Nguyên lý hoạt động turbo tăng áp và những hư hỏng thường gặp

Nguyên lý hoạt động turbo tăng áp và những hư hỏng thường gặp

Nguyên lý hoạt động turbo tăng áp và những hư hỏng thường gặp: Vào cuối thể kỉ 19, kĩ sư người Thụy Sĩ Alfred Büchi (1879-1959) đã được cấp bằng sáng chế kĩ thuật khi đưa ta ý tưởng về một máy nén khí đưa không khí vào bên trong buồng đốt của động cơ (1885). Nhưng phải đến 20 năm sau, hệ thống này mới được hiện thực hóa trên những mẫu máy bay chiến đấu.

Năm 1962, General Motors (GM) lần đầu tiên ứng dụng tăng áp turbo cho mẫu Chevrolet Corvair Monza Spyder. Tuy nhiên hệ thống này làm giảm tuổi thọ của động cơ rất nhanh nên không còn được ứng dụng trên những mẫu xe thị trường và chỉ xuất hiện trên đường đua.

Cho đến cuối thế kỉ 20, khi công nghệ phát triển nhanh chóng và những nguyên vật liệu mới có độ bền cao ra đời, động cơ tăng áp turbo một lần nữa được hồi sinh. Nhiều hãng xe đã bắt đầu ứng dụng cho những mẫu xe thị trường của mình như HINO, ISUZU, VOLVO, MITSUBISHI, SCANIA.

Ngày này, Turbo tăng áp được lắp hầu hết trong các động cơ Diesel. Chúng có mặt trong gần như tất cả các động cơ của các Hãng sản xuất xe cơ giới, đó là Xe tải, Xe con, xe chở khách cỡ lớn, đầu kéo.

Vậy Turbo là gì mà lại có mặt trong hầu hết các động cơ xe như thế. Câu trả lời là một Turbo có thể giúp làm tăng đáng kể công suất của một Động cơ mà không cần phải tăng trọng lượng bản thân động cơ đó.

Nguyên lý hoạt động của Turbo là: Các turbo tăng áp là một kiểu hệ thống sinh áp lực. Turbo hoạt động nghĩa là Chúng nén khí vào bên trong các động cơ. Lợi ích của việc này là không khí được nén ép vào trong xy lanh nhiều hơn, đồng nghĩa với việc nhiên liệu được đưa vào Động cơ nhiều hơn. Do vậy, mỗi kỳ nổ của xi lanh lại sinh ra nhiều công suất hơn.

Với một Động cơ có trang bị turbo tăng áp sẽ sản sinh ra nhiều công suất hơn so với động cơ cùng kích cỡ nhưng  không có Turbo.

Với nguyên lý trên của Turbo, để tăng khả năng nạp khí, các Turbo tăng áp sử dụng dòng lưu lượng khí xả từ Động cơ để làm quay trục Turbo.

Mặt khác, Các nhà sản xuất luôn trăn trở một điều là làm sao để tăng lên tối đa công suất cho Động cơ! Chính Turbo tăng áp đã hóa giải hữu ích việc này. Chúng ta hiểu việc này đơn giản như sau, Công suất của động cơ luôn phụ thuộc vào lượng hỗn hợp không khí+nhiên liệu được đốt cháy trong một quãng thời gian nhất định, mà lượng hỗn hợp không khí+nhiên liệu càng tăng thì công suất động cơ càng lớn. Như thế, để tăng công suất của động cơ thì phải tăng đường kính của các Xylanh, tăng số lượng các Xylanh để lượng hỗn hợp được đưa vào đốt nhiều hơn. Điều này có một vấn đề xảy ra là  khi tăng đường kính Xylanh hoặc số lượng các Xylanh thì trọng lượng của Động cơ cũng tăng lên và  song hành cùng với nó là các yếu tố như là tổn thất do ma sát, rung động, và tiếng ồn lại hạn chế khả năng tăng tốc độ, công suất của Động cơ.

Và như vậy, bài toán tăng công suất cho Động cơ – Turbo tăng áp đã giải quyết được ở hai khía cạnh là: tăng công suất cho Động cơ mà vẫn giữ được Động cơ một cách gọn nhẹ nhất. Làm sao mà Turbo lại làm được việc kỳ diệu này, bởi vì như đã nói ở trên, Turbo tăng áp khi hoạt động nó đã cung cấp một khối lượng hỗn hợp không khí+nhiên liệu lớn hơn mà không thay đổi kích thước động cơ bằng cách nén lượng hỗn hợp này nhiều hơn vào trong các xi lanh. Thực tế đã kiểm chứng rằng Turbo tăng áp làm tăng công suất động cơ khoảng 30 đến 40% do ảnh hưởng của tổn hao năng lượng.

Turbo tăng áp khi lắp vào Động cơ, nó được lắp cố định trên đường ống xả khí bằng các bu lông. Khí xả từ các xi lanh của động cơ sẽ làm quay các cánh Turbine của Turbo, trục Turbo quay, đầu kia của Trục Turbo là các cánh nén khí (cánh hút không khí) cũng quay, như thế nhờ cánh nén khí, không khí được nén vào trong các xi lanh với áp suất cao, từ đó tạo ra lượng hỗn hợp không khí+nhiên liệu trong các xi lanh.

Những hư hỏng thường gặp

Hao dầu bôi trơn động cơ

Tốc độ làm việc của turbo thường rất lớn, có thể vượt ngưỡng 100.000 vòng/phút. Để có thể làm việc bền bỉ trong điều kiện đó, hệ thống turbo cũng cần được bôi trơn liên tục.

Thông thường, turbo tăng áp loại truyền thống lợi dụng chính hệ thống bơm dầu của động cơ để bôi trơn và làm mát. Việc bơm dầu liên tục lên hệ thống turbo tăng áp sẽ làm dầu bôi trơn động cơ bị tiêu hao. Một số động cơ turbo có lượng hao hụt dầu không đáng kể trong suốt chu kỳ thay dầu, trong khi một số dòng xe thì hao hụt lớn và cần bổ sung thêm. Turbo tăng áp điện được bôi trơn bằng dầu bên trong hệ thống nên không xảy ra tình trạng này. Người sử dụng xe cần hỏi ý kiến tại các trung tâm dịch vụ tin cậy để biết xe của mình cần được chăm sóc ra sao.

Hư hỏng hệ thống dẫn dầu

Như đã đề cập ở trên, turbo tăng áp truyền thống được bôi trơn và làm mát nhờ một hệ thống dẫn dầu từ động cơ vào. Sau nhiều năm sử dụng, một số xe được ghi nhận dấu hiệu sau khoảng 5 – 7 năm, hệ thống ống dẫn dầu bôi trơn turbo hoặc các gioăng/phớt bị rò rỉ, lâu năm hơn có thể bị thoái hóa. Hậu quả là dầu bôi trơn cho turbo bị thiếu hoặc không có.

Chính vì vậy, ngay khi thấy động cơ có tiếng nổ ồn hơn bình thường, người sử dụng xe cần khẩn trương mang xe đến xưởng dịch vụ uy tín để kiểm tra kịp thời, tránh làm hỏng turbo.

Hư hỏng hoặc mòn bạc hay bi

Dấu hiệu nhận biết khi turbo tăng áp bị hỏng hoặc mòn bạc hay bi là động cơ phát ra tiếng kêu vo vo khi hoạt động, đặc biệt là khi tăng ga.

Ngoài việc phát ra tiếng kêu như đề cập ở trên, bạc turbo mòn còn có thể kéo theo tình trạng dầu động cơ bị hao hụt nhanh hơn, giảm sức nén của turbo, làm giảm công suất động cơ. Người cầm lái có thể cảm nhận thấy xe bị ì và yếu, đặc biệt khi tăng tốc.

Rò rỉ hoặc vỡ ống nén khí

Để thuận tiện cho việc tháo lắp hay bảo dưỡng, hệ thống đường ống nén khí của turbo tăng áp thường được làm bằng nhựa và cao su. Một số dòng xe cao cấp có thể được làm bằng hợp kim. Ống dẫn nén khí được nối từ turbo tăng áp tới động cơ thông qua hệ thống đai siết hoặc gioăng làm kín.

Sau nhiều năm sử dụng, vật liệu có thể bị thoái hóa, ống dẫn khí từ turbo tăng áp vào buồng đốt có thể bị hở gioăng, gây rò rỉ khí nén. Nhiều xe thậm chí còn được ghi nhận bị tụt ống dẫn khí turbo, khiến xe chạy rất yếu mà người lái hoàn toàn có thể cảm nhận được.

xem thêm các sản phẩm

chúng tôi với facebook