TURBO TĂNG ÁP: CẤU TẠO, TÁC DỤNG VÀ CÁCH SỬA CHỮA
1. Turbo tăng áp là gì?
Turbo tăng áp trên ô tô (có tên đầy đủ là Turbocharger, bộ tăng áp động cơ ô tô), là một thiết bị tiếp nhận dòng khí thải động cơ với nhiệt độ cao và tốc độ lớn, giãn nở ở khu vực cánh tuabin, làm cho cánh tuabin quay. So với động cơ hút khí tự nhiên thì động cơ lắp thêm turbo có thể giúp đưa nhiều không khí hơn.
Công dụng của turbo tăng áp là tăng áp suất động cơ mà không cần phải tăng số lượng hay dung tích xi lanh trong động cơ. Theo lý thuyết, turbo tăng áp có thể giúp công suất động cơ tăng lên 50%, còn thực tế thì tăng khoảng 30-40%.
2. Cấu tạo turbo tăng áp
Cấu tạo turbo tăng áp có hình xoắn ốc, với một số bộ phận như:
- Cánh tuabin
- Cánh bơm
- Trục
- Ổ bi đỡ
- Ống dẫn dầu bôi trơn trục turbo
Cánh tuabin và cánh bơm nằm ở 2 khoang riêng biệt, cánh tuabin nằm ở khoang nhận lực đẩy từ dòng khí xả động cơ, còn cánh bơm nằm ở khoang đối diện.
3. Nguyên lý làm việc của turbo tăng áp
Theo các chuyên gia về ô tô cho biết, turbo tăng áp thường được lắp ở trên đường ống xả động cơ.
Nguyên lý hoạt động là khí xả từ động cơ thải ra sẽ làm quay tuabin của bộ turbo tăng áp trên ô tô. Do cánh tuabin và cánh bơm kết nối với nhau trên 1 trục nên cả 2 cánh quay cùng 1 lúc. Cánh bơm có tác dụng hút không khí sạch nạp vào động cơ. Do đó, lượng khí thải xả càng nhiều thì cánh tuabin quay càng nhanh, lúc này cánh bơm cũng quay nhanh giúp lượng khí nạp vào động cơ nhiều hơn, từ đó công suất động cơ tăng cao hơn.
Để tránh trường hợp lượng khí hút vào với áp suất và nhiệt độ quá cao dẫn đến tăng thể tích, mật độ oxy thấp nên người ta lắp thêm bộ làm mát phía trước xe để giảm nhiệt. Ngoài ra, vì bộ turbo tăng áp nằm trên đường ống xả nên người ta sẽ lắp thêm van an toàn để phòng trường hợp khi áp suất khí tăng cao gây hiện tượng áp suất dội ngược vào buồng đốt.
4. Ưu nhược điểm các loại turbo tăng áp
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại turbo tăng áp, mỗi loại turbo tăng áp sẽ có ưu nhược điểm khác nhau để khách hàng lựa chọn.
4.1 Single Turbo (Turbo tăng áp đơn)
Đây là loại turbo tăng áp có cấu tạo đơn giản, truyền thống. Turbo đơn được coi là loại turbo sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Ưu điểm: Turbo tăng áp đơn dễ dàng lắp đặt, hiệu suất cao, phù hợp với những động cơ cỡ nhỏ tạo ra công suất tương đương động cơ hút khí tự nhiên dung tích lớn hơn.
Nhược điểm: Turbo tăng áp đơn có phạm vi vòng tua máy hạn chế, từ đó dẫn đến hiệu suất kém ở tốc độ thấp, đặc biệt là có độ trễ nhất định.
4.2 Twin-scroll Turbo (Turbo tăng áp cuộn kép)
Turbo tăng áp cuộn kép có cấu tạo khá giống turbo đơn, chỉ khác ở điểm có 2 ống tuabin nối với 2 ống xả khác nhau.
Ưu điểm: Turbo tăng áp cuộn kép có thể tận dụng tối đa áp suất khí thải, hiệu suất tốt hơn so với turbo đơn ở tốc độ thấp và trung bình.
Nhược điểm: Cấu tạo turbo cuộn kép có cấu tạo phức tạp hơn, chi phí cao vì tăng gấp đôi thành phần turbo.
4.3 Twin-turbo (Turbo tăng áp kép)
Turbo tăng áp kép sử dụng 2 bộ turbo tăng áp đơn, kích thước 2 bộ tăng áp có thể khác nhau.
Ưu điểm: Công suất tối ưu ở nhiều dải vòng tua máy khác nhau, khằc phục hiện tượng trễ turbo so với turbo tăng áp đơn.
4.4 Variable twin-scroll Turbo (Turbo tăng áp cuộn đôi biến thiên)
Một turbo tăng áp cuộn đôi biến thiên kết hợp với VGT, với thiết lập cuộn đôi, nếu các vòng quay thấp, một trong số các cuộn sẽ đóng lại, từ đó tất cả không khí sẽ vào bên kia giúp phản ứng turbo tốt và sức mạnh cấp thấp. Khi bạn tăng tốc, một van mở ra để cho phép không khí vào cuộn khác sẽ giúp hiệu suất cao cấp tốt.
Ưu điểm: Cho phép đường cong mô-men xoắn rộng, phẳng, đặc biệt là mạnh mẽ hơn trong thiết kế so với VGT.
Nhược điểm: Chi phí cao hơn so với turbo đơn hoặc turbo tăng áp cuộn kép.
4.5 Electric Turbo (Turbo tăng áp điện)
Đây là công nghệ mới giúp đáp ứng luật pháp về khí thải, vì môi trường ô nhiễm là vấn đề được quan tâm cao nhất trên thế giới. Turbo tăng áp điện là giải pháp tối ưu cho việc thu hẹp động cơ, cải thiện hiệu suất động cơ bằng cách sử dụng bộ tăng áp 1 tầng.
Ưu điểm: Nhờ kết nối động cơ điện với bánh răng nén nên độ trễ và khí thải gần như có thể loại bỏ, năng lượng lãng phí có thể được phục hồi.
Nhược điểm: Turbo tăng áp điện có chi phí cao, cấu tạo phức tạp, đặc biệt là trọng lượng do bổ sung pin trên xe để cung cấp đủ năng lượng cho turbo hoạt động.
5. Cách kiểm tra turbo tăng áp
Khi turbo tăng áp gặp vấn đề, hư hỏng thì xe thường có các dấu hiệu cảnh báo như:
Động cơ có tiếng ồn hơn bình thường, hú mạnh khi tăng ga
Xe chạy “tốn” dầu hơn
Xe có cảm giác yếu, có độ ì và không còn bốc như trước.
Một số lỗi thường gặp ở turbo tăng áp như:
Turbo bị chảy dầu: Sau nhiều năm “làm việc” hệ thống dẫn dầu bị hao mòn, rò rỉ, từ đó khiến cho turbo bị chảy dầu, thiếu dầu. Dấu hiệu nhận biết rõ ràng nhất là động cơ bị ồn hơn, không còn êm ái như ban đầu.
Ống dẫn khí gặp vấn đề: Hệ thống ống dẫn khí từ turbo vào động cơ thường làm bằng cao su, nhựa hoặc hợp kim. Sau một thời gian thì ống dẫn khí bị giãn hở khiến cho khí nén rò rỉ ra ngoài. Khi khí nạp từ turbo vào động cơ giảm xuống sẽ khiến cho động cơ yếu hơn bình thường.
Bi turbo bị mòn: Sau một thời gian hoạt động, bi turbo sẽ bị mòn, từ đó giảm hiệu suất turbo. Dấu hiệu nhận biết là động cơ có tiếng ồn bất thường, hao dầu hơn, công suất giảm rõ rệt…
6. Giá turbo tăng áp
Theo khảo sát trên thị trường, giá turbo tăng áp có thể chia thành 2 phân khúc:
Dòng xe sang: Turbo tăng áp ở dòng xe sang có chi phí cao, dao động từ 30-45 triệu đồng/sản phẩm.
Dòng xe thường: Turbo tăng áp ở dòng xe thường có chi phí thấp hơn, dao động từ 10-20 triệu đồng/sản phẩm.
Nhìn chung, người dùng không nên ham rẻ vì có thể chọn phải hàng giả, hàng kém chất lượng, tránh “tiền mất tật mang”. Do đó, bạn hãy chọn những cơ sở uy tín, chuyên nghiệp để đảm bảo chất lượng với giá cả phù hợp nhất.
7. Sửa chữa turbo tăng áp như thế nào?
Theo các chuyên gia ô tô, để bảo dưỡng, sửa chữa turbo tăng áp có thể chia thành 2 loại: sửa chữa turbo tăng áp định kỳ và sửa chữa đại tu turbo tăng áp.
7.1 Quy trình sửa chữa turbo tăng áp định kỳ
Hầu hết các chủ xe thường được khuyên nên thực hiện các bảo dưỡng định kỳ, trong đó có bảo dưỡng, sửa chữa turbo tăng áp.
Dưới đây là các công đoạn thực hiện sửa chữa turbo tăng áp định kỳ:
Tháo vỏ turbo tăng áp
Tách rời các chi tiết cấu thành turbo tăng áp
Cho các chi tiết đã tháo rời vào trong thiết bị rửa và làm sạch. một dung dịch đặc biệt để làm sạch, loại bỏ bụi bẩn, xỉ than, gỉ…
Rửa lại các bộ phận turbo tăng áp bằng một dung dịch đặc biệt
Trục rotor turbo được cân bằng lại đúng chuẩn, sau đó lắp lại các chi tiết thay mới như ống lót, vòng đệm, bi…
Sau đó lắp ráp turbo lên động cơ
Cuối cuối cùng kiểm tra hoạt động của turbo tăng áp nhờ thiết bị chuyên dụng, đọc các chỉ số…
7.2 Quy trình sửa chữa đại tu turbo tăng áp
Đại tu sửa chữa turbo tăng áp được thực hiện khi trục và bánh cánh bị hư hỏng. Quy trình thực hiện khá giống với sửa chữa turbo định kỳ, chỉ khác công đoạn thay thế rotor, trục và bánh cánh bị mòn. Sửa chữa đại tu turbo có thể thay toàn bộ lõi giữa turbo hoặc thay một số bộ phận chi tiết.
Dưới đây là quy trình thực hiện đại tu sửa chữa turbo tăng áp:
Tháo vỏ turbo tăng áp
Tách rời các chi tiết cấu thành turbo tăng áp
Rửa sạch các chi tiết đã tháo rời
Rửa lại các bộ phận turbo tăng áp bằng một dung dịch đặc biệt
Thay thế trục rotor và một số bộ phận chi tiết của turbo tăng áp
Lắp ráp turbo lên động cơ
Kiểm tra hoạt động của turbo tăng áp nhờ thiết bị chuyên dụng thông qua các chỉ số theo tiêu chuẩn.
