Vì sao động cơ V4 phổ biến trên xe máy hiệu suất cao nhưng ít xuất hiện ở ô tô

Động cơ V4 thường xuất hiện trên các mẫu xe máy thể thao cao cấp như Ducati, nhưng lại rất hiếm trên ô tô, chỉ có một vài mẫu xe lịch sử của Lancia, Saab và Ford từng sử dụng. Nguyên nhân chính là do thiết kế phức tạp, chi phí sản xuất cao và khó bố trí các bộ phận phụ trợ trên ô tô.

Hình minh họa động cơ V4 trên xe máy và ô tô. Ảnh: Yahoo

Động cơ ô tô thường được phân loại dựa trên số xi-lanh và cách bố trí, trong đó có hai loại phổ biến là động cơ thẳng hàng (I) và động cơ chữ V (V). Động cơ thẳng hàng có các xi-lanh xếp thành một hàng, còn động cơ chữ V có hai dãy xi-lanh đối diện nhau. Các loại động cơ V6 và V8 rất phổ biến trên ô tô, trong khi động cơ thẳng hàng 6 xi-lanh (I6) được đánh giá cao về độ bền.

Động cơ V4, mặc dù có thiết kế cân bằng và hiệu suất tốt, thường chỉ được sử dụng trên các mẫu xe máy hiệu suất cao như Ducati Superleggera V4 hay Streetfighter V4 với công suất lên đến 208 mã lực. Trên ô tô, động cơ V4 rất hiếm, chỉ từng xuất hiện trên một số mẫu xe như Lancia Lambda (1922-1931), Saab Sonnet III (1970-1974) và một vài dòng xe Ford Taunus, Essex trong thập niên 1960-1970.

Lancia Lambda là mẫu xe đầu tiên sử dụng động cơ V4 sản xuất hàng loạt, với thiết kế khối nhôm và một đầu xi-lanh duy nhất cho hai dãy xi-lanh nghiêng 20 độ. Mẫu xe này còn nổi bật với hệ thống treo độc lập và phanh trước tiên tiến thời đó, được nhiều nhân vật nổi tiếng ưa chuộng.

Động cơ V4 có thiết kế cân bằng hơn so với động cơ I4, đặc biệt khi hoạt động ở vòng tua cao. Tuy nhiên, cấu tạo phức tạp hơn với hai đầu xi-lanh và hai hệ thống ống xả riêng biệt khiến chi phí sản xuất và bảo dưỡng tăng cao. Bên cạnh đó, kiểu bố trí rộng và ngắn của động cơ V4 cũng gây khó khăn trong việc lắp đặt các bộ phận phụ trợ như máy phát điện, máy nén điều hòa hay bộ tăng áp.

Việc bảo trì động cơ V4 cũng phức tạp hơn do một số chi tiết khó tiếp cận hơn so với động cơ I4. Điều này làm tăng chi phí vận hành và giảm tính phổ biến của V4 trên ô tô. Các hãng xe thường ưu tiên sử dụng động cơ I4, V6 hoặc V8 vì chi phí phát triển và sản xuất thấp hơn, đồng thời dễ dàng tìm kiếm linh kiện và kỹ thuật sửa chữa.

Mặc dù vậy, động cơ V4 vẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt như xe đua nhờ khả năng giảm rung và vận hành ổn định ở vòng tua cao. Ví dụ, Porsche 919 hybrid từng sử dụng động cơ V4 công suất 500 mã lực kết hợp với động cơ điện 400 mã lực để giành chiến thắng tại giải đua 24 Hours of Le Mans trong các năm 2015, 2016 và 2017.

Porsche sau đó phát triển phiên bản 919 Evo với động cơ V4 được tinh chỉnh công suất lên 720 mã lực, lập kỷ lục vòng đua tại Nürburgring Nordschleife năm 2018. Tuy nhiên, những ứng dụng này chủ yếu phục vụ mục đích đua xe chuyên nghiệp, không phù hợp với sản xuất đại trà trên ô tô thương mại.

Tóm lại, dù có nhiều ưu điểm về hiệu suất và cân bằng, động cơ V4 vẫn bị hạn chế sử dụng trên ô tô do thiết kế phức tạp, chi phí cao và khó bố trí các bộ phận phụ trợ. Điều này khiến động cơ V4 trở thành lựa chọn phổ biến hơn trên xe máy hiệu suất cao, trong khi trên ô tô, các loại động cơ khác vẫn chiếm ưu thế.