Turbo tăng áp - Cách tăng công suất đầu ra cho động cơ xe khách.

Khi nói tới xe công thức tốc độ cao hoặc các dòng xe lớn chuyên tải trong điều kiện khắc nghiệt, không thể không nhắc tới bộ Turbo tăng áp. Chúng giúp cho xe có thể tăng công suất vận hành, tăng tốc trong 1 thời gian ngắn. Vậy, Turbo tăng áp là gì và tại sao thiết bị này có thể giúp phương tiện đạt được những chỉ số đó?

Turbo tăng áp là gì?

Turbo tăng áp là 1 thiết bị nén khí cưỡng bức, nén khí đi vào động cơ. Cho phép động cơ nén nhiều khí hơn vào xi lanh, giúp động cơ thêm được nhiều nhiên liệu hơn. Turbo tăng áp thường xuất hiện trong các động cơ diesel cỡ lớn. Turbo có thể tăng áp đáng kể mã lực của động cơ mà không làm tăng trọng lượng của nó.

Trong điều kiện khắc nghiệt khi hoạt động của xe khách, xe tải. Turbo là 1 trợ thủ đắc lực giúp xe luôn đạt đủ công suất vận hành.

Để biết thêm cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của từng bộ phận trong bộ Turbo tăng áp, mời bạn xem bài viết Turbo là gì và có ý nghĩa như thế nào đối với phụ tùng xe khách.

Ở bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách mà Turbo tăng áp tăng công suất đầu ra cho động cơ khi vận hành trong điều kiện khắc nghiệt.

Cách Turbo tăng áp tăng công suất đầu ra.

Một động cơ tăng áp tạo ra nhiều công suất hơn so với động cơ tương tự mà không cần sạc. Điều này giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ công suất trên trọng lượng cho động cơ.

Muốn đạt được công suất này. Bộ tăng áp sử dụng dòng khí thải từ động cơ để làm quay tuabin. Từ đó làm quay máy bơm khí. Tua bin trong bộ tăng áp quay với tốc độ lên tới 150.000 vòng/phút. Nhanh gấp 30 lần so với các động cơ thông thường. Do được nối vào ống xả nên nhiệt độ tua bin khá cao.

Bộ tăng áp và động cơ.

1 trong các cách tối ưu nhất để động cơ đạt nhiều năng lượng là tăng lượng khí và nhiên liệu mà nó thể đốt cháy. Sử dụng xi lanh lớn hơn hoặc thêm xi lanh. Tuy nhiên, sử dụng Turbo tăng áp vẫn là cách đơn giản nhất, nhỏ gọn để bổ sung sức mạnh cho động cơ.

Bộ tăng áp cho phép động cơ đốt cháy nhiều nhiên liệu và khí hơn so với việc nén khí vào các xi lanh hiện có. Mức tăng áp tiêu chuẩn của 1 bộ tăng áp là 6 – 8 psi. Vì áp suất khí quyển ở điều kiện thương là 14.7 psi. Do đó, có thể thấy động cơ sẽ nhận được nhiều hơn 50% lượng khí. Tỷ lệ thuận với nó là tăng thêm 50% công suất tối đa.

Nguyên nhân khiến tăng áp kém hiệu quả là do công suất làm quay tua bin. Tua bin trong dòng khí thải làm tăng hạn chế. Có nghĩa là trên hành trình xả, động cơ phải đẩy áp suất ngược cao hơn. Việc này khiến sức mạnh bơm từ xi lanh bị giảm đi 1 chút.

Thiết kế tăng áp.

Turbo tăng áp được bắt vít vào ống xả của động cơ. Khí thải từ các xi lanh làm quay tua bin, hoạt động giống như động cơ tua bin khí. Tua bin được kết nối bằng 1 trục với máy nén. Trục này nằm giữa bộ lọc khí và đường ống nạp. Máy nén tạo áp suất không khí đi vào các piston.

Khí thải từ các xi lanh đi qua các cánh tua bin, làm tua bin quay. Càng nhiều khí thải đi qua các cánh quạt chúng càng quay nhanh.

Đầu kia trục tua bin, máy nén sẽ bơm khí vào các xi lanh. Máy nén là 1 loại bơm ly tâm, hút không khí vào tâm của các cánh và đẩy khí ra ngoài khi cánh quay.

Để có thể xử ly tốc độ lên tới 150.000 vòng /phút. Tua bin cần được hỗ trợ rất cẩn thận. Hầu hết các ổ trục sẽ nổ ở tốc độ này. Vì vậy, hầu hết các bộ tăng áp đều sử dụng ổ trục thủy động (sử dụng 1 lớp chất lỏng mỏng có áp suất chuyển dộng nhanh giữa các bề mặt ổ trục). Lớp chất lỏng trên vòng vi được bơm liên tục quanh trục. Giúp làm mát trục và 1 số bộ phận khác của Turbo tăng áp. Đồng thời cho phép trục quay mà không tạo ra nhiều ma sát.

Chú ý:

Khi thiết kế bộ tăng áp cần chú ý. Khi không khí được bơm vào xi lanh dưới áp suất của bộ tăng áp và sau đó nén thêm bởi piston sẽ tăng nguy cơ bị nổ trục cao hơn. Hiện tượng gõ máy xảy ra bởi khi nén khí, nhiệt độ khí tăng lên. Nhiệt độ có thể tăng đủ để đốt cháy nhiên liệu trước khi bugi đánh lửa. Nhưng khi thiết kế bộ tăng áp vào phương tiện, cần sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn để tránh bị nổ. Nếu áp suất tăng quá cao, tỷ số nén của động cơ cần phải giảm đi.

Bộ phận tăng áp.

1 trong những vấn đề chính của Turbo tăng áp la chúng không cung cấp khả năng tăng công suất ngay lập tức khi nhân ga. Phải mất 1 giây để tua bin tăng tốc trước khi tăng tốc phương tiện. Điều này dẫn đến cảm giác bị trễ khi đạp ga. Sau đó là lao xe về phía trước khi turbo chuyển động.

Để giảm độ trễ của Turbo cần giảm quán tính của các bộ phận quay. Chủ yếu là giảm trọng lượng của chúng. Điều này cho phép tua bin và máy nén tăng tốc nhanh chóng và sớm hơn. Hoặc có thể làm giảm kích thước của bộ tăng áp. Bộ tăng áp nhỏ hơn giúp tăng tốc nhanh hơn và ở tốc độ động cơ thấp hơn. Nhưng có thể không tăng nhiều ở tốc độ động cơ khi 1 lượng lớn khí đi vào. Đồng thời cũng có nguy cơ quay quá nhanh khi động cơ đạt tốc độ cao hơn. Khi thải nhiều hơn đi qua tuabin.

Hầu hết các Turbo tăng áp đều có 1 cửa xả. Cho phép sử dụng thêm 1 bộ tăng áp nhỏ hơn để giảm độ trễ đồng thời tránh việc quay quá nhanh ở tốc độ động cơ cao. Cửa xả là 1 van cho phép khí thải đi qua các cánh tuabin. Cửa xả cảm nhận áp suât tăng. Nếu áp suất quá cao, đó có thể là dấu hiệu tuabin quay quá nhanh. Do đó, cửa xả bỏ qua 1 số khí thải xung quanh các cánh tuabin, giúp cánh quay chậm lại.

1 số bộ tăng áp sử dụng ổ bi hay vì ổ trục thủy động. Thiết kế ổ bi này siêu chính xác, vật liệu sản xuất tiên tiến để xử lý tốc độ và nhiệt độ của bộ tăng áp. Cho phép trục tuabin quay với ít ma sát hơn. Trọng lượng nhẹ hơn, trục nhỏ hơn. Giúp bộ tăng áp tăng tốc nhanh hơn, giảm độ trễ.

Sử dụng 2 bộ Turbo tăng áp và nhiều bộ phận tăng áp khác.

1 số động cơ sử dụng 2 bộ tăng áp có kích thước khác nhau. Cái nhỏ hơn quay để tăng tốc nhanh, giảm độ trễ. Trong khi cái lớn quay ở tốc độ động cơ cao hơn, cung cấp nhiều động lực hơn.

Khi không khí bị nén, nhiệt độ khí sẽ tăng và nở ra. Vì vậy, sự gia tăng áp suất từ Turbo tăng áp là kết quả của việ làm nóng không khí trước khi đi vào động cơ. Để tăng công suất động cơ, cần đưa thật nhiều khí vào xi lanh chứ không phải tăng thêm áp suất không khí.

Bộ làm mát khí là bộ phận bổ sung nhìn như 1 thiết bị tản nhiệt. Ngoại trừ khí đi qua bên trong và ngoài của bộ làm mát. Khí nạp đi qua các ống kin bên trong bộ làm mát. Trong khí khí mát hơn từ bên ngoài được quạt động cơ thổi qua cánh tản nhiệt.

Bộ làm mát liên động làm tăng thêm sức mạnh của động cơ bằng cách làm mát không khí khi ra khỏi máy nén trước khi vào động cơ. Có nghĩa là nếu bộ tăng áp làm việc ở mức 7 psi, hệ thống làm mát liên động sẽ đưa khí mát vào ở mức hơn 7 psi. Khí đặc hơn, chứa nhiều phân tử khí hơn.

Với xe động cơ phun nhiên liệu, bổ sung quá nhiều Turbo tăng áp, hệ thống sẽ không đủ cấp nhiên liệu. Hoặc phần mềm trong bộ điều khiển không có phép hoặc bơm và kim phun không có khả năng cung cấp đủ. Cần sửa đổi để đạt lợi ích tối đa từ bộ tăng áp.

Tại Autobus có sẵn các sản phẩm về Turbo tăng áp cho xe khách, mời bạn tham khảo thông tin:

-  Turbo xe khách động cơ Weichai

- Turbo xe khách Thaco TB82S - TB85

Ngoài ra, những sản phẩm về phụ tùng động cơ xe khách đều được Autobus cung cấp, mời bạn xem tại đây!