Cơ cấu điều khiển xu-páp trên xe đua F1

Dùng khí nén thay lò xo để hồi vị xu-páp là giải pháp mà các kỹ sư Renault sử dụng trên đường đua F1, nó cho phép động cơ có thể làm việc ở tốc độ 25.000 vòng/phút.

Renautl từng có thời gian dài ảnh hưởng trên đường đua F1, sự kiện đầu tiên là chiếc Grand Prix dành chiến thắng tại Le Mans vào năm 1906. Thời hiện đại, sự hiện diện của họ không chắc chắn như Ferrari, Williams hay McLaren. Dấu ấn quan trọng mà họ để lại không phải trong vai trò của một đội đua mà là nhà cung cấp động cơ.

Xe đua thường làm việc ở vận tốc cao, vòng tua máy cũng vượt khỏi giới hạn thông thường. Cấu tạo van truyền thống trở nên bất lực không theo kịp tốc độ xe vì lò xo đóng van không đủ nhanh như yêu cầu. Pít-tông va đập với xu-páp khiến động cơ dễ bị hỏng. Giải pháp tăng cứng hay sử dụng nhiều lò xo vẫn phát sinh những nhược điểm không thể bỏ qua. Vì thế Renault đã tạo ra hệ thống van lò xo khí nén

Cơ cấu van lò xo khí nén của Renault.

Phát minh của Renault là thay thế lò xo thép bằng khí nén (thường là khí trơ) trọng lượng nhẹ, có khả năng phản ứng nhanh làm giảm khả năng va đập giữa van với pít-tông.

Khí nén được đưa vào trong ống kim loại đặt ở vị trí của lò xo như trên cơ cấu phân phối khí truyền thống. Xu-páp gắn chặt với vòng đệm di trượt dọc theo ống. Áp suất được duy trì nhờ bộ điều chỉnh áp suất, van một chiều.

Tần số riêng của khí nén gấp 8 lần tần số lò xo, nhờ đó động cơ có thể làm việc ở tốc độ không giới hạn, và thực tế động cơ trang bị công nghệ này thường làm việc ở vòng tua 25.000 vòng/phút.

Lò xo khí nén của Renault tạo ưu thế cho động cơ tubin. Tuy nhiên, độ tin cậy và khả năng điều chỉnh thấp nên công nghệ không thực sử phổ biến, cho đến năm 1989 khi William dành chiến thắng trên đua với động cơ V10 mà Renault cung cấp.

Vào thập kỷ 90, van lò xo khí nén đã được hầu hết các nhà sản xuất động cơ F1 chấp nhận và nhiều lần bước lên bục vinh quang cùng William (1993, 1994, 1996, 1997), Benetton (1994). Nigel Mansell, Alain Prost, Michael Schumacher, Damon Hill và Jacques Villeneuve cũng đã từng chiến thắng với động cơ của Renault.

Cho đến hiện nay, hầu hết các đội đua MotoCP như Yamaha, Suzuki hay Honda đều sử dụng van lò xo khi nén, chỉ riêng Ducati sử dụng hệ thống Desmodromic mà hãng sáng tạo ra.

Trong khi lò xo khí nén đã trở thành tiêu chuẩn trên đường đua F1 thì Renault lại bắt đầu nghiên cứu một hệ thống xu-páp thủy lực điều khiển điện tử không sử dụng trục cam nhằm mục tiêu giảm chi tiết và tăng khả năng điều khiển.