Turbo là gì? Tại sao xe khách lại cần phải trang bị Turbo

25/04/2024 - 9:43 AMAdmin 101 Lượt xem

Turbo là gì? Tại sao xe khách lại cần phải trang bị Turbo

Turbo hay bộ tăng áp động cơ (Turbocharger) là một thiết bị quan trọng được gắn vào họng xả của động cơ. Nhiệm vụ của nó là bơm khí xả vào động cơ, nhằm tăng sức mạnh cho động cơ mà không cần tăng số lượng và dung tích xy-lanh.

1. Turbo là gì?

Turbo là 1 phần trong hệ thống phụ tùng xe khách, nằm trong bộ tăng áp. Là thiết bị cảm ứng cưỡng bức chạy bằng tua bin. Làm tăng hiệu suất và công suất của động cơ đốt trong bằng khí nén trong buồng đốt. Dựa vào động cơ hút khí tự nhiên máy nén có thể tạo ra nhiều không khí và tiết kiệm nhiên liệu hơn vào buồng đốt so với chỉ sử dụng áp suất khí quyển.

Turbo là một loại thiết bị cảm ứng cưỡng bức được gắn vào họng xả của động cơ, nhằm tăng công suất động cơ bằng cách đưa thêm không khí nén vào buồng đốt. Điều này giúp tăng hiệu suất đốt cháy và tiết kiệm nhiên liệu. Turbo giúp cải thiện hiệu suất đốt cháy và làm sạch hơn trong xi-lanh, giảm lượng khí thải độc hại phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu. Đặc biệt, turbocharger giúp giảm lượng khí oxy (O2) còn lại trong khí thải và tăng cường lượng khí nitơ oxit (NOx) được hấp thụ và giảm thiểu thông qua quá trình tái chế khí thải

2. Lịch sử hình thành Turbo

Turbo ban đầu được gọi là Turbo siêu tăng áp. Khi tất cả thiết bị cảm ứng cưỡng bức được phân loại là khí lốc nén. Ngày nay, thuật ngữ siêu tăng áp chỉ áp dụng cho các thiết bị cảm ứng cưỡng bức điều khiển cơ học. Sự khác biệt chính giữa động cơ tăng áp và siêu tăng áp thông thường là động cơ tăng áp được điều khiển tự động, thông qua vành đai nối với trục khuỷu. Trong khi động cơ tăng áp được cung cấp bởi tua bin chạy bằng khí thải. So với điều khiển tăng áp cơ học, tăng áp động cơ có xu hướng hiệu quả hơn nhưng ít vấn đề hơn. Tăng áp đôi được dùng để chỉ động cơ có cả siêu tăng áp và tăng áp thường.

Lịch sử hình thành Turbo

Các nhà sản xuất thường sử dụng động cơ tăng áp trong xe tải, xe hơi, xe khách, máy bay và thiết bị xây dựng. Chúng thường sử dụng với động cơ đốt trong chu trình Otto và động cơ Diesel.

3. Nguyên tắc hoạt động.

3.1 Pít tông:

Trong động cơ pít tông hút khí tự nhiên, khí nạp được hút và đẩy vào động cơ bằng áp suất khí quyển. Lấp đầy khoảng trống thể tích gây ra bởi hành trình đi xuống của pít tông tạo ra vùng áp suất thấp. Tương tự như trâm chất lỏng bằng ống tiêm. Lượng không khí thực sự so với lượng trên lý thuyết nếu động cơ có thể duy trì áp suất khí quyển, được gọi là hiệu suất thể tích.

Mục tiêu của động cơ tăng áp là cải thiện hiệu suất thể tích của động cơ bằng cách tăng mật độ khí nạp. Cho phép giải phóng nhiều năng lượng hơn trên mỗi chu kỳ động cơ.

3.2 Máy nén:

Máy nén của turbo tăng áp hút không khí xung quanh và nén trước khi đi vào ống nạp trong môi trường áp suất tăng. Việc này dẫn đến một khối lượng không khí lớn hơn đi vào các xi lanh trên mỗi hành trình nạp. Công suất cần thiết để quay máy nén ly tâm được lấy từ động năng của khí thải động cơ.

Máy nén của Turbo

3.3 Ứng dụng:

Trong các ứng dụng của xe khách, tăng áp boost đề cập đến lượng áp suất ống nạp vượt quá áp suất khí quyển. Đây là đại diện của áp suất không khí thêm vào để đạt được mà không cần cảm ứng cưỡng bức. Mức tăng có thể hiển thị trên đồng hồ đo áp suất. Thường là dạng thanh, psi hoặc kPa. Việc kiểm soát tăng áp turbo đã thay đổi đáng kể sau 100 năm sử dụng. Các bộ tăng áp hiện đại có thể sử dụng khí thải, van xả hơi.

Trong các ứng dụng tăng áp động cơ chạy bằng xăng, áp suất tăng được giới hạn để giữ cho toàn bộ hệ thống động cơ bao gồm cả tăng áp nằm trong phạm vi hoạt động cơ và nhiệt. Tăng tốc quá mức khiến động cơ bị hư hại theo nhiều cách khác nhau. Bao gồm đánh lửa trước, quá nhiệt hay làm căng quá mức phần cứng bên trong động cơ.

Ví dụ: Để tránh tiếng động lạ xảy ra ở động cơ, còn được gọi là kích nổ. Và những thiệt hại vật lý liên quan, áp suất đường ống nạp không được quá cao và được kiểm soát bằng phương tiện. Mở cổng xả thải cho phép năng lượng dư thừa của tua bin truyền trực tiếp vào ống xả, làm giảm áp suất. Van xả có thể được điều khiển thủ công hoặc bằng bộ truyền động.

4. Tăng áp Boost

Một bộ tăng áp cũng có thể được sử dụng để tăng hiệu suất nhiên liệu mà không tăng công suất. Điều này đạt được bằng cách chuyển năng lượng ở khí thải ra từ quá trình đốt cháy và đưa trở lại phía đầu vào của tua bin nóng. Vì tua bin nóng được điều khiển bằng năng lượng khí thải, tua bin lạnh ở đầu kia sẽ nén khí nạp mới và đưa đến đầu vào của động cơ.

Bằng cách tận dụng năng lượng này để tăng khối lượng không khí. Tất cả nhiên liệu được đốt cháy trước khi bắt đầu giai đoạn xả khí. Nhiệt độ tăng do áp suất cao tạo ra hiệu quả Carnot cao hơn.

Mật độ khí nạp giảm do mật độ khí quyển tỷ lệ nghịch với độ cao. Do đó, sử dụng bộ tăng áp khí tự nhiên thường áp dụng với động cơ máy bay. Khi máy bay ở đọ cao lớn hơn, áp suất không khí xung quanh giảm. Ở độ cao 5.5km, không khí ở áp suất bằng ½ mực nước biển. Điều đó có nghĩa là động cơ tạo ra công suất bằng ½ so với điều kiện thường. Các hệ thống sử dụng bộ tăng áp để duy trì công suất đầu ra được gọi là hệ thống bình thường hóa Turbo. Ở điều kiện này ap suất duy trì ở mức 29.5 inHg (100kPa).

5. Độ trễ của Turbo.

Là thời gian cần thiết để thay đổi công suất đầu ra. Đáp ứng các thay đổi bướm ga do chậm phản ứng khi tăng tốc. Điều này là do thời gian để hệ thống xả và bộ tăng áp tạo ra mức tăng cần thiết, được gọi là Spooling. Quán tính, ma sát và khả năng tải máy nén là những yếu tố chính gây ra độ trễ của bộ tăng áp. Bộ siêu tăng áp không gặp phải vấn đề này. Vì tuabin bị loại bỏ do máy nén được cung cấp trực tiếp bởi động cơ.

Cấu tạo của Turbo

Các ứng dụng tăng áp có thể được phân lọa thành những ứng dụng yêu cầu thay đổi công suất đầu ra xe khách và những ứng dụng ở các phương tiện khác.

Mặc dù mức độ quan trọng khác nhau nhưng độ trễ của Turbo là vấn đề quan trọng nhất.

Thiết kế động cơ giảm độ trễ theo 1 số cách:

Giảm quan tính quay của Turbo bằng cách sử dụng các bộ phận bán kính thấp hơn như gốm hoặc vật liệu nhẹ.
Thay đổi tỷ lệ của Tua bin.
Giảm tổn thất của ma sát với ổ trục.
Sử dụng vòi tăng áp biến thiên hoặc tăng áp cuộn kép.
Giảm thể tích đường đống tầng trên.
Sử dụng nhiều bộ tăng áp tuần tự hoặc song song.
Sử dụng hệ thống chống trộm.
Sử dụng van ống tăng áp để tăng tốc độ khí thải đến tua bin.

Lưu ý:

Đôi khi độ trễ của Turbo dễ bị nhầm với tốc độ động cơ dưới ngưỡng tăng. Nếu tốc độ động cơ thấp hơn ngưỡng tăng áp thì thời gian để xe tăng tốc khá lớn. Thậm chí hàng chục giây đối với xe khách chở nặng.

Chờ đợi tăng tốc ở xe khách không phải là độ trễ của Turbo mà là lựa chọn thiết bị không phù hợp cho động cơ. Khi xe đạt đủ ngưỡng tăng tốc, sẽ có độ trễ ngắn hơn rất nhiều khi Turbo tạo năng lượng quay và chuyển sang tăng tích cực. Chỉ khi chậm trễ trong phần tăng tốc tích cực mới là lỗi của Turbo.

IV. Ưu nhược điểm của hệ thống Turbo tăng áp

1.Ưu điểm

Turbo tăng áp được đánh giá cao với tiết kiệm nguồn năng lượng bởi vận hành sử dụng năng lượng khí thải giúp tăng vòng tua máy quay, từ đó làm tăng sức mạnh cho động cơ.

Với turbo tăng áp thì công suất sẽ được nâng cao một cách tối đa mà không cần phải thay đổi kích thước, tiết kiệm diện tích nhưng vẫn đạt được công suất mong muốn.

Công suất động cơ khi được tích hợp thêm turbo tăng áp sẽ tăng từ 30 đến 40% so với hệ thống động cơ thông thường.

2. Nhược điểm

Khi sử dụng turbo tăng áp thì xét về kĩ thuật và chi phí thì buộc phải sử dụng các piston khỏe hơn để phục vụ cho sự hoạt động của máy, theo đó là hệ thống các cần đẩy và trụy khủyu cũng phải có sức mạnh tương đương để đảm bảo lượng công việc thực hiện được.

Động cơ turbo tăng áp thì lượng nhiệt sản sinh ra cũng nhiều hơn và góp phần khiến cho động cơ trở nên nóng hơn trong quá trình hoạt động, chính vì vậy vai trò làm mát của hệ thống tản nhiệt sẽ rất được chú ý đối với các hệ thống động cơ có trang bị turbo tăng áp.

Turbo tăng áp cần vận hành ở nhiệt độ và áp suất lớn nên sẽ ảnh hưởng đến độ bền

Sức mạnh vận hành phải phụ thuộc vào lượng khí thải

V. Những lưu ý khi sử dụng động cơ turbo tăng áp

Hiện nay ở thị trường Việt Nam hãng Honda đang phân phối chính hãng hai dòng xe sử dụng động cơ turbo tăng áp là: CRV 1.5 Turbo đời từ 2018-2021 và dòng xe Civic 1.5 Turbo đời từ 2016-2021

Để đảm bảo tuổi thọ của Turbo tăng áp, xin chú ý những điều sau:

1/ Không cho động cơ hoạt động ở tốc độ cao hơn tốc độ cầm chừng sau khi khởi động động cơ 5 giây.

Sau khi khởi động động cơ, áp xuất nhớt bôi trơn chưa đạt đến mức cho phép. Sự hoạt động cửa turbo tăng áp sẽ làm hỏng các ổ đỡ.

2/ Không rú ga mạnh khi động cơ còn nguội.

Động cơ hoạt động khi còn nguội có thể gây kẹt ổ đỡ vì màng nhớt bôi trơn dễ bị phá vỡ.

3/ Trước khi dừng máy, để động cơ hoạt động ở chế độ cầm chừng trong 1 đến vài phút cho turbo tăng áp giảm dần nhiệt độ nhất là sau khi xe chạy tốc độ cao. Không tắt máy đột ngột khi động cơ đang chạy ở số vòng quay lớn.

Sau khi tắt máy, bộ Turbo còn quay thêm vài giây nữa và phát sinh nhiệt, ở nhiệt độ cao nếu động cơ không hoạt động, áp xuất nhớt bôi trơn giảm dẫn tới các chi tiết ổ đỡ dễ bị kẹt và hư hỏng.

4/ Khi động cơ không sử dụng trong thời gian dài, cần quay trục khuỷu động cơ nhằm tạo áp suất nhớt bôi trơn đều khắp các chi tiết động cơ.

Trong suốt quá trình động cơ không hoạt động, nhớt bôi trơn sẽ bị đặc lại không đủ điều kiện bôi trơn điều này sẽ làm hỏng ổ đỡ và các chi tiết Turbo.

Sau khi thay nhớt động cơ, quay trục khuỷu động cơ bằng tay quay một vài lần sau đó để chạy ở tốc độ cầm chừng trong vài phút.

Khi động cơ làm việc mà áp suất nhớt bôi trơn không đủ sẽ gây hư hỏng ổ đỡ và các chi tiết khác nhất là khi hoạt động ở tốc độ cao.

Chúng tôi là địa chỉ tin cậy cho việc cung cấp phụ tùng xe khách. Với danh mục đa dạng và chất lượng hàng đầu, chúng tôi cam kết đem đến sự hài lòng cho quý khách hàng. Với kinh nghiệm dày dặn và dịch vụ chuyên nghiệp, chúng tôi luôn sẵn sàng phục vụ nhu cầu của bạn. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để tận hưởng trải nghiệm mua sắm phụ tùng đơn giản và hiệu quả.

Long Phát Auto phân phối phụ tùng xe khách trên toàn quốc, hiện nay công ty chúng tôi có liên kết với một số đối tác bên vận chuyển nhanh và các nhà xe nhờ thu tiền hộ “ SHIP – COD “. Giao hàng tận tay khách hàng xong mới thu tiền. Quý khách có thể an tâm về chất lượng sản phẩm – Kiểm tra hàng xong mới thanh toán tiền. Để được tư vấn tốt nhất Quý khách hàng vui lòng liên hệ trực tiếp tới số phòng kinh doanh của công ty chúng tôi.