Turbo tăng áp là gì? Một số lưu ý khi đi xe động cơ turbo

Turbo tăng áp giúp động cơ ô tô mạnh mẽ hơn nhưng để kéo dài tuổi thọ turbo, người dùng xe cần lưu ý nhiều điều quan trọng.

Hệ thống turbo tăng áp cho động cơ ô tô có hai loại chính là turbocharger và supercharger. Tuy nhiên vì turbocharger có giá thành thấp hơn nên phần lớn các xe hiện nay đều ứng dụng turbocharger. Trong bài viết này Honda Ôtô Thái Bình - Hoàng Diệu sẽ đề cập đến loại tăng áp turbocharger.

Động cơ 1.5L VTEC Turbo trên một số mẫu xe nhà Honda

1. Turbo tăng áp là gì?

Bộ tăng áp động cơ ô tô (Turbocharger – gọi tắt là turbo) là một loại thiết bị cảm ứng cưỡng bức, giúp tăng công suất động cơ đốt trong bằng cách đưa thêm không khí nén vào buồng đốt. So với động cơ hút khí tự nhiên, động cơ lắp thêm turbo có thể đưa nhiều không khí hơn.

Nói một cách dễ hiểu, công dụng của turbo tăng áp là tăng công suất động cơ mà không cần phải tăng số lượng hay dung tích xi lanh trong động cơ. Áp suất thông thường trong không khí là 1 at. Với turbo tăng áp, áp suất nén sẽ tăng thêm khoảng từ 0,408 – 0,544 at. Như vậy theo lý thuyết, turbo tăng áp giúp công suất động cơ tăng lên khoảng 50%. Còn trên thực tế, tuy hiệu suất không hoàn hảo nhưng công suất động cơ cũng được tăng thêm từ 30 – 40%.

Công dụng của turbo tăng áp là tăng công suất động cơ ô tô

2. Cấu tạo turbo tăng áp

Bộ tăng áp động cơ thường có hình xoắn ốc. Cấu tạo bên trong gồm: cánh tuabin, cánh bơm, trục, ổ bi đỡ, đường dẫn đầu bôi trơn trục turbo.

Cánh tuabin và cánh bơm nằm ở hai khoang riêng và được nối liền với nhau thông qua một trục. Cánh tuabin nằm ở bên khoang kết nối với cổ góp để nhận lực đẩy từ dòng khí xả động cơ. Còn cánh bơm nằm ở khoang đối diện.

Cấu tạo của turbo tăng áp

3. Nguyên lý làm việc của turbo tăng áp

Bộ turbo tăng áp được lắp trên đường ống xả động cơ. Khí xả từ động cơ khi thải ra sẽ làm quay cánh tuabin của bộ tăng áp. Do kết nối trên cùng một trục nên khi cánh tuabin quay thì cánh bơm khoang đối diện sẽ quay theo. Cánh bơm quay giúp hút không khí sạch vào và nạp vào động cơ. Kết quả là khi lượng khí xả càng nhiều thì tốc độ quay của turbo sẽ càng nhanh, đồng nghĩa lượng khí được nạp vào động cơ nhiều hơn, từ đó công suất động cơ tăng cao hơn.

Tuy nhiên trong trường hợp lượng khí được hút vào với áp suất và nhiệt độ quá cao thì thể tích sẽ tăng lên, mật độ oxy không nhiều. Do đó, người ta lắp thêm một bộ làm mát phía trước xe để giải nhiệt cho dòng khí nạp này.

Thêm một vấn đề khác, vì turbo tăng áp nằm trên đường ống xả nên nếu áp suất khí xả tăng cao sẽ dễ tạo ra một áp suất dội ngược lại vào buồng đốt, gây hư hỏng động cơ. Để khắc phục điểm này, người ta lắp thêm một van an toàn giúp dẫn dòng khí xả dư thừa ra ngoài.

Nguyên lý hoạt động của turbo tăng áp

4. Vì sao có hiện tượng trễ turbo?

Động cơ turbo tăng áp luôn có độ trễ nhất định (còn gọi là hiện tượng turbo lag). Nguyên nhân do để turbo quay thì cần phải có dòng khí xả lớn, muốn turbo quay càng nhanh thì dòng khí xả phải càng mạnh. Trong khi điều này không thể xảy ra khi động cơ vận hành ở vòng tua máy thấp. Do đó, khi đạp ga tăng tốc, turbo phải đợi vòng tua máy lên cao thì mới quay nhanh, nên đã gây ra hiện tượng trễ turbo hay turbo lag.

VTEC TURBO - Kỷ nguyên mới của động cơ tăng áp

5. Các loại turbo tăng áp

5.1. Single turbo

Single turbo (tăng áp đơn) là loại turbo tăng áp có cấu tạo truyền thống. Single turbo hiện là loại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

• Ưu điểm: Lắp đặt đơn giản, hiệu suất tuabin cao, phù hợp sử dụng ở động cơ cỡ nhỏ giúp tạo ra công suất tương đương động cơ hút khí tự nhiên dung tích lớn hơn.
• Nhược điểm: Tuabin đơn có xu hướng bị phạm vi vòng tua máy hạn chế nên hiệu suất kém ở tốc độ thấp và ở chế độ động cơ cầm chừng, có độ trễ nhất định.

Single turbo (tăng áp đơn)

5.2. Twin-scroll turbo

Twin-scroll turbo (tăng áp cuộn kép) có cấu tạo tương tự như single turbo nhưng có đến hai ống tuabin (loại truyền thống chỉ có một ống). Hai ống này sẽ nối với hai ống xả khác nhau. Ví dụ nếu động cơ có 4 xi lanh thẳng hàng theo thứ tự 1-3-4-2 thì xi lanh 1 và 4 sẽ có dùng chung một đường ống xả và kết nối với ống tuabin thứ nhất, xi lanh 2 và 3 sẽ có dùng chung một đường ống xả và kết nối với ống tuabin thứ hai. Vì turbo có hai ống tuabin nhận khí xả nên gọi là tăng áp ống xả cuộn kép.

• Ưu điểm: Tận dụng tối đa áp suất khí thải, hiệu suất tốt ở tốc độ thấp – trung bình.
• Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, chi phí cao.

Twin-Scroll Turbo (tăng áp cuộn kép)

5.3. Twin-turbo/Bi-turbo

Twin-turbo hay Bi-turbo (tăng áp kép) sử dụng cùng lúc hai bộ turbo tăng áp truyền thống. Kích thước hai bộ turbo tăng áp này có thể khác nhau. Cách bố trí cũng có nhiều dạng như: mỗi bộ tăng áp sử dụng cho mỗi dãy xi lanh (động cơ V6, V8…), một bộ sử dụng cho vòng tua thấp – một bộ sử dụng cho vòng tua cao…

• Ưu điểm: Khắc phục được hiện tượng trễ turbo (turbo lag), công suất tối ưu ở nhiều dải vòng tua máy khác nhau.
• Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, chi phí cao.

Twin-turbo/Bi-turbo (tăng áp kép)

Bên cạnh những loại phổ biến trên còn có nhiều loại turbo tăng áp khác như: Electric turbo (Tăng áp điện), Variable twin-scroll turbo (Tăng áp biến thiên cuộn kép), Variable Geometry Turbocharger (Tăng áp biến thiên)…

6. Máy turbo có bền không?

Tuổi thọ của bộ turbo tăng áp khá cao. Trong điều kiện làm việc lý tưởng, tuổi thọ turbo tăng áp có thể lên đến 200.000 – 300.000 km hoặc hơn tùy theo điều kiện vận hành và cách bảo dưỡng.

Trong điều kiện làm việc lý tưởng, tuổi thọ turbo tăng áp có thể lên đến 200.000 – 300.000 km hoặc hơn

7. Cách nhận biết turbo bị hỏng

Khi turbo tăng áp gặp trục trặc, hư hỏng, xe thường có các dấu hiệu nhận biết sau:

• Động cơ có tiếng kêu lạ, động cơ ồn hơn bình thường, có tiếng hú, nhất là khi đạp ga tăng tốc nhanh.
• Xe bị hao dầu hơn bình thường.
• Xe bị yếu hơn, xe tăng tốc bị ì, không còn nhanh và bốc như trước.

8. Các lỗi hỏng thường gặp ở động cơ turbo

8.1. Turbo bị chảy dầu

Hệ thống turbo cũng cần được bôi trơn và làm mát như động cơ. Do đó sẽ có một hệ thống dẫn dầu từ động cơ vào turbo. Sau nhiều năm làm việc, hệ thống dẫn dầu này, các gioăng, phớt có thể bị hao mòn, thoái hoá dẫn đến rò rỉ. Hậu quả là turbo bị chảy dầu, thiếu dầu, thậm chí cạn dầu. Dấu hiệu nhận biết thường là turbo bị hú, động cơ ồn hơn bình thường, không êm ái như trước.

Turbo bị chảy dầu là một trong các lỗi turbo thường gặp

8.2. Ống dẫn khí nén có vấn đề

Hệ thống đường ống dẫn khí từ turbo vào buồng đốt động cơ thường được làm bằng nhựa/cao su hoặc bằng hợp kim trên một số dòng xe cao cấp. Để tránh rò rỉ, đầu ống có gioăng làm kín và đai siết chặt. Tuy nhiên sau nhiều năm, đường ống có thể bị thoái hoá, gioăng hở khiến khí nén rò rỉ ra ngoài. Khi này khí nạp từ turbo vào động cơ sẽ không nhiều như trước khiến động cơ yếu hơn.

Ống dẫn khí nén của turbo gặp vấn đề

8.3. Bạc, bi turbo bị mòn

Làm việc thời gian dài trong điều kiện khắc nghiệt sẽ khiến bạc, bi bị mòn. Điều này làm giảm hiệu suất của turbo. Dấu hiệu nhận biết thường gặp là động cơ có tiếng kêu vo vo, hao dầu bất thường, công suất động cơ giảm đáng kể…

Bạc, bi turbo bị mòn là một trong những lỗi thường gặp ở turbo

9. Những lưu ý khi đi xe turbo

Xe turbo có bền hay không phần lớn sẽ do cách vận hành và bảo dưỡng. Do đó để kéo dài tuổi thọ động cơ turbo, người dùng nên lưu ý một số điều sau:

Hạn chế di chuyển ngay sau khi nổ máy: Động cơ ô tô hiện đại ngày nay do sử dụng hệ thống phun xăng điện tử nên sẽ không cần phải để xe nổ máy quá lâu trước khi di chuyển. Tuy nhiên, nếu dùng xe động cơ tăng áp thì theo nhiều chuyên gia khuyên vẫn nên cho xe vận hành không tải vài phút rồi mới lăn bánh. Nguyên nhân do turbo tăng áp sử dụng dầu bôi trơn chung với động cơ. Khi xe vừa nổ máy, dầu động cơ còn nguội (đặc hơn) nên lưu chuyển chậm hơn. Và lúc này dầu cũng cần thời gian để bơm lên. Vì thế, hiệu quả bôi trơn động cơ lẫn turbo không tốt.

Hạn chế di chuyển ngay sau khi nổ máy

Nhiệt độ lý tưởng để dầu lưu chuyển bôi trơn các chi tiết là từ 80 – 95 độ C. Thời gian đợi nhiệt độ dầu tăng lên sẽ tùy thuộc vào cơ chế làm nóng động cơ khác nhau ở mỗi xe. Tuy nhiên thông thường nên cho xe nổ máy từ 2 – 3 phút trước khi lăn bánh.

Không tắt máy ngay sau khi dừng: Với xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên thì tắt máy ngay sau khi dừng xe không quá ảnh hưởng. Tuy nhiên với xe dùng động cơ tăng áp thì nên hạn chế điều này. Bởi với động cơ tăng áp, nhiệt độ sinh ra rất cao. Dầu nhớt đóng vai trò vừa là chất bôi trơn, vừa là chất làm mát nên sẽ hấp thụ nhiệt từ động cơ. Nếu tắt động cơ đột ngột khi động cơ còn nóng, dầu trong động cơ sẽ không được lưu chuyển mà chỉ tiếp xúc cục bộ ở một số vị trí nóng. Điều này dễ khiến dầu bị giảm chất lượng, thành phần phụ gia trong dầu phân huỷ nhanh hơn, dầu biến chất nhanh hơn. Vì thế khi đi xe turbo, người lái nên chú ý giảm tốc độ vài kilomet trước điểm đến. Sau khi dừng xe nên để xe nổ máy từ 2 – 3 phút sau đó mới tắt máy.

Không nên tắt máy ngay sau khi dừng xe

Tránh chạy xe ở vòng tua máy quá thấp: Bộ turbo tăng áp được dẫn động bởi khí xả động cơ. Nếu động cơ vận hành ở vòng tua máy quá thấp, turbo sẽ không đạt được ngưỡng vòng quay nhất định. Điều này đồng nghĩa công suất xe sẽ không đạt được mức tối ưu nhất. Do đó chạy xe ở vòng tua máy quá thấp tưởng rằng sẽ tiết kiệm nhiên liệu nhưng thực chất là không.

Tránh chạy xe ở vòng tua máy quá thấp (hình minh họa)

Chú ý khi xe vào cua: Khác với động cơ hút khí tự nhiên, động cơ tăng áp sẽ có độ trễ nhất định khi tăng tốc. Do đó nếu không chú ý đến độ trễ này, người đi xe turbo dễ bị hiện tượng thiếu lái hoặc dư lái khi vào cua, dẫn đến xe bị trượt, mất kiểm soát, thậm chí xe bị mất lái. Vì thế một lưu ý khi đi xe turbo quan trọng đó là không nên đạp ga sâu khi lái xe thoát khỏi cua.

Không nên đạp ga sâu khi lái xe thoái khỏi khúc cua

Sử dụng xăng có chỉ số octan đúng khuyến cáo: Trong sách hướng dẫn sử dụng xe, nhà sản xuất thường khuyến cáo rất rõ về loại xăng có chỉ số octan phù hợp. Người dùng nên tuân thủ theo khuyến cáo này. Không nên dùng xăng có chỉ số octan thấp hơn. Bởi có thể khiến xe bị kích nổ nhiên liệu sai thời điểm, ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ lẫn bộ turbo tăng áp.

Sử dụng xăng có chỉ số octan đúng khuyến cáo của nhà sản xuất

Lưu ý về dầu bôi trơn: Turbo tăng áp sử dụng chung dầu bôi trơn với động cơ. Ở một số xe tăng áp, dầu không bị hao hụt đáng kể trong một chu kỳ thay. Nhưng ở một số xe khác, lượng hao hụt dầu cao hơn bình thường nên cần bổ sung định kỳ. Do đó, tốt nhất người dùng nên nhờ hãng xe tư vấn để được hướng dẫn kiểm tra và bổ sung dầu đúng cách.

Kiểm tra và bổ sung dầu bôi trơn đúng thời điểm

Thay lọc xăng đúng hạn: Bộ tăng áp turbo quay bằng khí xả từ động cơ do đó rất nhạy cảm với chất lượng khí xả. Nếu lọc xăng bị bẩn, xăng bị nhiễm tạp chất sẽ lọt vào buồng đốt, tỉ lệ hỗn hợp xăng và không khí bị sai lệch. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng khí xả và trực tiếp gây hại không nhỏ cho turbo. Do đó cần kiểm tra và thay lọc xăng ô tô định kỳ đúng hạn.

Chú ý thay lọc xăng định kỳ

Bảo dưỡng hệ thống làm mát khi nạp định kỳ: Hệ thống làm mát khí nạp tăng áp cần được bảo dưỡng sau mỗi 160.000 km hoặc sớm hơn tuỳ theo điều kiện vận hành. Bên cạnh đó cũng nên kiểm tra hệ thống làm mát, thay nước làm mát thường xuyên.

Kiểm tra hệ thống đường dẫn khí cao áp định kỳ: Nhiều trường hợp bộ turbo tăng áp bị lỗi do hệ thống đường dẫn khí cao áp gặp trục trặc, ảnh hưởng đến lượng khí nạp vào động cơ. Khi này, turbo phải làm việc vất vả hơn để bù vào. Do đó nên kiểm tra hệ thống đường dẫn khí cao áp định kỳ để xử lý kịp thời nếu xảy ra rò rỉ.

Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống làm mát, đường dẫn khí cao áp định kỳ

Trên đây là tổng hợp của Honda Ôtô Thái Bình - Hoàng Diệu về các vấn đề liên quan đến turbo tăng áp. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ 0936 130 666 để được giải đáp một cách nhanh chóng và chính xác nhất.