4 vấn đề thường gặp với động cơ 6 xi-lanh thẳng hàng

Động cơ 6 xi-lanh thẳng hàng (I6) dùng chung một nắp mặt máy và một trục khuỷu. Về mặt vật lý, thiết kế này mang lại sự cân bằng hoàn hảo mà không cần đến đối trọng hay trục cân bằng phức tạp như động cơ V6.

Mặc dù sở hữu sự êm ái tự nhiên và thiết kế dễ bảo trì ở phần trên, nhưng chính cấu trúc "dài đòn" của 6 xi-lanh xếp dọc lại là khởi nguồn cho hàng loạt nhược điểm chí mạng. Dưới đây là 4 vấn đề lớn nhất thường gặp với loại động cơ ô tô huyền thoại này.

Kích thước động cơ gây khó khi thiết kế khung gầm

Theo trang Autoblog, động cơ I6 được xếp thành một hàng dọc nên yêu cầu không gian khoang máy dài dài hơn so với động cơ V6 chia làm hai dãy xi-lanh ngắn gọn. Ngoài ra, động cơ I6 thường có trọng tâm cao hơn do không thể đặt thấp xuống khoang máy như động cơ V6. Để khắc phục, các hãng xe như BMW phải đặt động cơ nghiêng khoảng 30 độ để tránh chạm nắp ca-pô và hạ thấp trọng tâm xe.

Động cơ I6 thường phải đặt nghiêng để tránh chạm nắp ca-pô và hạ thấp trọng tâm xe. Ảnh: Toyota

Chưa hết, chiều dài "quá khổ" khiến động cơ I6 gần như không thể lắp nằm ngang trên các nền tảng xe dẫn động cầu trước (FWD). Đây là lý do chúng chủ yếu chỉ xuất hiện trên xe dẫn động cầu sau (RWD), xe hai cầu (4WD/AWD) hoặc xe tải.

Đáng chú ý, chiều dài quá lớn của động cơ khiến vùng hấp thụ xung lực ở đầu xe bị thu hẹp, khiến các kỹ sư khó khăn hơn trong việc đảm bảo an toàn cho hành khách khi xảy ra tai nạn trực diện

Rung động xoắn do trục khuỷu và trục cam quá dài

Tạp chí Engine Builder nếu rõ dù nổi tiếng với khả năng tự cân bằng nhưng trục khuỷu và trục cam của động cơ I6 dài hơn rất nhiều so với động cơ V6. Khi động cơ hoạt động, áp lực đốt cháy liên tục vặn xoắn hai đầu trục khuỷu, gây ra hiện tượng "rung động xoắn".

Áp lực đốt cháy liên tục vặn xoắn hai đầu trục khuỷu của động cơ I6, gây ra hiện tượng "rung động xoắn". Ảnh: Engine Labs

Từ năm 2008, một nghiên cứu của Đại học Công nghệ Krakow (Ba Lan) được đăng tải trên trang Academia còn chỉ ra rằng với các xi lanh có đường kính lớn hơn 90mm, hiện tượng vặn xoắn này trở nên cực kỳ nghiêm trọng. Các kỹ sư buộc phải bổ sung các bộ giảm chấn rung xoắn phức tạp ở đầu trục khuỷu để triệt tiêu lực này. Nếu không, trục cam và trục khuỷu có thể bị uốn cong hoặc thậm chí gãy nứt theo thời gian.

Phân bổ không khí và nhiên liệu không đồng đều

Một vấn đề kỹ thuật nhức nhối khác của việc xếp 6 xi lanh thành một hàng dài là sự thiếu đồng nhất trong đường ống nạp. Không khí và nhiên liệu phải di chuyển một quãng đường dài hơn để đến được xi lanh đầu tiên và xi lanh cuối cùng. Điều này dẫn đến tình trạng các xi lanh ở giữa có tỷ lệ hòa khí khác biệt so với các xi lanh ở hai đầu, làm giảm hiệu suất đốt cháy.

Sự thiếu đồng nhất trong đường ống nạp dẫn tới hiệu suất đốt cháy của động cơ I6 bị sụt giảm. Ảnh: Which Car

Một nghiên cứu của Hiệp hội kỹ sư ô tô Hòa Kỳ (SAE) trên động cơ I6 hạng nặng thực hiện vào năm 2016 đã chứng minh công suất đầu ra giữa các xi lanh có thể chênh lệch từ 9-38%. Điều này gây ra hiện tượng đốt cháy không đồng đều, làm giảm hiệu suất và độ bền của động cơ nếu không có hệ thống phun nhiên liệu điện tử tối tân tinh chỉnh.

Nỗi ám ảnh mang tên "Xích Cam"

Do động cơ quá dài, nhiều hãng xe như BMW với mã động cơ N57/N47 hay dòng I6 tăng áp mới trên Mazda CX-90 / CX-70 đã quyết định đặt hệ thống xích cam ở phía sau động cơ sát vách ngăn cabin thay vì phía trước. Mazda thậm chí sử dụng tới 3 dây xích riêng biệt đặt ở vị trí này.

Xích cam của động cơ BMW I6 được đặt ở vị trí gần vách ngăn động cơ khiến việc sửa chữa thay thế gặp khó khăn. Ảnh: BMW

Chính vị trí này đã biến một hạng mục bảo dưỡng thông thường thành cơn ác mộng. Thay vì chỉ mở nắp máy phía trước, thợ máy bắt buộc phải nhấc toàn bộ khối động cơ ra ngoài mới có thể tiếp cận xích cam.

Theo RepairPal - trang chuyên cung cấp dịch vụ sữa chữa ô tô, chi phí thay bộ căng xích cam phía trước như mã động cơ BMW N54 chỉ khoảng 1.200-1.700 USD, nhưng nếu xích nằm phía sau như mã động cơ BMW N55, hóa đơn sửa chữa có thể vọt lên hơn 5.500 USD chủ yếu do chi phí tiền công tháo lắp động cơ tốn hàng chục giờ đồng hồ.

Hãy chia sẻ ý kiến của bạn tới Báo VietNamNet theo email: otoxemay@vietnamnet.vn. Các nội dung phù hợp sẽ được đăng tải. Xin cảm ơn!