩa là giúp xe tăng tốc cực nhanh trong vài giây ngay sau khi kích hoạt. NOS như một cách hack speed, được các tay đua sử dụng khi muốn bứt phá trên đường thẳng hay lúc chạy nước rút về cuối.
Một lưu ý quan trọng khác là mỗi động cơ đều có giới hạn hoạt động nhất định. Lượng N2O phun vào phải nằm trong khả năng đáp ứng của động cơ. Nếu phun quá nhiều, ép động cơ làm việc quá tải có thể khiến lốc máy bị bể. Và dù cho động cơ đáp ứng được lượng N2O thì cũng không nên lạm dụng. Càng sử dụng NOS, động cơ sẽ càng bị “bào mòn”, rút ngắn tuổi thọ.
Độ trục cam
Trục cam (camshaft) có nhiệm vụ điều khiển van nạp và nạp xả trên xi lanh. Độ trục cam sẽ giúp tăng góc mở và thời gian mở của van nạp và van xả. Khi van nạp mở càng cao và càng lâu thì khí hút vào buồng đốt càng lớn. ECU nhận biết được điều này thông qua cảm biến sẽ tiến hành điều chỉnh tăng nhiên liệu, từ đó giúp tăng công suất động cơ.
Thông thường khi độ trục cam có thể tăng từ 17 – 30 mã lực. Ngoài ra độ trục cam còn giúp nâng cao giới hạn của vòng tua máy (RPM).
Tuỳ theo loại trục cam và cách sắp xếp xi lanh mà số lượng trục cam trong động cơ sẽ khác nhau.
Theo loại trục cam:
- Động cơ cam đơn SOHC chỉ có 1 trục cam điều khiển cả van nạp và van xả.
- Động cơ cam đôi DOHC có 1 trục cam điều khiển van nạp và 1 trục cam điều khiển van xả.
Theo cách sắp xếp xi lanh:
- Động cơ xi lanh thẳng hàng chỉ cần 1 bộ trục cam
- Động cơ xi lanh chữ V cần 2 bộ trục cam, mỗi bộ cho 1 cánh.
Ví dụ:
- Động cơ I4 SOHC dùng 1 trục cam (1 bộ)
- Động cơ I4 DOHC dùng 2 trục cam (1 bộ)
- Động cơ V6 DOHC dùng 4 trục cam (2 bộ – mỗi cánh chữ V 1 bộ)
Vì phải mở đầu động cơ nên độ trục cam rất phức tạp, yêu cầu kỹ thuật cao và nhiều kinh nghiệm, chi phí khá đắt đỏ. Cam độ có nhiều loại với cơ chế hoạt động khác nhau. Điển hình như trục cam dành cho máy có Turbo góc nâng cao hơn trục cam độ máy hút khí tự nhiên. Vì thế cần lưu ý chọn đúng loại phù hợp. Nếu lắp sai không chỉ không tăng công suất mà còn làm giảm công suất, thậm chí bể lốc máy. Giá cam độ dao động trong khoảng 20 – 70 triệu đồng/bộ.
Độ pulley
Pulley là bánh đai động cơ dùng để dẫn động những hệ thống phụ trợ khác như máy phát điện xe, điều hoà xe, bơm nước làm mát, trợ lực lái… Độ pulley kit không phải là cách tăng công suất xe ô tô trực tiếp. Tuy nhiên vì động cơ quay phải kéo pulley quay theo nên việc thay thế một pulley ưu việt hơn sẽ giúp giảm mức tiêu hao công suất của động cơ. Theo các chuyên gia, công suất động cơ sau khi truyền đến các pulley và đi qua hệ thống truyền động (hộp số, cầu dẫn động…) đến bánh xe đã bị giảm 15 – 20% so với ban đầu.
Có hai loại pulley độ. Loại đầu tiên là pulley sử dụng vật liệu nhẹ hơn pulley zin nguyên bản theo xe. Loại thứ hai là pulley có đường kính nhỏ hơn. Cũng như trọng lượng nhẹ, đường kính nhỏ hơn sẽ giúp động cơ ít tiêu tốn công hơn. Giá pulley độ dao động khoảng 2 – 10 triệu đồng/bộ.
Khi độ pulley cần lưu ý, các thông số của xe vốn đã được nhà sản xuất tính toán cẩn thận. Do đó nếu thay đổi bất kỳ một thông số nào cũng dễ ảnh hưởng đến những bộ phận liên quan. Pulley được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ. Nên thay đổi trọng lượng hay kích thước pulley có thể khiến trục khuỷu bị mất cân bằng, thậm chí gãy.
Không chỉ với trục khuỷu mà với các hệ thống phụ trợ cũng dễ bị ảnh hưởng. Pulley của những hệ thống phụ trợ có thể không còn quay với tốc độ mà nhà sản xuất thiết lập ban đầu. Điều này dẫn đến máy phát điện bị trục trặc làm điện yếu, máy bơm nước bơm yếu không cung cấp đủ nước làm mát khiến động cơ bị quá nhiệt, hệ thống điều hoà bị yếu…
Tất nhiên những thông số này không phải luôn ở mức quá chuẩn. Nhà sản suất thường sẽ trừ hao sai lệch trong phạm vi cho phép nhưng cũng đừng quá chủ quan.
Độ torque damper
Động cơ ô tô được cố định vào khung xe. Tuy nhiên để giảm động rung của động cơ truyền vào khung xe, giúp xe vận hành êm ái hơn nhà sản xuất sẽ bố trí giữa động cơ và khung xe một số cao su chân máy (engine mount). Cao su chân máy này có đặc điểm mềm tạo độ êm. Tuy nhiên cũng vì quá mềm nên khi xe tăng tốc đột ngột sẽ xoắn nhiều hơn.
Torque damper là một cái giảm xóc nối động cơ với khung xe. Lắp thêm torque damper sẽ giúp động cơ tăng tốc tốt hơn. Có thể dùng hình ảnh một chiếc xe đạp có giảm xóc và không có để dễ hình dung. Xe có giảm xóc khi đề pa lực dồn vào giảm xóc nên sẽ bị hụt một chút. Còn xe không giảm xóc thì đề pa dứt khoát hơn nhưng chắc chắn không êm bằng.
