Tại sao Subaru trung thành với động cơ Boxer?

Tại sao Subaru (và cả Porsche) vẫn sử dụng động cơ Boxer trong khi các hãng ô tô thế giới lại từ chối nó? Đó là câu hỏi kinh điển. Subaru và Porsche đã trả lời bằng triết lý: Theo đuổi cảm giác lái là ưu tiên hàng đầu.

Động cơ Boxer của Subaru

Với động cơ đốt trong trên xe ô tô, có 3 loại chính hiện nay là: Động cơ chữ I, Động cơ chữ V và Động cơ Boxer. Động cơ Boxer là loại động cơ mà các piston trong hai dãy xi-lanh luôn ngược chiều nhau theo phương nằm ngang, giống như động tác của hai tay đấm boxer trên võ đài khi tranh đấu.

Động cơ Boxer của Subaru

Động cơ boxer (hay động cơ phẳng) được phát minh bởi đồng sáng lập Mercedes-Benz là ông Karl Benz vào năm 1896. Karl Benz gọi phát minh của ông là động cơ Kontra, vì trong tiếng Đức, Kontra có nghĩa là đối nghịch, đúng với nguyên lý hoạt động của cỗ máy. Về sau, thuật ngữ "boxer" xuất hiện nhiều hơn và được dùng cho tới ngày nay.

Cơ chế hoạt động của động cơ Boxer

Video cơ chế hoạt động của động cơ Boxer Subaru

Subaru Boxer Engine có cách sắp xếp xy-lanh nằm ngang đối xứng, trên cùng một mặt phẳng. Khi các piston di chuyển tịnh tiến và ngược chiều nhau, lực đẩy sẽ được truyền đến trục khuỷu một cách đối xứng thông qua thanh truyền, tạo ra chuyển động quay tròn của trục khủy. Cơ chế truyền động này mang tính trực tiếp và tối giản, không cầu kỳ như các loại động cơ khác.

Ưu điểm của động cơ Boxer

Tại sao Subaru (và cả Porsche) vẫn sử dụng động cơ Boxer trong khi các hãng ô tô thế giới lại từ chối nó? Đó là câu hỏi kinh điển. Subaru và Porsche đã trả lời bằng triết lý: Theo đuổi cảm giác lái là ưu tiên hàng đầu. Trong thế giới xe thể thao, chỉ còn Porsche sử dụng động cơ boxer (họ gọi là động cơ phẳng - flat Engine). Xuống phân khúc bình dân, Subaru là cái tên lừng lẫy nhưng cô độc.

Lái xe êm ái

Hầu hết các động cơ xe là động cơ trực tuyến, nghĩa là các piston được định vị theo chiều dọc và không được cân bằng tốt. Trong động cơ Boxer, các pit-tông bị phản đối ngang, điều này hủy bỏ một số tiếng ồn và rung. Điều này có nghĩa là khi bạn lái xe, bạn sẽ có một chuyến đi êm ái hơn với ít va chạm và tiếng ồn phát ra từ động cơ của bạn.

Xử lý tốt hơn

Khi bạn có một trung tâm trọng lực cao, giống như với một động cơ điển hình, bạn mất lực kéo trong khi thực hiện những bước ngoặt, giảm độ ổn định và tăng nguy cơ lăn bánh xe. Với động cơ Boxer, trung tâm thấp hơn của trọng lực và phân phối cân bằng các xi lanh trong động cơ, giữ cho lốp xe của bạn vững chắc trên mặt đất, mang lại sự ổn định và an toàn hơn. Trong những chiếc xe cao hơn hoặc nặng đỉnh hơn, điều này đặc biệt quan trọng trong việc phòng chống lăn bánh khi quay đầu hoặc trong điều kiện khắc nghiệt.

Tăng hiệu suất

Trọng lượng của một động cơ có thể ảnh hưởng lớn đến mức độ hiệu suất của một chiếc xe. Kích thước nhỏ hơn của động cơ Boxer, cũng như công trình nhôm, làm giảm trọng lượng động cơ. Kết quả là tăng tốc nhanh hơn và một chuyến đi thú vị hơn. Trọng lượng nhẹ của xe cũng mang lại hiệu quả nhiên liệu tốt hơn.

Giảm thiểu rủi ro khi tai nạn

Trong khi chúng ta không bao giờ muốn nghĩ rằng điều tồi tệ nhất có thể xảy ra, điều quan trọng là xe của chúng ta được chế tạo để giữ an toàn cho chúng ta. Nhiều động cơ gây nguy cơ cho người lái xe và hành khách phía trước trong trường hợp va chạm trực tiếp hoặc thậm chí va chạm nghiêm trọng. Khi phía trước xe bị tai nạn, tác động khiến phía trước xe bị sập khiến động cơ di chuyển ngược về phía người lái và người đi phía trước. Nếu va chạm đủ nghiêm trọng, động cơ có thể gây ra những chấn thương lớn. Chiều cao thấp của động cơ Boxer cho phép nó được định vị di chuyển gầm xe trong trường hợp va chạm, giảm thiểu tác động của va chạm đến người lái xe và hành khách

Nhược điểm của động cơ Boxer Subaru

Khó tăng công suất

Ở những động cơ khác, nếu không dùng tăng áp hoặc siêu nạp, các kỹ sư có thể tăng đường kính của nòng xi lanh hoặc kéo dài hành trình piston. Nhưng ở động cơ boxer, chỉ có thể tăng đường kính nòng xi-lanh, vì nếu kéo dài xi-lanh, động cơ boxer vốn đã dài theo chiều ngang sẽ không còn đủ không gian trong khoang máy nữa. Ngoài ra, nếu tăng đường kính nòng xi-lanh lên quá mức khiến nó lớn hơn hành trình của piston, thì hiệu quả đốt cháy lại giảm đi. Để tối ưu, nhà sản xuất phải kết hợp với tăng áp.

Giá thành cao

Động cơ boxer tuy ít thành phần hơn nhưng những chi tiết đòi hỏi sự phức tạp và tỉ mỉ trong quá trình chế tạo, qua đó gián tiếp khiến chi phí chế tạo bị đội lên. Đó là lí do vì sao các dòng xe Subaru và Porsche luôn có giá thành cao so với các đối thủ cùng phân hạng.

Các loại động cơ Boxer của Subaru

Subaru là hãng xe duy nhất trang bị Boxer trên tất cả các mẫu xe từ năm 1966. Trải qua 4 thế hệ, động cơ của Subaru ngày nay đã đạt đến mức độ gần như hoàn hảo. Các dòng động cơ Boxer của Subaru gồm:

• 1. Động cơ Boxer EJ:

Là động cơ 4 xi-lanh danh tiếng của Subaru được giới thiệu lần đầu vào năm 1989 và có tới 23 phiên bản khác nhau, dung tích từ 1.5, 1.8, 2.0, 2.2 tới 2.5, có thể có Turbo và không Turbo. Mặc dù dung tích khác nhau nhưng kết cấu về cơ bản là như nhau với block máy bằng nhôm, dùng đai cam. EJ20 (2.0l) và EJ25 (2.5l) là hai dòng máy nổi tiếng nhất và phổ biến nhất được sử dụng gần như trên tất cả dòng xe của Subaru nhờ vào khả năng tinh chỉnh rất dễ dàng, phụ tùng thay thế độ đẽo rất phong phú và dễ kiếm (có thể độ lên 400 mã lực an toàn với những bộ phận zin). Cũng dễ hiểu khi mặc dù gần 30 năm nhưng Subaru vẫn dùng nó và cải tiến không nhiều qua từng năm.

Động cơ EJ là động cơ tốt, tuy nhiên độ bền của nó vẫn là vấn đề tranh cãi vì đây là động cơ nhiều lỗi nhất của Subaru. Nổi tiếng nhất là Head Gasket Failure (thổi gioăng mặt máy), bệnh rỉ nhớt (Leaking Oil), máy gõ (Knocking) có thể xảy ra khi xe chạy được khoảng 90.000km. Những lỗi này là đặc trưng của động cơ Boxer nhưng series EJ nhà Subaru lại có tỉ lệ mắc lỗi quá cao, chưa kể tới Ringland Failure (hỏng xéc-măng) có thể xảy ra khi xe chỉ mới 20.000km. Chi phí vận hành cho động cơ này cũng khá tốn kém vì bạn phải thay đai cam, bơm nước,... mỗi 100.000km.

• 2. Động cơ Boxer EZ:

Subaru giới thiệu động cơ EZ 6 xi lanh giới thiệu lần đầu vào năm 1999 với dung tích 3.0 mang mã EZ30. Năm 2003, một phiên bản EZ30D/R cải tiến ra mắt nhằm đem lại hiệu suất tốt hơn. Năm 2009, Subaru thay thế tất cả động cơ 3.0 bằng động cơ 3.6 EZ36D mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn mà họ vẫn dùng tới ngày nay trên dòng Legacy/Liberty và Outback. Động cơ EZ nổi tiếng nhờ vận hành mượt mà, quan trọng hơn hết nó có tỉ lệ lỗi thấp và đáng tin cậy hơn so với động cơ EJ. Head Gasket Failure vẫn có nhưng rất ít. Lỗi đáng ngại trên động cơ này là lỗi tăng cam và xích cam, tuy nhiên may mắn là bạn sẽ không gặp những nhiều vấn đề với nó nếu bạn chăm sóc nó tốt. Điều đáng đau đầu chỉ là nó hơi ăn xăng mà thôi, vậy nên trong một vài năm tới Subaru sẽ bỏ động dòng động cơ 6 xi lanh này.

• 3. Động cơ Boxer FB

Năm 2010 Subaru giới thiệu động cơ 4 xi lanh mã FB với dung tích 1.6l, 2.0l và 2.5l để thay thế dòng động cơ EJ hút khí tự nhiên trên các dòng xe cỡ vừa và nhỏ như Liberty/Legacy/Outback, Impreza, XV và Forester.

Động cơ Boxer FB20 trên Subaru Forester

Động cơ FB rất lành, tiết kiệm và không có lỗi gì đáng kể ngoài lỗi ăn nhớt trong những lô đầu tiên, những chiếc sau này không còn lỗi này. Tuy nhiên động cơ FB rất khó độ và gần như cũng chẳng ai độ nó cả

• 4. Động cơ Boxer FA

Đây là một phiên bản cải tiến từ dòng động cơ FB có Turbo và có hệ thống phun xăng trực tiếp mà Subaru gọi tắt là DIT (Direct Injection Turbo). Nó có hai dung tích là 2.0l (FA20DIT), được dùng để thay thế động cơ EJ Turbo và 2.4l (FA24DIT) để thay thế cho động cơ EZ trong năm 2020.

Động cơ Boxer FA trên Outback

Động cơ mới này chưa phổ biến vì khó tinh chỉnh, tuy nhiên những gì nó đem lại về độ tin cậy, khả năng tiết kiệm là vượt trội so với động cơ EJ và EZ cũ. Từ 2012, Subaru gắn FA20 lên BRZ và từ 2014 họ gắn nó trên Forester XT bản thường. Trên chiếc Ascent, Outback, WRX là động cơ mới FA24.

• 5. Động cơ Boxer Hybrid

 Từ năm 2013, Subaru đã thử nghiệm khối boxer hybrid trên XV Crosstrek với tên mã động cơ là FB20X. Đến nay, hãng xe Nhật vẫn tiếp tục nghiên cứu và phát triển dòng động cơ tân tiến này. Năm 2019, một phiên bản khác của khối boxer 4 xi lanh kế trên là FB20D e-Boxer xuất hiện trên chiếc Forester. Vào thời điểm đó, sự xuất hiện của hệ thống hybrid có mục đích chính là nhằm tiết kiệm nhiên liệu cho xe.

Gần đây nhất, Subaru tiết lộ đang phát triển phiên bản boxer hybrid và trang bị nó trong nguyên mẫu Crosstrek. Sự xuất hiện của động cơ điện trong thiết lập hybrid không làm mất đi nhiệm vụ cung cấp sức mạnh cho xe của khối boxer. Ngược lại, với sự xuất hiện của công nghệ hybrid, Subaru muốn khối boxer của mình làm thêm nhiệm vụ sạc pin.

(Theo Subaru)

✅Xem thêm: GIÁ XE SUBARU