Trong bối cảnh ngành ô tô đang tăng tốc điện hóa, các nhà nghiên cứu vẫn miệt mài cải tiến động cơ đốt trong. Bằng chứng là thời gian qua liên tục xuất hiện những ý tưởng mới nhằm cải thiện hiệu suất và khả năng thích ứng của loại động cơ này với nhiều loại nhiên liệu. Mới đây nhất, thiết kế động cơ đa nhiên liệu của kỹ sư người Nga - Valery Mikhailovich Borovskikh đang gây "xôn xao", khi hướng tới khả năng vận hành linh hoạt, có thể sử dụng cả xăng, dầu diesel, hỗn hợp khí và một số nhiên liệu lỏng dễ cháy khác.
Cụ thể, theo các nguồn tin từ truyền thông Nga, dẫn hồ sơ của Viện Sở hữu Công nghiệp Liên bang Nga (FIPS), sáng chế của Borovskikh được cấp bằng ngày 29.6.2026, mang số hiệu RU 2 864 765.
Dù vậy, khái niệm "nhiên liệu nào cũng chạy" chỉ nên hiểu theo nghĩa tương đối. Thiết kế không có nghĩa có thể sử dụng bất kỳ chất dễ cháy nào, mà hướng tới việc giúp cùng một loại động cơ thích ứng với nhiều nhóm nhiên liệu có đặc tính cháy khác nhau, đáng chú ý nhất là xăng, dầu diesel và khí.
Thiết kế động cơ đa nhiên liệu của kỹ sư Nga hướng tới khả năng sử dụng xăng, dầu diesel và khí trên cùng một nền tảng
ẢNH: SCIENCE
Điểm đặc biệt nằm ở cách kích hoạt quá trình cháy. Trên động cơ xăng thông thường, bugi tạo tia lửa để đốt hỗn hợp nhiên liệu và không khí. Trong khi đó, động cơ diesel nén không khí tới nhiệt độ cao trước khi phun nhiên liệu, qua đó tạo hiện tượng tự bốc cháy. Sự khác biệt này là một trong những lý do động cơ xăng và diesel có kết cấu, tỷ số nén cũng như hệ thống cung cấp nhiên liệu riêng biệt.
Thiết kế của Borovskikh tìm cách tạo ra một cơ chế có thể thích ứng với cả hai. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào tia lửa điện hoặc hiện tượng tự cháy do nén, sáng chế tận dụng một phần khí nóng còn lại từ chu kỳ trước để kích hoạt quá trình cháy ở chu kỳ tiếp theo.
Theo mô tả kỹ thuật được các nguồn Nga dẫn lại, bên cạnh buồng cháy chính còn có một buồng phụ với thể tích tương đương khoảng 5% - 10% buồng cháy chính. Sau kỳ sinh công, một phần khí có nhiệt độ cao được đưa vào khu vực này và giữ lại. Khi piston (pít-tông) trong chu kỳ tiếp theo tiến gần điểm chết trên, lượng khí nóng được đưa trở lại xi-lanh thông qua một van điều khiển nhằm kích hoạt hỗn hợp nhiên liệu.
Van bắt đầu mở khi trục khuỷu còn khoảng 15 - 20 độ trước điểm chết trên và đóng khoảng 30 - 40 độ sau điểm chết trên. Hai nam châm điện đảm nhiệm việc vận hành van, trong khi bộ điều khiển điện tử kiểm soát thời điểm đóng, mở. Buồng phụ được làm từ vật liệu chịu nhiệt, có lớp cách nhiệt và bố trí thêm dây điện trở để hỗ trợ duy trì nhiệt độ.
Với dầu diesel, thiết kế hướng tới việc phun nhiên liệu trong điều kiện chưa đạt ngưỡng tự cháy, sau đó dùng luồng khí nóng từ buồng phụ để chủ động kích hoạt quá trình cháy. Nhờ đó, thời điểm cháy về lý thuyết có thể được kiểm soát thay vì hoàn toàn phụ thuộc vào đặc tính tự cháy của nhiên liệu.
Đáng chú ý, hệ thống này không loại bỏ hoàn toàn bugi. Khi động cơ còn nguội, phương án được mô tả vẫn sử dụng xăng cùng hệ thống đánh lửa thông thường để khởi động. Chỉ sau khi động cơ đạt nhiệt độ cần thiết, cơ chế dùng khí nóng mới bắt đầu làm việc và cho phép chuyển sang loại nhiên liệu khác.
Điểm đặc biệt của sáng chế nằm ở việc tận dụng khí nóng từ chu kỳ trước để hỗ trợ kích hoạt quá trình cháy ở chu kỳ tiếp theo
ẢNH:SCIENCE
Như vậy, điểm cốt lõi của sáng chế không nằm ở việc tạo ra một loại nhiên liệu mới, mà ở cách hình thành một nguồn nhiệt có thể hỗ trợ quá trình cháy của nhiều loại nhiên liệu khác nhau trong cùng một kết cấu động cơ.
Về lý thuyết, khả năng sử dụng linh hoạt xăng, dầu diesel hay khí có thể mang lại lợi thế cho những phương tiện hoạt động tại khu vực khó bảo đảm nguồn cung nhiên liệu cố định. Tài liệu kỹ thuật cũng đề cập khả năng cải thiện hiệu suất trong một số chế độ vận hành, đồng thời kiểm soát quá trình cháy diesel nhằm hạn chế sự hình thành ô-xít nitơ và muội than.
Tuy nhiên, những lợi ích này hiện chủ yếu mới nằm trong mô tả và mục tiêu của sáng chế. Các nguồn công khai chưa cho thấy kết quả thử nghiệm độc lập trên một động cơ hoàn chỉnh, cũng chưa có dữ liệu cụ thể về công suất, mô-men xoắn, mức tiêu hao nhiên liệu, khí thải hay độ bền dài hạn.
Thực tế, việc chế tạo một động cơ vận hành ổn định với nhiều loại nhiên liệu vẫn là bài toán phức tạp. Xăng, dầu diesel và khí có nhiệt độ tự cháy, tốc độ cháy, khả năng chống kích nổ cùng yêu cầu hòa trộn khác nhau. Hệ thống vì vậy phải kiểm soát chính xác quá trình cháy ở nhiều mức tải, vòng tua và nhiệt độ. Việc bổ sung buồng phụ, van điều khiển, nam châm điện, bộ gia nhiệt và hệ thống điện tử cũng làm kết cấu phức tạp hơn, đồng thời đặt ra yêu cầu về thất thoát nhiệt, độ bền và độ tin cậy trong quá trình vận hành lâu dài.
Do đó, việc được cấp bằng sáng chế mới chỉ là một bước trong quá trình phát triển công nghệ. Để một động cơ "nhiên liệu nào cũng chạy" có thể xuất hiện dưới nắp ca-pô của những chiếc ô tô thương mại, thiết kế này vẫn cần trải qua quá trình chế tạo nguyên mẫu, thử nghiệm và kiểm chứng thực tế.