Tìm hiểu động cơ xi lanh đơn với vòng tua 20,000 rpm của Cosworth

Tất cả chúng ta đều biết về những chiếc xe F1 cũng như sức mạnh và tốc độ kinh khủng của chúng. Người ta ước tính rằng trong giải đua F1 2021, hầu hết các động cơ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho xe F1 đều có công suất xấp xỉ 1,050 hp!

Trong lịch sử của F1, động cơ thường có cấu hình V6, V10 và thậm chí là V12 để cung cấp cho xe công suất đầu ra cần thiết. Thế nhưng bạn có biệt rằng Cosworth từng sản xuất một động cơ (phát triển cho F1) chỉ với một xi lanh? Chiếc xe nào sẽ có sức mạnh như vậy trong khi động cơ chỉ sản sinh vỏn vẹn 90 hp? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu bên dưới...

1. Thử nghiệm trước khi sản xuất

Cosworth cung cấp động cơ cho xe F1 kể từ cuối những năm 1990. Các vòng găng (piston ring), trục cam và thiết kế nắp máy đều được hãng thử nghiệm trước khi chế tạo động cơ với 10 xi lanh hoàn chỉnh.

Cosworth đã chọn giải pháp đi đường tắt và chỉ sản xuất một phần mười động cơ, thay vì tốn thêm chi phí chế tạo cả 10 xi lanh cho mỗi lần thử nghiệm.

Đã có nhiều động cơ F1 tuyệt vời trong suốt những năm qua, nhưng không có động cơ nào được sản xuất từ đầu với đủ số xi lanh. Đối với khối 3.0L V10 Cosworth, bước khởi đầu là một động cơ thử nghiệm (mule engine) chỉ với một xi lanh.

2. Động cơ một xi lanh

Với động cơ hiệu suất Cosworth ngày nay, mỗi buồng đốt được thiết kế “từ đầu đến chân” để đảm bảo rằng chúng đáp ứng các mục tiêu về công suất và độ hiệu quả. Những động cơ thử nghiệm này có thể đạt cùng số vòng tua cao như những động cơ thực thụ. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng để kiểm tra xem các thành phần của động cơ có hoạt động bình thường hay không trước khi chế tạo và sản xuất hoàn chỉnh.

Có thể nói, động cơ xi lanh đơn được thiết kế cho khối V10 của chiếc Jaguar F1 năm 1998 và 1999 là động cơ “đỉnh” nhất của Cosworth. Nó có dung tích chỉ 200 cc nhưng đạt vòng tua máy tới 20,000 rpm.

Đối với Cosworth, cách dễ nhất và ít tốn kém nhất để mở rộng quy mô lên đến 10 xi lanh là bắt đầu với thiết kế của chỉ một xi lanh. Trong những ngày đầu của F1, tốc độ phát triển xe là rất quan trọng vì các đội có thể liên tục cải thiện động cơ của họ giữa các chặng đua.

3. Tỷ lệ và độ chính xác

Ước tính về công suất trong các thử nghiệm Cosworth là tương ứng với kích thước động cơ. Động cơ thử nghiệm 3 xi lanh (1/4 của khối động cơ V12 trên Aston Martin Valkyrie mạnh 1,000 hp) tạo ra chính xác 250 hp, trong khi động cơ thử nghiệm xi lanh đơn nói trên của động cơ V10 mạnh 900 hp cũng tạo ra 90 hp.

Tất nhiên, tuyệt tác động cơ xi lanh đơn này của Cosworth sẽ không có âm thanh phấn khích như động cơ V10 hoàn chỉnh. Tuy nhiên, động cơ vẫn khá gọn gàng và chính xác.

Sự hấp dẫn của động cơ một và ba xi lanh của Cosworth gần như không hề kém cạnh so với động cơ V10 và V12 lớn hơn của hãng. Nếu được sản xuất với số lượng lớn hơn, có lẽ chúng sẽ là những mẫu động cơ tuyệt vời cho xe mô tô.