Động cơ Boxer (còn gọi là động cơ đốt trong dạng phẳng) là loại động cơ ô tô có piston và xi lanh được bố trí nằm ngang đối xứng nhau. Các piston được đặt trên cùng một mặt phẳng nên khi chúng di chuyển sẽ tương tự như các tay đấm boxing, do đó loại động cơ này được gọi là Boxer.
Trong động cơ đốt có nhiều kiểu bố trí xi lanh khác nhau như thẳng hàng hình chữ I, hai hàng hình chữ V, ba hàng hình chữ W… Các kiểu bố trí này đều ở dạng đứng với piston và xi lanh được đặt vuông góc so với mặt đất (nằm đứng). Nếu từ hai hàng trở lên thì sẽ đối xứng với nhau một góc 60 độ. Tuy nhiên riêng với động cơ Boxer thì piston và xi lanh lại nằm ngang, song song với mặt đất. Đây chính là điểm khác biệt của động cơ Boxer so với các loại động cơ đốt trong thông thường.
Động cơ Boxer được phát minh vào năm 1896 bởi Karl Benz – người sáng lập ra tập đoàn Daimler và thương hiệu xe sang Mercedes-Benz. Sau khi phát minh, Karl Benz gọi mô hình động cơ mới của mình là “Contra Engine” – ý chỉ động cơ có hai piston di chuyển ngược chiều nhau.
Ở thời điểm hiện tại, chỉ có hai hãng còn sử dụng động cơ boxer là Subaru và Porsche. Trong khi tất cả các mẫu xe của Subaru đều sử dụng động cơ boxer, Porsche chỉ trang bị mẫu động cơ này trên những mẫu xe hiệu suất của mình như 718, 911.
Nguyên lý hoạt động động cơ Boxer
Nguyên lý hoạt động của động cơ Boxer cũng giống với hầu hết nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong ô tô nói chung với 4 thì: nạp – nén – nổ – xả. Tuy nhiên do có kết cấu nằm ngang đối xứng nên cơ chế truyền động của động cơ Boxer mang tính trực tiếp và tối giản hơn, không phức tạp như các loại động cơ khác.
Cụ thể các piston sẽ di chuyển tịnh tiến và ngược chiều nhau tạo nên lực đẩy truyền đến trục khủy một cách đối xứng thông qua thanh truyền. Từ đó khiến trục khuỷu chuyển động quay tròn.
Ưu điểm động cơ Boxer
Hiệu suất động cơ cao hơn
Động cơ Boxer có thể dễ dàng đặt thẳng hàng với trục dẫn động và hộp số. Bởi Boxer có cấu tạo dạng phẳng và hoạt động theo phương ngang. Điều này giúp lực sinh ra từ sự chuyển động của piston truyền đến trục khuỷu qua hộp số tới bánh xe một cách trực tiếp hơn, ít qua các trung gian truyền động như kết cấu động cơ chữ I hay V. Nhờ đó mà động cơ Boxer sẽ có hiệu suất cao hơn do ít bị thất thoát hao phí khi đi qua các thành phần truyền thống.
Êm ái hơn, tuổi thọ cao hơn
Do có kết cấu nằm ngang đối xứng nên khi động cơ Boxer hoạt động, hai dãy piston sẽ tạo ra lực dao động ngược chiều nhau từ đó tự triệt tiêu nhau. Vì thế động cơ Boxer thường có êm ái, ít rung động hơn những loại kết cấu khác. Và dao động ít hơn cũng đồng nghĩa với tuổi thọ cao hơn.
Trọng tâm xe có thể hạ thấp hơn
Với kết cấu nằm ngang, động cơ Boxer sẽ chiếm ít không gian (về chiều cao) hơn các loại động cơ nằm đứng. Nhờ đó mà trọng tâm xe có thể hạ thấp hơn, giúp xe vận hành ổn định hơn ở dải tốc cao.
Nhược điểm động cơ Boxer
Phải chế tạo khung xe riêng
Động cơ Boxer có kết cấu nằm ngang nên sẽ như một khối chữ nhật dài và rộng nhưng lại dẹp về chiều cao. Điều này gây không ít khó khăn trong việc bố trí động cơ. Để lắp đặt động cơ Boxer, nhà sản xuất phải chế tạo khung xe riêng với các tính toán phức tạp hơn.
Chi phí sản xuất cao
Cũng như động cơ chữ V, động cơ Boxer cần đến hai hàng xi lanh nên chi phí sản xuất cũng sẽ cao hơn.
Theo Danchoioto