Turbo ô tô (turbo tăng áp) là hệ thống nén khí cơ học, tận dụng luồng khí xả từ động cơ để ép thêm không khí sạch vào buồng đốt, giúp tăng công suất mà không cần tăng dung tích xi lanh. Bài viết dưới đây, Phụ tùng Mitsubishi An Việt sẽ trình bày chi tiết về khái niệm động cơ turbo ô tô là gì, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động và giải đáp các thuật ngữ liên quan đến phiên bản xe tăng áp hiện hành.

1. Động cơ turbo ô tô (turbo tăng áp) là gì?

Để hiểu turbo ô tô là gì (hay turbo trong ô tô là gì), về mặt kỹ thuật, đây là một thiết bị cảm ứng cưỡng bức (Forced Induction). Thay vì để piston tự hút không khí ở áp suất khí quyển, turbo tăng áp trên ô tô đóng vai trò như một máy bơm khí nén, ép một lượng không khí đặc và lớn hơn vào buồng đốt. Lượng không khí nhiều hơn cho phép ECU phun nhiều nhiên liệu hơn, từ đó tạo ra chu trình nổ lớn hơn.

(Động cơ turbo ô tô (turbo tăng áp) là gì?- Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

Giải đáp: Ô tô bản turbo là gì?

Khi tìm hiểu mua xe, người dùng thường thắc mắc ô tô bản turbo là gì hay xe ô tô bản turbo là gì. Đây là cách gọi để phân biệt với phiên bản sử dụng động cơ hút khí tự nhiên (Naturally Aspirated - NA). Xe bản turbo được nhà sản xuất trang bị sẵn cụm tăng áp từ nhà máy, thường đi kèm các ký hiệu trên đuôi xe như 1.5T, 2.0 Turbo, hoặc EcoBoost.

(Động cơ turbo ô tô (turbo tăng áp) là gì?- Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

Turbo là chế độ gì trên ô tô?

Nhiều người lái mới thường đặt câu hỏi turbo là chế độ gì trên ô tô hoặc muốn tìm cách bật/tắt chế độ turbo xe ô tô. Đính chính về mặt kỹ thuật: Turbo không phải là một chế độ lái hay nút bấm điện tử. Đây là một cụm cơ khí gắn liền với đường ống xả của động cơ. Turbo hoạt động hoàn toàn tự động và liên tục dựa trên áp suất của luồng khí xả. Khi vòng tua máy đạt đến ngưỡng nhất định (thường từ 1.500 vòng/phút), turbo sẽ tự động đạt đủ tốc độ quay để nén khí nạp một cách hiệu quả.

(Turbo là chế độ gì trên ô tô?- Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

2. Turbo ô tô có tác dụng gì?

Nắm bắt turbo ô tô có tác dụng gì (hay turbo xe ô tô có tác dụng gì) giúp người dùng đánh giá đúng hiệu năng của phương tiện:

Tăng công suất và mô-men xoắn mạnh mẽ

Tác dụng cốt lõi của turbo là gia tăng sức mạnh động cơ lên từ 30% đến 50% so với động cơ hút khí tự nhiên cùng dung tích. Nhờ lượng khí nạp được ép chặt, lực đẩy của piston trong kỳ nổ mạnh hơn, cung cấp mô-men xoắn cực đại ngay từ dải vòng tua thấp, giúp xe bứt tốc nhanh chóng.

(Turbo ô tô có tác dụng gì?- Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

Tối ưu dung tích xi lanh, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải

Turbo là giải pháp kỹ thuật đáp ứng tiêu chuẩn khí thải khắt khe hiện nay (Downsizing). Một động cơ dung tích nhỏ 1.5L Turbo hoàn toàn có thể sản sinh công suất ngang bằng với động cơ 2.0L hoặc 2.4L hút khí tự nhiên. Việc sử dụng động cơ dung tích nhỏ giúp xe giảm trọng lượng, giảm ma sát nội bộ, từ đó tối ưu hóa mức tiêu hao nhiên liệu khi chạy ở tốc độ đều.

(Turbo ô tô có tác dụng gì?- Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

3. Cấu tạo turbo ô tô chi tiết

Cấu tạo turbo ô tô là sự kết hợp của các chi tiết cơ khí chịu nhiệt và vòng quay cực lớn (lên tới 200.000 - 300.000 vòng/phút).

3.1. Cánh tuabin (Turbine) và Cánh nén (Compressor)

Cụm turbo được chia thành hai khoang hình xoắn ốc (thường gọi là vỏ sò):

• Khoang tuabin (Turbine housing): Nối trực tiếp với cổ xả của động cơ. Chứa cánh quạt tuabin làm từ hợp kim chịu nhiệt độ cao (lên tới 1000°C).

• Khoang nén (Compressor housing): Nối với đường ống hút khí nạp. Chứa cánh quạt nén làm từ hợp kim nhôm khối lượng nhẹ.

3.2. Trục trung tâm và hệ thống làm mát/bôi trơn

Hai cánh quạt trên được nối chung bằng một trục đồng trục (Shaft). Trục này sử dụng bạc lót nổi hoặc vòng bi gốm đặc chủng. Để chịu được vòng quay cực cao, hệ thống bôi trơn và tản nhiệt phải trích xuất trực tiếp đường dẫn dầu máy (nhớt động cơ) và đôi khi cả đường nước làm mát tuần hoàn qua thân turbo.

3.3. Van xả áp (Wastegate) và Van xả khí (Blow-off valve)

• Wastegate (Van xả áp xả): Nằm ở phía khoang tuabin. Nhiệm vụ là mở ra để xả bớt khí thải ra ngoài ống bô khi áp suất nén đạt ngưỡng giới hạn, bảo vệ turbo và động cơ không bị nổ do quá áp (Overboost).

• Blow-off valve (Van xả khí nạp): Khi người lái nhả chân ga đột ngột, bướm ga đóng lại nhưng cánh nén vẫn quay theo quán tính tạo ra áp suất dội ngược. Van này sẽ mở để xả lượng khí nén dư thừa này, ngăn hiện tượng dội khí làm vỡ cánh nén.

(Cấu tạo turbo ô tô chi tiết - Phụ tùng Mitsubishi An Việt)

4. Nguyên lý hoạt động của turbo trên ô tô

Nguyên lý hoạt động của turbo ô tô là một vòng tuần hoàn cơ học tận dụng năng lượng dư thừa. Quá trình này diễn ra theo các bước kỹ thuật sau:

1. Tiếp nhận khí xả: Khí thải sinh ra sau chu trình cháy ở buồng đốt bị đẩy mạnh ra cổ xả với nhiệt độ và áp suất lớn.

2. Làm quay tuabin: Luồng khí xả này được dẫn vào vỏ sò tuabin (Turbine), va đập và làm quay cánh quạt tuabin với tốc độ cực cao. Sau đó, luồng khí này thoát ra ống xả.

3. Hút và nén khí sạch: Do kết nối chung một trục trung tâm, khi cánh tuabin quay, cánh nén (Compressor) bên kia cũng quay theo tốc độ tương đương. Cánh nén tạo ra lực hút hút không khí sạch từ bên ngoài môi trường (đã qua lọc gió) và ép chặt lại.

4. Làm mát qua Intercooler: Không khí bị nén sẽ tăng nhiệt độ lên rất cao. Do đó, luồng khí nén này bắt buộc phải đi qua két làm mát khí nạp (Intercooler) để hạ nhiệt độ, làm tăng mật độ oxy trước khi đi vào cổ hút.

5. Vào buồng đốt: Luồng không khí đặc và lạnh được nạp vào xi lanh, kết hợp với kim phun nhiên liệu tăng cường, hoàn tất chu trình sinh công mạnh mẽ.

(Nguyên lý hoạt động của turbo trên ô tô - Phụ tùng Mitsubishi An Việt)