Các Giải Pháp Giảm Độ Trễ Tăng Áp Turbo
Đối với các động cơ sử dụng Turbo tăng áp, nhờ sự nap khí vào buồng đốt của động cơ đầy hơn nên đã tăng được công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm kích thước và trọng lượng động cơ. Tuy nhiên động cơ turbo tăng áp cũng có nhược điểm là độ trễ turbo, nhất là khi động cơ làm việc ở số vòng quay thấp. Vì khi này lưu lượng dòng khí thải qua turbo còn ít nên khả năng nạp khí chưa cao, do đó làm động cơ tăng tốc chậm, hiện tượng này gọi là độ trễ turbo.
Để khắc phục nhược điểm này, các nhà sản xuất động cơ đã tiến hành sử dụng các loại turbo sau.
1.Turbo tăng áp tuần tự (Sequential Turbo)
Ở phương án này người ta sử dụng 2 bộ turbo.
Tất cả các xi lanh đều được nối với 2 bộ turbo tăng áp. Ở số vòng quay thấp chỉ có một bộ turbo tăng áp được vận hành. Khi này toàn bộ khí thải được dồn cho một turbo nên tăng tốc độ turbo làm giảm độ trễ turbo (Hình 1a).
Khi số vòng quay động cơ tăng cao, bộ turbo tăng áp thứ 2 được vận hành. Khi này khí thải được chia đều cho cả 2 turbo nên tăng lưu lượng khí thải để tăng hiệu suất nén khí nạp tối đa (Hình 1 b).
2. Turbo tăng áp hai cấp (Stage Turbo):
Phương pháp này sử dụng 2 bộ turbo tăng áp khác nhau. Bộ turbo tăng áp kích thước nhỏ chỉ được sử dụng ở số vòng quay thấp, còn bộ turbo tăng áp kích thước lớn hơn được sử dụng ở số vòng quay cao, chúng không hoạt động đồng thời với nhau (Hình 2).
3. Tăng áp cuộn kép (Twin Scroll Turbo)
Phương pháp này chia đôi đường ống dẫn khí thải vào turbo tăng áp thành 2 đường riêng biệt, mục đích tránh sự giao thoa làm triệt tiêu áp suất dòng khí thải của các xi lanh có chu kỳ lệch nhau
Theo cấu hình turbo cuộn kép thì đường xả của 2 máy 1và 4 sẽ được gom vào 1 đường, còn đường xả của 2 máy 2 và 3 sẽ được gom vào 1 đường (Hình 3b). Kết quả việc dùng khí thải được tối ưu, góp phần giúp giảm độ trễ turbo.
4. Công nghệ VGT (Variable Geometry Turbo)
Công nghệ VGT sử dụng các van xếp hình vòng tròn bao quang cánh turbin và có thể thay đổi góc nghiêng cánh van. Khi ở số vòng quay thấp các cánh van khép lại, làm tăng tốc độ dòng khí thải, tức là tăng tốc độ turbo, làm giảm độ trễ turbo. Khi ở số vòng quay cao các cánh van mở ra, làm tăng lưu lượng dòng khí thải qua turbo, giúp làm tăng áp suất nén turbo
5. Công nghệ Dynamic Pressure Turbo
Công nghệ nay bao gồm 2 đường dẫn khí thải vào cánh turbin của turbo với 2 kích thước tiết diện khác nhau: một nhỏ, một lớn.
Khi ở số vòng quay thấp van điều khiển đóng đường dẫn lớn, khí thải đi qua đường dẫn nhỏ, làm tăng tốc độ dòng khí thải, tức là tăng tốc độ turbo, làm giảm độ trễ turbo . Khi ở số vòng quay cao van điều khiển mở ra, khí thải đi qua cả 2 đường dẫn, làm tăng lưu lượng dòng khí thải qua turbo, giúp làm tăng áp suất nén
6. Turbo và tăng áp điện (Electric Compressor)
Công nghệ này dùng 1 bộ turbo và một bộ tăng áp điện. Khi ở số vòng quay thấp, bộ tăng áp điện hoạt động. Nhờ dẫn động bằng mô tơ điện nên có thể điều khiển tốc độ bánh bơm, tăng hiệu quả nạp khí nên giảm được độ trễ turbo. Tăng áp điện là loại tăng áp hiệu quả bậc nhất hiện nay. Tuy nhiên mô tơ điện cần nguồn điện DC từ 48V trở lên, nên nó chỉ có thể áp dụng trên các dòng xe Hybrid. Khi ở số vòng quay cao thì bộ Turbo tăng áp truyền thống hoạt động
7. Công nghệ Power Pulse
Công nghệ này áp dụng ở dòng xe Volvo, sử dụng một bơm điện nén khí vào bình chứa 2 lít. Khi động cơ vận hành tăng tốc ở vòng quay thấp thị bình tích khí nén được điều khiển phun khí nén vào cùng dòng khí thải quay turbo làm tăng tốc độ turbo, tăng lượng khí nạp, giảm độ trễ turbo.
8. Siêu nạp (Super Charger)
Khác với turbo tăng áp thông thường được dẫn động bằng khí thải, bộ siêu nạp (Super Charger) lại được dẫn động từ trục khuỷu động cơ. Vì vậy bộ siêu nạp (Super Charger) tiêu tốn một phần công suất động cơ, tuy nhiên, bù lại nó không bị hiện tượng trễ turbo. Để dung hòa ưu nhược điểm, hãng Volvo sử dụng kết hợp bộ siêu nạp (Super Charger) với turbo tăng áp. Khi ở số vòng quay thấp, cả bộ siêu nạp (Super Charger) và bộ turbo tăng áp đều hoạt động nhằm giảm độ trễ turbo. Khi ở số vòng quay cao, chỉ còn bộ turbo tăng áp hoạt động nhằm tăng hiệu suất động cơ.
Share on facebook
