Turbo ô tô: Công nghệ tăng áp động cơ không thể bỏ qua

Ngày nay, chúng ta được nghe rất nhiều về turbo khi tìm hiểu thông tin liên quan đến xe ô tô. Turbo còn được biết đến với tên gọi “tăng áp” hay “turbocharger”. Phụ tùng đặc biệt này được vận hành bởi luồng khí thải của động cơ, làm tăng hiệu suất của động cơ bằng cách bơm thêm không khí vào buồng đốt. Như vậy, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, cách lắp đặt hay những điều cần lưu ý khi sử dụng turbo là gì? Cùng MAST tìm hiểu qua bài viết: “Tất tần tật về turbo ô tô mà bạn cần biết” nhé

Cấu tạo cơ bản của turbo

Turbo là máy nén khí ly tâm được cấu tạo nên từ các bộ phận cơ bản là vỏ hút khí, cánh quạt nén khí, bạc, phớt, trục dẫn động, cánh quạt tua-bin và vỏ nén khí. Cánh quạt nén khí và cánh quạt tua-bin được nối với nhau bằng trục. Khi khí xả của động cơ tác động lên cánh quạt tua-bin, cánh quạt nén khí sẽ xoay theo chiều ngược lại để nén khí vào buồng đốt của động cơ. Turbo được thiết kế có vòng quay đạt 200-300 nghìn vòng/phút. Đường cấp dầu từ động cơ sẽ bôi trơn trục dẫn động và bạc (bạc bơi) để giảm ma sát trong quá trình vận hành.

Nguyên lý hoạt động của turbo với động cơ

Khi khởi động, động cơ sẽ hút khí từ bên ngoài thông qua bộ lọc khí nhờ lực hút từ piston. Sau đó, không khí sẽ được hòa trộn cùng với nhiên liệu, nén và đốt cháy.

Khi có sự hỗ trợ của turbo, khí thải từ quá trình đốt cháy sẽ làm quay cánh quạt tua-bin, tác động lên cánh quạt nén khí, dẫn đến một lượng không khí lớn mới được nén vào buồng đốt của động cơ. Do lượng không khí đã được tăng lên, mật độ không khí tăng lớn, từ đó làm cho nhiên liệu càng nhiều hơn. Điều này giúp nâng cao công suất hoạt động của động cơ mà không phải thay đổi kích thước động cơ.

Tuy nhiên, khi không khí bị nén có nhiệt độ rất cao, khí nén này có mật độ loãng (không khí giãn nở do nhiệt độ tăng cao) và có những hiệu ứng không tích cực khi đưa trực tiếp vào động cơ – hiện tượng gõ máy. Vì lý do này mà các nhà sản xuất ô tô thường lắp đặt thêm bộ làm lạnh trung gian để làm mát khí đã được nén trước khi đưa vào động cơ. Bộ làm lạnh trung gian thường là két làm mát đơn giản được đặt giữa turbo và khoang nạp khí. Thông qua két làm mát này, không khí được giảm bớt nhiệt đi, tăng mật độ trước khi vào buồng đốt, giúp duy trì hiệu suất hoạt động của động cơ.

Ưu điểm và nhược điểm của động cơ sử dụng turbo

Ưu điểm: 

• Nâng cao tính năng động lực của động cơ. Một động cơ có trang bị turbo sẽ làm tăng công suất hoạt động lên 30-40%.

• Nâng cao khả năng tiết kiệm nhiên liệu của động cơ

• Cải thiện chất lượng khí thải của động cơ.

• Tăng công suất và duy trì sự bền bỉ khi di chuyển ở những địa hình phức tạp, leo dốc cao ở vùng núi.

Nhược điểm:

• Về mặt kỹ thuật thì động cơ sử dụng turbo đòi hỏi phải sử dụng piston, tay biên, trục khuỷu, bộ tản nhiệt có chất lượng cao hơn về mặt chế tạo vật liệu và công nghệ. Bơm dầu cũng cần dung tích lớn hơn so với động cơ không sử dụng turbo.

• Turbo tạo ra một áp suất ngược trong hệ thống xả và tạo ra áp suất nạp thấp hơn cho tới khi động cơ hoạt động ở tốc độ tua cao. Đây cũng chính là nguyên nhân dẫn đến động cơ lắp đặt ban đầu không tăng tốc nhanh hay còn gọi là độ trễ (hiện tượng này chủ yếu ở động cơ chạy dầu). Tuy nhiên, hầu hết các nhà sản xuất ô tô hiện nay đã khắc phục được tình trạng này bằng cách cải tiến kỹ thuật hoặc thay đổi vật liệu.

Hướng dẫn lắp đặt turbo đúng cách

Lắp đặt turbo đúng quy trình kỹ thuật là chìa khóa để đảm bảo độ an toàn và tin cậy của xe trong quá trình vận hành. Dựa trên kinh nghiệm thực tế, MAST xin đưa ra quy trình lắp đặt turbo cho các bạn tham khảo nhé.

Bước 1: Kiểm tra

• Khi động cơ nóng lên, tắt máy để xả dầu cũ và làm sạch chảo dầu.

• Đảm bảo đầu vào động cơ và ống xả sạch, không có mảnh vụn.

• Làm sạch hoặc thay thế ty-ô cấp dầu và đường ty-ô hồi dầu của turbo.

• Nếu có gioăng, cần kiểm tra sự ăn mòn, biến dạng và tắc nghẽn của ống.

• Kiểm tra dầu máy có bị biến chất, cặn bẩn không? Bộ lọc không khí đã được sạch sẽ chưa? 

• Nếu cần thiết, hãy thay thế lọc dầu, lọc gió, lọc nhớt và thêm dầu bôi trơn mới vào động cơ theo thương hiệu có uy tín trên thị trường.

Bước 2: Lắp đặt

• Trước khi lắp đặt, turbo cần được bôi trơn bằng dầu cấp độ CD với lượng thích hợp vào miệng rót dầu và quay cánh tua-bin bằng tay để bôi trơn toàn diện ổ trục.

• Các phớt kết nối với turbo cần được thay thế, đảm bảo các hệ thống đường ống cung cấp không bị xoắn hoặc gấp khúc.

• Trong quá trình lắp đặt, tuyệt đối không để bất kì dị vật nào lọt vào turbo và đường ống dẫn khí.

• Sau khi lắp turbo cho nổ máy ở chế độ garanti 3-5 phút để bộ tăng áp được bôi trơn, tránh trường hợp bị thiếu dầu gây bó trục và bạc. Kiểm tra các khớp nối đầu vào và ra của turbo có bị rò rỉ dầu hay không.

• Lưu ý: Van xả (van an toàn/van hạn chế áp suất) trên turbo có áp lực mở đã được nhà sản xuất đặt chuẩn. Không tuỳ tiện điều chỉnh để tránh làm giảm tính năng của động cơ, nghiêm trọng hơn là có thể làm hỏng turbo.

Những lỗi thường gặp khi sử dụng turbo

Turbo bị mòn bạc, dơ trục, cháy trục, chảy dầu, cánh quạt bị chạm vào vỏ phát sinh tiếng kêu đều là những tình trạng thường gặp khi sử dụng turbo. Sau đây là các phân tích cụ thể:

Turbo bị chảy dầu do:

• Bộ lọc không khí của động cơ hoặc đường ống nạp khí bị tắc, dẫn đến áp xuất âm của đường nạp quá lớn.

• Đường ống hồi dầu bị gấp khúc, lỗ gioăng ty ô hồi dầu của turbo quá nhỏ hoặc khoang giữa của turbo bị ám muội, dẫn đến đường hồi dầu bị tắc. 

• Đường ống nối giữa miệng khí vào tua-bin và miệng khí ra của ống xả của máy nén khí đến đường ống dẫn khí vào động cơ bị rò rỉ. 

• Đường ống nối giữa miệng khí vào tua-bin và miệng khí ra của ống xả bị rò rỉ.

• Bộ thông khí dưới của động cơ thoát khí nhiều.

• Áp lực khí trong hộp trục khuỷu hoặc mức dầu quá cao, đường ống khí của hộp trục khuỷu bị tắc.

• Thời gian garanti (quay không tải) quá dài. 

• Xéc-măng chắn dầu bị mòn hoặc bị két.

Cổ xả bị chảy dầu do:

• Sử dụng lọc gió kém chất lượng hoặc bảo dưỡng lọc gió không kịp thời.

• Ty-ô làm mát turbo bị nứt, rách.

• Tạp chất vào turbo làm cho cánh quạt bị hỏng, dẫn đến mất cân bằng động giữa hai khoang máy nén và tua-bin của turbo làm cho khe hở không đều dẫn đến chảy dầu.

Thói quen lái xe không đúng cách do chạy không tải thời gian dài, dẫn đến turbo bị rò dầu, hoặc khi động cơ đang hoạt động ở công suất cao và tắt máy đột ngột dẫn đến turbo bị cháy trục.

Turbo hoạt động vượt công suất chỉ định của nhà máy và hỏng do tự ý thay đổi vị trí van an toàn (van hạn chế áp suất) của turbo hoặc do bị va đập.

Tips: Rất nhiều turbo mới thay chưa bị hỏng nhưng gặp hiện tượng chảy dầu phần lớn đều do phán đoán sai. Hãy kiểm tra ngoại quan của turbo nếu không vấn đề gì, phần quay linh hoạt, cánh quạt không chạm vỏ thì turbo vẫn đang ở trạng thái tốt nhé!

Trên đây là tất cả những điều cần lưu ý về turbo mà Mast muốn giới thiệu đến các bạn. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp ích phần nào cho các bạn trong quá trình sử dụng xe nói chung và lắp đặt turbo nói riêng.