turbo tăng áp là gì? cấu tạo và nguyên lý hoạt động

CẤU TẠO CỦA TURBO TĂNG ÁP

gồm 2 phần chính: tuabin bên nạp và tuabin bên xả

1. Tuabin (Turbine) bên xả

Nằm ở phía khí xả
Gồm cánh tuabin và vỏ tuabin
Khí xả từ động cơ thổi vào làm bánh tuabin quay

2. tuabin bên nạp giống như một máy nén (Compressor)

Nằm ở phía khí nạp
Gồm cánh tuabin nén và vỏ nén
Khi quay sẽ hút và nén không khí đưa vào động cơ

3. Trục turbo

Nối cánh tuabin xả và cánh tuabin nén
Khi tuabin quay → trục quay → bánh nén quay theo

4. Hệ thống ổ trục & bôi trơn

Giúp trục quay rất nhanh (có thể >100.000 vòng/phút)
Được bôi trơn bằng dầu động cơ. đường dầu vào và đường dầu hồi về động cơ
ổ trục tuabin được làm bằng bạc đỡ 2 đầu trục và secmang làm kín dầu

5. Van wastegate (van xả áp biến thiên bằng dù chân không hoặc mô tơ điện.

Điều chỉnh lượng khí xả đi vào tuabin
Tránh quá áp gây hỏng động cơ

6. Intercooler (két làm mát khí nạp – thường đi kèm)

Làm mát không khí sau khi bị nén
Không khí mát → nhiều oxy hơn → cháy tốt hơn.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TURBO TĂNG ÁP

thông thường động cơ nạp khí tự nhiên, trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, khoảng 40% nhiệt năng sinh ra từ khí xả bị thải ra bầu khí quyển một cách lãng phí. Hệ thống turbo tăng áp được thiết kế là để sử dụng nguồn năng lượng khí xả này nhằm tăng lượng khí nạp vào xy-lanh động cơ .

Bộ tăng áp có thể làm tối ưu hóa nguồn năng lượng từ khí xả để dẫn động cánh tua-bin quay giúp tăng áp xuất đường khí nạp thông qua trục dẫn động.

Turbocharger sẽ cung cấp lượng khí nạp với áp xuất cao và nhiệt độ tương đối lớn vào xy-lanh động cơ làm tăng quá trình đốt cháy nhiên liệu được tốt hơn so với động cơ đốt trong không dùng turbocharger.

CÁC LOẠI TURBO TĂNG ÁP
Các loại Turbo tăng áp phổ biến
- Single Turbo (Turbo đơn): Phổ biến nhất, dùng một bộ turbo, giá thành thấp, dễ lắp đặt, phù hợp động cơ nhỏ nhưng có thể bị trễ ở vòng tua thấp.
- Twin-Turbo / Bi-Turbo (Tăng áp kép): Sử dụng hai turbo để giảm độ trễ, cung cấp công suất đều hơn. Bi-turbo thường dùng 1 lớn 1 nhỏ (tuần tự), còn Twin-turbo thường dùng 2 cái giống nhau (song song).
- Twin-scroll Turbo (Turbo cuộn đôi): Tách khí thải thành hai luồng, giúp tuabin quay hiệu quả hơn, giảm trễ và tăng công suất ở cả dải tua thấp và cao, nhưng đắt hơn.
- VGT (Variable Geometry Turbocharger) (Tăng áp hình học biến thiên): Điều chỉnh hình dạng cánh tuabin để tối ưu hiệu suất ở mọi dải tua, phổ biến trên động cơ diesel nhưng phức tạp và đắt đỏ.
- Electric Turbo (Turbo điện): Dùng mô-tơ điện để quay tuabin, loại bỏ hoàn toàn độ trễ turbo, cải thiện phản ứng động cơ ở tốc độ thấp. Đây là công nghệ mới.
- ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA TURBO
- Ưu điểm của turbo
  - Tăng công suất & mô-men xoắn: Cùng dung tích động cơ nhưng mạnh hơn đáng kể.
  - Tiết kiệm nhiên liệu hơn so với máy lớn: Động cơ nhỏ gắn turbo có thể cho sức mạnh tương đương động cơ lớn hút khí tự nhiên.
  - Giảm khí thải (khi thiết kế tốt): Do hiệu suất đốt cháy cao hơn.
  - Tăng khả năng tăng tốc: Đặc biệt hiệu quả khi cần vượt xe.
  - Phổ biến & linh hoạt: Dùng trên xe con, xe tải, xe đua, máy bay, tàu thủy…
  Nhược điểm của turbo
  - Turbo lag (độ trễ): Khi đạp ga, phải chờ turbo quay đủ nhanh mới có lực mạnh.
  - Kết cấu phức tạp: Nhiều chi tiết hơn → dễ hỏng hơn máy thường.
  - Chi phí cao: Giá xe, chi phí sửa chữa và bảo dưỡng đều cao hơn.
  - Nhiệt độ & áp suất lớn: Dễ làm động cơ nhanh xuống cấp nếu bảo dưỡng kém.
  - Yêu cầu bảo dưỡng nghiêm ngặt: Dầu nhớt phải tốt, thay đúng hạn; không tắt máy ngay sau khi chạy tải nặng.