Turbo tăng áp trên các xe ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc tăng hiệu suất của động cơ. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về cấu tạo và cách kiểm tra turbo tăng áp. Trong bài viết ngắn ngay dưới đây của TINXE360, chúng tôi sẽ đề cập chi tiết đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp ngay nhé.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp
1. Turbo tăng áp là gì?
Turbo tăng áp trên ô tô, có tên gọi đầy đủ là Turbocharger hoặc bộ tăng áp động cơ ô tô, là một thiết bị quan trọng trong hệ thống của động cơ. Nó hoạt động bằng cách tiếp nhận dòng khí thải có nhiệt độ cao và tốc độ lớn từ động cơ, sau đó đẩy dòng khí này qua cánh quạt đặc biệt được gọi là cánh tuabin, làm quay cánh tuabin này. Cánh tuabin thúc đẩy khí vào động cơ với áp suất cao hơn, cung cấp nhiều lượng không khí hơn cho động cơ.
Turbo tăng áp có công dụng chính là tăng áp suất trong động cơ mà không cần thay đổi số lượng xi lanh hoặc dung tích của động cơ. Lý thuyết, turbo tăng áp có khả năng tăng công suất của động cơ lên đến 50%, tuy nhiên, ở thực tế, sự tăng này thường ở mức khoảng 30-40%.
Xem thêm: ƯU ĐIỂM VÀ NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ TURBO
2. Cấu tạo của Turbo tăng áp
Turbo tăng áp được cấu tạo với hình dạng xoắn ốc và bao gồm một số bộ phận quan trọng như sau:
- Cánh tuabin: Cánh tuabin là một phần quan trọng trong turbo, nằm ở khoang nhận lực đẩy từ dòng khí xả của động cơ. Chúng giúp tạo ra áp suất và tạo sự quay cho turbo.
- Cánh bơm: Cánh bơm là một phần khác của turbo, nằm ở khoang đối diện với cánh tuabin. Cánh bơm giúp hút và nén không khí từ môi trường bên ngoài và đẩy vào động cơ.
- Trục: Trục turbo nối các cánh tuabin và cánh bơm với nhau, đảm bảo rằng chúng quay đồng thời và hiệu quả.
- Ổ bi đỡ: Ổ bi đỡ hỗ trợ trục turbo trong quá trình quay mà không bị ma sát, đồng thời giúp kéo dài tuổi thọ của turbo.
- Ống dẫn dầu bôi trơn trục turbo: Để đảm bảo turbo hoạt động mượt mà và không bị hỏng hóc, cần có hệ thống dầu bôi trơn để bảo vệ trục và các bộ phận khác của turbo.
Cấu tạo này giúp turbo tăng áp hoạt động một cách hiệu quả, tạo ra áp suất và lượng khí nạp cần thiết để cải thiện hiệu suất của động cơ ô tô.
3. Nguyên lý hoạt động
Theo chuyên gia ô tô, hệ thống turbo tăng áp thường được lắp đặt trên đường ống xả của động cơ ô tô.
Nguyên tắc hoạt động của nó là dựa trên việc sử dụng áp suất của khí xả từ động cơ để quay cánh tuabin trong bộ turbo tăng áp. Cánh tuabin và cánh bơm trong turbo tương ứng nằm trên cùng một trục, vì vậy khi cánh tuabin quay, cánh bơm cũng quay đồng thời. Cánh bơm có nhiệm vụ hút không khí sạch từ môi trường bên ngoài và đưa vào động cơ. Khi lượng khí thải xả từ động cơ càng nhiều, cánh tuabin sẽ quay nhanh hơn, và điều này sẽ giúp cánh bơm hút nhiều không khí hơn, cung cấp thêm lượng khí nạp vào động cơ. Điều này dẫn đến việc tăng công suất của động cơ.
Để tránh tình trạng lượng khí nạp vào có áp suất và nhiệt độ quá cao, gây tăng thể tích và giảm mật độ oxy, người ta thường lắp thêm một hệ thống làm mát phía trước xe để làm giảm nhiệt độ của khí nạp. Hơn nữa, vì turbo tăng áp nằm trên đường ống xả, người ta cũng thường lắp thêm van an toàn để đối phó với trường hợp áp suất khí tăng cao có thể dẫn đến áp suất dội ngược vào buồng đốt.
Ưu và nhược điểm của các loại Turbo tăng áp
Hiện nay, trên thị trường ô tô có sẵn nhiều loại turbo tăng áp khác nhau, mỗi loại có ưu điểm và nhược điểm riêng, giúp khách hàng có sự lựa chọn phù hợp với nhu cầu của họ.
1. Single Turbo (Turbo tăng áp đơn)
Loại turbo tăng áp đơn này có cấu trúc đơn giản và được coi là một lựa chọn truyền thống và phổ biến trên thị trường hiện nay.
Ưu điểm: Turbo tăng áp đơn dễ dàng lắp đặt, cung cấp hiệu suất cao, thường phù hợp với các động cơ có kích thước nhỏ và có khả năng tạo ra công suất tương đương với các động cơ hút khí tự nhiên có dung tích lớn hơn.
Nhược điểm: Turbo tăng áp đơn có phạm vi vòng tua máy hạn chế, dẫn đến hiệu suất thấp ở tốc độ máy thấp và thường có độ trễ trong việc cung cấp áp suất tăng.
2. Twin-scroll Turbo (Turbo tăng áp cuộn kép)
Turbo tăng áp cuộn kép có cấu trúc tương tự với turbo đơn, tuy nhiên, điểm khác biệt quan trọng là có hai ống tuabin nối với hai ống xả riêng biệt.
Ưu điểm: Loại turbo tăng áp cuộn kép có khả năng tận dụng áp suất khí thải một cách hiệu quả hơn, mang lại hiệu suất tốt hơn so với turbo đơn ở tốc độ động cơ thấp và trung bình. Điều này giúp cải thiện khả năng tăng tốc và độ trả lời của động cơ.
Nhược điểm: Cấu trúc của turbo cuộn kép phức tạp hơn so với turbo đơn và thường đi kèm với chi phí cao hơn do cần sử dụng hai ống tuabin và một hệ thống xả phức tạp.
3. Twin-turbo (Turbo tăng áp kép)
Loại turbo tăng áp kép sử dụng đồng thời hai bộ turbo tăng áp đơn, có thể có kích thước khác nhau.
Ưu điểm: Turbo tăng áp kép cung cấp công suất tối ưu ở nhiều dải vòng tua máy khác nhau, giúp khắc phục hiện tượng trễ turbo mà turbo tăng áp đơn thường gặp phải. Điều này mang lại hiệu suất ấn tượng và khả năng tăng tốc linh hoạt.
Xem thêm: TÌM HIỂU HỆ THỐNG BÔI TRƠN CỦA XE Ô TÔ
Nhược điểm: Cấu trúc của turbo kép phức tạp hơn, và việc quản lý hai bộ turbo đòi hỏi kiểm soát và điều chỉnh kỹ thuật chính xác hơn, có thể làm tăng chi phí bảo dưỡng và sửa chữa.
4. Variable twin-scroll Turbo (Turbo tăng áp cuộn đôi biến thiên)
Turbo tăng áp cuộn đôi biến thiên kết hợp với VGT (Variable Geometry Turbocharger), được thiết kế để cung cấp sự linh hoạt và tối ưu trong việc cung cấp áp suất tăng áp.
Ưu điểm: Loại turbo này cho phép tạo ra đường cong mô-men xoắn rộng và phẳng, đặc biệt mạnh mẽ trong thiết kế so với VGT thông thường. Điều này giúp cung cấp hiệu suất cao cấp và khả năng tăng tốc mạnh mẽ.
Nhược điểm: Turbo tăng áp cuộn đôi biến thiên thường có chi phí cao hơn so với các loại turbo đơn hoặc turbo tăng áp cuộn kép, do tích hợp công nghệ biến thiên và thiết kế phức tạp.
5. Electric Turbo (Turbo tăng áp điện)
Công nghệ turbo tăng áp điện là một phương thức mới giúp đáp ứng các quy định về khí thải và bảo vệ môi trường, vấn đề đang nhận được sự quan tâm cao trên toàn cầu. Turbo tăng áp điện hoạt động bằng cách kết nối động cơ điện với bánh răng nén để cải thiện hiệu suất động cơ.
Ưu điểm: Công nghệ này giúp giảm đáng kể độ trễ và khí thải, và năng lượng tiêu hao có thể được khôi phục, làm tăng hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
Nhược điểm: Turbo tăng áp điện thường có chi phí cao hơn do cấu trúc phức tạp và bổ sung pin cho động cơ điện, làm tăng trọng lượng của xe.
Cách kiểm tra Turbo tăng áp
Khi turbo tăng áp gặp sự cố hoặc hỏng hóc, xe thường xuất hiện các dấu hiệu cảnh báo sau:
- Tiếng ồn và hú mạnh: Động cơ có thể tạo ra tiếng ồn lớn hơn so với bình thường và phát ra âm thanh hú mạnh khi tăng ga.
- Tăng tiêu hao nhiên liệu: Xe có thể tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn do hiệu suất giảm.
- Giảm công suất và khả năng tăng tốc: Xe có thể trở nên yếu đuối, ít bốc và không còn hiệu suất như trước.
Xem thêm: TÁC DỤNG CỦA CẢM BIẾN TRỤC CAM, DẤU HIỆU HỎNG HÓC VÀ CÁCH KIỂM TRA
Có một số sự cố thường gặp ở turbo tăng áp, bao gồm:
- Turbo bị chảy dầu: Hệ thống dẫn dầu có thể trở nên hao mòn sau nhiều năm sử dụng, dẫn đến rò rỉ dầu và làm cho turbo mất dầu. Dấu hiệu rõ ràng nhất là tiếng ồn động cơ tăng lên và động cơ không còn hoạt động êm ái như trước.
- Ống dẫn khí bị hỏng: Ống dẫn khí từ turbo vào động cơ thường được làm bằng cao su, nhựa hoặc hợp kim. Sau một thời gian, chúng có thể bị giãn nở và gây rò rỉ khí nén ra ngoài. Khi lượng khí nạp từ turbo vào động cơ giảm, động cơ sẽ hoạt động yếu hơn.
- Bi turbo bị mòn: Bi turbo có thể bị mòn sau một thời gian sử dụng, dẫn đến sự giảm hiệu suất của turbo. Dấu hiệu rõ nhất là động cơ tạo ra tiếng ồn bất thường, tiêu hao nhiên liệu tăng và công suất giảm đáng kể. Để đảm bảo an toàn và hiệu suất của xe, nếu phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, nên đưa xe đến một trung tâm bảo dưỡng hoặc sửa chữa uy tín để được kiểm tra và khắc phục.
Tổng kết
Turbo tăng áp là một thiết bị quan trọng trên động cơ ô tô, giúp tăng hiệu suất và công suất của động cơ thông qua việc cung cấp lượng không khí nén nhiều hơn vào buồng đốt. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp trong bài viết trên của chúng tôi. Động cơ nhận được lượng không khí lớn hơn, cải thiện đáng kể hiệu suất và công suất mà không cần phải tăng thêm dung tích xi lanh. Turbo tăng áp giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn và tạo ra công suất mạnh mẽ hơn, đặc biệt ở tốc độ thấp và trung bình.
Xem thêm: CÁCH XỬ LÝ KHI XĂNG, DẦU BỊ NHIỄM NƯỚC
