Chiếc xe máy tiêu thụ 0,57 lít xăng/100km của người Ấn Độ
Shailendra Singh Gaur, một cựu sinh viên Đại học Allahabad (Ấn Độ), đã gây chú ý khi phát triển thành công một nguyên mẫu xe máy chạy bằng động cơ sáu thì có khả năng đạt mức tiêu thụ nhiên liệu 176 km/lít xăng, tương đương mức tiêu thụ khoảng 0,568 lít/100km.
Thành tựu này, nếu được ứng dụng trên diện rộng, có thể tạo nên bước ngoặt trong lĩnh vực giao thông, đặc biệt trong bối cảnh thế giới ngày càng quan tâm đến vấn đề năng lượng và môi trường.
Shailendra Singh Gaur đến từ Ấn Độ vừa sáng chế ra loại động cơ mới rất tiết kiệm nhiên liệu. Ảnh: Fame Publish
Điều thú vị là ông Shailendra Singh Gaur năm 2007 từng từ chối một lời mời làm việc tại Tata Motors, một trong những tập đoàn ô tô lớn nhất Ấn Độ, để tập trung cho nghiên cứu cá nhân. Trong suốt nhiều năm, ông đã bán đi đất đai, cửa hàng và thậm chí cả nhà để có kinh phí phục vụ nghiên cứu này. Ông biến căn nhà thuê thành phòng thí nghiệm, tự mình mày mò, chế tạo, bất chấp điều kiện khó khăn.
Để hoàn thiện ý tưởng, Shailendra Singh Gaur từng trải qua 6 tháng tập huấn tại phòng thí nghiệm Kỹ thuật Cơ khí của Viện Công nghệ Motilal Nehru (MNNIT) Prayagraj dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Anuj Jain. Sau đó, ông tiếp tục phát triển nguyên mẫu tại Viện Công nghệ Ấn Độ ở Varanasi (IIT-BHU).
Chính tại đây, ông đã đưa động cơ sáu thì vào thử nghiệm thực tế trên xe máy TVS 100cc đời 2017.
Ông Shailendra Singh Gaur thử nghiệm trên một chiếc xe do TVS sản xuất.
Kết quả cho thấy chiếc xe chạy được 35 phút chỉ với 50 ml xăng, tương đương khoảng 176 km cho mỗi lít. Trong một buổi trình diễn trên truyền hình, chiếc xe còn đạt tới 120 km với chỉ một lít xăng trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau. Những con số này vượt xa mức tiết kiệm nhiên liệu trung bình của các xe máy phổ biến hiện nay.
Công trình đã được Chính phủ Ấn Độ cấp hai bằng sáng chế, xác nhận tính độc đáo và khả năng ứng dụng. Theo Gaur, nguyên lý động cơ của ông có thể mở rộng không chỉ cho xe máy, mà còn cho ô tô, xe buýt, thậm chí tàu thuyền.
Tuy vậy, hiện dự án vẫn dừng ở mức nguyên mẫu và ông đang tìm kiếm sự hỗ trợ từ phía chính phủ, ngành công nghiệp ô tô và các tổ chức quan tâm đến môi trường để đưa công nghệ này vào sản xuất đại trà.
Loại động cơ không giống ai
Để hiểu được điểm mới trong phát minh của Shailendra Singh Gaur, cần nhắc lại nguyên lý hoạt động của động cơ bốn thì – loại động cơ phổ biến trên hầu hết phương tiện ngày nay.
Một động cơ bốn thì vận hành theo chu trình gồm:
Kỳ nạp (Intake stroke): Piston đi xuống, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hút vào xi lanh.
Kỳ nén (Compression stroke): Piston đi lên, nén chặt hỗn hợp không khí – nhiên liệu.
Kỳ nổ (Power stroke): Bugi đánh lửa, hỗn hợp cháy sinh công, đẩy piston đi xuống tạo ra lực.
Kỳ xả (Exhaust stroke): Piston đi lên lần nữa, đẩy khí thải ra ngoài.
Trong cơ chế này, chỉ có một kỳ sinh công trong bốn kỳ, nghĩa là năng lượng thực sự tạo lực chỉ chiếm một phần nhỏ so với toàn bộ chu trình. Phần lớn nhiệt năng sinh ra bị thất thoát dưới dạng nhiệt thải. Thực tế, động cơ bốn thì thông thường chỉ đạt hiệu suất nhiệt khoảng 20–30%.
Điều này khiến việc sử dụng nhiên liệu chưa tối ưu, hay nói một cách khác là không tận dụng được toàn bộ năng lượng từ nhiên liệu.
Mô phỏng cấu tạo và hoạt động của động cơ 4 thì.
Khác với thiết kế truyền thống, động cơ sáu thì của Shailendra Singh Gaur bổ sung thêm hai thì, tận dụng triệt để phần nhiệt thải vốn bị bỏ phí trên động cơ bốn thì. Nhờ vậy, chu trình vận hành của động cơ không chỉ có một kỳ sinh công, mà còn thêm các kỳ phụ trợ giúp tạo ra năng lượng bổ sung. Theo phân tích, hiệu suất nhiệt của động cơ sáu thì có thể đạt đến 70%, cao gấp hơn hai lần so với mức phổ biến hiện nay.
Nguyên tắc này mang lại hai lợi ích lớn.
Thứ nhất, nhiên liệu được khai thác triệt để hơn, giúp phương tiện đi được quãng đường dài hơn với cùng một lượng xăng. Thứ hai, khí thải giảm đáng kể do được đốt sạch hơn và tận dụng được nhiều năng lượng hơn từ cùng một lượng nhiên liệu. Đây là yếu tố quan trọng trong bối cảnh toàn ngành xe đang tìm cách cắt giảm lượng khí thải carbon.
Mặc dù kết quả thử nghiệm của Gaur mới chỉ dừng ở quy mô nhỏ, nhưng ý tưởng tận dụng nhiệt thải để nâng cao hiệu suất động cơ là hướng nghiên cứu có tính đột phá. Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể giúp giải quyết nhiều thách thức năng lượng, đồng thời mở ra khả năng phát triển các dòng xe giá rẻ, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện hơn với môi trường.
