Bên cạnh những kiểu động cơ truyền thống trên ô tô, các nhà sản xuất ô tô còn cung cấp thêm công nghệ tăng áp (Turbocharger) và siêu nạp (Supercharger) nhằm tăng công suất cho xe. Tuy nhiên, những công nghệ này không được áp dụng rộng rãi trên các dòng ô tô và đôi khi chúng gây hoang mang cho người có ý định mua xe hơi. Sau đây là những điều cần biết về hệ thống Turbo trên ô tô.
Nội dung chính
Turbo là gì?
Turbo – hệ thống tăng áp cho động cơ
Turbo có nghĩa là động cơ tăng áp. Hệ thống này bao gồm 2 bộ phận chính đó là: một tuabin và máy nén khí được sử dụng để khai thác khí thải ra từ động cơ. Bộ phận này ép nhiều không khí hơn vào các xi lanh, giúp cho động cơ tạo ra nhiều năng lượng hơn.
Cấu tạo Turbo – động cơ tăng áp trên ô tô
Cấu tạo Turbo
Bộ tăng áp bao gồm 2 chi tiết máy có hình dạng như 2 vỏ ốc sên được hàn chặt vào nhau. Bên trong mỗi vỏ ốc sên có 1 cánh quạt được gọi là máy nén (Tuabin) và một trục có nhiệm vụ nối 2 cánh quạt này với nhau. Lợi dụng luồng gió từ khí xả làm quay tuabin thứ nhất, tuabin thứ 2 sẽ quay theo và nén không khí sạch đưa qua cổ hút vào lại buồng đốt, do đó bộ tăng áp được lắp trực tiếp ở cửa xả động cơ.
Cấu tạo của Turbo
Nguyên lý hoạt động
Khi tuabin 2 quay tạo ra luồng gió xoáy giúp trộn đều hỗn hợp không khí với xăng, là điều kiện lý tưởng giúp chu kỳ nổ diễn ra tốt hơn. Tốc độ quay của Tuabin có thể lên đến 30.000 vòng/ phút ở tốc độ không tải và tăng lên 80.000-100.000 vòng/ phút khi người lái nhấn ga. Bên cạnh đó, nó còn nhận trực tiếp khí xả nên nhiệt độ tỏa ra từ bộ tăng áp là cực kỳ nóng. Bởi nó gây giãn nở không khí trong khoang máy và làm giảm hiệu năng tăng áp.
Quá trình hoạt động của Turbo
Do đó, các nhà chế tạo đã lắp thêm một lưới tản nhiệt dành riêng cho bộ tăng áp để giảm nhiệt độ không khí trước khi đưa vào buồng đốt. Chính vì được nắp trên đường xả nên hệ thống Turbo sẽ tạo ra áp suất ngược lên buồng đốt. Vì vậy, hệ thống cần thêm một van xả nhỏ để loại bỏ lượng hơi dư thừa (nếu không có cửa xả này, động cơ sẽ phát nổ nếu như áp suất vượt ngưỡng).
Như vậy có thể hiểu ngắn gọn, hệ thống tăng áp sử dụng năng lượng dư thừa của động cơ để sản sinh thêm công suất. Giúp xe có thể giảm dung tích xi lanh và tiêu hao nhiên liệu trong quá trình hoạt động nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Nhược điểm của động cơ tăng áp
Turbo máy lạnh
Nhiều người cho rằng, khi lắp Turbo máy lạnh sẽ cho tiếng pô nghe hay hơn. Tuy nhiên thực tế lại không phải như vậy, Turbo được lắp trên đường xả sẽ cản dòng không khí thoát ra. Vì vậy, tiếng bôn nghe sẽ êm tai hơn và thỏa mãn sở thích của người dùng.
Do hoạt động dựa trên áp lực khí xả nên khi xe di chuyển với tốc độ thấp, luồng hơi xả sẽ không đủ sức để kéo bộ tăng áp. Vì vậy, gây ra hiện tượng trễ Turbo và xe không đạt gia tốc nhanh trên toàn bộ dải tua như người lái mong muốn khi siết ga.
Cách khắc phục
Để khắc phục tình trạng trễ Turbo trên, nhà sản xuất sử dụng công nghệ tăng áp kép Twin-turbo hoặc Bi-Turbo.
Twin-turbo là hệ thống sử dụng 2 bộ tăng áp có kích thước khác nhau, bộ tăng áp nhỏ sẽ làm việc khi xe di chuyển với tốc độ thấp. Khi xe vận hành ở tốc độ cao, hệ thống sẽ mở van để bộ tăng áp lớn nhất bắt đầu làm việc giúp xe nhận công suất cao hơn trên toàn dải tua máy.
Công nghệ tăng áp Twin-turbo hoặc Bi-Turbo
Dòng xe ứng dụng công nghệ này phổ thành công nhất có lẽ là hãng xe BMW, điển hình là chiếc Sedan BMW 320i (F30). Ngoài ra còn thương hiệu Subaru cũng áp dụng trên dòng xe thể thao cao cấp WRX STI.
Trong khi đó, công nghệ Bi-turbo vẫn lè hệ thống dùng 2 bộ tăng áp, có kích thước tương đương nhau. Tuy nhiên, mỗi bộ chỉ có trách nhiệm tăng áp cho xi lanh số 1 và 3. Còn bộ Turbo số 2 sẽ tăng áp cho xi lanh số 2 và số 4. Như vậy, áp lực lên Turbo sẽ được chia đôi giúp xe đạt được gia tốc tối đa trên từng dải vòng tua.
Như vậy, ở bài viết này chúng tôi đã giúp người đọc có thêm những hiểu biết thú vị về động cơ tăng áp – Turbo trên ô tô. Hy vọng, với những thông trên đem lại những hữu ích nhất định cho người đọc.
