Chiêm ngưỡng "quái vật" động cơ đốt trong lớn nhất thế giới: Nặng 2.300 tấn, đốt 250 tấn nhiên liệu/ngày

Động cơ đốt trong lớn nhất từng được chế tạo không nằm trong nhà máy điện hay phòng thí nghiệm, mà nằm sâu bên trong thân tàu container khổng lồ – những con tàu chở hàng lớn nhất thế giới. Nó có tên: Wärtsilä-Sulzer RTA96-C.

Động cơ diesel hai thì 14 xi lanh Wärtsilä-Sulzer RTA96-C được thiết kế để vận hành một số tàu lớn nhất từng được chế tạo, và kích thước của nó vẫn khiến người ta kinh ngạc.

Được chế tạo bởi nhà sản xuất Phần Lan Wärtsilä, động cơ RTA96-C cao khoảng 13 mét, dài khoảng 26 mét và nặng khoảng 2.300 tấn. Riêng trục khuỷu đã nặng khoảng 300 tấn, trong khi mỗi trong số 14 piston nặng khoảng 5,5 tấn.

Hoạt động ở tốc độ tương đối chậm 102 vòng/phút, động cơ tạo ra công suất lên đến 108.920 mã lực, tương đương khoảng 80 megawatt, trở thành động cơ piston lớn nhất thế giới.

Để duy trì hoạt động hết công suất, mỗi ngày nó phải đốt gần 250 tấn dầu nhiên liệu nặng – tương đương khoảng hơn 6.200 lít mỗi giờ khi chạy ở mức hiệu suất cao nhất. Nhu cầu nhiên liệu đó rất lớn, nhưng nó giúp đẩy các tàu container siêu lớn vượt đại dương với độ tin cậy đáng kinh ngạc.

Động cơ RTA96-C được phát triển sau khi nhận thấy phiên bản 12 xi-lanh hiện có không còn đủ đáp ứng nhu cầu của thế hệ tàu container mới. Thay vì bắt đầu lại từ đầu, Wärtsilä đã mở rộng thiết kế đã được chứng minh bằng cách bổ sung thêm hai xi-lanh, giúp tăng đáng kể công suất đầu ra trong khi vẫn duy trì hiệu suất. Cách tiếp cận này đòi hỏi những thay đổi kỹ thuật đáng kể, bao gồm gia cố trục khuỷu và đảm bảo khối động cơ có thể chịu được mô-men xoắn và ứng suất cơ học gia tăng.

Động cơ RTA96-C 14 xi-lanh đầu tiên được đưa vào sử dụng năm 2006 trên tàu Emma Maersk, lúc đó là tàu container lớn nhất thế giới. Sự ra mắt của nó đánh dấu một bước ngoặt trong kỹ thuật hàng hải, chứng minh rằng quy mô cực lớn có thể cùng tồn tại với hiệu quả hoạt động.

Giá cực kỳ đắt đỏ

Những động cơ này được chế tạo theo đơn đặt hàng, lắp ráp từng bộ phận và được lắp đặt trực tiếp vào tàu trong quá trình đóng tàu. Với giá thành vượt quá 25 triệu USD/động cơ, chúng đại diện cho một số động cơ đốt trong phức tạp và đắt tiền nhất từng được sản xuất trên thế giới.

Mặc dù ngày càng có nhiều sự quan tâm đến nhiên liệu thay thế và điện khí hóa, các động cơ như RTA96-C vẫn đóng vai trò quan trọng đối với thương mại toàn cầu, vận chuyển một lượng lớn hàng hóa trên khắp hành tinh mỗi ngày.

Một loại động cơ tàu thủy mạnh mẽ khác cũng đến từ Wärtsilä, hãng đã cải tiến vượt bậc so với RTA96-C và cho ra đời dòng động cơ Thế hệ X. Đây là một động cơ hiện đại với phiên bản 12 xi lanh X92 có thể sản sinh công suất lên đến 73.560 kW.

Nó sử dụng công nghệ common rail của Wartsila để điều khiển phun nhiên liệu điện tử và vận hành van xả. Điều này mang lại sự linh hoạt trong vận hành, giảm lượng khí thải và đảm bảo hoạt động không khói ở nhiều tốc độ khác nhau.

X92 được chế tạo để đáp ứng các quy định về khí thải IMO Tier II và có thể được trang bị các hệ thống để tuân thủ tiêu chuẩn Tier III, vốn đang trở nên rất quan trọng đối với ngành hàng hải.

Ngoài động cơ này, thị trường động cơ tàu thủy còn bị chi phối bởi một vài nhà sản xuất lớn, những nhà sản xuất này cũng đã tạo ra một số động cơ tàu thủy mạnh mẽ nhất từng được sản xuất.

Một ví dụ điển hình là máy phát điện MAN B&W 11G95ME-C9.5 của Man Energy Solutions, một đối thủ cạnh tranh của Wartsila.

Phiên bản 11 xi-lanh do kỹ sư thiết kế có công suất lên tới 75.570 kW, tương đương 103.000 mã lực. Động cơ hai thì tốc độ thấp này được thiết kế đặc biệt cho các tàu container hiện đại và siêu lớn như MSC Jade với sức chứa hơn 19.000 TEU.