Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp Turbo

Serena_0144
Bình luận: 0Lượt xem: 213

Serena_0144

Tài xế O-H

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp Turbo


So với động cơ hút khí tự nhiên, bộ tăng áp Turbo cung cấp mô-men xoắn, công suất và hiệu suất bổ sung. Vì thế mà hiện nay đang có khá nhiều ô tô được trang bị thiết bị này. Bên cạnh những ưu điểm mà động cơ tăng áp Turbo mang lại thì vẫn còn tồn đọng những nhược điểm khiến người dùng phân vân.

tim-heu-hoat-dong-cua-bo-tang-ap-turbo.jpg

1. Chức năng của động cơ tăng áp Turbo​

Động cơ tăng áp Turbo là một thiết bị vận hành bởi khí thải làm tăng sức mạnh của động cơ bằng cách bơm không khí vào các buồng đốt.

Chức năng của bộ động cơ tăng áp Turbo gồm có:

  • Tăng sức mạnh động cơ
  • Cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu
  • Nâng cao lực kéo
Về cơ bản, bộ tăng áp là một thiết bị có mục đích duy nhất là làm cho động cơ tạo ra nhiều công suất hơn với ít nhiên liệu hơn và ít xy-lanh hơn mức cần thiết.

Nếu mục tiêu của nhà sản xuất là 300 mã lực với động cơ 2.0L thì việc thêm một động cơ tăng áp turbo sẽ làm cho việc nâng cao công suất trở nên dễ dàng hơn và tiết kiệm hơn.

2. Nguyên lý hoạt động của động cơ tăng áp Turbo​

Động cơ tăng áp Turbo bao gồm hai bộ phận chính là turbin và bộ nén.

Hiểu một cách đơn giản, đó là hai cánh quạt gắn trên một trục, mỗi quạt một đầu trục. Khí xả của động cơ được dẫn tới một cánh quạt với mục đích quay trục và xoay quạt thứ 2 theo hiệu ứng ngược lại, được gọi là bộ nén. Bộ nén này sẽ có nhiệm vụ nén khí vào khoang nạp khí của động cơ.

tim-heu-hoat-dong-cua-bo-tang-ap-turbo.-1.jpg

Lợi ích của việc nén đó là không khí sẽ dồn vào trong xylanh nhiều hơn, nhiều không khí hơn được nén vào trong xy-lanh, đồng nghĩa với việc nhiên liệu được đưa vào động cơ nhiều hơn.

Chính vì sử dụng khí thải của động cơ để nén nên không khí nén có nhiệt độ rất cao. Từ đó sẽ có những hiệu ứng tiêu cực khi đưa trực tiếp vào động cơ. Để giảm bớt nhiệt độ này, động cơ tăng áp Turbo thường làm việc đi kèm với một bộ làm lạnh trung gian để làm mát khí trước khi đưa vào động cơ.

Bộ làm lạnh này thường được cấu tạo là bộ tản nhiệt đơn giản có tác dụng không chỉ làm mát động cơ mà còn tăng mật độ không khí trước khi đốt.

3. Ưu điểm của động cơ tăng áp Turbo​

Dưới đây là một số ưu điểm chính mà động cơ tăng áp Turbo mang lại cho chiếc xe sử dụng đó là:

  • Cải thiện momen xoắn: Bộ tăng áp cải thiện momen xoắn, điều này làm cho một chiếc xe được trang bị một bộ tăng áp dễ lái hơn khi lên dốc và có khả năng kéo với công suất lớn hơn.
  • Tăng thêm sức mạnh: Với cùng kích thước với động cơ hút khí tự nhiên, động cơ có bộ tăng áp có thể cung cấp nhiều công suất hơn trong dải vòng tua.
  • Tiết kiệm nhiên liệu: Nhờ có động cơ tăng áp, nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, từ đó đỡ tiêu hao nhiên liệu hơn.
  • Khả năng tăng tốc tốt hơn ở cấp thấp: có một điều rằng những chiếc xe sở hữu động cơ tăng áp khi di chuyển quanh thành phố sẽ thú vị hơn rất nhiều vì chiếc xe có khả năng tăng tốc tốt ở vòng tua thấp. Nhờ vậy mà đem lại cảm giác lái tốt hơn sơ với động cơ hút khí tự nhiên.
  • Mang tiềm năng điều chỉnh lớn: Một nghiên cứu chỉ ra rằng, động cơ tăng áp Turbo có thể sửa đổi để cải thiện thêm hiệu suất của nó. Không có gì lạ khi một động cơ tăng áp 2.0L có thể sửa đổi để đạt được công suất và momen xoắn tương đương với động cơ V8.

4. Nhược điểm của động cơ tăng áp Turbo​

Bên cạnh những ưu điểm lớn, động cơ tăng áp Turbo vẫn có một số nhược điểm. Điển hình như sau:

  • Tăng độ phức tạp: Bộ tăng áp là một phát minh tuyệt vời. Tuy nhiên, để có thể cài đặt thêm bộ tăng áp, bản thân khối động cơ cần được chế tạo theo cách mà lực nén của động cơ an toàn để tăng áp, cùng với đường ống bổ sung. Ngoài ra cũng cần bổ sung dầu và làm mát không khí. Trong quá trình lắp đặt cũng yêu cầu quản lý không gian và nhiệt cẩn thận.
  • Yêu cầu tinh chỉnh: Việc điều chỉnh một chiếc xe có động cơ tăng áp sẽ khó hơn rất nhiều. Tuabin sẽ hoạt động hiệu quả hơn ở vòng tua cao nếu các tuabin đã hoạt động tốt nhất ở những vòng quay thấp.
  • Độ tin cậy của khách hàng: Trong các ứng dụng hậu mãi, lỗi động cơ Turbo có thể phổ biến hơn nếu lái xe thiếu kinh nghiệm.
  • Độ trễ: đối với một động cơ tăng áp lớn hơn tiêu chuẩn thường gây ra độ trễ. Điều này đòi hỏi động cơ phải tăng vòng tua cao hơn nhiều. Điều này làm cho chiếc xe khó lái một cách trơn tru khi bạn tăng ga tối đa. Tuy nhiên, ngày nay các nhà sản xuất đã khắc phục và lựa chọn động cơ tăng áp Turbo phù hợp để hạn chế độ trễ ở mức thấp nhất.

5. Sự khác biệt giữa động cơ tăng áp Turbo và động cơ siêu nạp​

Động cơ Turbo và động cơ siêu nạp về cơ bản đều là những bộ phận nâng cao hiệu suất.

Tuy nhiên, giữa hai động cơ có sự khác biệt một cách rõ rệt. Trong khi động cơ tăng áp turbo chạy dựa trên khí thải của động cơ, sử dụng chất thải để cung cấp năng lượng cho chính nó.

Mặt khác, động cơ siêu nạp hoạt động bằng dây đai nối với trục khuỷu động cơ.

Vì vậy, bộ siêu nạp thực sự tiêu hao năng lượng từ động cơ nhiều hơn. Tuy nhiên, phản ứng ga lại tốt hơn nhiều so với động cơ tăng áp Turbo. Một bộ động cơ siêu nạp sẽ phức tạp hơn một bộ tăng áp và việc nâng cấp động cơ siêu nạp sẽ gặp nhiều khó khăn hơn.

6. Động cơ tăng áp Turbo có thể tăng thêm bao nhiêu công suất​

Sẽ không có một câu trả lời chính xác cho câu hỏi này. Bởi vì các turbo khác nhau sẽ hoạt động khác nhau. Một số động cơ sẽ tạo ra công suất tối thiểu ở 3000 vòng/phút và momen xoắn ở mức 5.500 vòng/ phút.

Trong khi đó, sẽ có một số động cơ turbo có thể đạt mức tối đa trước 2000 vòng/ phút. Theo một số nghiên cứu, nếu động cơ turbo có cấu hình hoàn hảo để hoạt động có công suất gần được như hút khí tự nhiên thì sẽ có mức tăng khoảng 15-25%.

7. Các loại động cơ tăng áp​

Dưới đây là một số loại động cơ tăng áp đang được sử dụng hiện nay, gồm có:

Twin Turbo

Động cơ tăng áp kép được dùng để chỉ một động cơ tăng áp, trong đó có hai bộ tăng áp đơn có kích thước bằng nhau được lắp vào. Trong mọi trường hợp, thiết lập tăng áp kép thường chạy song song. Ưu điểm của loại động cơ này sẽ hạn chế tối đa độ trễ xảy ra.

Tuabin ổ trục/ vòng bi

Các tuabin ổ trục thường có giá thành rẻ hơn các tuabin vòng bi. Các tuabin ổ trục nhìn chung cũng đáng tin cậy hơn nhưng không phản ứng nhanh bằng các tuabin ổ bi. Với tuabin vòng bi sẽ cần ít bộ phận chuyển động, nhờ vậy mà chúng sẽ hoạt động nhanh hơn. Tuy nhiên chúng thường tốn kém hơn để sửa chữa.

Twin-scroll Turbo

Một tuabin cuộn kép có hai cửa khí hút nhỏ, nơi tuabin hút khí thay vì một cửa hút lớn. Tuy nhiên, đối với loại này cần phải kết hợp với động cơ có số xy-lanh chẵn.

Theo Tạp chí Người Đưa Tin
 

Bạn hãy đăng nhập hoặc đăng ký để phản hồi tại đây nhé.

Bên trên