Turbo là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của turbo

Bạn có thể nghe rất nhiều thông tin liên quan đến turbo khi tìm hiểu về xe hơi. Vậy turbo là gì? Tại sao turbo lại quan trọng với động cơ xe hơi, xe tải? Hay nó chỉ có chức năng tăng sức mạnh động cơ? Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ cùng các bạn giải đáp một cách chi tiết nhất về động cơ turbo, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của chúng nhé!

Turbo là gì?

Turbo hay còn gọi turbo tăng áp (turbocharger) là thiết bị cảm ứng cưỡng bức được lắp vào họng xả của động cơ với mục đích đưa thêm không khí nén vào buồng đốt động cơ. Việc gắn turbo vào giúp tăng công suất động cơ mà không cần tăng dung tích xi lanh.

Hiểu một cách đơn giản, turbo là thiết bị gắn thêm vào động cơ, giúp nén không khí tạo nên áp suất tăng từ 1,4 đến 1,5 lần, làm cho nguyên liệu đốt cháy nhanh hơn trong một khoảng thời gian ngắn. Việc đốt cháy này giúp động cơ tăng hiệu suất từ 30 đến 40% mà không cần tăng nhiên liệu đầu vào hay tăng thể tích buồng đốt. 

Cấu tạo động cơ turbo 

Turbo có cấu tạo đơn giản hình xoắn ốc, thiết kế với nhiều bộ phận cụ thể như sau:

• Trục turbo là bộ phận nối liền giữa cánh quạt turbin và cánh quạt khí nén có chức năng truyền động năng từ quạt turbin sang quạt nén khí.
• Cánh quạt turbin được gắn trực tiếp vào trục turbo, nằm bên trong vỏ khí nén là nơi tiếp nhận dòng khí thải từ động cơ làm quay trục turbo tạo ra chuyển động cho cánh quạt khí nén.
• Cánh quạt khí nén được gắn ở đầu còn lại trục turbo (nằm bên trong vỏ hút khí), quạt chuyển động với tốc độ cao hút không khí sạch, nén không khí ở áp suất cao rồi đưa vào bên trong buồng đốt.
• Vỏ hút khí thiết kế theo hình xoắn ốc, bao bọc phần quạt nén khí giúp tạo ra, định hướng cho dòng khí nén di chuyển vào động cơ.
• Vỏ nén khí hình xoắn ốc, bao bọc quạt turbin (cửa xả hướng ra ngoài), giúp tiếp nhận luồng khí xả từ động cơ, dẫn động chúng làm quay cánh quạt, đưa luồng khí thải ra bên ngoài.
• Ổ bi đỡ thiết kế ở 2 đầu trục turbo là bộ phận nâng đỡ, cố định trục động cơ, giúp giảm ma sát, tăng tốc độ quay của quạt và trục.
• Bộ phần làm mát kết nối trực tiếp với turbo, là hệ thống làm mát bằng không khí, giúp giảm nhiệt độ của khí nén trước khi đưa vào buồng đốt. 

Nguyên lý hoạt động của động cơ tăng áp turbo

Nguyên lý hoạt động của turbo là tối ưu nguồn năng lượng từ khí xả, giúp dẫn động turbin quay máy và bơm không khí vào buồng đốt. Nguyên lý này giúp tối ưu quá trình đốt nhiên liệu và không khí, làm cho độ quay turbo sẽ càng nhanh, từ đó công suất động cơ tăng cao hơn. 

Ưu và nhược điểm của động cơ tăng áp turbo

Ưu điểm của turbo

Ưu điểm ai cũng biết của turbo đó là tăng hiệu suất động cơ và hạn chế tiêu hao nguyên liệu một cách tối ưu. Các ưu điểm turbo cụ thể như sau:

• Tăng sức mạnh động cơ: Tạo ra một công suất cùng nhau, xe trang bị turbo cần động cơ với dung tích buồng đốt nhỏ hơn. Ví dụ: Động cơ EcoBoost 1.0l trang bị turbo của Ford có công suất ngang với động cơ 1.6l cùng loại.
• Tiêu tốn ít nguyên liệu: Turbo giúp tạo ra công suất lớn hơn khi sử dụng cùng 1 lượng nguyên liệu. Đồng nghĩa với việc để tạo ra công suất cần thiết, thì lượng nhiên liệu mà động cơ turbo tiêu hao sẽ ít hơn động cơ thường.
• Trọng tải xe nhẹ hơn: Vì xe sử dụng động cơ nhỏ hơn, lượng nhiên liệu ít hơn, thì trọng lượng và thiết kế khung gầm xe được tối ưu hơn, giúp xe nhẹ nhanh nhẹn, linh hoạt hơn. 

Nhược điểm của turbo

Bên cạnh những ưu điểm, turbo vẫn còn tồn tại những nhược điểm khó có thể khắc phục mà bạn cần biết. Cụ thể các nhược điểm đó như sau:

• Những dòng xe được trang bị động cơ turbo sẽ có giá cao hơn nhiều với xe được trang bị động cơ thường.
• Xe trang bị động cơ turbo có áp suất buồng đốt lớn hơn, vì vậy hệ thống piston, trục khủy, cần độ bền bỉ hơn, khỏe hơn.
• Động cơ turbo tạo ra một lượng nhiệt lớn khi nhận nhiệt lượng từ luồng khí thải động cơ. Vì vậy, turbo cần có bộ tản nhiệt lớn hơn, mạnh hơn.
• Vòng quay turbo lên tới 250.000 vòng/phút, vì vậy cần lượng dầu lớn hơn rất nhiều và liên tục. Việc này khiến cho xe cần trang bị thêm máy bơm dầu lớn hơn, tiếp đó là hệ thống tản nhiệt dầu riêng, và cần thay dầu thường xuyên hơn.

Lời kết

Bài viết phía trên đã giải đáp những thắc mắc mà mọi người quan tâm về động cơ turbo. Hy vọng bạn đã nắm được toàn bộ thông tin để lựa chọn cho mình một chiếc xe ô tô có động cơ turbo thích hợp. Trước kia động cơ turbo thường chỉ xuất hiện trên các dòng xe sang, xe thể thao với việc tăng hiệu suất vận hành. Nhưng gần đây, các dòng xe phổ thông cũng đã sử dụng động cơ này, đây là cơ hội tốt đối với ai thích sử dụng xe hơi có động cơ turbo.