Turbo là gì? Đặc điểm, Nguyên lý hoạt động cơ Turbo tăng áp

Tăng áp được sử dụng với hai mục đích chính là tăng công suất và tăng tuổi thọ cho động cơ. Chúng cũng được tích hợp vào động cơ sử dụng nhiên liệu đốt trong. Turbo thường được nhắc đến trong các tài liệu về ô tô, nhưng ứng dụng của nó không chỉ giới hạn trong ngành ô tô mà còn xuất hiện trong ngành hàng không và hàng hải. Vậy Turbo là gì?

1.1 Turbo là gì?

Tua bin tăng áp hay tăng áp (turbocharger) là một thiết bị cảm ứng cưỡng bức được gắn vào ống xả của động cơ với mục đích đưa thêm khí nén vào buồng đốt của động cơ giúp tăng công suất động cơ mà không cần phải tăng dung tích xi lanh.

Turbo hoạt động như một bộ tăng áp để tăng áp suất nén của động cơ, chính vì vậy mà chúng còn được gọi là turbo tăng áp. Loại động cơ được trang bị Turbo được gọi là động cơ tăng áp. Nói một cách đơn giản, Turbo là một thiết bị bổ sung được gắn vào động cơ, khi turbo hoạt động sẽ giúp nén khí tạo áp suất tăng 1,4-1,5 lần, nhờ đó giúp đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn, ít thời gian hơn. Nhờ đó, động cơ tăng hiệu suất làm việc lên 30-40% mà không cần tăng thể tích buồng đốt hay tăng lượng nhiên liệu cung cấp.

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ Turbo là gì?

Nguyên lý hoạt động chung của turbo tăng áp là lợi dụng dòng khí thải từ quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ để làm quay cánh quạt turbo. Khi các cánh tuabin quay, chúng buộc bơm không khí hoạt động, hút vào và nén không khí sạch vào buồng đốt (xi lanh). Không khí khi được nén với áp suất cao hơn trong một diện tích không đổi đồng nghĩa với việc lượng không khí dùng để đốt cháy nhiên liệu sẽ nhiều hơn, do đó hiệu suất của động cơ sẽ tăng lên.

nguyen-ly-cau-tao-cua-turbo

Khi các tuabin hoạt động, chúng làm cho động cơ hoạt động mạnh mẽ hơn, lượng khí thải cũng lớn hơn, nhanh hơn. Điều này có nghĩa là cánh quạt sẽ quay nhanh hơn, lượng không khí đi vào động cơ cũng nhiều hơn, áp suất lớn hơn. Tất nhiên, việc tăng hiệu suất động cơ và turbo không phải là vĩnh viễn, nó cũng chỉ giới hạn ở một mức độ nhất định. Tuy nhiên, giải thích ở trên giúp bạn hiểu cách Turbo và động cơ tương tác với nhau.

Khi động cơ turbo hoạt động sẽ sinh ra một lượng nhiệt rất lớn, lượng khí nén ở áp suất và nhiệt độ cao sẽ khiến mật độ oxy giảm xuống. Điều này vô tình làm giảm hiệu suất của Turbo.

Vì vậy, ở động cơ Turbo, người ta trang bị thêm bộ phận làm mát nhằm giảm bớt sức nóng của luồng không khí khi sắp được nén trong động cơ. Turbo được lắp ở cửa xả của động cơ, turbo cũng có thể khiến khí thải dội ngược vào buồng đốt gây hư hỏng động cơ. Vì vậy, ngoài việc sử dụng hệ thống làm mát Turbo, xe còn được trang bị hệ thống van an toàn, xả một chiều.

1.3 Cấu tạo của Turbo là gì?

Turbo là bộ phận có cấu tạo tương đối phức đơn giản với hình xoắn ốc. Chúng được thiết kế với nhiều bộ phận như tuabin, cánh bơm, ổ bi, trục dẫn, trục turbo. Cấu tạo cụ thể của Turbo như sau:

Cấu tạo của động cơ Turbo là gì
STT	Bộ phận	Mô tả	Chức năng
1	Trục Trubo	Là bộ phận nối liền giữa cánh quạt nén khí và cánh quạt turbine (cánh quạt hứng dòng khí thải động cơ)	Truyền động năng từ quạt Turbine sang quạt nén khí
2	Cánh quạt Turbine	Là cánh quạt được gắn trực tiếp vào trục Turbo, và nằm bên trong vỏ nén khí	Quạt nén khí chuyển động với tốc độ cao giúp hút không khí sạch và nén chúng ở áp suất cao, đưa vào bên trong buồng đốt
3	Cánh quạt nén khí	Là bộ phận được gắn ở đầu còn lại của trục turbo, nó nằm bên trong vỏ hút khí	Quạt nén khí chuyển động với tốc độ cao giúp hút không khí sạch và nén chúng ở áp suất cao, đưa vào bên trong buồng đốt
4	Vỏ hút khí	Là bộ phận có thiết kế hình xoắn ốc bao bọc lấy phần quạt nén khí	Chúng giúp tạo ra, và định hướng cho đường di chuyển của dòng khí nén đi vào động cơ
5	Vỏ nén khi	Là bộ phận hình xoắn ốc, bao bọc lấy quạt turbine, với cửa xả hướng ra ngoài	Chúng giúp tiếp nhận luồng khí xả từ động cơ, dẫn động chúng làm quay cánh quạt, và đưa luồng khí thải ra bên ngoài.
6	Ổ bi đỡ	Là bộ phận được thiết kế ở 2 đầu của trục Turbo	Chúng vừa là bộ phận nâng đỡ, cố định trục động cơ, vừa là bộ phận giúp giảm ma sát, tăng tốc độ quay của quạt và trục
7	Bộ phận làm mát	Là bộ phận thiết kế, và kết nối trực tiếp với turbo	Chúng sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí, làm giảm nhiệt độ của khí nén trước khi đưa vào buồng đốt

1.4 Phân loại động cơ turbo

Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu Turbo là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó. Vậy có bao nhiêu loại Turbo và chúng khác nhau như thế nào?

Trên thực tế, có 3 loại Turbo phổ biến bao gồm Single Turbo, Twin-scroll Turbo và Twin-Turbo/Bi-Turbo, cụ thể như sau:

1. Turbo đơn là gì?

Single Turbo là loại tăng áp đơn, chúng là loại Turbo có cấu tạo truyền thống, và cũng là loại Turbo được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt là với động cơ diesel và xăng. Chúng có ưu điểm là cài đặt đơn giản, hiệu suất cao, phù hợp với chuyển vị nhỏ. Chúng được sử dụng rộng rãi cho ô tô 4 chỗ, xe máy,…

2. Twin-scroll turbo

Twin-scroll turbo hoặc tăng áp cuộn đôi. Chúng thuộc loại Turbo lắp cho động cơ đốt trong, nhưng thay vì 1 ống turbin thì loại Turbo này được trang bị tới 2 ống. 2 ống turbin được nối trực tiếp với 2 ống xả riêng biệt. Loại Turbo này dùng cho động cơ có 4 xi lanh trở lên. Việc trang bị cho động cơ một bộ tăng áp cuộn đôi giúp tận dụng tối đa khí thải của động cơ. Từ đó, tăng hiệu suất nén Turbo, tăng hiệu suất động cơ.

3. Bi-Turbo/Bi-Turbo

Bi-turbo hay còn gọi là tăng áp kép. Đây là loại động cơ được trang bị cùng lúc 2 bộ tăng áp truyền thống. Bạn có thể sử dụng 2 Turbo cùng kích cỡ hoặc khác kích cỡ cùng một lúc. Loại động cơ tăng áp kép chỉ sử dụng cho động cơ V6, V8,…

Xem thêm: LỰA CHỌN DẦU NHỚT CHO XE CÓ ĐỘNG CƠ TURBO

Máy turbo có bền không ? Những lỗi thường gặp ở turbo

II. Ưu và nhược điểm của Turbo là gì?

Mỗi thiết bị đều có ưu và nhược điểm riêng. Với Turbo cũng vậy, chúng ta dễ dàng nhận thấy chúng mang lại những lợi ích rất lớn nhờ nâng cao hiệu suất động cơ, tiết kiệm nguyên liệu. Vậy ưu, nhược điểm và ứng dụng của Turbo là gì mà bạn chưa biết, hãy cùng tìm hiểu nhé.

2.1 Lợi ích của Turbo là gì?

Ưu điểm của Turbo mà ai cũng biết đó là tăng hiệu suất động cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu. Theo các nghiên cứu khi sử dụng turbo người ta có thể tăng hiệu suất động cơ lên 30 -> 40% tùy theo thiết kế Turbo và công nghệ sản xuất.

Lợi ích của Turbo là:

Tăng Công Suất Động Cơ:

Để tạo ra cùng một lượng công suất, một chiếc xe được trang bị Turbo sẽ cần một động cơ có dung tích buồng đốt nhỏ hơn. Ví dụ, động cơ EcoBoost 1.0 lít của Ford có thể thay thế động cơ 1.6 lít cùng loại của hãng.

Tiết kiệm nhiên liệu:

Turbo giúp tạo ra nhiều năng lượng hơn khi sử dụng cùng một lượng nhiên liệu. Điều này có nghĩa là để tạo ra công suất cần thiết, mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Turbo sẽ ít hơn so với động cơ thường.

Giúp xe nhẹ hơn:

Động cơ nhỏ hơn, tiêu hao ít nhiên liệu hơn đồng nghĩa với việc trọng lượng xe và thiết kế khung gầm cũng được tối ưu hóa, giúp xe nhanh nhẹn và linh hoạt hơn.

turbo-tang-ap-la-gi

2.2 Nhược điểm của Turbo là gì?

Ngoài những ưu điểm của Turbo, chúng cũng có những nhược điểm cố hữu mà bạn cần lưu ý. Trong đó, nhiệt, giá thành, là vấn đề lớn nhất của động cơ Turbo, cụ thể như sau:

Giá thành cao hơn: Xe trang bị công nghệ tăng áp sẽ có giá cao hơn đáng kể so với động cơ thông thường
Thiết kế động cơ mạnh mẽ hơn: Áp suất cao hơn trong buồng đốt có nghĩa là hệ thống pít-tông, trục khuỷu, phải bền hơn và khỏe hơn.
Động cơ nóng hơn: Turbo tạo ra một lượng nhiệt đáng kể khi nó nhận nhiệt trực tiếp từ khí thải của động cơ. Do đó, xe trang bị Turbo phải có bộ tản nhiệt lớn hơn và mạnh mẽ hơn.
Sử dụng nhiều dầu hơn: Động cơ tăng áp có khả năng quay với tốc độ lên đến 250.000 vòng/phút nên cần được cung cấp dầu dồi dào và liên tục. Điều này buộc chiếc xe phải trang bị bơm dầu lớn hơn, hệ thống làm mát dầu riêng và phải thay đầu từ thường xuyên hơn.

2.3 Ứng dụng của Turbo là gì?

Trong thực tiễn Turbo tăng áp được sử dụng rộng rãi và trang bị trên nhiều loại phương tiện, máy móc chuyên dụng. Bạn có thể dễ dàng bắt gặp Turbo tăng áp trên các dòng xe oto, moto, xe nâng dầu , máy kéo, máy ủi, tàu thuyền,… Tuy vậy đặc điểm chung của các phương tiện trang bị Turbo tăng áp là điều sử dụng động cơ đốt trong. Các phương tiện chạy bằng điện không được trang bị Turbo tăng áp.

Tham khảo thêm các sản phẩm dầu nhớt động cơ tại đây:

Địa điểm mua dầu nhớt động cơ uy tín, chất lượng

Công ty United Oil Việt Nam là nhà phân phối dầu nhớt động cơ hàng đầu tại Miền Nam. Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực phân phối dầu nhớt và có kho hàng lớn nhất Miền Nam khách hàng cứ yên tâm về sản phẩm của chúng tôi được đảm bảo hàng CHÍNH HÃNG và GIÁ TỐT NHẤT cho quý khách hàng. Qúy khách đang quan tâm tới dầu động cơ vui lòng liên hệ Hotline để được tư vấn rõ hơn.

Tham khảo: Nhớt 40 là gì? Đại lý bán nhớt CHÍNH HÃNG 40 tại TP.HCM