Tìm hiểu các hệ thống tăng áp

Để tăng hiệu suất đốt, nâng công suất động cơ, tăng áp luôn là sự lựa chọn hàng đầu. Tăng áp cho động cơ đốt trong được chia làm 2 loại: turbocharger và supercharger.Có thể hiểu turbocharge như một chiếc bơm không khí vận hành nhờ năng lượng của khí thải từ động cơ. Khi hỗn hợp khí thải nóng bị đẩy ra khỏi động cơ, chúng sẽ được dẫn tới một tuốc-bin cánh quạt có tốc độ quay rất nhanh (từ 30.000 – 120.000 vòng/phút). ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu các hệ thống tăng áp Tìm hiểu các hệ thống tăng ápĐể tăng hiệu suất đốt, nâng công suất động cơ, tăng áp luôn là sự lựa chọn hàngđầu. Tăng áp cho động cơ đốt trong được chia làm 2 loại: turbocharger vàsupercharger.Có thể hiểu turbocharge như một chiếc bơm không khí vận hành nhờ năng lượngcủa khí thải từ động cơ. Khi hỗn hợp khí thải nóng bị đẩy ra khỏi động cơ, chúngsẽ được dẫn tới một tuốc-bin cánh quạt có tốc độ quay rất nhanh (từ 30.000 –120.000 vòng/phút). Tuốc-bin cánh quạt này sẽ truyền động lực qua trục tới mộttuốc-bin cánh quạt khác, được gọi là máy nén khí để nén hỗn hợp khí và nhiên liệuđốt vào động cơSơ đồ tăng áp turbochargerƯu điểm của turbocharge: tận dụng được năng lượng khí thải, tiếng động phát ratừ ống bô êm hơn và không cần tới bộ giảm thanh lớn.Nhược điểm của turbocharge: giá thành chế tạo cao hơn động cơ không tăng áp dobổ sung thêm các chi tiết; phải cải tiến vật liệu trong xy-lanh, buồng đốt…vv, đểchịu được áp suất lớn hơn. Và nhược điểm lớn nhất của turbocharge là “độ trễ”,nghĩa là khoảng thời gian từ khi đạp ga cho tới khi động cơ bắt đầu “tăng tốc”.Nguyên nhân chính gây ra điều này là do áp suất tăng áp phụ thuộc vào tốc độluân chuyển của khí thải nên turbocharge không tạo ra nhiều lực nén khi động cơcó tốc độ tua thấp do đó phải mất thời gian để có đủ áp suất.Trong những chiếc xe cũ trước đây, độ trễ này có thể tạo ra cảm giác như xe đangdừng lại. Ngược lại, vận tốc tua của động cơ càng nhanh thì áp suất mà tăng áp tạora sẽ càng lớn và trong thường hợp này, turbocharge lại phải cần tới một chiếc vangọi là “cửa xả” (wastegate) để xả lượng khí vượt mức qui định.Nhờ sử dụng turbocharger nhỏ hơn, turbocharger có thể thay đổi thiết diện cánhquạt hoặc kết hợp cả hai giải pháp này với nhau, các động cơ hiện đại ngày nayhầu như đã loại bỏ được tình trạng trễ này. Động cơ 6 xylanh tăng áp kép củaBMW là dẫn chứng điển hình, nó có thể tạo ra sức mạnh ngay lập tức ở bất kỳ thờiđiểm hay tốc độ nào.Supercharge cũng nén khí, nhưng thông qua một hệ thống cơ khí. Nó thường vậnhành nhờ một dây cua-roa liến kết với trục khuỷu của động cơ. Dây cuaroa nàylàm quay hai rôto nằm trong hộp supercharge để nén không khí vào cổ góp nạp.Supercharge cần ít hệ thống ống dẫn hơn turbocharge, nhưng lại làm tăng đáng kểtải trọng lên trục khuỷu và dây cuaroa. Bánh răng trụ truyền lựcỞ động cơ hiện đại ngày nay, máy tính sẽ kiểm soát các van “tránh” của động cơđể supercharge chỉ nén hỗn hợp khí khi cần tăng công suất. Khi không cần tăngcông suất, van tránh sẽ mở ra để supercharge có thể hoạt động không tải, qua đókhông tạo ra bất cứ tải trọng nào lên trục khuỷu. Supercharge thường giúp động cơtăng từ 30-50% công suất so với động cơ thông thường cùng loại Động cơ lắp thêm hệ thống superchargerChiếc Chevrolet Corvette ZR-1 mới sử dụng hệ thống supercharge kết hợp vớimột bộ làm mát trung gian bằng chất lỏng và không khí để đạt tới công suất 620mã lực. Mặc dù công nghệ supercharge đã được ứng dụng cho ôtô trong một thờigian dài song mãi tới tận gần đây các kỹ sư mới tìm ra cách tăng hiệu suất củasupercharge bằng cách thay đổi góc của các vấu cam trên rôto supercharge. Nhữngthay đổi nhỏ này đôi khi có thể tạo ra khác biệt rất lớn.