Bộ tăng áp ngày càng trở nên phổ biến trên những chiếc xe mới trong ngành công nghiệp ô tô, một phần do yêu cầu về hiệu suất nhiên liệu ngày càng tăng của chính phủ. Bộ tăng áp cho phép động cơ nhỏ hơn mang lại sức mạnh của động cơ hút khí tự nhiên lớn hơn. Nó làm được điều này mà không phải hy sinh khả năng tiết kiệm nhiên liệu trong điều kiện lái xe hạn chế.
Tuy nhiên, đừng mong đợi hiệu quả sử dụng nhiên liệu được cải thiện nếu động cơ tăng áp của bạn được vận hành mạnh mẽ hoặc kéo theo tải nặng. Khi một turbo tạo ra tăng (tăng PSI), động cơ cần nhiều nhiên liệu hơn đáng kể so với hoạt động ở ga một phần và vòng tua máy thấp hơn (số vòng quay trên phút, thước đo tốc độ động cơ).
Đạt được hơn 30 mpg trên đường cao tốc trong khi vẫn có một chút thú vị khiến động cơ 4 xi-lanh tăng áp trở nên phổ biến trong các phân khúc ô tô cụ thể. Kích thước turbo sẽ xác định ngưỡng tăng tốc của động cơ, là vòng tua cần thiết để bắt đầu làm mát turbo. Bộ tăng áp lớn sẽ cung cấp ngưỡng tăng cao hơn và có thể tạo ra nhiều công suất hơn. Ngược lại, bộ tăng áp nhỏ có ngưỡng tăng thấp hơn nhưng không tạo ra nhiều mã lực và mô-men xoắn. Việc tăng kích thước của turbo sẽ cho phép tăng sản lượng điện với chi phí gây ra nhiều áp lực hơn cho động cơ và có thể làm giảm tuổi thọ của nó.
Bộ tăng áp hoạt động bằng cách sử dụng khí thải để làm quay một tuabin được gắn vào tuabin thứ hai hút không khí vào động cơ. Hãy nghĩ về máy tăng áp như một máy nén khí chạy bằng khí thải thay vì chạy bằng điện. Khi thực hiện động cơ tăng áp, tuabin có thể làm tăng PSI bên trong động cơ lên áp suất lớn hơn áp suất khí quyển. Một turbo cần đủ khí xả để vượt qua ngưỡng tăng áp của nó, cả vị trí bướm ga và vòng tua động cơ đều tác động.
Khí thải nóng làm nóng turbo làm tăng nhiệt độ khí nạp. Không khí nóng giảm mật độ và ít oxy hơn không khí lạnh, làm giảm hiệu suất của động cơ. Trước khi không khí đi vào động cơ, nó sẽ đi qua bộ làm mát để giảm nhiệt độ khí nạp. Bộ làm mát chủ yếu sử dụng làm mát không khí vì nó đáng tin cậy và rẻ tiền. Trong một số ứng dụng hiệu suất cao và không gian hạn chế, bộ làm mát không khí đối nước vượt trội hơn do tăng khả năng phản hồi turbo và kích thước nhỏ gọn.
Có sáu thiết kế bộ tăng áp chính, và tất cả đều có những lợi ích và nhược điểm của chúng. Động cơ tăng áp kép có thể cung cấp dải công suất rộng hơn so với động cơ tăng áp đơn với chi phí tốn kém và phức tạp hơn. Bộ tăng áp đắt tiền và thiết kế phức tạp hơn có thể dẫn đến chi phí sửa chữa lên đến hàng nghìn đô la nếu chúng bị hỏng.
Tăng áp đơn - Một thiết lập turbo đơn thường thấy nhất trên động cơ nội tuyến vì tất cả các cổng xả đều ở một bên của động cơ. Một turbo đơn lớn có thể tăng nhiều nếu không hơn là một thiết lập tăng áp kép. Sự cân bằng đối với sản lượng điện tối đa là ngưỡng tăng cao, tạo ra dải công suất hẹp.
Tăng áp kép - Tăng áp kép thường có trên động cơ V với hai bờ cửa xả. Hầu hết thời gian, các turbo sẽ sống ở mỗi bên của khoang động cơ ngoại trừ các động cơ sử dụng bố cục chữ V nóng và đặt các turbo trong thung lũng động cơ. Hai tuabin cho phép sử dụng các tuabin nhỏ hơn, có thể mở rộng dải công suất và cải thiện mô-men xoắn cấp thấp do ngưỡng tăng thấp hơn.
Tuabin cuộn kép - Bằng cách sử dụng hai đường dẫn khí thải riêng biệt đến turbo, tác động của áp suất âm do sự chồng lên nhau của van làm giảm hiệu suất ít hơn. Ghép nối các bình không cháy liên tiếp giúp loại bỏ sự can thiệp vào vận tốc khí thải. Nó dẫn đến tăng hiệu suất so với một tuabin cuộn đơn. Các động cơ không được thiết kế ban đầu với turbo cuộn đôi cũng sẽ yêu cầu một ống xả mới để tương thích.
Tuabin cuộn kép có thể thay đổi - Một tuabin cuộn kép có thể thay đổi được xây dựng dựa trên việc tăng hiệu suất của tuabin cuộn kép bằng cách thêm tuabin thứ hai. Tua bin có thể hoạt động độc lập để tối đa hóa vận tốc xả hoặc đồng thời tạo ra công suất cực đại. Cả hai tuabin đều hoạt động ở vòng tua động cơ cao hơn khi vị trí bướm ga đạt đến một điểm nhất định. Các bộ tăng áp cuộn đôi có thể thay đổi kết hợp lợi ích của các bộ tăng áp nhỏ và lớn đồng thời loại bỏ các nhược điểm của chúng.
Tuabin hình học biến đổi - Việc bổ sung các cánh điều chỉnh xung quanh tuabin cho phép các tuabin có hình dạng biến đổi để cung cấp dải công suất rộng. Các cánh gạt hầu như được đóng lại trong thời gian vòng tua máy thấp, cho phép turbo quay nhanh. Các cánh gạt mở ra ở vòng tua động cơ cao để giảm các hạn chế có thể gây giảm hiệu suất ở vạch đỏ của động cơ. Các tuabin hình học biến đổi mang lại hiệu suất vượt trội với chi phí tăng thêm độ phức tạp, tạo ra nhiều điểm hỏng hóc hơn.
Tuabin điện - Muốn tăng turbo lớn mà không cần ngưỡng tăng cao? Các tuabin được hỗ trợ bằng điện có thể giúp tuabin quay. Nó làm được điều này khi động cơ hoạt động ở vòng tua thấp và không tạo ra đủ khí xả để quay turbo một cách hiệu quả. Tăng áp điện tử tăng thêm độ phức tạp và trọng lượng vì động cơ điện có thêm pin là cần thiết.
Một số turbo sẽ chỉ chạy bằng điện, nhưng chúng vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu và không thể phù hợp với sản lượng điện của turbo chạy bằng khí thải. Pin cần để cung cấp năng lượng cho turbo điện là rất lớn, làm tăng thêm trọng lượng và độ phức tạp cho một chiếc xe hơi. Các nhà sản xuất sử dụng tuabin điện nhỏ để giúp giảm ngưỡng tăng áp trên tuabin xả lớn hơn.
Với việc bảo dưỡng đúng cách và thói quen lái xe tốt, động cơ tăng áp sẽ không có bất kỳ mối lo ngại nào về độ tin cậy so với động cơ hút khí tự nhiên. Việc thay dầu thường xuyên trở nên quan trọng hơn theo cấp số nhân đối với động cơ tăng áp vì turbo tăng thêm nhiệt vào khoang động cơ. Nếu dầu quá khoảng thời gian thay dầu được khuyến nghị, nó có thể gây ra sự tích tụ cặn bùn có thể làm tắc các đường dẫn dầu cấp vào turbo.
Giả sử turbo không được bôi trơn và làm mát bằng dầu động cơ đúng cách. Trong trường hợp đó, nó có thể gây ra hư hỏng và dẫn đến một sự cố nghiêm trọng có thể phá hủy toàn bộ động cơ. Kết quả là, nó có thể rời khỏi chiếc xe một cách hiệu quả. Đảm bảo động cơ tăng áp luôn hoạt động tốt và khỏe mạnh bao gồm một số yêu cầu.
Không sử dụng khí có chỉ số octan thấp - Gas cao cấp có trị số octan 91 hoặc 93 mang lại khả năng chống va đập động cơ hơn so với gas thông thường có trị số octan 87. Động cơ tăng áp tạo ra nhiều nhiệt và áp suất hơn động cơ hút khí tự nhiên và dễ bị kích nổ hơn. Việc đánh lửa sớm khí, hoặc phát nổ, có thể gây ra nhiều vấn đề lớn. Nó có thể phá hủy động cơ một cách hiệu quả trong những trường hợp nghiêm trọng và kéo dài. Tuy nhiên, một số động cơ turbo có thể chạy bằng nhiên liệu có trị số octan thấp hơn. Luôn đảm bảo tuân thủ các khuyến nghị của nhà sản xuất khi tiếp nhiên liệu cho ô tô của bạn.
Kích nổ xảy ra trong khi xi lanh đang ở hành trình nén của chu trình đốt cháy và chưa đạt đến tâm điểm chết trên cùng. Vấn đề với quá trình kích nổ là quá trình đốt cháy nhiên liệu đang chống lại hành trình nén và đặt các lực đối nghịch lên cụm quay của động cơ thay vì cung cấp năng lượng cho nó thông qua hành trình đốt cháy.
Không tăng cường bằng dầu lạnh - Dầu lạnh đặc hơn dầu nóng và gây thêm căng thẳng cho động cơ. Không dựa vào đồng hồ đo nhiệt độ động cơ, vì thiết bị này đo nhiệt độ nước làm mát thay vì dầu. Nếu ô tô không sử dụng đồng hồ đo nhiệt độ dầu, tốt hơn hết bạn nên kiểm tra an toàn và đợi một khoảng thời gian nhất định sau khi chất làm mát động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động.
Không nhấn ga ở vòng tua thấp - Điều này chủ yếu chỉ áp dụng cho hộp số tay. Đó là bởi vì hầu hết các xe số tự động sẽ làm cho hộp số chuyển sang số thấp hơn. Tăng tốc một chiếc xe ở số cao nhất của nó sẽ yêu cầu turbo phải hoạt động lâu hơn dưới van tiết lưu mở rộng so với việc chuyển số xuống số ngắn hơn trong phạm vi. Một tuabin được tăng tốc tối đa càng lâu, nó sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn. Khi điều này xảy ra, nó có thể làm giảm tuổi thọ của các bộ phận động cơ, từ dây nịt đến dầu.
Không xoay tua-bin trước khi tắt động cơ - Lái mạnh bất kỳ động cơ nào hoặc tua máy trước khi tắt không phải là ý kiến hay. Điều này đúng bất kể động cơ có tăng áp hay không. Một turbo nóng đặc biệt hiệu quả trong việc tạo cốc dầu và phải được làm mát trước khi động cơ ngừng chạy. Một số ô tô sử dụng bộ hẹn giờ turbo, cho phép động cơ tiếp tục hoạt động trong vài phút sau khi rút chìa khóa ra khỏi ổ điện. Một phương pháp khác để làm mát turbo là một máy bơm điện tiếp tục tuần hoàn dầu hoặc chất làm mát mà không cần phải giữ cho động cơ hoạt động.
Bộ tăng áp có hiệu quả trong việc tăng thêm sức mạnh và hiệu quả cho động cơ, nhưng chúng cũng làm tăng thêm sự phức tạp. Điều cần thiết là phải cân nhắc những ưu và khuyết điểm khi quyết định xem liệu động cơ tăng áp có phải là lựa chọn phù hợp hay không. Turbos là sự lựa chọn tuyệt vời cho những người lái xe coi trọng hiệu suất. Chúng cũng rất hữu ích cho những người lái xe không sẵn sàng hy sinh nhiều về hiệu suất nhiên liệu trong các điều kiện lái xe hàng ngày.
Sản lượng điện được cải thiện - Bộ tăng áp bổ sung thêm công suất cho động cơ và cho phép động cơ nhỏ hơn phù hợp với sản lượng công suất của động cơ phân khối lớn hơn. Việc tăng kích thước turbo có thể tăng thêm công suất và nâng ngưỡng tăng, thu hẹp dải công suất một cách hiệu quả.
Tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn - Bộ tăng áp có thể cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu bằng cách cho phép một động cơ dung tích nhỏ hơn tạo ra công suất thích hợp. Đừng mong đợi sẽ thấy thêm nhiều dặm trên mỗi gallon khi thêm một turbo vào động cơ hút khí tự nhiên. Động cơ 4 xi-lanh 2.0 lít hút khí tự nhiên có thể sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn so với động cơ 2.0 lít 4 xi-lanh tăng áp. Nhưng về cơ bản điều đó so sánh táo với cam.
Phản hồi của bướm ga giảm - Bộ tăng áp bị giảm phản ứng ga, được gọi là ngưỡng tăng áp và độ trễ tăng áp. Ngưỡng tăng tốc là vòng tua tối thiểu mà động cơ cần để tạo ra bộ tăng áp. Độ trễ turbo là thời gian cần thiết để tạo áp suất ống dẫn khí dẫn đến thân bướm ga khi vòng tua động cơ cao hơn ngưỡng tăng áp.
Tăng độ phức tạp của động cơ - Động cơ tăng áp sử dụng các bộ phận phụ so với động cơ hút khí tự nhiên. Bộ tăng áp, bộ làm mát liên tục, van xả và ống tăng áp chỉ là một số bộ phận cần thiết để tăng áp cho động cơ. Những bộ phận bổ sung này có thể làm cho khoang động cơ chật chội trở nên ngột ngạt và nâng cao mức độ phức tạp liên quan đến một số sửa chữa.
Chi phí sửa chữa cao hơn - Bộ tăng áp không hề rẻ và không có gì lạ khi chúng có giá lên tới 1.000 đô la. If a turbo fails, it can send pieces of metal into the engine and require a complete rebuild or replacement. A destroyed engine will cost thousands of dollars to repair and might sometimes exceed the car’s value.
Modified exhaust note – Turbochargers disrupt the exhaust gasses flow and change the exhaust sound. Comparing the exhaust note of a Porsche 911 GT3 and a Porsche 911 Turbo is one of the most notable exhaust comparisons. Yes, the induction noises bring a nice tradeoff for the muted exhaust note. But, it’s hard to beat the screaming sound of a naturally aspirated engine high in the rpm range.
Bộ dụng cụ Porsche Turbo | Hướng dẫn nâng cấp Turbo
Hiệu suất động cơ của bộ tăng áp
Ô tô tự lái:Chúng hoạt động như thế nào và chúng có thực sự hoạt động không?
Mã động cơ, mã DTC và mã OBD - chúng là gì và đọc chúng như thế nào?