Các giải pháp làm giảm độ trễ tăng áp cho turbo xe ô tô

    Giải pháp làm giảm độ trễ tăng áp cho Turbo xe ô tô là vấn đề mà nhiều kỹ thuật viên ô tô đang nghiên cứu. Đối với những động cơ sử dụng Turbo tăng áp, nhờ sự nạp khí vào buồng đốt của động cơ đầy hơn, nên đã gia tăng được công suất, giảm kích thước và trọng lượng cho động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu.

    Thế nhưng, động cơ turbo cũng có nhược điểm đó là độ trễ turbo, đặc biệt là khi động cơ làm việc ở số vòng quay thấp. Bởi lúc này lưu lượng dòng khí thải qua turbo còn ít nên khả năng nạp khí chưa được cao, điều này khiến động cơ tăng tốc chậm và hiện tượng này được gọi là độ trễ turbo.

    Để khắc phục nhược điểm này của động cơ Turbo tăng áp, các nhà sản xuất động cơ đã tiến hành sử dụng các loại turbo sau.

    1. Turbo xe ô tô tăng áp tuần tự – Sequential Turbo

    Ở phương án này, người ta sử dụng 2 bộ turbo. Tất cả các xylanh đều được nối với 2 bộ turbo tăng áp. Ở vòng quay máy thấp, chỉ có một bộ turbo tăng áp được hoạt động. Lúc này toàn bộ khí thải được dồn tới một turbo nên tốc độ của turbo tăng lên, làm giảm độ trễ turbo (tham khảo hình 1a).

     

    Khi số vòng quay máy cao, bộ turbo xe ô tô thứ 2 sẽ được vận hành. Lúc này khí thải được chia đều cho cả 2 turbo nên lưu lượng khí thải tăng để tăng hiệu suất khí nạp tối đa (tham khảo hình 1b).

     

    1. Turbo tăng áp hai cấp – Stage Turbo

    Các nhà sản xuất sử dụng 2 bộ turbo tăng áp khác nhau. Bộ turbo tăng áp lớn sử dụng ở số vòng quay máy cao, còn bộ turbo tăng áp nhỏ sử dụng ở số vòng quay máy thấp, chúng không hoạt động cùng một thời điểm (tham khảo hình 2).

     

    1. Turbo xe ô tô và tăng áp điện – Electric Compressor

    Công nghệ này dùng 1 bộ turbo và một bộ tăng áp điện (tham khảo hình 6). Khi ở số vòng quay máy thấp, bộ tăng áp điện sẽ hoạt động. Nhờ được dẫn động bằng motor điện nên có thể điều khiển được tốc độ bánh bơm, tăng hiệu quả nạp khí và giảm độ trễ cho turbo.

     

    Tăng áp điện là loại tăng áp hiệu quá tốt nhất hiện nay. Tuy motor điện cũng có hạn chế đó là cần nguồn điện DC lớn hơn 48V, nên chỉ có thể sử dụng trên các dòng xe Hybrid. Khi ở vòng quay máy cao thì bộ Turbo tăng áp truyền thống sẽ hoạt động.

    1. Tăng áp cuộn kép – Twin Scroll Turbo

    Các nhà sản xuất tách biệt đường ống dẫn khí thải vào turbo xe ô tô thành 2 đường riêng biệt, mục đích là tránh sự giao thoa làm triệt tiêu áp suất dòng khí thải của các xylanh có chu kỳ không trùng nhau (tham khảo hình 3a).

     

    Theo cấu hình turbo cuộn kép thì đường xả của hai máy 1 & 4 sẽ được gom vào 1 đường, còn đường xả của máy 2 & 3 sẽ được gom vào một đường (tham khảo hình 3b). Kết quả là việc dùng khí thải được tối ưu hơn, góp phần làm giảm độ trễ turbo.

     

    1. Công nghệ VGT – Variable Geometry Turbo

    Công nghệ VGT sử dụng các van xếp hình vòng tròn bao quanh cánh tua bin và có thể thay đổi góc nghiêng cánh van. Khi ở vòng quay máy thấp, các cánh van khép lại giúp tăng tốc độ dòng khí thải, đồng nghĩa việc làm tăng tốc độ turbo xe ô tô, qua đó làm giảm độ trễ turbo. Khi ở vòng quay máy cao, các cánh van mở ra làm tăng lưu lượng dòng khí thải qua turbo, giúp tăng áp suất nén turbo (tham khảo hình 4).

     

    1. Công nghệ Power Pulse

    Công nghệ này được áp dụng trên dòng xe Volvo, sử dụng một bơm điện nén khí vào bình chứa 2 lít. Khi động cơ hoạt động và tăng tốc ở vòng quay máy thấp, thì bình tích khí nén được điều khiển phun khí này vào cùng dòng khí thải quay turbo làm tăng tốc độ turbo, giúp tăng lượng khí nạp và giảm độ trễ turbo xe ô tô.

     

    1. Công nghệ Dynamic Pressure Turbo

    Công nghệ này gồm 2 đường dẫn khí thải vào cánh tuabin của turbo, với 2 kích thước tiết diện khác nhau: một lớn và một nhỏ.

    Khi số vòng quay máy thấp, van điều khiển đóng đường dẫn lớn, khí thải đi qua đường dẫn nhỏ, làm tăng tốc độ dòng khí thải, nghĩa là tăng tốc độ turbo, làm gảm độ trễ turbo (tham khảo hình 5a). Khi số vòng quay máy cao, van điều khiển mở ra, khí thải sẽ đi qua cả 2 đường dẫn, làm tăng lưu lượng dòng khí thải qua turbo xe ô tô, giúp làm tăng áp suất nén (tham khảo hình 5b).

     

     

    1. Siêu nạp – Super Charger

    Khác với những turbo tăng áp thông thường được dẫn động bằng khí thải, bộ siêu nạp Super Charger được dẫn động từ trục khuỷu động cơ. Vậy nên bộ siêu nạp này sẽ làm tiêu tốn một phần công suất từ động cơ.

     

    Tuy nhiên, bù lại nó sẽ làm mất đi hiện tượng trễ turbo. Để có thể dung hòa được ưu và nhược điểm này, hãng Volvo sử dụng kết hợp bộ siêu nạp – Super Charger với turbo tăng áp. Khi động cơ ở vòng quay máy thấp, cả bộ siêu nạp và bộ turbo tăng áp đều hoạt động nhằm giảm độ trễ turbo xe ô tô. Khi ở vòng quay máy cao, chỉ có bộ turbo tăng áp là hoạt động nhằm tối ưu hiệu suất cho động cơ.

    Chúc các bạn có những kiến thức ô tô thú vị với kiến thức về turbo xe ô tô và phương pháp làm giảm độ trễ của turbo tăng áp.

    Xem thêm:

    VATC – Trường dạy nghề sửa chữa ô tô chuyên nghiệp

    Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
    Điện thoại: 0945711717

    admin_donaweb