Động cơ turbo là gì? Chi tiết nguyên lý, cấu tạo và ưu nhược

Turbo là gì, động cơ turbo là gì? có nên mua xe turbo không? Đây đều là băn khoăn nhiều của nhiều người khi bắt đầu tìm hiểu về hình thức tăng áp động cơ này. Bài viết sẽ cung cấp nhiều sự thật thú vị về loại động cơ này.

Động cơ turbo là gì?

Động cơ turbo là gì? Turbo hay bộ tăng áp động cơ Turbo là một loại thiết bị cảm ứng cưỡng bức, được dùng để tăng công suất động cơ đốt trong bằng việc đưa nén vào buồng đốt. Điểm ưu việt trong công dụng của turbo là tăng công suất động cơ nhưng không phải tăng số lượng hay dung tích xi lanh trong động cơ. Áp suất không khí thông thường là 1 at, nhưng khi sử dụng turbo tăng áp, áp suất sẽ được nén thêm khoảng 0,404 – 0.544 at. Thực tế, turbo có thể làm tăng công suất động cơ từ 30 – 40%.

Động cơ turbo là gì?

Các loại động cơ turbo phổ biến

Bên cạnh thắc mắc turbo là gì, nhiều khách hàng quan tâm đến các loại động cơ để tìm được loại đồng cơ phù hợp.

Động cơ đơn Single turbo

Động cơ Turbo tăng áp đơn lẻ có thể thiên vô hạn. Ưu điểm của loại động cơ này là tăng sức mạnh của động cơ rất hiệu quả mà việc lắp đặt lại rất đơn giản.

Tăng áp kép (Twin-Turbo hoặc Bi-Turbo)

Khi sử dụng tăng áp đôi, bạn có nhiều lựa chọn. Bạn có thể chọn một bộ tăng riêng cho mỗi dãy xi lanh (V6, V8…), bạn cũng có thể chọn bộ tăng áp đơn cho có thể dùng cho PRM thấp và đồng thời dùng một bộ tăng áp lớn hơn cho (I4, I6, v.v.).

Ưu điểm của động cơ này là nếu sử dụng các turbine tuần tự hoặc sử dụng đồng thời một turbo ở tốc độ RPM thấp và một bộ tăng áp lớn hơn, sẽ giúp đường cong mô-men phẳng hơn, rộng hơn.

Nhược điểm của động cơ này là chi phí cao và việc lắp đặt phức tạp hơn vì đã tăng gần như gấp đôi các thành phần turbo. 

Nhược điểm của động cơ này là chi phí cao và việc lắp đặt phức tạp

Tăng áp cuộn đôi (Twin-scroll turbo)

Tăng áp cuộn đôi là sử dụng hai cuộn, chia đôi các xung xả. Theo đó, với một ống turbo cuộn truyền thống, áp suất khí từ xi lanh 1 sẽ cản trở việc hút không khí sạch ở xi lanh 2, vì cả hai van xả đều mở tạm thời mở, nhờ vậy mà áp lực đến turbo sẽ giảm đi.

Tăng áp này gồm 2 cuộn và các xung xả được chia. Từ một ống turbo truyền thống, áp suất khí thải từ xi lanh 1 gây cản trở xi lanh 2 hút không khí sạch vì cả hai van xả tạm thời mở, nhờ vậy mà áp lực đến turbo giảm đi nhiều.

Tăng áp cuộn đôi biến thiên (Variable twin-scroll turbo)

Loại tăng áp này cũng như tăng áp cuộn đôi, sử dụng hai cuộn và chia các xung xả. Ưu điểm của tăng áp này là mang đến nhiều năng lượng, tăng phạm vi RPM rộng hơn dựa trên các thiết kế cuộn khác nhau. 

Nhược điểm của loại tăng áp này là yêu cầu về bố trí động cơ cụ thể và thiết kế ống xả khó và phức tạp hơn.

Loại tăng áp này cũng như tăng áp cuộn đôi, sử dụng hai cuộn và chia các xung xả

Động cơ tăng áp điện (Electric turbo)

Động cơ tăng áp điện là động cơ công nghệ mới. Động cơ này đáp ứng các quy định nghiêm ngặt về khí thải trong tương lai. Động cơ tăng áp điện giúp cải thiện hiệu suất động cơ hiệu quả nhờ dùng bộ tăng áp một tầng.

Ưu điểm của động cơ này là loại bỏ độ trễ turbo và khí thải nhờ việc kết nối trực tiếp một động cơ điện với bánh răng máy nén. Khi cần thiết chỉ cần quay máy nén. Bên cạnh đó, năng lượng lãng phí có thể được phục hồi bằng cách kết nối động cơ điện với tuabin khí thải.

Nhược điểm của loại động cơ turbo là gì, chính là là chi phí và độ phức tạp trong lắp đặt cao.

Tăng áp VGT (Variable Geometry Turbo)

VGT được xem là hình thức tăng áp đặc biệt nhất, nhưng dù phổ biến với động cơ diesel nhưng do chi phí và yêu cầu vật liệu đặc biệt nên VGT bị hạn chế trong sản xuất.

Ưu điểm của hình thức tăng áp này là làm cho đường cong mô-men xoắn rộng và phẳng. Nhờ đó có thể tăng áp hiệu quả ở phạm vì RPM rất rộng. Bên cạnh đó, yêu cầu lắp đặt cũng đơn giản, chỉ cần một tuabin đơn giản.

Nhược điểm của loại động cơ này là thường sử dụng với động cơ diesel. Đối với động cơ xăng, công nghệ động cơ này có chi phí cao nên thường bị loại bỏ.

Nhược điểm của tăng áp VGT hường sử dụng với động cơ diesel

Nguyên lý hoạt động của động cơ turbo là gì?

Nguyên lý hoạt động là kiến thức quan trọng sau khái niệm turbo là gì? Theo đó, nguyên lý hoạt động của turbo tăng áp là tối ưu hóa nguồn năng lượng từ khí xả để mang đến tuabin quay máy, bơm không khí vào luồng đốt

Chu trình vận hành của động cơ turbo có 2 phần chính, đó là tuabin và bộ nén. Tuabin là hai cánh quạt gắn trên một trục, mỗi quạt một đầu trục. Khi khí xả của động cơ được dẫn tới một quạt, làm quay trục và xoay quạt thứ hai theo hướng ngược lại, được gọi là bộ nén. Bộ nén này sẽ giúp nén khí vào khoang nạp khí của động cơ.

Khi có nhiều không khí hơn được nén trong xi lanh nghĩa là nhiên liệu được đưa vào động cơ nhiều hơn, làm tăng công suất hoạt động cho xe.

Xem thêm: Phev là gì? Cấu tạo và ưu nhược điểm của xe Hybrid plug-in

Ưu điểm và nhược điểm của động cơ Turbo là gì?

Ưu điểm của động cơ Turbo là gì?

Nếu hỏi ưu điểm chính của động cơ turbo là gì, thì chính là tăng sức mạnh cho động cơ mà không tăng số lượng xi lanh cũng như dung tích. Động cơ turbo có thể làm tăng công suất động cơ từ 30 – 40% so với động cơ không sử dụng tăng áp turbo.

Nhược điểm của động cơ Turbo là gì?

Về nhược điểm, động cơ turbo có chi phí cao hơn, nhiều chi tiết nên việc lắp đặt phức tạp hơn. Ngoài ra, turbo còn có độ trễ phản ứng khi người lái tăng tốc, cần đến 1 – 2 giây hoặc hơn. Để khắc phục nhược điểm này, các nhà thiết kế đã thiết kế turbo kép.

Đối với vấn đề kỹ thuật và chi phí, động cơ turbo đòi hỏi dùng các piston khỏe hơn, các cần đẩy và trục khủy cũng phải khỏe hơn so với động cơ không dùng turbo. 

Vòng quay nhanh có thể lên đến 250,000 vòng/phút, nên động cơ tăng áp cần dầu bôi trơn dồi dào với bơm dầu dung tích cao. Vì thế mà thời gian cần thay dầu cho công cơ cũng nhanh hơn.

So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ turbo và nạp khí tự nhiên

Động cơ tăng áp có độ trễ chân ga khoảng 1 - 1,5s khi tăng tốc

Những lỗi thường gặp trên động cơ turbo 

Gây hao hụt dầu bôi trơn động cơ - nguy cơ hỏng động cơ

Động cơ turbo làm việc dưới điều kiện khắc nghiệt, số vòng quay lớn 1000 – 1.500 vòng /phút. Khi turbo  đã hoạt động nhiều năm, khoảng 11.000 – 15.000 km thì động cơ sẽ bị rơ rão, dầu bôi trơn sẽ hao hụt nhiều hơn.

Vì vậy, nếu turbo đã hoạt động nhiều năm, thì bạn nên kiểm tra định kỳ 1 tháng/lần, để kiểm tra mức dầu bôi trơn có tụt xuống mức an toàn hay không.

Hư hỏng hệ thống dẫn dầu - turbo bát ra tiếng ồn

Vì một số khiến dầu bôi trơn không đủ cho động cơ nhưng ở giai đoạn đầu khó để phát hiện ra điều này. Khi tình trạng thiếu dầu diễn ra dài sẽ khiến turbo bị rão hoặc cánh quạt bị cọ vào thành turbo mà gây ra tiếng ồn. Nghĩa là khi có tiếng ồn, hệ thống đã bị hư hỏng nặng.

Hư hỏng hoặc mòn bạc - động cơ tăng tốc kém

Sau nhiều năm hoạt động, khoảng 150.000 – 200.000 km, thì Turbo bị mòn nhạc hay mòn trục, khiến bị tụt áp suất dẫn đến 2 sự cố: Làm dầu bôi trơn hao hụt nhiều hơn, khi tăng ga tăng tốc cảm thấy động cơ yếu.

Rò rỉ hoặc vỡ đường ống dẫn khí - động cơ rất yếu

Đường ống dẫn khí của turbo thường được làm bằng cao su để thuận tiện cho việc tháo lắp, bảo dưỡng và sửa chữa. Qua nhiều năm đường ống bị đứt vỡ, các gioăng kín khít không còn chặt chẽ. Trong quá trình vận hành, đường khiến turbo mất áp, giảm áp khiến động cơ rất yếu.

Có nên mua xe turbo hay không?

Kinh nghiệm lái xe cho thấy turbo là một sản phẩm tốt, phù hợp với xu hướng tiết kiệm nhiên liệu hiện nay. Tuy nhiên khi quyết định chọn động cơ tích điện và các công nghệ tiết kiệm nhiên liệu, nên suy nghĩ kỹ hơn về mong muốn và nhu cầu của mình, những công nghệ này làm giảm đáng kể cảm giác thích thú khi lái xe ở tốc độ cao.

Turbo là một sản phẩm tốt, phù hợp với xu hướng tiết kiệm nhiên liệu hiện nay

Lưu ý khi sử dụng và vận hành xe Turbo 

Lưu ý khi sử dụng và vận hành xe Turbo là gì? Cách vận hành, bảo dưỡng của bạn là yếu tố quan trọng quyết định xe turbo có bền, có hoạt tốt không. Vì vậy, có một số lưu ý khi sử dụng turbo như sau:

• Hạn chế tối đa việc di chuyển ngay sau khi vừa nổ máy: Bạn nên cho xe vận hành không tải vài phút rồi mới bắt đầu lăn bánh. Vì turbo tăng áp sử dụng bôi trơn chung và động cơ, nên khi vừa nổ máy, dầu còn nguội nên lưu chuyển chậm hơn dẫn đến độ trễ phản ứng. Lúc này dầu cần thời gian để bơm lên và nhiệt độ đủ để bôi trơn các chi tiết động cơ.

• Không tắt máy sau khi dừng: Khi di chuyển, nhiệt độ động cơ sinh ra rất cao, nếu tắt động cơ đột ngột khi còn nóng, dầu trong động cơ không lưu chuyển được mà chỉ tiếp xúc ở một số vị trí nóng, điều này sẽ 1àm ảnh hưởng đến chất lượng dầu.

• Tránh tối đa việc chạy xe ở vòng tua máy quá: Bởi nếu vận hành ở vòng tua máy quá thấp, turbo không đạt được ngưỡng vòng quay nhất định. Nghĩa là công suất xe sẽ không đạt được mức tối ưu,

• Cần chú ý khi xe vào cua: Động cơ tăng áp có độ trễ khi xe tăng áp, nên nếu không tập trung và chú ý đến điều này người lái dễ bị thiếu lái hoặc thừa lái khi vào cua, dẫn đến xe bị trượt, mất kiểm soát. Vì vậy, không nên đạp chân ga sâu khi lái xe thoát khúc cua.

• Sử dụng đúng loại xăng có chỉ số octane được khuyến nghị: Trong sách hướng dẫn sử dụng có hướng dẫn cụ thể về loại xăng chứa chỉ số octan phù hợp. Bạn nên làm theo khuyến nghị, nếu không sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của xe turbo.

• Lưu ý về dầu bôi trơn: Theo đó, turbo tăng áp sử dụng chung loại dầu bôi trơn với động cơ của xe. Ngoài ra, để đảm bảo thêm dầu đúng cách, bạn nên nhờ tư vấn và khuyến nghị của hãng.

• Thay lọc xăng đúng hạn để vệ sinh ngăn bụi bẩn, tạp chất lọt vào buồng đốt làm ảnh hưởng đến chất lượng khí thải.

• Định kỳ bảo dưỡng hệ thống làm mát.

• Định kỳ kiểm tra hệ thống đường dẫn để kịp thời phát hiện hư hỏng và xử lý kịp thời.

Không nên tắt máy ngay sau khi dừng xe

Với các thông tin như turbo là gì, nguyên lý hoạt động của turbo, các loại động cơ tăng áp… sẽ rất hữu ích nếu bạn đang băn khoăn có nên xe động cơ turbo hay không, làm thế nào để vận hành xe hiệu quả, tiết kiệm chi phí với loại động cơ này.

Ngoài ra, bạn có thể trải nghiệm Công cụ tính chi phí sử dụng xe ô tô tại trang chủ Nuoixe.vn để dễ dàng đưa ra lựa chọn dòng xe, mẫu xe phù hợp với nhu cầu.