4. Động cơ 6 kỳ.

6 kỳ là một dạng của động cơ đốt trong dựa vào nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ nhưng với những cải tiến mới giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn và sinh ra ít khí thải hơn. Kể từ thập kỷ 90 của thế kỷ trước, động cơ 6 kỳ đã được nghiên cứu và phát triển theo 2 hướng riêng biệt.

Nguyên lý làm việc của động cơ 6 kỳ sử dụng hơi nước để tạo thêm 1 lần sinh công

Hướng thứ nhất: Sử dụng hơi nước để tạo ra thêm một hành trình sinh công trong cùng một xilanh. Trong trường hợp này piston sẽ di chuyển lên xuống 3 lần trong 1 vòng quay của trục khủy trong đó có 2 hành trình sinh công: một lần sinh công do hỗn hợp cháy của xăng nhiên liệu và không khí, 1 lần sinh công với hơi nước và không khí.

Nổi bật nhất trong dạng thiết kế này là động cơ  Crower được thiết kế bởi Bruce Crower (Mỹ). Với việc tận dụng công do hơi nước sinh ra có thể giúp động cơ giảm được 40% lượng nhiên liệu tiêu thụ cho cùng công suất (ở số vòng quay thấp hơn của động cơ) – theo thử nghiệm bên cạnh đó. Mặc dù động cơ có thể loại bỏ hệ thống làm mát, nhưng phải thêm bình cung cấp nước cho động cơ nên về cơ bản trọng lượng của động cơ là không thay đổi.     

Nhà sáng chế Malcolm Beare cùng với động cơ thử nghiệm

Cách tiếp cận thứ 2: Sử dụng cặp piston đối đỉnh trong mỗi xilanh. Trong đó các xilanh phụ sẽ di chuyển một nửa hành trình trong mỗi chu trình để tạo ra 6 di chuyển của piston trong mỗi vòng quay của trục khuỷu. Về mặt nguyên lý, piston thứ 2 sẽ đóng vai trò thay thế các xupap trong các động cơ truyền thống, tuy nhiên nó giúp nâng được tỷ số truyền của động cơ, theo hướng thiết kế này nổi lên có động cơ Beare Head được phát minh bởi Malcolm Beare (Australia). Động cơ này đem đến những ưu thế nổi bật như: 

- Tăng được công suất/moomen khoảng 35%,

- Giảm số lượng các chi tiết từ đó giảm giá thành của động cơ.

- Giảm chi phí bảo dưỡng thay thế do hao mòn của các chi tiết.

Bên cạnh đó thì theo 2 hướng thiết kế trên, động cơ 6 kỳ còn một số động cơ khác như: động cơ Velozeta, NIYKADO… Mặc dù vậy các động cơ 6 kỳ mới chỉ được thử nghiệm trong phóng thì nghiệm mà chưa có bất kỳ nhà sản xuất ô tô nào đưa vào các xe thương mại của mình. Hy vọng trong thời gian tới cùng với những thử nghiệm và cải tiến thì động cơ 6 kỳ sẽ xuất hiện trên các xe thương mại.

5. Động cơ Boxer.

Nhắc đến động cơ đốt trong mọi người thường hình dung đến những với các dãy xylanh xếp thành hàng dài hoặc là động cơ chữ V - các xylanh được bố trí đều sang hai bên với một góc lệch nhất định. Góc lệch này tùy vào loại động cơ và tùy hãng sản xuất, có thể là 45 độ, 60 độ hay 90 độ… So với động cơ có xylanh xếp thẳng hàng, động cơ chữ V có trọng tâm thấp hơn, độ dài nhỏ hơn và kết cấu cũng gọn nhẹ hơn. Tuy nhiên, khác với hai loại trên, động cơ Boxer lại có các xylanh được đặt nằm ngang, có thể coi đây là trường hợp đặc biệt của động cơ chữ V với góc lệch 180 độ và hoàn toàn khác biệt với động cơ đối đỉnh do mỗi piston có một cổ trục riêng. Nếu như động cơ chữ V có các xylanh nằm cao hơn trục khuỷu thì các xylanh của động cơ Boxer nằm ngang trục khủyu, tạo ra một trọng tâm cực kỳ thấp. Đây là ưu điểm nổi bật nhất của động cơ Boxer.

Trọng tâm thấp cho phép các nhà sản xuất thiết kế đầu xe thấp hơn hay dẹt hơn để có được hệ số khí động học tốt nhất. Hơn nữa, trọng tâm thấp sẽ giúp cho xe cân bằng hơn, tăng độ bám đường và giảm tình trạng mất lái khi vào cua. Chiếc xe thể thao BRZ mới nhất của hãng có trọng tâm thấp nhất từ trước đến nay, thấp hơn mẫu Impreza đến 22cm dù Impreza đã có trọng tâm thấp hơn các đối thủ.

Ưu điểm nổi bật thứ hai của động cơ Boxer là độ rung cực nhỏ trong khi vận hành. Ở động cơ xylanh thẳng đứng, khi chuyển động tất cả các xylanh sẽ tạo ra một lực tịnh tiến theo phương của đường tâm xylanh. Chúng tác động lên trục khủy mà không có đối trọng ở bên dưới, tạo ra độ rung khá lớn. Động cơ chữ V chia lực tịnh tiến ra làm hai bên, có thể cân bằng một phần với nhau, và có thể cân bằng hoàn toàn nếu góc lệch là 90 độ. Tuy nhiên, động cơ Boxer lại có các xylanh đối xứng ngang qua mặt phẳng nên chúng sẽ tự triệt tiêu và cân bằng với nhau về lực tịnh tiến.

Do đó, trên lý thuyết thì động cơ Boxer sẽ tạo độ rung nhỏ nhất. Trên thực tế thì động cơ Boxer cũng êm ái hơn nhiều loại động cơ truyền thống khác. Tuy nhiên, do chi phí sản xuất khá cao nên việc áp dụng loại động cơ này còn hạn chế. Chỉ có Subaru và Porsche đang sử dụng động cơ Boxer cho các dòng xe thương mại. Trong khi Porsche chỉ sử dụng động cơ Boxer cho mẫu 911 và Cayenne thì Subaru lại trang bị Boxer trên tất cả mẫu xe của mình.

Sở dĩ động cơ này được đặt tên là "Boxer”- Võ sĩ quyền anh, là do khi làm việc các xylanh nằm ngang nên chuyển động của chúng  tạo ra quỹ đạo tương tự như một lần ra đấm và thu tay về của võ sĩ quyền anh. Với những ưu điểm như trên, động cơ Boxer nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà sản xuất xe hơi, đặc biệt dành cho phân khúc xe thể thao.

6. Động cơ chữ H.

Rất nhiều người cho rằng động cơ chữ H là viết tắt của chữ  "Horizontal” – nằm ngang và cho rằng đây là cách viết khác của động cơ Boxer, tuy nhiên điều này là không chính xác. Động cơ chữ H là kiểu động cơ được thiết kế với các xilanh xếp thành 2 hàng và khi quan sát từ phía trước thì nó sẽ tạo ra hình chữ H.

Động cơ BRM H16 của hãng xe đua British Racing Motors

Động cơ Chữ H có thể được nhìn nhận như là sự ghép dãy của 2 động cơ Boxer riêng biệt ở mỗi phía. Do đó trên động động cơ chữ H sẽ có 2 trục khủy được kết nối đồng bộ với nhau để lấy đầu ra công suất cho động cơ. Ưu điểm lớn nhất của động cơ chữ H là với thiết kế giống như 2 động cơ Boxer riêng rẽ sẽ giúp động cơ chữ H dễ dàng bố trí nhiều xi lanh mà không làm tăng chiều dài so với động cơ thông thường, bên cạnh đó thì động cơ này cũng dễ đạt được cân bằng động . Tuy nhiên, động cơ chữ H có những nhược điểm lớn như: trọng tâm của xe cao do ngoài việc bố trí trục khuỷu cao còn do phải đặt ở độ cao cần thiết để lắp đặt các đường ống xả, ngoài ra tỷ lệ công suât/khối lượng không tốt hơn so với động cơ 1 trục khủy thông thường.    

Chiếc xe sử dụng động cơ H16 đã giành chiến thắng tại giải đua xe công thức I US Grand Prix 1966.

Động cơ chữ H được giới thiệu ra công chúng lần đầu tiên vào năm 1938 với mẫu H4 bởi nhà sản xuất Brough Superior Golden Dream Motorcycle. Sau đó động cơ này tiếp tục được cải tiến và giới thiệu trước công chúng tại triển lãm British International Motor Show 1948 và 1951. Tuy nhiên với những ưu nhược điểm như phân tích ở trên thì động cơ chữ H sẽ không phù hợp với những động cơ có kích tước nhỏ do không tận dụng được ưu thế "tiết kiệm” chiều dài và chỉ phù hợp với những động cơ có kích thước lớn. Có lẽ động cơ chữ H nổi tiếng nhất trong quá trình phát triển của mình là mẫu động cơ BRM H16 của hãng xe đua British Racing Motors – chiếc xe đã giành chiến thắng tại giải đua xe công thức I  US Grand Prix 1966.