Tìm hiểu về động cơ siêu nạp supercharge

Động cơ siêu nạp supercharge giúp nạp nhiều nhiên liệu với tốc độ nhanh nhất có thể giúp động cơ hoạt động mạnh.

Ưu điểm

– Tăng cường mã lực: tương tự như hệ thống tăng áp, việc bổ sung siêu nạp vào bất cứ động cơ nào cũng là giải pháp nhanh nhất để tăng công suất cho xe.

– Không có hiện tượng trễ: Ưu thế lớn nhất của các hệ thống siêu nạp so với tăng áp chính là việc không hề có độ trễ. Nói cách khác, sức mạnh tăng cường xuất hiện trên toàn dải tua máy bởi hệ thống siêu nạp vận hành dựa trên trục khuỷu động cơ (crankshaft) thay vì khí thải như tăng áp.

– Hiệu suất cải thiện ngay ở tua máy thấp: Đây là một lợi thế rất hữu ích đối với các mẫu xe đô thị, SUV… do thường xuyên di chuyển hoặc đòi hỏi lực kéo lớn tại tua máy thấp.

– Chi phí rẻ: Hệ thống siêu nạp được xem như giải pháp “ngon, bổ, rẻ” cho việc tăng công suất động cơ.

Nhược điểm

– Hiệu quả mang lại kém hơn tăng áp: nhược điểm lớn nhất của hệ thống siêu nạp là nó tiêu tốn công suất của động cơ để… tạo thêm công suất. Lý do là bởi thiết kế chạy dựa trên dây đai kết nối với trục khuỷu – tương tự như việc bạn chạy một máy bơm bằng một máy bơm khác. Với kết cấu như vậy, không có gì đáng ngạc nhiên khi hiệu suất của các hệ thống siêu nạp kém hơn rất nhiều so với tăng áp.

– Độ tin cậy: Toàn bộ các hệ thống nạp cưỡng bức như tăng áp hay siêu nạp đều buộc những bộ phận bên trong động cơ vận hành ở áp suất và nhiệt độ cao hơn khá nhiều – điều sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới tuổi thọ nói chung của chúng. Chính vì thế, nếu bạn muốn “độ” lại động cơ xe của mình, hãy xem xét tổng thể mọi thành phần của nó thay vì chỉ đơn thuần là lắp thêm hệ thống siêu nạp và vẫn giữ nguyên bản các phụ tùng gốc. Trong số các loại động cơ hiện nay, siêu nạp được xem là bạn đồng hành lý tưởng với các loại V8 dung tích lớn bởi hiệu suất tăng thêm là rất đáng kể.

Cơ chế hoạt động

Lợi ích khác của tăng áp là chúng tạo ra độ xoáy cao khi nén không khí vào xylanh. Chính hiệu ứng xoáy này giúp không khí được trộn đều với nhiên liệu đốt làm tăng khả năng chúng được đốt cháy hoàn toàn. Chính vì thế, các động cơ phun nhiên liệu trực tiếp thường sử dụng tăng áp để cải thiện chu trình đốt trong xylanh.

Do không khí bị nén, chúng trở nên nóng hơn và giảm bớt tỷ trọng, điều này cũng có nghĩa là không khí sẽ không nở nhiều khi xảy ra phản ứng nổ trong xylanh. Không khí nóng cũng chứa ít ôxy hơn, và vì thế sức mạnh của động cơ cũng sẽ giảm bớt. Để khắc phục nhược điểm này người ta sử dụng một hệ thống làm mát trung gian gọi là Intercooler vốn thường xuyên được kết hợp với tăng áp. Hầu hết Intercooler là các hệ thống làm mát bằng không khí.

Ở những hệ thống này, dòng khí nén sẽ buộc phải đi qua một cụm trao đổi nhiệt giống như bộ tản nhiệt và được làm mát nhờ nhiệt độ không khí bên ngoài. Intercooler còn có loại làm mát bằng chất lỏng, theo đó chất lỏng làm mát được bơm qua một phần của hộp trao đổi nhiệt để làm mát luồng không khí nén ở bên trong. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoạt động ổn định hơn vì chúng không phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ của môi trường, tuy nhiên hệ thống này lại phức tạp và vì thế hầu hết các nhà sản xuất đều sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí.

Xem thêm: Trang bị kiến thức về động cơ tăng áp của ô tô

Nói tóm lại, động cơ tăng áp cho phép đưa nhiều hỗn hợp nhiên liệu đốt hơn vào xylanh, vì thế tạo ra sức mạnh lớn hơn trong mỗi chu kỳ nổ. Điều này cho phép các nhà sản xuất có thể sử dụng động cơ 4 xylanh để tạo ra công suất của một động cơ 6 xylanh và qua đó tiết kiệm lượng nhiên liệu tiêu thụ. Theo tính toán, turbocharge có thể cải thiện hiệu suất của một động cơ thông thường thêm 20%, và vì thế, hiện nay các nhà sản xuất ôtô trên thế giới đang tích cực ứng dụng công nghệ turbo trong động cơ hiện đại. Tuy nhiên, do động cơ tăng áp tạo ra công suất lớn hơn trên một đơn vị dung tích, các chi tiết trong động cơ vì thế cũng cần phải bền hơn để có thể chịu đựng được ứng suất cao hơn.

Với kiểu tăng áp supercharge, một dây cuaroa sẽ kết nối với trục khuỷu động cơ nhằm cung cấp lực cho tăng áp. Với trường hợp này, tăng áp được gọi là hệ thống kí sinh và có thể thấy trên thực tế động cơ sẽ mất đi sức mạnh do truyền lực cho hệ thống nén khí.

Tuy vậy, khi kết nối với trục khuỷu trực tiếp, công suất gia tăng sẽ sinh ra liên tục ở mọi tốc độ tua của động cơ, vì vậy supercharge sẽ không có hiện tượng trễ như turbocharge. Loại tăng áp Supercharge dễ lắp đặt hơn so với turbocharge nhưng lại có giá thành đắt hơn. Vì thế, turbocharge được nhà sản xuất ứng dụng nhiều hơn.

Loại tăng áp Supercharge có thể xoay với tốc độ từ 50.000 đến 65.000 vòng/phút (rpm). Và ở tốc độ 50.000 rpm, thì áp suất sẽ tăng thêm là từ 6 đến 9 psi.

Supercharger thường được ứng dụng trên những mẫu xe cơ bắp Mỹ

Cập nhật lúc

Tác giả : NGUYEN KIM OANH