V Twin – Tìm Hiểu Về Động Cơ Hình Chữ V | Ưu Và Nhược Điểm

Nếu bạn đang tìm kiếm chiếc xe phân khối lớn đầu tiên của mình và còn khá mới mẻ với thế giới mô tô phân khối lớn , thì rất có thể bạn đã bắt gặp những chiếc xe đạp có động cơ song song hoặc động cơ V Twin.

Những mẫu động cơ hai xi-lanh này là một trong những cách bố trí động cơ phổ biến nhất dành cho xe côn tay phân khối lớn (PKL), vì chúng tạo ra lượng công suất phù hợp để tạo ra một sức mạnh đáng kể cho chiếc xe của bạn, từ đó giúp bạn điều khiển tự tin hơn.

Vậy động cơ V-twin là gì? Ưu và nhược điểm của chúng ra sao? Nó khác gì so với động cơ song song trên một số mẫu xe? Hãy cùng kênh Fusito Việt Nam giải đáp những câu hỏi trên nhé.

Động cơ V-twin là gì?

Động cơ V-twin hoặc động cơ V2 là động cơ đốt trong hai xi-lanh ở vị trí nằm ngang hoặc được lắp theo chiều dọc. Các động cơ có sắp xếp cấu hình V với các góc lớn hơn 0 nhưng nhỏ hơn 180 độ. Đôi khi các xi-lanh có thể tạo thành một góc 90 độ của động cơ đôi được gọi là L-twin.

Lịch sử ra đời

Một trong những động cơ V-twin đầu tiên được chế tạo bởi Gottlieb Daimler vào năm 1889. Nó được sử dụng làm động cơ cố định cho tàu thuyền và trong Daimler Stahlradwagen (“ô tô bánh thép”), ô tô thứ hai của Daimler. Động cơ này cũng được sản xuất theo giấy phép tại Pháp bởi Panhard et Levassor.

Một chiếc mô tô động cơ V-twin đời đầu được sản xuất vào tháng 11 năm 1902 bởi Công ty Ô tô Princeps ở Vương quốc Anh. Năm sau, xe máy V-twin được sản xuất bởi Eclipse Motor & Cycle Co ở Vương quốc Anh (mẫu XL-ALL ), Glenn Curtiss ở Hoa Kỳ và NSU Motorenwerke ở Đức.

Ở những tài liệu khác , những chiếc chopper đầu tiên ra đời với động cơ này là những chiếc Harley, vì vậy chúng ta có thể dễ dàng nói rằng động cơ v twin được sinh ra trong các nhà máy của Harley Davidson.

Harley V Twin thường được ghi công cho Bill Harley, người đã thiết kế nó vào năm 1908 với tư cách là Kỹ sư trưởng của HD. Ông bắt tay vào thiết kế ngay sau khi tốt nghiệp Đại học Wisconsin vào năm 1908. Những động cơ V-twin đầu tiên của Harley đã tỏ ra thất bại. Năm 1910, động cơ V Twin bị loại bỏ khỏi dòng sản phẩm của Harley Davidson.

>>> Đọc thêm: So Sánh Động Cơ Diesel và Động Cơ Xăng | Ưu và Nhược Điểm?

Nhưng nó đã sớm được thiết kế lại và xuất hiện trở lại vào năm 1911.

V Twin không chỉ dành cho Harley và Indian. Nhiều nhà sản xuất sử dụng cấu hình trên xe của họ: Suzuki, Kawasaki, Yamaha, Honda… đều có V-twins.

Động cơ V Twin hoạt động như thế nào?

Một động cơ hai xi-lanh bình thường đốt cháy các pít-tông theo cách sao cho một pít-tông bắn vào vòng quay đầu tiên của trục khuỷu và pít-tông thứ hai bắn vào vòng quay thứ hai.

Các động cơ chạy khá trơn tru dưới thiết kế này.

Nhưng động cơ Harley có hai pít-tông và trục khuỷu chỉ có một chốt (trong thiết kế ở trên, đây là thiết kế phổ biến, có hai chốt tay quay cho thanh truyền mà pít-tông kết nối với) và cả hai pít-tông đều được kết nối với nó. .

Vì vậy, các pít-tông bắn gần như cùng một lúc. Trong khi trong ví dụ trên, chúng bắn ở các khoảng thời gian khác nhau.

Điều này mang lại cho những chiếc chopper, và đặc biệt nhất là chiếc Harley Davidson, âm thanh độc đáo, khàn khàn, trong ruột của động cơ xe…

Ưu và Nhược Điểm của V Twin

Ưu Điểm

1. Cân bằng tốt: Hai xi lanh V Twin cân bằng động cơ xe giúp tiết kiệm trọng lượng và cải thiện hiệu quả của xe.
2. Làm mát không khí tuyệt vời: Động cơ V-twin có khả năng làm mát tuyệt vời khi không khí nóng từ bốn xi-lanh được thải trực tiếp vào xi-lanh kia. Động cơ làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng hoạt động tốt.
3. Trọng lượng nhẹ: Động cơ loại V nhỏ gọn và nhẹ so với các loại động cơ khác.
4. Tỷ lệ công suất/kích thước: V-twin được sử dụng trong khoảng 8,4% xe mô tô phân khối lớn, xe cruiser và xe du lịch do tỷ lệ công suất/kích thước tốt. Việc bố trí hai xi-lanh ở góc 90 hoặc 180 độ giúp xe cân bằng, êm ái và dễ dàng điều chỉnh công suất.
5. Ứng dụng rộng rãi: Dạng nhỏ của động cơ loại V Twin cho phép nó được sử dụng trong nhiều loại phương tiện mà không gian là một vấn đề như xe máy, máy kéo nhỏ và máy phát điện.
6. Không gian để chân: Động cơ v-twin được gắn thấp tạo ra nhiều không gian để chân hơn và mang lại khả năng xử lý tốt hơn so với các loại xe đạp khác cùng loại.
7. Các biến thể khác nhau: Động cơ V-twin có nhiều biến thể khác nhau như làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng, ngang, OHV, OHC và nội tuyến.
8. Tăng tốc độ: Động cơ V-twin có hai pít-tông lớn chuyển động ngược chiều nhau. Điều này làm cho chúng quay với tốc độ tối đa tạo ra nhiều mô-men xoắn cực đại và mã lực hơn so với các động cơ thẳng hàng có cùng kích thước với bốn pít-tông.
9. Mô-men xoắn: Động cơ V-twin rất cạnh tranh và có mô-men xoắn lớn hơn ở cùng số vòng quay/phút hoặc thấp hơn. Động cơ loại V có khả năng cung cấp điện tương đối tuyến tính. Mô-men xoắn cao cho phép dễ dàng truy cập vào công suất động cơ
10. Độc đáo: Động cơ V-twin hẹp và giúp giữ cho động cơ của bạn nằm cạnh nhau bằng cách xếp các xi-lanh từ trước ra sau hoặc giữ tay quay ngang. Các động cơ là duy nhất và dễ dàng để phục vụ.

Nhược Điểm

1. Độ rung nhẹ: Động cơ V-twin với một xi-lanh nằm ngang và trục còn lại thẳng đứng đảm bảo đối trọng cho mô-tô và giảm rung động không mong muốn, vốn là một vấn đề lớn đối với tất cả các động cơ v-twin.
2. Xi lanh không cân bằng: Nếu các xi lanh có góc nhỏ hơn 90 độ không được căn chỉnh chính xác, động cơ sẽ bị mất cân bằng dẫn đến một số rung động trong xe.
3. Mã lực thấp hơn: Động cơ V-twin khiến chiếc xe có mã lực thấp nhưng bạn sẽ có thể đạt được nhiều mô-men xoắn. Tốc độ nạp của động cơ v-twin có xu hướng tạo ra mã lực cực đại cao hơn.
4. Tiết kiệm nhiên liệu thấp: Hai xi-lanh động cơ tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn, do đó, hãy sẵn sàng chi tiêu nhiều hơn cho nhiên liệu.
5. Mã lực thấp hơn: Xe V-twin có công suất đầu ra thấp so với các động cơ V khác.
6. Thô: Mặc dù động cơ có thể tuyệt vời đối với một số loại xe đạp đường phố, nhưng nhiều động cơ v-twins lại rất khó cung cấp năng lượng.
7. Bộ truyền động van kêu to: Động cơ V-twin có nhiều tổn thất ma sát hơn trong bộ truyền động van, điều này ảnh hưởng đến tốc độ pít-tông. Các vấn đề về pít-tông cũng có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của vòng tua máy của bạn.
8. Âm thanh đặc biệt: Các biến thể bắn trong động cơ V-twin với hai xi-lanh làm cho mô tô có một số âm thanh đặc biệt khi bạn lái xe.
9. Bắn không đều: Bố cục 90 độ tạo thành khoảng bắn không đều với xi lanh thứ hai bắn ở góc 270 độ của trục khuỷu.
10. Hạn chế luồng không khí ở xi lanh sau: Cấu hình của động cơ V2 khiến luồng không khí phân bổ không đều gây ra vấn đề làm mát ở xi lanh sau.

Động cơ V Twin khác gì so với động cơ song song?

Động cơ song song

Động cơ song song hoặc động cơ đôi thẳng hàng cho đến nay là cấu hình phổ biến nhất khi nói đến xe phân khối lớn. Từ góc độ chi phí, chúng chỉ có ý nghĩa. Bởi vì hai xi lanh có chung một đầu, song song song song nhỏ gọn hơn và có ít bộ phận chuyển động hơn.

Điều này sau đó chuyển thành chi phí sản xuất thấp hơn và cuối cùng là mức giá phải chăng hơn cho người tiêu dùng. Một số loại xe phổ biến được trang bị động cơ song song kép bao gồm toàn bộ dòng xe 650 của Kawasaki, dòng KTM 790 và dòng xe Triumph Bonneville .

Động cơ song song có đủ hình dạng và kích cỡ, và một số trong số chúng có các đặc điểm tương tự như động cơ V-twin. Điều này đạt được thông qua trục khuỷu mặt phẳng ngang hoặc trục khuỷu 270 độ. Hướng của các thùy cam theo cách này dẫn đến thứ tự bắn không đồng đều, điều này cuối cùng dẫn đến tiếng ống xả nặng nề hơn và quan trọng hơn là mô-men xoắn ở đầu dưới nhiều hơn.

Điểm khác nhau là

Không giống như động cơ song song, động cơ V-twin có mỗi xi-lanh chiếm một lỗ khoan riêng biệt, đặt lệch nhau một góc.

Những chiếc xe đạp như Ducati Scrambler , cũng như tất cả các Ducatis chạy bằng động cơ V-twin khác, đều có động cơ V-twin có các xi-lanh đối diện nhau 90 độ, do đó có thuật ngữ L-twin. Trong khi đó, chiếc Forty-Eight mang tính biểu tượng của Harley-Davidson có các xi-lanh đối lập nhau 45 độ.

Tương tự như hướng trục khuỷu của động cơ đôi song song, góc mà hai xi-lanh đối diện nhau cũng đóng một vai trò trong việc cung cấp năng lượng và hiệu suất.

Một lợi ích khác mà động cơ V-twin mang lại là thực tế là chúng chiếm một cấu hình hẹp hơn nhiều so với cấu hình của động cơ song song — tất nhiên, điều này không bao gồm các động cơ gắn ngang như động cơ mà chúng ta tìm thấy trên xe đạp của Moto Guzzi.

Tuy nhiên, xin lưu ý rằng động cơ V-twin, đặc biệt là động cơ được tìm thấy trong Ducatis, có xu hướng trở nên thực sự rất nóng. Tuy nhiên, điều này có thể hiểu được vì trong hầu hết các trường hợp, xi lanh phía sau nằm ngay dưới mông của bạn.

Độ phức tạp và làm mát

Sắp xếp các xi-lanh theo hình chữ V có nghĩa là động cơ phức tạp hơn và dài hơn so với cách bố trí song song. Nhưng bất chấp điều này, cặp song sinh V đã xuất hiện trong một khoảng thời gian tương tự kể từ đầu những năm 1900.

Ba trong số các thương hiệu được đề cập ở trên về cơ bản bao gồm các loại động cơ xe máy V-twin (và L-twin) có sẵn. Sự khác biệt chính là góc của các xi lanh trong cấu hình V và cách định hướng trục khuỷu.

Bắt đầu với trục khuỷu, phần lớn động cơ xe máy được thiết lập theo chiều ngang. Điều đó có nghĩa là trục khuỷu được gắn vuông góc với khung, như ở Harley-Davidsons và Ducatis. Điều này tạo ra một động cơ hẹp hơn, nhưng có nghĩa là xi lanh phía sau có xu hướng nhận được ít luồng không khí hơn.

Trong khi đó, Moto Guzzis dẫn động trục làm mát bằng không khí lựa chọn trục khuỷu dọc. Điều đó có nghĩa là bạn sẽ có các đầu xi-lanh nhô lên ở mỗi bên của xe máy. 

Và nếu không có thứ gì đó để cân bằng tác dụng của tay quay, bạn sẽ thấy chiếc xe đạp có thể bị lệch nhẹ sang một bên khi tăng tốc nhanh và bên kia khi bạn phanh gấp.

Một số mẫu động cơ V Twin phổ biến

45 độ

William Harley và anh em nhà Davidson bắt đầu quảng cáo động cơ V-twin 45 độ từ năm 1907 với sức mạnh gấp đôi so với những chiếc xe đạp xi-lanh đơn đầu tiên của họ và tốc độ tối đa 60 dặm/giờ. 

Nhưng sau khi giới thiệu một phiên bản nhỏ hơn, hoạt động tốt hơn vào năm 1911, doanh số bán hàng của động cơ V-twin đã tăng lên và thống trị sản xuất kể từ năm 1913.

Sự đánh đổi ban đầu đó giữa một động cơ công suất lớn, mô-men xoắn cao trong một gói tương đối nhỏ gọn có nghĩa là các xi-lanh bắn không đều nhau. Nhưng thay vì trở thành một vấn đề, giờ đây nó đã trở thành thương hiệu của Harley, bao gồm cả âm thanh “khoai tây-khoai tây” đặc trưng.

Góc của các xi-lanh và việc đánh lửa không đồng đều có nghĩa là động cơ sẽ có nhiều rung động, mà Harley-Davidson có thể giảm thiểu bằng nhiều cách như hệ thống gắn cao su hoặc cân bằng đối trọng.

Hầu hết các xe cruiser có xu hướng có góc xi-lanh giống nhau, cho dù chúng đến từ Harley-Davidson, Indian, Victory, Honda (ví dụ: VT1100 Shadow) hay Suzuki (ví dụ: VX800).

Honda đã kéo dài góc nghiêng lên tới 52 độ với động cơ V-twin cung cấp năng lượng cho nhiều mẫu xe khác nhau bao gồm Shadow, Transalp, Deauville và Africa Twin.

Kawasaki đã tham gia cùng họ với dòng Vulcan nhưng động cơ V-twin ngang 45 độ sẽ luôn hướng tới các mẫu xe du lịch, với những ngoại lệ cổ điển đáng chú ý là Brough Superior SS100 và Vincent Rapides.

Phần mở rộng lớn nhất dành cho những chiếc cruiser là Yamaha Virago, có động cơ V-twin góc 75 độ.

Ducati L-Twin 90 độ

Trong khi Harley biến hạn chế của động cơ V-twin thành điểm bán hàng thì Ducati lại có cách tiếp cận khác. Động cơ 90 độ được thiết kế vào năm 1970 bởi Fabio Taglioni được gọi là L-twin vì góc rộng giữa các xi-lanh. Công ty Ý đã lao thẳng vào cuộc đua Grand Prix với các mẫu xe 500cc và máy sản xuất Ducati 750 GT.

Sự kết hợp giữa khung lưới mắt cáo và động cơ V-twin đã trở thành thương hiệu Ducati chạy khắp World Superbike và những chiếc mô tô sản xuất bao gồm 888, 916, 998 và chiếc hiệu suất cao cuối cùng 1299 Panigale .

Đó là một truyền thống sắp kết thúc khi công ty chuyển sang động cơ V4 bắt nguồn từ các cỗ máy Desmosedici MotoGP của họ. Vậy tại sao hãng lại gắn bó với động cơ V-twin góc rộng hơn lâu như vậy? Vị trí nằm ngang có nghĩa là động cơ dài hơn nhưng hẹp hơn.

Và cấu hình này cũng có nghĩa là những chiếc Ducati lớn hơn cần làm mát bằng nước hoặc dầu cho xi lanh phía sau. Nhưng nó cũng mang lại sự cân bằng ưu việt hoàn hảo. Vì vậy, bạn có được khả năng phân phối và xử lý điện năng mượt mà.

Điều đó giải thích tại sao động cơ V-twin tập trung vào thể thao có xu hướng luôn có xi-lanh ở góc 90 độ. Các ví dụ bao gồm dòng Suzuki SV và V-Strom nhưng cũng bao gồm Honda VTR1000 Firestorm và tay đua World Superbike SP1 .

Những chiếc xe thể thao mang tính biểu tượng đã thu hẹp khoảng cách xi-lanh bao gồm Aprilia RSV Mille (60 độ), Suzuki RGV250 (70 độ trên mẫu VJ23), Buell 1125R (72 độ) và KTM 1190 RC8 (75 độ).

Moto Guzzi V-Twin dọc 90 độ

Moto Guzzi đã phát triển động cơ V-twin của riêng mình vào những năm 1960, trước Ducati gần một thập kỷ. 

Từng gặp sự cố của một chiếc mô tô Grand Prix V8 500cc cực kỳ phức tạp thường không hoàn thành, nhà thiết kế Cesare Carcano đã sử dụng một chiếc V-twin làm mát bằng không khí mạnh mẽ để giành chiến thắng trong cuộc thi do chính phủ Ý tài trợ cho một chiếc xe đạp cảnh sát mới.

Thiết kế động cơ ban đầu đó đã được sửa đổi và phát triển qua nhiều năm để tăng công suất và sức mạnh, bao gồm các loại động cơ V7 , V9 , California và MGX-21 hiện tại . Động cơ V-twin hiện có dung tích 1.380cc với 96 mã lực, gần gấp đôi công suất và hơn gấp đôi sức mạnh của động cơ V-twin đầu tiên của họ.

• Ưu điểm của thiết kế là Moto Guzzi V-twin để lại nhiều khoảng trống trong khung cho hộp số và truyền động trục.

• Nhược điểm là phản ứng mô-men xoắn khi tăng tốc và giảm tốc đột ngột.

Mặc dù hiệu ứng này có xu hướng bị phản tác dụng ở một mức độ nào đó với nhiều bổ sung của nhà sản xuất như bánh đà quay và máy phát điện, nhưng đó vẫn là một phần của việc lái Moto Guzzi.

Nhưng với tư cách là nhà sản xuất mô tô lâu đời nhất châu Âu sản xuất liên tục, Moto Guzzi đã nỗ lực biến đặc tính động cơ của họ thành một điểm bán hàng giống như cách của Harley Davidson.

Một số câu hỏi thường gặp

Lời kết

Hy vọng với những thông tin phía trên, sẽ giúp các bạn hiểu được phần nào về động cơ V Twin. Từ đó biết được ưu nhược điểm của loại động cơ này, và chọn cho mình được chiếc xe côn tay ưng ý nhất. Hãng dầu nhớt Fusito chúc các bạn lái xe an toàn.