So sánh Turbo ống đôi và ống đơn

Chuyên đề: Công nghệ thuật ngữ ô tô
Chỉnh sửa lúc: 01/05/2017

Trên những chiếc xe sử dụng động cơ turbo ngày trước, người ta hay ví von rằng nếu muốn động cơ mạnh hơn, thì phải hy sinh độ nhạy của turbo, nhưng ngày nay điều đó đã không còn chính xác nữa bởi việc lựa chọn một mẫu turbo có độ nhạy nạp cao cùng bộ ống nạp phù hợp chỉ cải thiện được 2% hiệu năng và hoàn toàn chưa đáp ứng đủ các yêu cầu trong việc cải tiến hiệu năng nạp/xả. 

Những bộ turbo hai cánh nạp mới ngày nay mang đến độ nhạy nạp cao hơn những loại turbo truyền thống cánh đơn truyền thống nhờ vào việc cải tiến vật liệu chế tạo, lựa chọn ổ bi tốt hơn cùng đầu ống nạp với thiết kế mới. Vậy còn những yếu tố nào tạo nên sự khác biệt đó?

Thời kỳ đầu của hệ thống tăng nạp

Vào những ngày đầu của công nghệ tăng nạp bằng turbo, thị trường đang tràn ngập các mẫu xe sử dụng bộ chế hòa khí và hệ thống đánh lửa kiểu cơ khí thuần. Chính vì các công nghệ cũ kỹ này mà việc cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu và thời điểm đánh lửa bị hạn chế. Ngày đó, một động cơ được tinh chỉnh hoàn hảo phải đáp ứng được mức áp suất nạp 8psi mà không bị chết máy hay hỏng hóc vì áp suất nạp quá lớn.

Mặc dù gặp nhiều khó khăn về công nghệ vào 30 năm trước, một số người luôn phân vân giữa việc chọn loại họng nạp một đường hay hai đường khi lựa chọn turbo cho mình (Đây đã là vấn đề  kĩ thuật thường xuyên được tranh luận trước khi thuật ngữ “Turbo ống đơn - Single-scroll” và “Turbo ống kép - Twin-scroll” trở nên phổ biến). Vậy nên turbo ống kép thật sự không phải là một công nghệ quá mới mẻ, nhưng nó đã phần nào đã bị mọi người lãng quên dù vẫn phổ biến trong các động cơ chính hãng cũng các động cơ đua hiệu năng cao đang dần thịnh hành hơn.

Hệ thống tăng nạp ngày nay

Trong 10 năm trở lại đây, động cơ tăng nạp sử dụng công nghệ cao đang bùng nổ. Hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ hiện đại cho phép các kỹ sư và hãng sản xuất turbine khai thác hết tiềm năng của từng loại động cơ. Những hệ thống điều khiển động cơ chính hãng hoặc từ hãng thứ 3 đều cho phép tinh chỉnh lại cách thức phân phối nhiên liệu, biểu đồ đánh lửa và khả năng tăng nạp cùng với hàng loạt các điều kiện về mức tải và vị trí bướm ga.

Chính vì những khả năng tuyệt vời đó, ngày nay, động cơ và turbo đã được kết hợp hoàn hảo với nhau một cách hoàn hảo, giúp động cơ có độ nhạy nạp cao và mức công suất đạt tới giới hạn thiết kế. Khi lựa chọn một mẫu turbo hay toàn bộ hệ thống tăng nạp, người ta luôn cân nhắc giữa việc chọn turbo ống đơn hay loại ống kép để trang bị cho động cơ yêu quý của mình.

Những hứa hẹn của turbo ống kép

Turbo ống kép có hàng loạt những ưu điểm vượt trội so với loại ống đơn khi được thiết kế và sử dụng đúng kỹ thuật: cải thiện mức moment ở vòng tua máy thấp, tăng độ nhạy nạp, tăng mức công suất của động cơ trên toàn dải tốc độ, tối đa hiệu suất của chu trình turbine, giảm mất áp suất trong thời điểm trùng điệp (thời điểm valve nạp và xả cùng mở) và nhiêt độ khí thải cũng được giảm xuống.

Các yếu tố kỹ thuật bắt buộc

Hệ thống turbo ống đép đòi hỏi phải đi kèm với bộ ống nạp chia đôi và bắt buộc các cylinder tương ứng phải được thiết kế với đường ống tương ứng. Ví dụ trên động cơ 4 cylinder thẳng hàng, cylinder có thứ tự đánh lửa là (1) và (3) phải có đường ống xả đi chung vào một ống turbine (ống nạp của turbo), và tương tự cho cylinder có thứ tự đánh lửa thứ (2) và (4) sẽ có đường ống xả đi chung vào ống turbine còn lại.

Hiện nay, hầu như tất cả các động cơ 4 cylinder thẳng hàng đều có thứ tự đánh lửa là 1-3-4-2. Theo đó, đối với bộ turbo ống kép, cylinder (1) và (4) sẽ có cùng đường ống xả và ống turbine thứ nhất, đối với cylinder (3) và (2) sẽ dùng chung ống turbine còn lại. Đối với động cơ 6 cylinder cũng sẽ tuân theo nguyên tắc bố trí như vậy: cylinder có thứ tự nổ thứ (1), (3) và (5) sẽ đi vào cùng một ống turbine, các cylinder có thứ tự nổ còn lại sẽ đi và ống thứ hai.

Thêm vào đó, để nối ghép hoàn thiện với turbo ống kép, các đường ống xả cần phải được thiết kế kỹ lưỡng để đạt được các độ dài và số đoạn uốn cong như nhau. Tương tự, phần mặt ghép nối giữa phần cuối của ống xả với đầu vào của turbo phải đạt độ tương thích cao về hình dáng và kích thước.

Giả sử ta sử dụng bộ turbo cánh kép nhưng sử dụng bộ đầu ống xả kiểu đơn giản dành cho loại turbo cánh đơn và ngược lại, hiệu quả mang lại sẽ không hơn không kép một hệt hống sử dụng turbo cánh đơn bình thường.

Bổ sung hiệu suất nạp

Trục động cơ phải quay góc 720 độ để hoàn thành hết một chu kỳ động cơ với 4 kỳ: nạp ,nén, nổ xả. Ở động cơ có 4 cylinder, tất cả các cylinder sẽ hoàn thành hết chu kỳ của mình với 2 vòng quay động cơ,tức là 720 độ. Điều này cũng đúng với động cơ 12 cylinder. Động cơ có càng nhiều cylinder thì góc lệch pha kỳ nổ của các cylinder càng nhỏ.

Ở động cơ 4 cylinder, kỳ nổ của mỗi cylinder diễn ra sau mỗi góc 180 độ của góc quay trục khuỷu. Tương tự cho các kỳ khác trong chu trình động cơ: nạp, nén và xả. Trên động cơ 6 cylinder, sẽ có nhiều kỳ nổ sẽ diễn ra hơn suốt 2 vòng quay động cơ, kết quả là các kỳ nổ lần lượt lệch pha nhau 1 góc 120 độ. Và điều tương tự trên động cơ 8 cylinder là 90 độ và đối với động cơ 12 cylinder là 60 độ trục khuỷu.

Vậy, góc lệch pha giữa mỗi cylinder có ý nghĩa gì? Nếu bạn đã có tìm hiểu về cách thức làm việc của trục cam, bạn sẽ hiểu ngay. Trục cam thường sẽ mở và đóng các van nạp/xả với một khoảng từ 256 đến 312 độ theo góc quay trục khuỷu.

Giả sử quá trình này diễn ra với độ dài là 280 độ góc quay trục khuỷu. Nếu kỳ xả/thải của động cơ 4 cyclinder thẳng hàng diễn ra cứ sau khoảng 180 độ, thời gian để piston đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên là 180 độ, vậy sẽ có 100 độ còn dư trong quá trình này. Nếu thứ tự nổ là 1-3-2-4, thử xét đến cylinder số 3. Khi piston (3) đang chuyển động xuống điểm chết dưới, van thải sẽ bắt đầu mở sớm. Ở thời điểm này, cylinder (1) bắt đầu đóng van xả và van nạp chuẩn bị mở ra để chuẩn bị cho kỳ nạp mới. Ở 50* đầu tiên khia van xả 3 mở, van xả 1 cũng đồng thời mở theo.

Khi cylinder (1) vừa xả hết khí thải  vầ đang trong quá trình đón van xả, van nạp (1) đang trong quá trình ở ra để bắt đầu kỳ nạp mới. Lúc đó, cylinder (3) đang trong kỳ xả và thải ra lượng khí mang động năng lớn. Trong khi phần lớn năng lượng và áp suất được tạo ra từ cylinder (3) được sử dụng để quay cánh turbine, một phần nhỏ năng lượng bị thất thoát do ma sát bề mặt, thất thoát cục bộ do hình dạng ốn dẫn…

Đối với bộ turbine không có đường vào được chia đôi, một phần khí xả do áp suất lớn sẽ đi ngược vào đường thải của cylinder (1) trong lúc van xả của cylinder (1) đang mở. Việc này hoàn toàn được giải quyết với loại turbine có họng nạp tách biệt. Vì lý do này, khi kỳ nạp của cylinder (1) bắt đầu, khí nạp bị trộng lẫn một phần với khí thải bị nhiễm từ cylinder (3), làm quá trình nổ xảy ra kém hiệu quả, từ đó kéo công suất cực đại của động cơ giảm xuống đáng kể.

Bạn cảm thấy bài viết hữu ích?

Bài viết nổi bật

Bài viết mới nhất

  • Hữu Đô Nguyễn

    0945979600

    Bài viết: 226

    Phủ nano cho kính xe hơi - ưu và nhược điểm cần lưu ý

    13:32 PM 14/09/2025
    78194
    Ngày nay xe hơi ngày càng trở nên thông dụng hơn, các dịch vụ bảo dưỡng, chăm sóc và làm đẹp xe ô tô cũng ngày càng được mở rộng, trong đó có dịch vụ phủ nano cho kính xe ô tô cũng đang rất được ưa chuộng.
  • ilovevn

    Bài viết: 9

    Làm quen với chế độ lái Eco trên các dòng xe đời mới

    18:14 PM 04/09/2025
    68269
    Thời gian gần đây, trên một số dòng xe đời mới được giới thiệu tới khách hàng Việt Nam có chế độ lái Eco, được giới thiệu là chế độ lái tiết kiệm nhiên liệu nên thu hút sự quan tâm của nhiều người, nhất là khi giá xăng cứ leo thang. Vậy chế độ lái Eco là gì và hiệu quả thực sự từ việc tiết kiệm nhiên liệu của nó như thế nào?
  • vodkablue

    Bài viết: 35

    Chọn loại lốp xe nào: Lốp không xăm, lốp Runflat và lốp tự bơm ?

    17:57 PM 04/09/2025
    32558
    Dù có kích cỡ khác nhau, cấu tạo hoa lốp cũng như thiết kế đa dạng, nhưng chung quy lại, lốp xe được chia thành 3 nhóm: Lốp không săm, lốp Runflat có thể sử dụng khi hết hơi và lốp tự bơm. Chúng ta cùng xem đặc điểm công nghệ cũng như những ưu nhược điểm của từng nhóm này.
  • Khách hàng

    Bài viết:

    Xe bị khóa vô lăng và cách xử lý

    18:08 PM 04/09/2025
    27712
    Thông thường vô lăng được thiết kế xoay trên trục lái và chỉ khóa cứng khi chìa khóa ở vị trí LOCK hay tắt động cơ bằng nút bấm Start/stop. Tuy nhiên, nhiều người lái mới thường sẽ không biết cách xử lý và cho rằng xe bị khóa vô lăng. Vậy hướng xử lý đối với các trường hợp trên như thế nào?
  • shelbygt

    Bài viết: 43

    Cẩn trọng với các cảnh báo trên xe ô tô

    20:08 PM 17/08/2025
    41192
    Người ngồi sau vô-lăng cần hiểu được một cách căn bản các cảnh báo trên xe ô tô thông qua bộ phận đèn trên đồng hồ để đối phó kịp thời, đảm bảo tuổi thọ động cơ và an toàn vận hành.
  • Khách hàng

    Bài viết:

    Cách chọn dầu nhớt động cơ đúng chất lượng cho xe hơi

    00:23 AM 03/08/2025
    14431
    Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại dầu nhớt động cơ khác nhau. Tùy theo tình trạng động cơ, kiểu động cơ và tuổi thọ động cơ mà người dùng cần có sự lựa chọn loại dầu nhớt đúng cách. Việc chọn dầu nhờn đúng chất chất lượng và phẩm cấp sẽ giúp xe của bạn vận hành hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Dưới đây là những thông số và kiến thức bạn cần chú ý khi lựa chọn dầu nhớt động cơ cho xế yêu của mình.
  • Khách hàng

    Bài viết:

    Tìm hiểu về phim cách nhiệt và những địa chỉ dán phim cách nhiệt uy tín cho xe

    00:50 AM 27/07/2025
    24337
    Ngày nay, cụm từ phim dán cách nhiệt đã ko còn xa lạ với những người sở hữu xe hay đang tìm cho mình những mẫu xe mới. Ngay trong cái tên, mọi người đã có thể hiểu công dụng chính của nó là để chống nóng cho xe. Tuy nhiên, chi tiết về đặc điểm và những lợi ích đầy đủ của phim cách nhiệt thì ko phải ai cũng biết.
  • Khách hàng

    Bài viết:

    Những trang bị hấp dẫn trên ô tô người Việt ít sử dụng

    16:06 PM 08/06/2025
    17918
    Trang bị tiện nghi là lợi thế bán hàng lớn trên một chiếc ô tô. Ngày nay, các hãng xe đã hào phóng hơn khi mang nhiều trang bị cao cấp xuống các dòng xe tầm trung. Tuy nhiên, điều kiện thời tiết nhiệt đới và đặc thù giao thông tại Việt Nam khiến nhiều trang bị hấp dẫn trên ô tô trở nên không mấy hữu dụng.
  • Khách hàng

    Bài viết:

    Các giải pháp độ đèn tăng sáng ô tô

    16:05 PM 08/06/2025
    28084
    Hệ thống đèn chiếu sáng là bộ phận quan trọng trên ô tô. Đặc biệt là với những người thường xuyên lái xe vào buổi tối, chạy đường dài. Nếu đèn xe nguyên bản quá tối, hãy tham khảo các giải pháp sau.
  • ilovevn

    Bài viết: 9

    Ghế ngồi trên xe và những điều nên biết

    16:04 PM 08/06/2025
    16892
    Để đi một hành trình xa hay đơn giản là có được cảm giác thoải mái khi điều khiển xe thì điều trước tiên bạn cần có là một chiếc ghế êm ái. Với cấu tạo của ghế xe hơi ngày nay, hai phần trên ghế đảm đương chức năng này. Một là các nệm lót xung quanh ở cả trên mặt ghế lẫn phần dựa lưng (còn gọi là loại ghế ngồi ôm). Các dòng xe thể thao thường có những tấm lót khá êm ái, trong khi nhiều xe SUV hầu như không có các tấm đệm này khiến cho khi điều khiển người lái có thể bị lắc lư. Chi tiết này không tác động nhiều tới lái xe trong khoảng thời gian ngắn tuy nhiên trên đoạn đường dài nó sẽ khiến bạn mệt mỏi.