Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi

62 Likes Comment
Động cơ trang bị công nghệ tăng áp siêu nạp trên ô tô Audi

Giới thiệu tài liệu Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi:

Tài liệu Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi sẽ giúp ta hiểu hơn về cấu tạo và nguyên lý làm việc của Turbo tăng áp trong động cơ Audi. Từ đó, ta có cái nhìn tổng quan hơn về các phương pháp tăng áp khí nạp trong động cơ ô tô Audi.

Nội dung tài liệu Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi:

Tổng quan về tăng áp khí nạp trên ô tô:

Tổng quan các phương án tăng áp khí nạp trên ô tô Audi
Tổng quan các phương án tăng áp khí nạp trên ô tô Audi

Như ta đã tìm hiểu ở các giáo trình cấu tạo ô tô. Ta có khá nhiều phương pháp tăng áp khí nạp và phương pháp sử dụng Turbo tăng áp là phương pháp tăng áp khí nạp phổ biến nhất.

Thật ra phương pháp Turbo tăng áp được sử dụng rất lâu vào trong các động cơ Diesel. Lý do tại sao không sử dụng trên hệ thống Turbo tăng áp trên các động cơ phun xăng điện từ thế hệ trước. Trước tiên, ta phải hiểu về quy trình cháy của động cơ Diesel đã. Động cơ Diesel nén không khí và khi phun nhiên liệu vào buồng cháy nhiên liệu sẽ hình thành hòa khí và tự bốc cháy. Bởi vậy trong động cơ Diesel, Piston nén không khí chứ không phải hòa khí như động cơ xăng.

Hiện tượng Kích nổ trên động cơ xăng
Hiện tượng Kích nổ trên động cơ xăng

Thế nhưng, tại sao lại không được nén hòa khí với áp suất cao như thế. Câu trả lời nằm ở hiện tượng kích nổ của động cơ xăng. Khi nén với một tỷ số nén quá lớn thì hòa khí sẽ tự bốc cháy trong cuối quá trình nén. Điều này sẽ tạo ra nhiều mảng lửa và gây ra sự va chạm các sóng âm làm hư hại các chi tiết trong hệ thống phát lực trên ô tô như Piston và thanh truyền và khi xảy ra Hiện tượng kích nổ nhiệt độ của động cơ cũng sẽ nóng lên đột ngột và làm giảm sức bền các chi tiết thân máy nắp quy lát trên động cơ. Có thể thấy kích nổ nó nguy hiểm như thế nào (Toàn phá đồ đắt tiền không hihi).

Thế nhưng, với sự phát triển của nghành công nghệ điều khiển điện tử và thấy được ưu điểm của động cơ Diesel ở dải tốc độ thấp và từ đó, ta áp dụng bản chất quá trình cháy của động cơ Diesel vào động cơ xăng nên do đó ta có thể loại bỏ được vai trò bướm ga và nâng cao được hiệu suất động cơ và công nghệ đó ta gọi là công nghệ phun xăng trực tiếp GDI.

Thực sự động cơ GDI có những ưu điểm vượt trội so với động cơ phun xăng điện tử EFI thông thường. Cụ thể vượt trội ra sao thì các bác truy cập vào các bài viết về động cơ phun xăng điện tử GDI để tìm hiểu thêm nhé. Phần này Ad sẽ chỉ đi vào tìm hiểu công nghệ Turbo tăng áp là chính.

Nguyên lý làm việc của Turbo tăng áp động cơ trên ô tô Audi:

Sơ đồ làm việc của Turbo tăng áp trên ô tô Audi
Sơ đồ làm việc của Turbo tăng áp trên ô tô Audi

Turbo tăng áp có hình dạng gồm 2 Turbine được thiết kế đồng trục với nhau, Turbine bên khí thải gọi là Turbo tăng áp, Turbine bên khí nạp gọi là bánh nén khí. Khi Turbo tăng áp quay do được thiết kế đồng trục nên bánh nén cũng quay theo để nén khí nạp vào động cơ.

Cấu tạo chi tiết Turbo tăng áp trên ô tô Audi
Cấu tạo chi tiết Turbo tăng áp trên ô tô Audi

Sự quay của Turbo tăng áp được tạo ra bởi động năng còn sót lại của dòng khí thải. Vậy, tốc độ của dòng khí thải càng lớn thì số vòng quay của Turbo tăng áp càng cao và từ đó lượng khí nạp nén được càng nhiều và công suất động cơ tăng lên. Một Turbo tăng áp có thể quay đến hơn 100.000 Vòng/phút đối với các công nghệ vật liệu hiện đại chế tạo cho Turbo. Nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp trên động cơ khá đơn giản không nè thế nhưng, nguyên lý này có một số vấn đề cần giải quyết.

Đầu tiên đó chính là độ trễ Turbo hay còn gọi là “Turbo Lag“. Hiện tượng trễ Turbo là do động năng của khí thải thấp khi động cơ chạy ở số vòng quay quá thấp dẫn đến tốc độ quay của bánh nén khí không đủ để nén khí nạp vào động cơ và có khi sự chuyển động của bánh nén khí còn gây cản trở quá trình nạp khí của động cơ. Để hạn chế trường hợp đó, ta thiết kế thêm 1 van By-pass. Van này có nhiệm vụ nối tắt chức năng của Turbo tăng áp và cho phép thải trực tiếp ra bộ xử lý khí thải. Điều này một phần nào đó hạn chế được hiện tượng Turbo lag.

Cấu tạo của các hệ thống Turbo tăng áp khí thải trên Audi:

Cấu tạo Turbo tăng áp khí thải VGT:

Công nghệ Turbo tăng áp VGT trên động cơ Diesel ô tô Audi
Công nghệ Turbo tăng áp VGT trên động cơ Diesel ô tô Audi

Thế nhưng, đối với các động cơ có trang bị công nghệ Turbo tăng áp hiện nay, các kỹ sư họ không tiếp cận theo phương án này nữa mà thay vào đó, họ thiết kế ra một hệ thống Turbo tăng áp để làm sao khi động cơ quay ở số vòng quay thấp mà vẫn không có hiện tượng Turbo Lag đó là hệ thống Turbo tăng áp có biên dạng cánh thay đổi được và tài liệu Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi gọi đây là Turbo tăng áp VGT. Turbo tăng áp VGT này được thiết kế sao cho các cánh hướng dòng của Turbo tăng áp thay đổi được, khi mật độ dòng khí thấp, các cánh hướng dòng tạo ra 1 tiết diện nhỏ để từ đó nâng cao tốc độ lưu thông của dòng khí thải và từ đó tốc độ quay của Turbo tăng áp được duy trì và khi tốc độ động cơ cao lên, Turbo tăng áp được điều chỉnh cánh quạt mở rộng tạo tiết diện rộng ra để đảm bảo số vòng quay Turbo là không đổi.

Cấu tạo Turbo tăng áp khí thải Bi-Turbo và Twins-Turbo:

Động cơ y như con người của chúng ta, nếu chúng ta dồn quá nhiều khí nạp vào nén cùng lúc thì chắc chắn bánh nén sẽ nén khí nạp với hiệu quả thấp. Chính vì thế, thay vì thiết kế 1 Turbo ” To đùng”. các nhà kỹ sư giảm kích thước Turbo lại và sử dụng nhiều hơn 1 Turbo để tăng hiệu quả nén khí. Trong các công nghệ Turbo tăng áp hiện nay, ta thường thấy sự xuất hiện tên gọi là : Bi-TurboTwins – Turbo.

Bi-Turbo đúng như tên gọi của nó, hệ thống tăng áp này trang bị 2 Turbo tăng áp nhưng kích thước khác nhau. Khi di chuyển ở tốc độ thấp Turbo tăng áp nhỏ hoạt động, trong giai đoạn tăng tốc thì Turbo nhỏ và lớn đều hoạt động để tăng công suất động cơ và khi động cơ đã hoạt động ở chế độ ổn định rồi thì chỉ còn 1 Turbo tăng áp lớn hoạt động để duy trì tốc độ ô tô thôi.

Twins-Turbohệ thống tăng áp sử dụng 2 Turbo giống hệt nhau. Cũng tương tự như Bi-Turbo các Turbo tăng áp khí thải hoạt động lần lượt theo từng chế độ tải. Tuy nhiên, mỗi 1 dạng hệ thống Turbo này cũng sẽ có đặc điểm riêng của từng hệ thống và tùy theo điều kiện vận hành của ô tô (Xe cần tăng tốc nhanh, xe cần tốc độ tối đa cao,…).Các bác lấy về tìm hiểu thêm nhé.

Tăng áp siêu nạp Supercharge:

Động cơ trang bị công nghệ tăng áp siêu nạp trên ô tô Audi
Động cơ trang bị công nghệ tăng áp siêu nạp trên ô tô Audi

Còn một công nghệ tăng áp khí nạp nữa nhưng đây không sử dụng dòng khí thải. Công nghệ tăng áp nạp đó gọi là Tăng áp siêu nạp hay còn gọi là Supercharge. Công nghệ tăng áp này sử dụng một máy nén khí được dẫn động bởi trục khuỷu. Chính vì thế, động cơ sử dụng Supercharge này sẽ không bị hiện tượng Turbo Lag như sử dụng Turbo tăng áp nữa. Thế nhưng, việc sử dụng 1 máy nén dẫn động bởi trục khuỷu thì cần có 1 phần công của bánh đà đề nén khí nên hiệu suất động cơ không bằng so với Turbo tăng áp. Những công nghệ tăng áp siêu nạp hầu hết chỉ sử dụng trên các dòng xe sang hoặc các dòng xe thể thao là chính.

Cấu tạo chi tiết máy nén khí Supercharge trên ô tô Audi
Cấu tạo chi tiết máy nén khí Supercharge trên ô tô Audi

Tài liệu Cấu tạo Turbo tăng áp động cơ ô tô Audi phân tích cũng khá kỹ, các bác lấy về tìm hiểu thêm nhé

LINK DOWNLOAD:

Google Drive

Tài liệu liên quan:

Công nghệ tăng áp Turbo trên ô tô

Tài liệu BOSCH về Hệ thống nạp khí động cơ Diesel

Tổng quan cơ bản về động cơ xăng trang bị trên ô tô

Cấu tạo động cơ V6 TDI Biturbo của ô tô Audi

You might like

About the Author: Trần Tuấn Dũ

Xin chào các bạn, tôi là Trần Tuấn Dũ sinh năm 1997 và hiện đang là sinh viên nghành kỹ thuật ô tô của trường ĐH Bách Khoa TPHCM. Ngoài việc học hành, thì tôi có một sở thích đó là sưu tầm tài liệu chuyên nghành. Nhưng thời gian tôi có hạn và tôi cảm thấy là tôi không thể đọc hết được. Nhưng trong thời gian học tập và làm việc tại trường, tôi thấu hiểu cảm giác la lếch khắp Google để xin tài liệu. Nay tôi tạo Website này để hỗ trợ Anh/em đang học tập cũng như Anh/em đang làm trong nghề ô tô để tiết kiệm thời gian tìm kiếm tài liệu

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *