Tu bô tăng áp là gì

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Tu bô tăng áp là gì

Bộ tăng áp động cơ (tiếng Anh: Turbocharger) là hệ thống nạp nhiên liệu cưỡng bức trong động cơ để một động cơ có kích thước nhất định tạo nhiều công suất hơn[1]. Bộ tăng áp khác với bơm tăng nạp thông thường ở chỗ bộ tăng nạp được chạy bằng lực kéo cơ khí của động cơ thông dây cu roa nối với maniven còn bộ tăng áp động cơ được chạy bằng năng lượng khí thải tua bin. Bộ tăng áp được gắn vào họng xả động cơ, khi động cơ hoạt động, khí xả làm quay tua bin của nó, tua bin này vận hành máy nén (lắp giữa bộ lọc gió và họng nạp nhiên liệu) máy nén nạp nhiên liệu cho động cơ, khí xả thoát ra từ động cơ thổi vào các cánh tuốc bin làm quay tua bin, vì thế lượng khí thải càng đi qua tua bin càng nhiều thì tua bin quay càng nhanh.

Bộ tăng áp động cơ thường được dùng cho xe tải, xe hơi, tàu hoả và các máy xây dựng. Các bộ tăng áp thường dùng với động cơ đốt trong chu kỳ Otto, chu kỳ diesel. Chúng cũng tỏ ra hữu ích trong tế bào nhiên liệu[2].

Lợi điểm của việc nén nhiên liệu là xy lanh được nạp nhiều nhiên liệu hơn, vì thế công suất máy sẽ tăng. Động cơ tăng áp luôn mạnh hơn động cơ không tăng áp có cùng dung tích xy lanh.

Bộ tăng áp hoạt động dựa vào luồng khí thải tạo ra khi động cơ hoạt động. Khí thải được dẫn qua bộ tăng áp làm quay một tua bin, tua bin này quay máy nén khí. Tua bin quay với tốc độ rất cao, lên đến 150.000 vòng phút (gấp 30 lần tốc độ của hầu hết các động cơ ô tô hiện nay). Bộ tăng áp gắn với họng xả động cơ nên nhiệt độ làm việc của tua bin rất cao.

Bộ tăng áp giúp động cơ đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn bằng cách nén thêm nhiên liệu vào xy lanh trong mỗi chu kỳ nổ. Một bộ tăng áp có thể tăng áp suất hút nhiên liệu lên 6 đến 8 psi (đơn vị đo áp suất: cân Anh trên mỗi phân vuông) Vì áp suất không khí khoảng 14,7 psi nên động cơ sẽ nạp thêm 50% nhiên liệu. Công suất động cơ sẽ tăng khoảng 30-40%.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Nice, Karim (ngày 4 tháng 12 năm 2000). “HowStuffWorks "How Turbochargers Work"”. Auto.howstuffworks.com. Truy cập ngày 1 tháng 6 năm 2012.
  2. ^ Baines, Nicholas C. (2005). Fundamentals of Turbocharging. Concepts ETI. ISBN 0-933283-14-8.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • Turbocharger (mechanical device) tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
  • Don Sherman (tháng 2 năm 2006). “Happy 100th Birthday to the Turbocharger”. Automobile Magazine. Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 2 năm 2012. Truy cập ngày 10 tháng 6 năm 2021.
  • NASA Oil Free Turbocharger
  • Video showing how a turbocharger works
  • Online General Electric field service manual for its World War II aviation engine turbochargers

Admin - 16/09/2021 04:56 GMT+7 - 42953 lần xem - đánh giá 5/5 (11 đánh giá)

Ngoài các kiểu động cơ truyền thống, các nhà sản xuất ô tô còn cung cấp thêm công nghệ tăng áp (Turbocharger) và siêu nạp (Supercharger) giúp tăng công suất cho xe. Tuy nhiên những công nghệ này không được áp dụng rộng rãi và đôi khi khiến người mua xe “hoang mang” khi không hiểu tác dụng thực tế của chúng.

Tăng công suất động cơ, giảm trọng lượng xe, giảm dung tích xi lanh, giảm cả mức tiêu hao nhiên liệu luôn là những thứ mà các nhà sản xuất xe hơi muốn áp dụng trên cùng 1 sản phẩm của họ. Công nghệ tăng áp và siêu nạp ra đời nhằm thỏa mãn nhu cầu này.

Tu bô tăng áp là gì

Công nghệ tăng áp (Turbocharger) và siêu nạp (Supercharger) giúp tăng công suất cho xe

Để động cơ hoạt động ta cần có hỗn hợp ô-xi và xăng, như vậy nếu lượng ô-xi tăng lên sẽ đẩy quá trình cháy diễn ra mạnh hơn, giúp xe tăng được công suất trong khi dung tích xi lanh vẫn giữ nguyên. Tuy nhiên cả 2 hệ thống này đều có những điểm lợi lẫn những sai sót chưa khắc phục được. Ở phần đầu tiên Carmudi sẽ giới thiệu cho bạn về hệ thống tăng áp Turbo trên ô tô.

Cấu tạo động cơ tăng áp (Turbocharger) 

Bộ tăng áp gồm 2 chi tiết máy có hình dạng như 2 "vỏ ốc sên" được hàn chặt vào nhau, phía trong mỗi "vỏ ốc sên" có 1 cánh quạt được gọi là máy nén (Turbin) và một trục có trách nhiệm nối “chết” 2 cánh quạt này với nhau. Bộ tăng áp được lắp trực tiếp ở cửa xả động cơ để lợi dụng luồng khí xả làm quay Turbin số 1, Turbin số 2 sẽ quay theo và nén không khí sạch đưa qua cổ hút vào lại buồng đốt.

Tu bô tăng áp là gì

Ngoài ra,Turbin 2 quay tạo ra luồng gió xoáy giúp trộn đều hỗn hợp không khí với xăng tạo điều kiện chu kỳ nổ diễn ra tốt hơn. Tốc độ quay của Turbin đến 30.000 vòng/phút ở tốc độ không tải và có thể tăng lên 80.000 – 100.000 vòng/phút khi người lái nhấn ga, ngoài ra nó còn nhận trực tiếp khí xả nên nhiệt độ tỏa ra từ bộ tăng áp là cực kỳ nóng, nó gây giãn nỡ không khí trong khoang máy làm giảm hiệu năng tăng áp (không khí lạnh sẽ chứa nhiều ô xi hơn). Vì vậy, các nhà chế tạo lắp thêm một lưới tản nhiệt dành riêng cho bộ tăng áp để giảm nhiệt độ không khí trước khi vào buồng đốt. Do được lắp trên đường xả nên hệ thống Turbo sẽ tạo ra một áp suất ngược lên buồng đốt, vì vậy hệ thống cần thêm 1 van xả nhỏ để  “tống” lượng hơi dư thừa nếu không có cửa xả này động cơ sẽ phát nổ khi áp suất vượt ngưỡng.

Tu bô tăng áp là gì

Nguyên lí hoạt động của hệ thống Turbo tăng áp

Như vậy, hệ thống tăng áp sử dụng năng lượng thừa của động cơ để sản sinh thêm công suất cho xe, từ đó 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. Điển hình trên xe Nissan Juke, phiên bản số tự động sử dụng động cơ 1,6L 4 xi lanh cho công suất 116 mã lực. Ở phiên bản số sàn, xe vẫn sử dụng động cơ dung tích tương đương nhưng được lắp thêm bộ tăng áp giúp nâng công suất lên đến 188 mã lực và mức tiêu hao nhiên liệu không đổi.

Nhược điểm của động cơ tăng áp 

Rất nhiều khách hàng lầm tưởng khi lắp Turbo máy mạnh hơn sẽ cho tiếng bô nghe hay hơn, tuy nhiên thực tế lại hoàn toàn ngược lại, Turbo được lắp trên đường xả nên sẽ cản dòng không khí thoát ra, vì thế tiếng pô sẽ êm hơn và ít phấn khích hơn, nếu đam mê tốc độ, chắc chắn bạn phải bỏ thêm chi phí để độ lại bộ pô. Do hoạt động dựa trên áp lực của luồng khí xả nên khi xe di chuyển tốc độ thấp, luồng hơi xả sẽ không đủ sức để kéo bộ tăng áp vì vậy gây ra hiện tượng trễ Turbo, xe sẽ không đạt gia tốc nhanh trên toàn dải tuanhư người lái mong muốn khi “xiết ga”.

Tu bô tăng áp là gì

Khắc phục 

Để khắc phục hiện tượng trễ Turbo, nhà sản xuất sẽ áp dụng nhiều cách, nhưng hiện nay, công nghệ tăng áp kép Twinturo hoặc Bi-Turbo là phổ biến nhất. TwinTurbo là hệ thống sử dụng 2 bộ tăng áp có kích thước khác nhau, bộ tăng áp nhỏ sẽ làm việc khi xe vận hành ở tốc độ thấp, lúc xe đạt tốc độ cao, hệ thống sẽ mở van để bộ tăng áp lớn bắt đầu làm việc giúp xe nhận công suất cao hơn trên toàn dải tau máy. Thực tế tại Việt Nam, BMW là hãng xe khá thành công bởi việc giới thiệu rộng rãi công nghệ này cho khách hàng, điển hình với chiếc sedan BMW 320i (F30), ngoài ra, Subaru cũng đã ứng dụng nó trên dòng thể thao danh tiếng WRX STI.

Tu bô tăng áp là gì

Trong khi đó, công nghệ Bi-Turbo thường được Mercedes-Benz ứng dụng cho các dòng như C300 – đối thủ của BMW 320i. Bi-Turbo vẫn là hệ thống dùng 2 bộ tăng áp, chúng có kích thước tương đương nhau, tuy nhiên mỗi bộ chỉ có trách nhiệm tăng áp cho 1 hàng xi lanh, ví dụ đối với động cơ i4 của Mercedes C300, bộ Turbo số 1 sẽ tăng áp cho xi lanh số 1 và 3, bộ Turbosố 2 sẽ tăng áp cho xi lanh số 2 và 4.  Như vậy áp lực lên hệ thống Turbo sẽ được chia đôi, giúp xe đạt được gia tốc tối đa trên từng dải vòng tua.