15 thông tin cơ bản về hệ thống tăng áp Turbocharger trên ô tô

Những khái niệm “tăng áp”, “turbo” đã không còn quá xa lạ với người dùng Việt trong mười năm trở lại đây. Trong khi tất cả những mẫu xe diesel thương mại đều đã được trang bị turbo, “làn sóng” tăng áp cũng lan nhanh sang những mẫu xe chạy xăng trải dài khắp các phân khúc của mỗi hãng xe lớn nhỏ. Trong bài viết này, danhgiaXe sẽ mang đến cho độc giả 15 sự thật thú vị để bạn có cái nhìn đơn giản và khái quát nhất về hệ thống turbo tăng áp trên ô tô.

1. Bộ tăng áp là trang bị cơ khí được sử dụng trong những động cơ nạp khí cưỡng bức để hút được nhiều không khí hơn vào động cơ, qua đó giúp tăng đáng kể công suất mà không cần tăng dung tích của động cơ. Đây là lý do khiến nó được sử dụng rất phổ biến trên những chiếc ô tô hiện đại.

2. Ban đầu, turbo được sử dụng trên những xe tham gia đua leo đèo để bù lại cho sự giảm công suất động cơ khi ở trên cao. Nguyên nhân do động cơ cần nhiều oxy trong không khí để hòa trộn và đốt cháy nhiên liệu, trong khi đó, không khí càng lên cao càng loãng và ít oxy hơn.

3. Turbo tăng áp được ứng dụng rất phổ biến và rộng rãi, từ những chiếc xe đua F1 đến những mẫu xe hạng trung như Honda Civic, Ford Ecosport,…

Xem thêm: Túi khí hoạt động như thế nào? Vì sao phải cần túi khí trong khi đã có dây an toàn?

4. Turbine và máy nén khí là hai bộ phận chính trong hệ thống turbo. Về hình dáng bên ngoài, chúng trông giống hai con ốc sên đặt cạnh nhau (kích thước lớn hơn chút). Về vị trí, nó được lắp ở cổ xả của động cơ (khu vực đoạn đầu ống xả).

5. Vỏ turbine được nối với cổ xả động cơ và máy nén khí được nối với đường ống nạp của động cơ. Cả turbine và máy nén khí đều được nối với nhau qua một trục và quay cùng nhau.

6. Nhiệm vụ chính của turbo là tăng lượng không khí đi vào động cơ, hệ thống điều khiển sẽ phun nhiều nhiên liệu hơn để đạt tỷ lệ hòa trộn tối ưu, từ đó tăng sức mạnh cho động cơ.

7. Turbocharger trong tiếng Anh nghĩa là máy nén khí kiểu turbine. Điều này có nghĩa là hệ thống sử dụng vận tốc của chính luồng khí thải từ động cơ để quay máy nén khí, qua đó hút thêm được nhiều không khí hơn.

8. Turbine máy nén khí trong hệ thống turbo có thể quay với tốc độ 150,000 vòng/phút, gấp khoảng 30 lần so với tốc độ tối đa của hầu hết động cơ xe.

9. Turbo lag – độ trễ tăng áp là gì?

Để hệ thống tăng áp hoạt động hiệu quả, nó cần phải quay nhanh hơn một tốc độ tối thiểu để máy nén khí đạt đủ áp suất hút thêm không khí vào động cơ. Ở tốc độ động cơ thấp thì vận tốc của luồng khí xả chưa đủ nhanh để quay máy nén khí đến số vòng quay tối thiểu này. Do vậy, cần có một khoảng trễ nhất định để turbo đạt tốc độ làm việc hiệu quả và mang đến những thay đổi có thể cảm nhận được cho hiệu suất và sức mạnh của xe.

10. Hiện nay, động cơ cho độ trễ tăng áp thấp nhất là 0.7 giây thuộc về Ferrari với động cơ V8 tăng áp kép dung tích 3.9 lít có tên mã F154.

11. Trong hệ thống turbo còn có một bộ phận quan trọng đó là cửa xả. Cửa xả là một van trong hệ thống tăng áp giúp đưa luồng khí thải đi qua các cánh turbine, từ đó không còn tác dụng làm quay turbine. Lý do của việc phải trang bị cửa xả là để giới hạn tốc độ quay của turbine, qua đó giới hạn lượng khí nạp thêm vào động cơ để đảm bảo độ bền và tuổi thọ cho các bộ phận bên trong động cơ.

12. Intercooler – bộ làm mát khí nạp dùng để làm gì?

Trong hệ thống turbo, không khí được máy nén hút vào với áp suất cao nên sẽ nóng lên và dãn nở. Tuy nhiên, không khí lạnh mới chứa nhiều oxy cần thiết cho quá trình hoạt động của động cơ. Bên cạnh đó, nhiệt độ khí nạp quá cao cũng có thể dẫn đến động cơ bị quá nhiệt, xuất hiện tiếng gõ cực kỳ nguy hiểm. Do đó, bộ làm mát khí nạp intercooler được sử dụng để làm mát không khí được máy nén hút vào trước khi đi vào động cơ để đảm bảo quá trình hòa trộn và đốt cháy được tối ưu và tăng hiệu suất của động cơ.

13. Hai nhược điểm lớn nhất của hệ thống tăng áp kiểu turbo là độ trễ và âm thanh ống xả. Do tận dụng một phần khí thải để quay máy nén khí nên những động cơ sử dụng tăng áp không thể sở hữu tiếng pô hay và lực như ở những động cơ hút khí tự nhiên.

14. Những nhà sản xuất và cung cấp hệ thống turbo lớn nhất thế giới là Garrett (Honeywell), Borg Warner và Mitsubishi.

15. Trong thế kỷ 21, hệ thống tăng áp turbo đã chứng kiến nhiều thành tựu mới như:

- Turbo đa hình (Variable Geometry Turbocharger).

- Tăng áp nhiều giai đoạn.

- Tăng áp kép sử dụng hai bộ tăng áp với hai kích thước khác nhau (bi-turbo) hoặc giống nhau (twin-turbo) để tăng hiệu suất sử dụng và giảm độ trễ tăng áp.

- Tăng áp cuộn đôi twin-scroll turbocharger.

Hy vọng qua bài viết này, danhgiaXe đã mang đến cho bạn đọc những thông tin cơ bản và hữu ích nhất về hệ thống tăng áp turbo đang ngày càng trở nên phổ biến và quen thuộc trong thế giới xe. Từ đó, bạn sẽ có thêm những kiến thức và tư liệu cần thiết để chọn cho mình chiếc xe ưng ý nhất.

Nguồn tham khảo:  motorbeam.com