Turbo là gì? Vì sao động cơ turbo ngày càng phổ biến trên ô tô?

Để bảo vệ môi trường, chính phủ các quốc gia đã tung ra những quy định ngày càng khắt khe hơn về khí thải và mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô. Nhằm đáp ứng những tiêu chuẩn khí thải này, các hãng ô tô đã phải áp dụng nhiều giải pháp kiểm soát khí thải và mức tiêu hao nhiên liệu của xe. Một trong những giải pháp hiện được nhiều hãng ô tô áp dụng chính là động cơ tăng áp (turbo).

Vậy turbo là gì và vì sao động cơ dùng bộ tăng áp turbo có thể giúp xe giảm khí thải cũng như mức tiêu hao nhiên liệu? Trong bài viết này, Tinxe.vn sẽ giúp các bạn giải đáp những câu hỏi đó.

Turbo là gì?

Turbo (viết tắt của turbocharger) là một thiết bị hút khí cưỡng bức, chạy bằng tua-bin, có tác dụng tăng hiệu suất và công suất đầu ra của động cơ đốt trong. Ban đầu, bộ tăng áp turbo được biết đến dưới cái tên "turbosupercharger" vì lúc đó, mọi thiết bị hút khí cưỡng bức đều được phân loại là bộ siêu nạp (supercharger). Tuy nhiên, ngày nay, thuật ngữ "supercharger" thường chỉ được dùng cho thiết bị hút khí cưỡng bức chạy bằng máy móc.

Bộ tăng áp turbo trong động cơ

Sự khác biệt lớn nhất giữa bộ tăng áp turbo và bộ siêu nạp supercharger thông thường nằm ở chỗ: bộ siêu nạp vận hành bằng động cơ, thông qua dây đai nối với trục khuỷu. Trong khi đó, bộ tăng áp turbo lại vận hành bằng tua-bin quay bởi khí xả của động cơ.

So với bộ siêu nạp supercharger, bộ tăng áp turbo thường có hiệu suất cao hơn nhưng không nhạy bằng. Tất nhiên, vẫn có những chiếc xe dùng cả bộ siêu nạp supercharger và bộ tăng áp turbo.

Nguyên lý hoạt động của turbo

Nguyên lý cơ bản của động cơ đốt trong là hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt trong xi-lanh của động cơ. Quá trình đốt cháy làm tăng nhiệt độ khiến khí đốt giãn nở, tạo ra áp suất tác động lên pít-tông, đẩy pít-tông di chuyển. Nhờ có bộ tăng áp turbo, không khí vào buồng đốt được gia tăng giúp quá trình đốt cháy hiệu quả hơn.

Video giải thích nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp turbo

Bộ tăng áp turbo nằm trên cổ góp xả của động cơ đồng thời có cấu tạo đơn giản. Theo đó, cấu tạo của turbo bao gồm 2 bộ phận chính là tua-bin và bộ nén ly tâm nằm ở 2 đầu của 1 trục quay, được đặt trong vỏ có hình như vỏ ốc sên.

Cấu tạo của turbo tăng áp

Khi động cơ hoạt động, khí xả sẽ đi vào vỏ bộ tăng áp turbo thông qua cửa hút. Khí xả bị nén bởi tua-bin sẽ khiến nhiệt năng được chuyển đổi thành động năng. Chính động năng này sẽ làm cho tua-bin quay. Vì nằm trên cùng một trục nên bộ nén sẽ quay với tốc độ như tua-bin rồi hút khí vào và nén lại. Khí nén sau đó sẽ đi qua cửa thoát và vào buồng đốt của động cơ. Vì có thêm không khí nên hiệu suất đốt cháy của động cơ sẽ tăng lên.

Hình ảnh họa nguyên lý hoạt động của turbo

Khí nén đi vào buồng đốt động cơ thường có nhiệt độ rất cao nên đòi hỏi phải có bộ giải nhiệt khí nạp (intercooler). Bộ giải nhiệt khí nạp này thường được đặt ở vị trí giữa turbo và khoang nạp khí.

Ưu điểm của động cơ turbo

Nói một cách đơn giản, turbo sử dụng khí xả, tức là năng lượng thừa của động cơ, để tăng thêm công suất cho xe. Do đó, ưu điểm lớn nhất của turbo là giúp động cơ giảm khí thải, giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ mà vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động và không cần tăng dung tích xi-lanh.

Về cơ bản, muốn tăng công suất động cơ, các hãng xe cần tăng dung tích xi-lanh. Điều này kéo theo kích thước và trọng lượng của động cơ cũng tăng lên. Để phù hợp với động cơ to và nặng hơn, các hãng ô tô sẽ phải trang bị khung gầm chắc hơn cũng như hệ thống phanh lớn hơn cho xe. Hệ quả là chẳng những xe tốn nhiều nhiên liệu hơn mà còn giảm sự nhanh nhẹn và linh hoạt. Với động cơ turbo, những vấn đề này sẽ được giải quyết.

Chưa hết, động cơ turbo còn giúp giảm giá xe. Ở một số quốc gia như Trung Quốc hay Việt Nam, ô tô sẽ bị đánh thuế dựa trên dung tích xi-lanh của động cơ. Do đó, với công nghệ turbo, các nhà sản xuất có thể giảm dung tích xi-lanh của động cơ trên xe để tránh bị đánh thuế cao mà vẫn đảm bảo được hiệu suất hoạt động.

Với những ưu điểm trên, chẳng có gì ngạc nhiên khi động cơ turbo hiện được hầu hết các hãng xe trên thế giới tin dùng. 

>>> Xem thêm: 10 mẫu xe có động cơ tăng áp giá rẻ nhất đang được bán ngay lúc này

Nhược điểm của động cơ turbo

Độ trễ turbo

Động cơ turbo có một nhược điểm không thể bỏ qua, đó chính là độ trễ từ khi người lái đạp ga tới khi xe bứt tốc. Độ trễ turbo là khoảng thời gian cần để thay đổi công suất đầu ra tương ứng với sự thay đổi của bướm ga. So với động cơ hút khí tự nhiên, người lái có thể cảm nhận rõ độ trễ turbo qua sự do dự hay chậm chạp trong phản ứng bướm ga khi tăng tốc. Nguyên nhân của tình trạng này là do động cơ cần thời gian để tạo ra đủ áp suất khí xả để quay tua-bin và bơm khí nạp vào buồng đốt. 

Ngưỡng tua máy

Động cơ turbo truyền thống thường được thiết kế phù hợp với dải vòng tua máy nhất định. Dải tua máy này cho phép tạo ra lượng khí xả đủ để tăng công suất cho động cơ. Do đó, động cơ turbo sẽ không hoạt động với dải tua máy rộng như động cơ siêu nạp.

Công suất tăng vọt

Một số động cơ turbo, đặc biệt là đi kèm bộ tăng áp cỡ lớn, khi đạt ngưỡng tua máy có thể tạo ra công suất tăng vọt gần như ngay lập tức. Điều này có thể ảnh hưởng đến độ bám đường của lốp và khiến xe mất kiểm soát.

Tốn dầu bôi trơn

Bộ tăng áp turbo rất nóng và thường làm tốn dầu bôi trơn động cơ. Điều này đòi hỏi người dùng phải thường xuyên kiểm tra và thay dầu động cơ. Do đó, thời gian thay dầu của động cơ turbo cũng sẽ bị rút ngắn so với loại không tăng áp.

Bảo dưỡng, sửa chữa khó hơn

Có thêm bộ tăng áp sẽ khiến việc bảo dưỡng và sửa chữa động cơ turbo khó hơn. Bản thân vật liệu dùng cho động cơ turbo cũng đòi hỏi có chất lượng tốt hơn để đáp ứng công suất cao và đảm bảo độ bền cho động cơ. Do đó, chi phí sửa chữa và thay thế của động cơ turbo sẽ cao hơn loại không tăng áp.

Xe dùng động cơ turbo tại Việt Nam

Trước đây, động cơ turbo thường chỉ dùng cho các dòng xe thể thao, xe sang hoặc siêu xe. Tuy nhiên, hiện nay, động cơ turbo ngày càng xuất hiện nhiều hơn trên các dòng xe nhỏ và bình dân. Tại Việt Nam, hiện có nhiều mẫu xe bình dân đang sử dụng động cơ turbo như Ford EcoSport, Ford Ranger, Ford Everest, Toyota Fortuner, Toyota Hilux, Honda Civic, Honda CR-V, Honda Accord, Hyundai Tucson hay Hyundai Elantra.

Honda Civic hiện là một trong những mẫu xe bình dân dùng động cơ tăng áp tại Việt Nam

>>> Xem thêm: Động cơ tăng áp - xu thế ô tô trong thời gian tới tại Việt Nam

Hi vọng qua bài viết trên, chúng tôi đã phần nào giúp các bạn hiểu turbo là gì và những ưu nhược điểm của động cơ turbo. Qua đó, các bạn có thể bớt băn khoăn khi quyết định có nên mua xe dùng động cơ turbo hay không.

Lan Quyên