Turbo tăng áp là gì? Khái niệm, nguyên lý hoạt động và những điều cần lưu ý

Trong các dòng động cơ Diesel công nghiệp và máy phát điện hiện đại, công nghệ Turbo tăng áp (Turbocharger) nén thêm không khí vào buồng đốt, giúp động cơ sinh công mạnh mẽ hơn mà không cần tăng dung tích xi-lanh.

Trong bài viết này, Dianyo PowerGen sẽ giúp bạn hiểu rõ Turbo tăng áp là gì, nguyên lý hoạt động, những ưu điểm và lưu ý khi sử dụng động cơ có Turbo.

Turbo tăng áp là gì?

Turbo tăng áp (Turbocharger) là thiết bị nén khí được lắp đặt trên động cơ đốt trong, có nhiệm vụ tăng lượng không khí nạp vào buồng đốt, giúp đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn và tăng công suất đầu ra của động cơ mà không cần mở rộng dung tích xi-lanh.

Turbo tăng áp hoạt động dựa trên việc tận dụng năng lượng từ dòng khí thải để quay turbine, từ đó nén không khí nạp vào khoang đốt ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển (thường 0,4 – 0,5 at so với 1 at của môi trường). Từ đó, nhiên liệu được đốt cháy nhiều hơn trong cùng một chu kỳ hoạt động và hiệu suất vượt trội hơn tới 50%.

Cấu tạo của bộ Turbo tăng áp

Cấu tạo của bộ Turbo tăng áp gồm hai bộ phận chính là Tuabin (Turbine) và Bộ nén khí (Compressor):

• Tuabin: Được kết nối với đường ống xả của động cơ, sử dụng năng lượng từ luồng khí thải để quay với tốc độ rất cao (có thể lên tới hàng chục nghìn vòng/phút).

• Bộ nén khí: Gắn trên cùng trục với tuabin, hút không khí bên ngoài và nén lại trước khi đưa vào buồng đốt.

Khi không khí được nén ở áp suất cao hơn, nhiều oxy sẽ được cung cấp hơn cho quá trình đốt cháy, giúp động cơ sinh công mạnh hơn, tăng cao khả năng tối ưu hóa công suất mà vẫn đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu.

Ưu điểm của động cơ sử dụng Turbo tăng áp

Công nghệ Turbo tăng áp mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho cả ô tô, xe tải và động cơ máy phát điện dự phòng, bao gồm:

• Tăng công suất vận hành: Turbo giúp tăng 20% – 40% công suất so với động cơ thông thường có cùng dung tích xi-lanh.

• Tiết kiệm nhiên liệu: Nhờ tăng hiệu suất đốt cháy, động cơ turbo tiêu hao ít nhiên liệu hơn 10% – 15% so với động cơ không có turbo.

• Giảm khí thải: Quá trình đốt cháy hoàn toàn hơn giúp giảm lượng CO, HC, NOx giúp hạn chế ô nhiễm môi trường và đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải khắt khe của ngành công nghiệp

Những lưu ý khi sử dụng động cơ có Turbo tăng áp

Việc sử dụng và bảo dưỡng động cơ tăng áp Turbo đúng cách giúp duy trì hiệu suất, tuổi thọ và độ bền của bộ tăng áp. Dưới đây là những lưu ý kỹ thuật giúp người sử dụng vận hành an toàn và hiệu quả hơn.

Khởi động và làm nóng động cơ trước khi di chuyển

Khi khởi động, người dùng nên để động cơ nổ không tải trong 3 – 5 phút trước khi di chuyển giúp dầu bôi trơn và nước làm mát kịp thời lưu thông, bảo vệ trục và cánh quạt của bộ tăng áp khỏi ma sát khô. Ở điều kiện thời tiết lạnh, nên kéo dài thời gian chờ thêm 1–2 phút để nhiệt độ dầu đạt mức lý tưởng (80–95°C).

Không tắt động cơ ngay sau khi vận hành

Khi Turbo hoạt động, nhiệt độ của dầu và các chi tiết cơ khí tăng rất cao; nếu tắt máy ngay, dòng dầu bôi trơn ngừng chảy, khiến phần dầu còn lại trong ổ trục bị đốt cháy cục bộ, làm giảm chất lượng dầu và gây hại cho Turbo.

Trước khi tắt máy, giảm tốc độ di chuyển hoặc giảm tải dần trong vài phút, sau đó để động cơ nổ không tải thêm 2–3 phút để nhiệt độ hạ đều.

Các loại Turbo tăng áp phổ biến và những lỗi thường gặp

Mỗi loại Turbo tăng áp đều có ưu nhược điểm riêng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ bền và khả năng tiết kiệm nhiên liệu của động cơ.

Tăng áp đơn (Single Turbo)

Đây là loại Turbo tăng áp truyền thống được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt và bảo dưỡng. Turbo đơn có khả năng tăng công suất đáng kể cho các động cơ cỡ nhỏ, giúp động cơ nhỏ vẫn đạt được hiệu năng vượt trội. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động hiệu quả bị giới hạn, hiệu suất kém ở tốc độ thấp do hiện tượng Turbo Lag.

Tăng áp cuộn kép (Twin-Scroll Turbo)

Twin-Scroll Turbo có cấu tạo tương tự turbo đơn nhưng được chia thành hai đường ống tuabin riêng biệt, giúp tận dụng tối đa áp suất khí thải. Hiệu suất tốt ở dải vòng tua trung bình và thấp, tăng khả năng phản hồi của động cơ, giảm độ trễ tăng áp. Tuy nhiên, kết cấu phức tạp và chi phí cao hơn, yêu cầu kỹ thuật lắp đặt chính xác.

Tăng áp kép (Twin-Turbo hoặc Bi-Turbo)

Đây là hệ thống sử dụng hai bộ tăng áp hoạt động song song hoặc luân phiên, thường được trang bị trên các động cơ hiệu suất cao. Cung cấp công suất mạnh mẽ ở mọi dải vòng tua, khắc phục triệt để hiện tượng trễ Turbo, đảm bảo phản ứng nhanh khi tải thay đổi. Tuy nhiên, dòng này có cấu tạo phức tạp, chi phí bảo trì cao, đòi hỏi kỹ thuật viên có tay nghề cao khi lắp đặt và bảo dưỡng.

Những lỗi thường gặp ở hệ thống Turbo tăng áp

Bộ Turbo tăng áp hoạt động ở tốc độ quay rất cao (từ 50.000 – 200.000 vòng/phút) và trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt, nên việc phát sinh lỗi

Turbo bị chảy dầu

Sau thời gian dài sử dụng, động cơ kêu to hơn, hao dầu bất thường, khói xả có màu xanh, các đường dẫn dầu có thể bị mòn, nứt hoặc gioăng làm kín bị thoái hóa, dẫn đến rò rỉ dầu. Bạn cần thay dầu và kiểm tra thường xuyên.

Hư hỏng ống dẫn khí nén

Hệ thống ống dẫn khí nén (từ Turbo đến buồng đốt) thường làm bằng nhựa, cao su hoặc hợp kim. Khi hoạt động lâu dài, ống có thể nứt, gioăng hở hoặc đai kẹp lỏng, gây rò rỉ khí nén, gây ra hiện tượng lượng khí nạp vào buồng đốt giảm, động cơ yếu, tăng áp kém và hiệu suất giảm rõ rệt.

Ổ bi Turbo bị mòn

Bạc đạn (bi) trong Turbo giúp trục quay mượt mà ở tốc độ cực cao. Sau thời gian dài, nếu thiếu dầu bôi trơn hoặc dầu bị ô nhiễm, bi sẽ mòn nhanh chóng.

Kết luận

Công nghệ Turbo tăng áp không chỉ giúp tăng công suất và hiệu suất của động cơ, mà còn mang lại khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải đáng kể, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp như máy phát điện Diesel. Tuy nhiên, để khai thác tối đa lợi ích, người dùng cần lắp đặt đúng kỹ thuật và vận hành chuẩn.

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp động cơ hoặc máy phát điện công nghiệp trang bị Turbo tăng áp chính hãng, hãy liên hệ Dianyo PowerGen – đơn vị chuyên cung cấp máy phát điện nhập khẩu, hiệu suất cao, tiết kiệm nhiên liệu và đạt tiêu chuẩn quốc tế.