Turbo là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Động cơ turbo hay tăng áp turbo là thuật ngữ chắc hẳn đã khá quen thuộc với nhiều người. Không chỉ được sử dụng trong xe hơi mà nó còn được áp dụng ở nhiều lĩnh vực khác. Có thể kể đến như: Hàng hải, xe máy, hàng không, xe tải… Vậy turbo là gì và được cấu tạo như thế nào. Những thông tin liên quan đến turbo sẽ được giới thiệu ngay trong bài viết dưới đây.

Tìm hiểu động cơ turbo là gì?

Turbo hay còn được gọi là bộ tăng áp động cơ, tên đầy đủ là Turbocharger. Đây là thiết bị được vận hành bởi khí thải, giúp tăng sức mạnh cho động cơ bằng cách bơm không khí vào các buồng đốt. Với cách hoạt động như vậy nhà sản xuất sẽ không cần phải tăng số lượng và dung tích xi lanh để nâng cao hiệu suất của động cơ xe.

Turbo là bộ tăng áp động cơ cho vận hành mạnh mẽ
Turbo là bộ tăng áp động cơ cho vận hành mạnh mẽ

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ turbo

Sau khi đã hiểu rõ turbo là gì, hãy cùng tìm hiểu ngay về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này. Từ đó có thể giúp bạn hiểu được vì sao chúng lại được ứng dụng rộng rãi đến vậy.

  • Cấu tạo của động cơ tăng áp turbo

Động cơ tăng áp turbo có hình dạng xoắn ốc. Bên trong bao gồm các bộ phận sau: cánh tuabin, ổ bi đỡ, cánh bơm, trục, đường dẫn đầu bôi trơn trục turbo. Cánh tuabin và cánh bơm đặt ở 2 buồng riêng biệt và nối với nhau bằng một trục dài. Cánh tuabin nằm ở mặt bên khoang nối với cổ và có nhiệm vụ lấy lực đẩy của dòng khí xả động cơ. Trong khi đó cánh bơm nằm ở khoang đối diện.

  • Về nguyên lý hoạt động

Turbo tăng áp có nguyên lý hoạt động khá đơn giản nhưng lại mang đến hiệu quả cao. Thiết bị này giúp tối ưu hóa nguồn năng lượng từ khí xả để dẫn động tuabin làm quay máy và bơm khí vào buồng đốt. Nguyên lý hoạt động như sau:

Khí xả từ động cơ thải ra làm quay cánh tuabin của bộ tăng áp turbo. Khi cánh tuabin quay thì cánh bơm khoang đối diện sẽ quay theo được kết nối trên cùng một trục. Cánh bơm quay sẽ hút không khí sạch vào và nạp vào động cơ. Lượng khí xả càng nhiều thì tốc độ quay turbo càng nhanh => công suất động cơ tăng cao hơn.

Turbo tăng áp có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khá đơn giản
Turbo tăng áp có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khá đơn giản

Ngoài động cơ tăng áp turbo, nhà sản xuất phải lắp thêm 2 bộ phận khác vào đó là:

  • Bộ làm mát phía trước xe: Có nhiệm vụ làm giảm nhiệt độ cho dòng khí nạp vào.
  • Van an toàn: Turbo tăng áp được lắp trên đường ống xả. Khi áp suất khí xả tăng cao sẽ tạo ra áp suất đội ngược vào buồng đốt gây hư hỏng động cơ. Vì thế van an an toàn được lắp thêm để dẫn dòng khí xả dư thừa ra ngoài.

Ưu và nhược điểm của động cơ turbo là gì

Ưu điểm nổi bật của động cơ turbo

Muốn công suất động cơ tăng thì dung tích xi lanh cũng phải tăng theo. Điều này khiến các hãng xe phải sản xuất kích thước động cơ to và nặng hơn. Ngoài ra khung gầm xe cũng phải đảm bảo chắc chắn thì mới có thể đáp ứng được khối động cơ khổng lồ như vậy. Đồng thời, hệ thống phanh lớn cũng khiến trọng lượng xe tăng lên, kéo theo đó là vấn đề về giá thành, sự linh hoạt của xe khi vận hành.

Việc sử dụng động cơ tăng áp turbo sẽ loại bỏ được toàn bộ những điều trên. Vừa giúp xe tăng công suất của động cơ để hoạt động mạnh mẽ, lại không cần tăng số lượng và dung tích xi lanh. Theo nhiều nghiên cứu, thiết bị tăng áp turbo có thể làm tăng công suất động cơ từ 30 – 40% so với những khối động cơ không sử dụng thiết bị này.

Động cơ turbo giúp tăng công suất của động cơ hiệu quả
Động cơ turbo giúp tăng công suất của động cơ hiệu quả

Nhược điểm khi sử dụng động cơ tăng áp turbo là gì

Bên cạnh những ưu điểm trên thì khi sử dụng động cơ tăng áp turbo cũng không tránh khỏi được những nhược điểm dưới đây:

  • Tăng áp turbo giúp cung cấp thêm sức mạnh cho xe vận hành. Vì thế yêu cầu xe cần phải có hệ thống thanh đẩy, trục khuỷu và piston mạnh mẽ thì mới có thể đáp ứng yêu cầu.
  • Xe phải trang bị thêm lưới tản nhiệt bản to, hệ thống làm mát, tích hợp vale chịu nhiệt ở cường độ cao để làm giảm nhiệt độ của khí nạp vào.
  • Các tuabin ở động cơ turbo có thể quay với tốc độ trên 100.000 vòng / phút (lên đến 250.000 vòng / phút). Do đó cần phải có thêm bơm dầu dung tích cao kèm bộ làm mát dầu.
  • So với động cơ đốt trong thông thường thì turbo tăng áp có chi phí bảo dưỡng cao hơn. Các vật liệu thay thế, sửa chữa cũng đắt đỏ hơn nhiều.

Một số loại turbo tăng áp phổ biến hiện nay

  • Single turbo

Là loại tăng áp có cấu tạo và thiết kế kiểu truyền thống với tên gọi tăng áp đơn. Đây cũng là thiết bị tăng áp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Ưu điểm của thiết bị này là lắp đặt đơn giản, hiệu suất cao, phù hợp với động cơ ô tô cỡ nhỏ. Nhược điểm là hiệu suất kém ở tốc độ thấp và ở chế độ động cơ cầm chừng.

Động cơ turbo tăng áp đơn được sử dụng phổ biến
Động cơ turbo tăng áp đơn được sử dụng phổ biến
  • Twin-scroll turbo

Thiết bị này có cấu tạo tương tự như turbo tăng áp đơn nhưng lại có tới 2 ống tuabin, trong khi loại truyền thống chỉ có 1 ống. Hai ống này được nối với 2 ống xả khác nhau của xe.

Kích thước của hai bộ  tăng áp này có thể khác nhau. Thiết kế cũng có nhiều dạng, chẳng hạn như: mỗi bộ tăng áp được dùng cho mỗi dãy xi lanh  V6, V8 .., một bộ dùng cho vòng tua thấp – một bộ dùng cho vòng tua cao. Ưu điểm của bộ tăng áp này là có thể tận dụng tối đa áp suất khí thải và đạt hiệu suất tốt ở tốc độ thấp – trung bình.

  • Twin-turbo/bi-turbo (tăng áp kép)
Cấu tạo động cơ turbo tăng áp kép
Cấu tạo động cơ turbo tăng áp kép

Loại turbo này sử dụng cùng lúc 2 bộ turbo tăng áp truyền thống với kích thước mỗi bộ có thể khác nhau. Cách bố trí cũng khá đa dạng như: mỗi bộ tăng áp được dùng cho mỗi dãy xi lanh  V6, V8 .., một bộ dùng cho vòng tua thấp – một bộ dùng cho vòng tua cao …

Ngoài những loại thông dụng trên, còn có nhiều loại  tăng áp khác như: Electric turbo (Tăng áp điện),  Variable Geometry Turbocharger (Tăng áp biến thiên), hay Variable twin-scroll turbo (Tăng áp biến thiên cuộn kép). 

Turbo là gì đã được Autocarcare.vn giải đáp chi tiết qua bài viết trên đây. Những năm gần đây, thiết bị này đã dần phổ biến hơn trên các dòng xe phổ thông thay vì chỉ được trang bị trên các dòng xe sang, xe thể thao như ngày trước. Sử dụng động cơ turbo sẽ giúp xế yêu vận hành thêm mạnh mẽ để chinh phục mọi cung đường.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.