Tăng áp là gì?
Khi nói đến việc kết hợp hiệu suất với mức tiêu thụ nhiên liệu giảm, các kỹ sư gần như buộc phải lựa chọn động cơ turbo.
Bên ngoài bầu không khí loãng của thế giới siêu xe, nơi Lamborghini vẫn khẳng định rằng động cơ hút khí tự nhiên vẫn là cách sạch nhất và tốt nhất của Ý để tạo ra sức mạnh và tiếng ồn, thời kỳ của những chiếc xe không tăng áp đang dần kết thúc.
Ví dụ, không thể có được một chiếc Volkswagen Golf hút khí tự nhiên. Tất nhiên sau Dieselgate, điều này khó có thể thành vấn đề, vì không ai còn muốn chơi gôn nữa.
Tuy nhiên, thực tế vẫn là ô tô thành phố, xe gia đình, xe du lịch lớn và thậm chí một số siêu xe đang rời con tàu để hướng đến một tương lai lặn biển. Từ Ford Fiesta đến Ferrari 488, tương lai thuộc về cảm ứng cưỡng bức, một phần vì luật khí thải, nhưng cũng vì công nghệ đã phát triển nhảy vọt.
Đây là trường hợp tiết kiệm nhiên liệu động cơ nhỏ để lái êm ái và công suất động cơ lớn khi bạn muốn.
Khi nói đến việc kết hợp hiệu suất cao hơn với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn, các kỹ sư gần như buộc phải thiết kế động cơ mới nhất của họ với công nghệ tăng áp.
Làm thế nào một turbo có thể làm được nhiều hơn với ít hơn?
Tất cả phụ thuộc vào cách động cơ hoạt động, vì vậy chúng ta hãy nói một chút về kỹ thuật. Đối với động cơ xăng, tỷ lệ nhiên liệu không khí 14.7: 1 đảm bảo đốt cháy hoàn toàn mọi thứ trong xi-lanh. Bất kỳ nước trái cây nào nhiều hơn mức này là lãng phí nhiên liệu.
Trong động cơ hút khí tự nhiên, chân không một phần được tạo ra bởi piston đi xuống hút không khí vào xi lanh, sử dụng áp suất âm bên trong để hút không khí qua các van nạp. Đó là một cách dễ dàng để thực hiện mọi thứ, nhưng nó rất hạn chế về nguồn cung cấp không khí, giống như một người bị ngưng thở khi ngủ.
Trong động cơ tăng áp, cuốn sách quy tắc đã được viết lại. Thay vì dựa vào tác dụng chân không của pít-tông, động cơ tăng áp sử dụng bơm khí để đẩy không khí vào xi-lanh, giống như mặt nạ ngưng thở khi ngủ đẩy không khí lên mũi của bạn.
Mặc dù bộ tăng áp có thể nén không khí ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn lên tới 5 bar (72.5 psi), nhưng trên ô tô đường bộ, chúng thường hoạt động ở áp suất thoải mái hơn từ 0.5 đến 1 bar (7 đến 14 psi).
Kết quả thực tế là ở áp suất tăng 1 bar, động cơ nhận được lượng không khí gấp đôi so với khi được hút khí tự nhiên.
Điều này có nghĩa là bộ phận điều khiển động cơ có thể phun nhiên liệu nhiều gấp đôi mà vẫn duy trì tỷ lệ nhiên liệu không khí lý tưởng, tạo ra một vụ nổ lớn hơn nhiều.
Nhưng đó chỉ là một nửa thủ thuật của bộ tăng áp. Hãy so sánh động cơ hút khí tự nhiên 4.0 lít và động cơ tăng áp 2.0 lít với áp suất tăng 1 bar, giả sử rằng chúng giống hệt nhau về mặt công nghệ.
Động cơ 4.0 lít tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn ngay cả khi không tải và khi tải động cơ nhẹ, trong khi động cơ 2.0 lít tiêu thụ ít hơn nhiều. Sự khác biệt là ở mức ga mở rộng, động cơ tăng áp sẽ sử dụng lượng không khí và nhiên liệu tối đa có thể - gấp đôi so với động cơ hút khí tự nhiên có cùng dung tích, hoặc chính xác là động cơ hút khí tự nhiên 4.0 lít.
Điều này có nghĩa là động cơ tăng áp có thể chạy ở mọi nơi từ dung tích 2.0 lít ít ỏi đến bốn lít mạnh mẽ nhờ cảm ứng cưỡng bức.
Vì vậy, đó là trường hợp tiết kiệm nhiên liệu động cơ nhỏ để lái xe nhẹ nhàng và công suất động cơ lớn khi bạn muốn.
Đó là thông minh như thế nào?
Như được trang bị một viên đạn bạc kỹ thuật, bản thân bộ tăng áp đã rất khéo léo. Khi động cơ đang chạy, khí thải đi qua tuabin, khiến nó quay với tốc độ đáng kinh ngạc - thường từ 75,000 đến 150,000 lần mỗi phút.
Tua-bin được bắt vít vào máy nén khí, nghĩa là tua-bin quay càng nhanh thì máy nén quay càng nhanh, hút không khí trong lành vào động cơ.
Bộ tăng áp hoạt động theo quy mô trượt, tùy thuộc vào mức độ bạn nhấn bàn đạp ga. Ở chế độ không tải, không có đủ khí thải để tuabin đạt đến bất kỳ tốc độ có ý nghĩa nào, nhưng khi bạn tăng tốc, tuabin sẽ quay và tăng tốc.
Nếu bạn đẩy bằng chân phải, nhiều khí thải được tạo ra sẽ nén lượng không khí trong lành tối đa vào các xi lanh.
Vì vậy, những gì bắt được?
Tất nhiên, có một số lý do khiến tất cả chúng ta không lái những chiếc xe tăng áp trong nhiều năm, bắt đầu từ sự phức tạp.
Như bạn có thể tưởng tượng, việc chế tạo một thứ gì đó có thể quay với tốc độ 150,000 RPM ngày này qua ngày khác trong nhiều năm mà không phát nổ là điều không dễ dàng và nó đòi hỏi những bộ phận đắt tiền.
Tuabin cũng yêu cầu cung cấp dầu và nước chuyên dụng, điều này gây thêm căng thẳng cho hệ thống làm mát và bôi trơn của động cơ.
Khi không khí trong bộ tăng áp nóng lên, các nhà sản xuất cũng phải lắp đặt bộ làm mát giữa để hạ nhiệt độ của không khí đi vào xi-lanh. Không khí nóng ít đặc hơn không khí lạnh, làm mất đi lợi ích của bộ tăng áp và cũng có thể gây hư hỏng và kích nổ sớm hỗn hợp nhiên liệu / không khí.
Tất nhiên, khuyết điểm khét tiếng nhất của tăng áp là độ trễ. Như đã nói, bạn cần tăng tốc và tạo ra một ống xả để turbo bắt đầu tạo ra áp suất tăng có ý nghĩa, có nghĩa là những chiếc xe tăng áp đời đầu giống như một công tắc bị trễ - không có gì, không có gì, không có gì, MỌI THỨ.
Nhiều tiến bộ khác nhau trong công nghệ tuabin đã khắc phục được những đặc điểm tồi tệ nhất trong số các đặc điểm di chuyển chậm của những chiếc xe tăng áp đời đầu và xe Porsche, bao gồm các cánh điều chỉnh trong tuabin di chuyển dựa trên áp suất khí thải và các bộ phận nhẹ, ma sát thấp để giảm quán tính.
Chỉ có thể tìm thấy bước tiến thú vị nhất về tăng áp - ít nhất là hiện tại - ở các tay đua F1, nơi một động cơ điện nhỏ giữ cho turbo quay, giảm thời gian quay.
Tương tự, trong Giải vô địch đua xe thế giới, một hệ thống được gọi là chống trễ đổ hỗn hợp không khí / nhiên liệu trực tiếp vào ống xả phía trước bộ tăng áp. Nhiệt đường ống xả khiến nó phát nổ ngay cả khi không có bugi, tạo ra khí thải và giữ cho bộ tăng áp luôn sôi.
Nhưng những gì về động cơ diesel?
Khi nói đến tăng áp, động cơ diesel là một giống đặc biệt. Đây thực sự là một trường hợp thuận lợi, bởi vì nếu không có cảm ứng cưỡng bức, động cơ diesel sẽ không bao giờ phổ biến như chúng.
Động cơ diesel hút khí tự nhiên có thể cung cấp mô-men xoắn khá thấp, nhưng đó là nơi tài năng của họ kết thúc. Tuy nhiên, với cảm ứng cưỡng bức, động cơ diesel có thể tận dụng mô-men xoắn của chúng và tận hưởng những lợi ích tương tự như đối tác xăng của chúng.
Động cơ diesel được Tonka Tough chế tạo để chịu tải trọng và nhiệt độ khổng lồ bên trong, có nghĩa là chúng có thể dễ dàng xử lý áp suất tăng thêm của turbo.
Tất cả các động cơ diesel - hút khí tự nhiên và tăng áp - hoạt động bằng cách đốt cháy nhiên liệu trong không khí dư thừa trong một hệ thống gọi là hệ thống đốt nhẹ.
Thời điểm duy nhất động cơ diesel hút khí tự nhiên gần đạt được hỗn hợp không khí / nhiên liệu "lý tưởng" là ở mức ga tối đa khi các kim phun nhiên liệu mở rộng.
Vì nhiên liệu diesel ít bay hơi hơn xăng nên khi đốt cháy mà không có nhiều không khí, sẽ tạo ra một lượng rất lớn muội than, còn được gọi là các hạt diesel. Bằng cách nạp đầy không khí vào xi lanh, động cơ diesel có thể tránh được vấn đề này.
Vì vậy, trong khi tăng áp là một cải tiến đáng kinh ngạc đối với động cơ xăng, thì sự lật ngược thực sự của nó đã giúp động cơ diesel khỏi trở thành một di tích khói lửa. Mặc dù "Dieselgate" trong mọi trường hợp có thể khiến điều này xảy ra.
Bạn cảm thấy thế nào về thực tế là bộ tăng áp tìm được đường vào hầu hết các loại xe bốn bánh? Hãy cho chúng tôi trong các ý kiến dưới đây.
