Động cơ I6 hồi sinh đe doạ V6?

Động cơ I6 của BMW. Ảnh: BMW.

Ở thế kỷ trước, động cơ 6 xy-lanh thẳng hàng (inline 6 - I6) từng là một trong những cấu hình động cơ phổ biến nhất và có tiếng tăm trong ngành công nghiệp ôtô. Tuy nhiên, đến thập niên 90 rồi những năm 2000 thì động cơ I6 dần bị thoái trào do không phù hợp với xu thế phát triển của xe hơi bấy giờ.

Tuy nhiên, trong 2-3 năm trở lại đây chứng kiến các hãng xe sang dần quay lại với động cơ I6, đi cùng đó là việc những mẫu xe dùng động cơ V6 hay V8 không còn chiếm ưu thế. Vậy động cơ I6 đã lụi tàn và đang hồi sinh ra sao?

Từng là chuẩn mực trước khi lỗi thời

Cách bố trí động cơ với 6 xy-lanh nằm trên một đường phẳng đã được các nhà sản xuất ôtô ưa chuộng từ rất lâu. So với những cấu hình khác có cùng số xy-lanh như V6 hay H6 (động cơ phẳng, động cơ boxer) thì động cơ I6 vượt trội hơn nhờ cấu tạo kỹ thuật đơn giản và chi phí chế tạo thấp hơn. Ngoài ra, bản thân động cơ I6 còn có ưu điểm tự cân bằng và triệt tiêu rung động tốt nên tạo được sự êm ái khi vận hành.

Mercedes-Benz đã xây dựng một nhóm sản phẩm lớn trang bị động cơ I6 từ 1924 đến 1943 trước khi việc sản xuất xe thương mại bị tạm ngưng do chiến tranh Thế giới lần thứ 2. Quay trở lại từ 1951, Mercedes luôn duy trì ít nhất 6 model dùng động cơ I6 liên tục cho tới năm 1998.

BMW thậm chí đã nổi danh với động cơ I6 từ khi họ còn sản xuất máy bay trong Thế chiến thứ nhất. Đến 1933, chiếc xe thương mại đầu tiên dùng động cơ I6 của BMW ra đời mang tên M78. Thương hiệu xứ Bavaria đã dùng chính chữ M đó để gọi các dòng xe hiệu năng cao của mình, còn những thế hệ động cơ I6 vẫn tiếp tục được phát triển cho đến nay, dù rằng không còn chiếm tỷ lệ áp đảo như trước.

Ngoài 2 hãng xe Đức, những mẫu động cơ I6 danh tiếng từng xuất hiện trong thế giới xe có thể kể đến như thế hệ động cơ XK6 của Jaguar trải dài từ 1949 đến 1992; 2 mẫu động cơ do kỹ sư Phần Lan Tadek Marek thiết kế cho Aston Martin DBR2 và DB4; động cơ 2JZ-GTE của huyền thoại Toyota Supra Mk IV; loạt động cơ của 5 thế hệ xe Nissan Skyline GT-R từ 1969 đến 2002 hay những mẫu động cơ dầu I6 rất được yêu thích trên các dòng bán tải ở Mỹ.

Tuy nhiên, xu hướng thiết kế xe đầu thế kỷ 21 thay đổi dẫn đến việc động cơ I6 bị thất sủng. Các hãng ôtô muốn thu gọn khoang máy trong khi cấu hình I6 khi đó có nhược điểm dài và choáng nhiều diện tích. Đồng thời, kiểu bố trí 6xy-lanh dọc theo thân xe cũng không phù hợp với hệ dẫn động cầu trước (FWD) dần phổ biến hơn trên xe hơi. Vì 2 lý do này, động cơ I6 từng bước được thế chỗ bằng động cơ V6 có chiều dài ngắn hơn (dù chiều rộng lớn hơn) hoặc các động cơ I4 mới có thông số sức mạnh gần tương đương.

Mở đầu làn sóng này là Jaguar năm 1992, tiếp đến có Mercedes-Benz năm 1997 rồi Toyota năm 2007. Kỷ nguyên thống trị của động cơ I6 khi đó khép lại và ít ai nghĩ rằng nó có thể quay lại như xưa.

Cải tiến để quay trở lại

2017 đánh dấu sự tái xuất của cấu hình I6 khi Mercedes-Benz trình làng thế hệ động cơ M256 6 xy-lanh thẳng hàng dung tích 3.0L trên dòng sedan cao cấp S-Class vốn dùng động cơ V6 và V8. Gần đây nhất, đầu năm nay Jaguar Land Rover (JLR) tiếp bước bằng việc ra mắt động cơ tăng áp Ingenium I6 3.0L hoàn toàn mới trên Range Rover Sport, thay thế cho dòng động cơ V6 cũ.

Điểm nâng cấp đáng chú ý nhất trên 2 mẫu động cơ I6 của Mercedes và JLR nằm ở sự xuất hiện thêm một động cơ điện 48V để hỗ trợ động cơ tăng áp vận hành tốt hơn, vừa mạnh mẽ lại vừa có khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Công nghệ này đang dần được nhân rộng trên các dòng xe cao cấp khác, Mercedes gọi là hệ thống EQ Boost trong khi Audi gọi là lai nhẹ (Mild-hybrid).

Đồng thời, Mercedes tạo nên bước đột phá lớn trong việc đưa cấu hình I6 trở lại với 2 giải pháp giúp tinh gọn kiểu động cơ này. Đầu tiên, họ giảm đường kính xy-lanh và tăng hành trình piston để thu ngắn động cơ nhưng vẫn duy trì động cơ tổng dung tích cần thiết. Thứ hai, hãng xe Đức loại bỏ cơ cấu dây đai dẫn động, góp phần cắt giảm kích thước tổng thể của động cơ. Đồng thời, nhờ ứng dụng các giải pháp vật liệu mới mà động cơ I6 mới dù có bổ sung thêm động cơ điện vẫn nhẹ hơn hẳn so với động cơ V6.

Lý giải cho việc chọn cấu hình I6 trên những thế hệ động cơ mới, các nhà sản xuất nói rằng 6 xy-lanh đặt thẳng hàng có nhiều ưu điểm hơn trong việc trang bị tăng áp so với động cơ V6 hay V8. Mà động cơ tăng áp đã và đang là xu thế của mọi hãng xe để tinh giảm dung tích xy-lanh nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu và ô nhiễm.

Ngoài ra, động cơ I6 với độ ổn định cao hơn còn được đánh giá là giúp chiếc xe có cảm giác lái tốt hơn. Tuy nhiên, âm thanh động cơ và ống xả từ cấu hình I6 vẫn khó lòng hay và phấn khích được như cách bố trí V6.