Có hai cách chính để có thêm sức mạnh từ động cơ ô tô. Việc đầu tiên (và cho đến gần đây là phổ biến nhất) là tăng công suất của theengine. Thứ hai là tăng lượng hỗn hợp nhiên liệu / không khí đi vào ống hút.
Nói chung, càng nhiều hỗn hợp nhiên liệu / không khí đi vào xi lanh, động cơ sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn. Vì vậy, một phần của giải pháp là điều chỉnh bộ chế hòa khí, đầu xi lanh và các ống góp để cho phép động cơ thở dễ dàng hơn, nhưng có những giới hạn về lượng công suất có thể được trích ra từ động cơ bằng những cách này đồng thời duy trì độ tin cậy và tính linh hoạt của động cơ. .
Một cách thay thế để đưa thêm hỗn hợp nhiên liệu / không khí vào xi lanh là bằng bộ tăng áp.
Một bộ tăng áp về cơ bản là một máy bơm được điều khiển bởi khí thải đi ra khỏi ống xả. Bộ phận này bao gồm một bánh xe với các cánh gạt - tuabin - nằm gọn bên trong một vỏ trong hệ thống xả. Từ tuabin này, một trục truyền động hướng tâm ngắn chạy đến một bánh xe có hình vòm tương tự được gọi là máy nén đưa vào khí nạp của động cơ.
từ động cơ, chúng làm quay tuabin, từ đó làm quay trục truyền động để quay máy nén. Vì vậy, khi động cơ đang chạy, khí thải dẫn động tuabin làm cho máy nén bơm không khí vào động cơ.
Một lượng nhiên liệu cố định sẽ tự động được hút vào cùng với không khí nếu động cơ có bộ chế hòa khí. Nếu động cơ có phun nhiên liệu, bộ điều khiển máy tính được lập trình để phù hợp với áp suất tăng.
Động cơ chạy càng nhanh hoặc vòng tua mở càng lớn thì bộ tăng áp sẽ quay càng nhanh. Tuabin quay càng nhanh, chúng càng giảm áp suất hoặc tăng áp phát triển và càng nhiều không khí nó dồn vào động cơ để tạo ra nhiều công suất hơn.
Động cơ khi không hoạt động Tăng tốc OverboostMặc dù tuabin được thiết kế để tạo áp suất cho hỗn hợp đi vào trong máy, nhưng áp suất quá lớn sẽ rất nguy hiểm vì nó có thể dẫn đến 'tiếng nổ' (đánh lửa trước) và gây quá nhiều căng thẳng cho các thành phần bên trong của máy. Do đó, áp suất tăng tối đa mà bộ tăng áp có thể tạo ra phải được giới hạn bởi một van được gọi là cửa xả.
Cửa xả là một van xả, nằm trong bộ tăng áp, mở ra để đưa một số khí thải đi qua tuabin và chảy trực tiếp vào hệ thống xả. Nếu áp suất tăng lên quá cao, cửa xả sẽ được kích hoạt bởi bộ truyền động nhạy cảm với áp suất cảm nhận áp suất được tạo ra bởi máy nén.
Nén không khí gây ra các vấn đề của riêng nó. Khi không khí bị nén, nó nóng lên, có xu hướng làm cho nó nở ra. Bởi vì mục đích của turbo là đưa hỗn hợp nhiên liệu / không khí vào xi lanh càng nhiều càng tốt, không khí nóng này cần được làm mát.
Để làm được điều này, hầu hết các xe ô tô tăng áp đều được trang bị bộ làm mát liên động. Điều này trông giống như một bộ tản nhiệt nhỏ và làm mát không khí nén thoát ra khỏi bộ tăng áp. Khi không khí nguội đi, thể tích của nó sẽ co lại, do đó lượng nhiên liệu / hỗn hợp không khí được cung cấp cho động cơ - và do đó công suất đầu ra - tăng lên.
Bộ tăng áp được gắn mạnh vào hệ thống ống xả ở gần động cơ. Điều này giúp giữ cho nó nhỏ gọn và cũng giúp ngăn ngừa độ trễ turbo. Ống xả dài giữa động cơ và turbo sẽ có một khoảng thời gian trễ giữa việc nhấn ga xuống, tốc độ động cơ tăng lên và turbo tăng tốc. Hiệu ứng sẽ giống như có một dây ga đàn hồi.
Do đó, tuabin thường được bắt vít trực tiếp vào ống xả. Cửa xả khí thải nằm ở trung tâm của vỏ tuabin và dẫn ra ống xả.
Ở phía đầu vào, không khí có áp suất rời khỏi vỏ máy nén thông qua đường ống có lỗ khoan báo động. Hệ thống này chạy qua bộ làm mát liên động (nếu được lắp), rồi đến ống góp của ống nạp, hoặc đôi khi là buồng thông gió, nơi nhiên liệu được bổ sung bằng cách phun trước khi không khí đi vào động cơ.
Tốc độ cao mà tuabin có thể quay tạo ra các vấn đề về bôi trơn và làm mát. Trong một số bộ tăng áp, tuabin có thể quay với tốc độ lên đến 200.000 vòng / phút và các bộ phận nóng nhất của tuabin sẽ bằng hoặc gần nhiệt độ của khí thải khoảng 900 ° C.
Hầu hết các bộ tăng áp đều có ổ trục trung tâm được nạp dầu từ máy động cơ. Hệ thống bôi trơn của bộ tăng áp được thiết kế đặc biệt để đối phó với nhiệt độ cao.
Ống xả dầu có đường kính lớn để đảm bảo rằng dầu, tạo thành dạng kem đặc sau khi đi qua bộ tăng áp, sẽ thoát trở lại bể chứa dưới tác dụng của trọng lực. Nếu có một dòng chảy hạn chế trong đường ống này, nó sẽ gây ra sự tích tụ áp suất xung quanh ổ trục ở trung tâm vỏ và dẫn đến rò rỉ dầu trên bộ tăng áp.
Một số turbo có vòng bi ở giữa được làm mát bằng nước để giảm nhiệt hơn nữa. Ưu điểm là do nước vẫn còn được làm ấm bởi động cơ, nó tiếp tục lưu thông và lấy nhiệt ra khỏi vòng bi trong vài phút sau khi động cơ hoạt động. đã dừng lại.
Những lời chỉ trích ban đầu đối với động cơ turbo là khả năng tắt tăng hiệu suất kém của chúng - khi động cơ quay không đủ nhanh để quay tua-bin một cách nhanh chóng - và lượng thời gian để bộ tăng áp bắt đầu tăng tốc sau khi bộ tăng tốc được nhấn.
Hiệu suất off-boost kém là do các động cơ turbo thường không có tỷ số nén rất cao. Việc ép nhiều áp suất vào các bộ phận làm mát tương đương với việc tăng tỷ số nén, do đó, nếu động cơ khởi động với độ nén cao, khi tăng áp suất bên trong động cơ cao, áp suất bên trong động cơ có thể gây ra các vấn đề về kích nổ, hoặc 'tiếng gõ', dẫn đến hư hỏng ống dẫn dầu.
Như một hướng dẫn sơ bộ, mỗi lần tăng ba pound tương đương với việc tăng tỷ lệ nén lên một hệ số. Vì vậy, nếu một động cơ có tỷ lệ nén 8:1 có một turbo có thể tăng 9 pound, thì tỷ số nén hiệu quả sẽ là khoảng 11:1. Một chiếc ô tô gia đình trung bình có tỷ lệ nén là 9:1.
Điều khiển động cơ và turbo tốt hơn là câu trả lời - hầu như tất cả các hệ thống turbo hiện nay đều sử dụng một số hình thức quản lý động cơ để trông coi hệ thống phun nhiên liệu và đánh lửa điện tử, làm chậm quá trình đánh lửa một chút nếu động cơ khởi động có tiếng nổ. APC của Saab (Tự động
Hệ thống Kiểm soát Hiệu suất) tiến thêm một bước nữa. Nó không chỉ giảm áp suất đến mức an toàn mà còn cho phép động cơ chạy với bất kỳ mức nhiên liệu nào do hệ thống quản lý tự động bù trừ - mặc dù bạn chỉ đạt được hiệu suất tốt nhất với loại cao nhất.
Các động cơ turbo đời đầu bị trễ turbo, một phần là do quản lý động cơ kém và một phần là do thiếu các đơn vị turbo phù hợp thường có nghĩa là động cơ và turbo không phù hợp với nhau một cách lý tưởng - một turboon lớn, một động cơ nhỏ sẽ cho công suất hàng đầu tốt nhưng sẽ thiếu Uyển chuyển. Độ trễ gần như không thể tránh khỏi bởi vì một động cơ nhỏ sẽ mất thời gian để `` quay '' bộ tăng áp báo động. Một turbo nhỏ trên động cơ lớn cho công suất tầm trung tốt mà ít hoặc không có độ trễ, nhưng công suất tối đa bị ảnh hưởng.
Những vấn đề này đã được giảm thiểu nhờ sự phù hợp tốt hơn giữa các kích thước tuabin và động cơ, và bằng cách sử dụng các vật liệu nhẹ hơn như gốm sứ và các thiết kế mới như vòi phun lưu lượng thay đổi (xem bên lề trang sau).
Lợi ích rõ ràng từ động cơ tăng áp là tăng hiệu suất kết hợp với nền kinh tế - động cơ hai lít tăng áp có hiệu suất tương đương với động cơ ba lít không tăng áp, mà không đốt nhiều nhiên liệu hơn động cơ hai lít.
Việc nhà sản xuất tăng áp động cơ hiện tại vào thiết kế và phát triển một động cơ mới lớn hơn thường đơn giản hơn. Việc thêm một turbo vào động cơ thường không làm tăng đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu trừ khi hiệu suất nâng cao được sử dụng hết.
Vệ sinh động cơ Nissan Altima
Thay dây đai động cơ
Bộ tăng áp so với bộ tăng áp và bộ siêu nạp:Loại nào tốt nhất cho tôi?
Tất cả những gì bạn cần biết về bộ tăng áp