Hình ảnh xy lanh chuyển động đối xứng mạnh mẽ như những cú đấm của võ sĩ về phía nhau khiến động cơ này mang tên gọi “Boxer”.

Dĩ nhiên, không tự nhiên Subaru liên tục theo đuổi và cải tiến động cơ Boxer suốt từ năm 1966 tới nay.

Thiết kế xy lanh đối xứng theo phương ngang sở hữu nhiều đặc điểm ưu việt, vượt trội so với các mô hình động cơ truyền thống khác. Nhiều trong số những đặc điểm này hết sức lý tưởng không chỉ với xe thể thao, xe sang, mà là với bất cứ chiếc ô tô nào. Việc có thể tận dụng được chúng sẽ đem lại những giá trị cạnh tranh tuyệt vời cho sản phẩm, cũng như ích lợi lớn tới tay người sử dụng. Đây cũng chính là lý do khiến không ít hãng xe đã chọn động cơ Boxer cho những sản phẩm đầu tay của mình (như Ford với Model A, C, F; Porsche với KdF-Wagen; Alfa Romeo với 33; hay Volkswagen với Karmann Ghia, SP2…). Thậm chí, “ông tổ” Karl Benz đã đăng ký sở hữu sáng chế Boxer với tên gọi “động cơ Contra” từ năm 1896, như một trong những thành phần cốt lõi của những chiếc ô tô.

Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là: Tại sao trong khi những nhà sản xuất ô tô khác có phần “sợ hãi” khi đối mặt với Boxer, Subaru lại đặt trọn kỳ vọng vào loại động cơ này? Điều gì đã tạo ra sự tự tin để hãng xe Nhật Bản này tới nay vẫn là nhà sản xuất ô tô duy nhất trên thế giới sử dụng loại động cơ với kết cấu độc đáo này cho toàn bộ dải sản phẩm của mình, dù đây điều mà thậm chí hãng xe sang nước Đức Porsche cũng chưa làm được?

Thực tế, ngày từ ngày đầu đặt tay vào phát triển nền tảng vận hành mới cho Subaru cách đây hơn 50 năm, Kĩ sư trưởng huyền thoại Shinroku Momose đã nhận thấy những ưu điểm tuyệt đối mà động cơ Boxer có thể mang lại cho những chiếc ô tô.

Trước hết, động cơ với xy lanh xếp hình chữ V hoặc I (thẳng hàng) (phổ biến nhất) đều vấp phải một nhược điểm chung: đó là việc tất cả piston đều di chuyển cùng hướng, dẫn tới việc sản sinh ra lực xốc rất khó triệt tiêu. Điều này hoàn toàn không xuất hiện ở động cơ Boxer, vốn có kết cấu xy lanh nằm ngang và đối xứng nhau. Thiết kế này khiến lực thừa sinh ra tự triệt tiêu lẫn nhau, đem tới sự êm ái và ổn định trong quá trình vận hành. Đặc điểm này thể hiện đặc biệt rõ trong giai đoạn xe tăng tốc, vốn sẽ đẩy tua máy động cơ lên rất cao trong thời gian ngắn.

Sự êm ái mà động cơ Boxer có được cũng đem tới nhiều lợi thế bên lề khác, như tuổi thọ các linh kiện cao hơn do ít bị xô đẩy vào nhau gây ma sát mòn. Quan trọng hơn, nhà sản xuất sẽ ít phải trang bị các thành phần triệt tiêu rung chấn như với động cơ V hay I (như cao su giảm chấn, thanh cân bằng…).

Bên cạnh việc chi phí sản xuất có thể tiết kiệm hơn, các thành phần rườm rà có thể cắt bớt sẽ giúp giảm tỉ lệ hỏng hóc về lâu dài, đồng thời đơn giản hóa việc bảo trì, bảo dưỡng. Thậm chí, việc thay thế phụ tùng cũng ít tốn kém hơn so với các loại động cơ V hay I.

Ở phương diện vận hành, do có cấu tạo dạng phẳng và cơ chế hoạt động theo phương ngang, động cơ boxer dễ dàng được bố trí thẳng hàng với trục dẫn động và hộp số. Nhờ vậy, lực sinh ra từ chuyển động của Piston được truyền trên một trục thẳng tới trục khuỷu, qua hộp số một cách trực tiếp hơn.

Nói cách khác, hệ truyền động của xe không cần quá nhiều thành phần trung gian để chuyển hướng lực so với kết cấu hệ truyền động sử dụng động cơ I hay V, cho phép lực kéo động cơ sinh ra sẽ ít bị hao phí, tối ưu nhiên liệu tiêu thụ và sức mạnh vận hành. Kể từ thế hệ thứ ba (FB20), “trái tim” của những chiếc xe Subaru luôn nằm trong nhóm động cơ có tỉ lệ sinh công suất/lượng phát thải tốt nhất trên thị trường.

Thêm vào đó, động cơ luôn có trọng lượng riêng lớn nhất trong các linh kiện của ô tô. Do đó, cách bố trí thành phần này đóng vai trò quyết định lớn đối với việc phân bổ trọng lượng xe. Với động cơ Boxer, Subaru dễ dàng hạ thấp trọng tâm xe, giúp vận hành ổn định hơn đáng kể ở tốc độ cao. Mặt khác, việc trọng lượng tổng thể được phân bổ đều tới trục sau còn giúp xe có thể tăng tốc tốt hơn khi thoát các góc cua. Những đặc điểm này là bí quyết tạo ra cảm giác lái linh hoạt hơn bao giờ hết cho những cỗ máy nhà Subaru.

Tính ổn định như vậy sẽ thể hiện đặc biệt rõ nét khi cầm lái những chiếc xe gầm cao như Forester, Outback, XV, và cũng chính là “bí quyết” giúp những mẫu xe thể thao gầm thấp như WRX hay WRX STI nhiều năm “thống trị” các khúc cua tốc độ cao.

Cũng cần phải nói rằng, bên cạnh những ưu điểm về vận hành của động cơ Boxer, điều đã được khá nhiều người biết đến, một bất ngờ thú vị lại nằm ở chỗ loại động cơ này là thành phần quan trọng, giúp cải thiện sự an toàn đối với hành khách ngồi bên trong khoang lái. Việc xy lanh đặt nằm ngang đồng nghĩa rằng chiều cao động cơ rất thấp.

Khi có va chạm xảy ra, động cơ Boxer sẽ luôn có xu hướng “tuột” xuống gầm xe, thay vì lao thẳng vào khoang lái như các động cơ V hay I thông thường. Điều này đồng nghĩa rằng những người ngồi trong xe sẽ tránh được lực tác động trực tiếp, đặc biệt là những ai ngồi phía trước. “Bí mật” này chính là một trong những cốt lõi giúp những chiếc xe Subaru luôn được đánh giá rất cao trong các thử nghiệm va chạm trên toàn thế giới.

Có thể thấy, sự độc đáo về thiết kế của động cơ Boxer đã đem tới những ích lợi lớn ở mọi phương diện cho những chiếc xe sử dụng chúng. Đây cũng chính là lý do khiến Subaru kiên trì theo đuổi cải tiến tới mức hoàn hảo, đồng thời mạnh dạn trang bị loại động cơ này cho mọi sản phẩm trong danh mục của mình.

Sự kiên trì ấy đã được đền đáp xứng đáng, khi động cơ Boxer không chỉ đem tới danh tiếng cho Subaru, mà đã trở thành một trong những thế mạnh cạnh tranh lớn nhất của hãng, qua đó cũng đem những trải nghiệm tưởng chừng là đặc quyền của xe thể thao “triệu đô” tới với số đông người dùng trên toàn cầu.

Sau một thời gian dài kiên trì theo đuổi Boxer, Subaru giờ đây gần như đã giải quyết mọi bất cập của loại động cơ này trong đó có cả vấn đề chi phí nghiên cứu, phát triển, sản xuất. Điều này đã tạo tiền đề giúp hãng cải tiến động cơ Boxer nhằm nâng hiệu suất vận hành cũng như tính thân thiện môi trường. Trên các mẫu xe hiện đại của thương hiệu Nhật Bản này, người dùng thường sẽ bắt gặp các loại 4 xy lanh với dung tích từ 2.0L đến 2.5L, có thể kèm tăng áp và biến thể sử dụng dầu diesel. Ngoài ra, hai mẫu “đặc biệt” ít gặp hơn là 6 xy lanh 3.6L và 4 xy lanh 2.0L Hybrid.

Nguyễn Thúc Hoàng Linh