[Video] Phân biệt nhanh các loại động cơ: hút khí tự nhiên, tăng áp, siêu nạp là gì?

Nếu bàn về cách thức để đưa luồng khí vào bên trong động cơ, có thể chia thành 3 loại động cơ khác nhau, bao gồm: động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp và siêu nạp. Vậy từng loại động cơ này có cách vận hành như thế nào thì mời các bạn theo dõi tiếp tục bài viết.

Động cơ hút khí tự nhiên

Động cơ hút khí tự nhiên là động cơ hút không khí vào bên trong buồng đốt trong điều kiện bình thường ở áp suất khí quyển. Càng nhiều không khí đi vào buồng đốt của động cơ thì càng có nhiều nhiên liệu, từ đó tạo ra nhiều công suất hơn. Khi xe tăng tốc, tốc độ dòng khí đi vào động cơ cũng tăng lên, giúp nó có khả năng tạo ra công suất cần thiết ở tốc độ cao hơn. Tất nhiên, trước khi đi vào bên trong buồng đốt, không khí hút từ bên ngoài vào cũng sẽ phải đi qua các bộ lọc này kia để đảm bảo không lẫn bụi bẩn hay những tập chất có thể ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Động cơ hút khí tự nhiên thường có dung tích xy-lanh lớn hơn để bù cho việc thiếu hụt công suất nếu so với các loại động cơ dùng cảm ứng cưỡng bức. Để gia tăng công suất, cách giải quyết thông thường sẽ là gia tăng số lượng xy-lanh, giúp cho thể thích của buồng đốt cũng lớn hơn. Đây cũng là một trong những nhược điểm của động cơ hút khí tự nhiên, nghĩa là nó gặp vấn đề với việc đảm bảo sự hiệu quả về công suất đầu ra.



Những ưu điểm của loại động cơ này có thể kể tới như dễ dàng hơn để bảo trì và sửa chữa, giảm chi phí phát triển và sản xuất hay ít có khả năng bị quá nhiệt. Ngoài ra, ưu điểm lớn nhất của động cơ hút khí tự nhiên, điều khiến cho nhiều nhà sản xuất siêu xe vẫn còn tin dùng kiểu động cơ này đó chính là nó không có độ trễ như động cơ sử dụng giải pháp cảm ứng cưỡng bức. Đồng thời, vì không bị tác động bởi hệ thống turbo, hệ thống xả của xe dùng động cơ này cũng tạo ra âm thanh phấn khích và tự nhiên hơn.

Động cơ tăng áp

Tăng áp tận dụng một phần khí thải của động cơ quay turbine nén khí và từ đó nó cung cấp được lượng không khí nhiều hơn vào động cơ so với kiểu hút khí tự nhiên truyền thống. Bộ phận tăng áp chỉ bắt đầu hoạt động (đưa khí nhiều hơn vào động cơ) khi động cơ xe đạt đến 1 vòng tua nhất định, hay chính xác hơn là lượng khí thải đủ nhiều để bắt đầu kéo được turbine nén khí.

Nhược điểm lớn nhất của động cơ tăng áp đó chính là độ trễ. Cho dù các hãng xe ngày nay đã ra sức thu nhỏ độ trễ đến mức thấp nhất nhưng vẫn không tránh khỏi sự thật đáng buồn là tăng áp luôn đi kèm với độ trễ. Những xe sử dụng động cơ tăng áp luôn có 2 đồ thị biểu diễn công suất và mô men khác nhau, và sự chênh lệch giữa giá trị của 2 biểu đồ này cho biết độ trễ chiếc xe đó ít hay nhiều.



Ferrari khi ra mắt chiếc siêu xe 488 GTB đã tự tin tuyên bố là chiếc xe này không hề có độ trễ (zero turbo lag) và thời gian đáp ứng tức thì (instantaneous response). Tuy nhiên sau đó hãng xe thể thao lừng danh của Ý cũng phải chịu tiết lộ sự thật chiếc siêu xe trang bị động cơ tăng áp kép, V8 4,3 lít cho công suất tối đa 660 mã lực này vẫn có độ trễ và nó ít hơn 1 giây. Con số độ trễ tăng áp chính xác của 488 GTB là 0,7 giây.

Đông cơ siêu nạp

Hệ thống siêu nạp gồm một turbin dẫn động bởi chính động năng của động cơ thông qua bánh đai nối trực tiếp với trục khuỷu (crankshaft). Giải pháp siêu nạp vượt trội hơn tăng áp ở chỗ là không có độ trễ. Do hệ thống tăng áp dùng lực từ khí thải của động cơ để kéo turbin nên turbin phải đạt đến 1 tốc độ nhất định thì mới bắt đầu nén khí vào buồng đốt. Và đó là lý do khiến hệ thống tăng áp có độ trễ cũng như không cho ra nhiều công suất bằng siêu nạp ở vòng tua thấp.

Trong khi đó, nhờ dẫn động trực tiếp nên hệ thống siêu nạp có khả năng hoạt động và đáp ứng ngay khi ở vòng tua thấp. Cơ chế hoạt động của hệ thống siêu nạp là nó sử dụng một bánh răng chuyển đổi tốc độ lên cao hơn. Ví dụ khi trục khuỷu động cơ đạt tốc độ quay tối đa 14.000 vòng/phút, thì những bánh răng chuyển đổi tốc độ này có vai trò đẩy turbin trong hệ thống siêu nạp lên tốc độ 130.000 vòng/phút và tạo ra một lực nén cực lớn có thể lên đến hơn 20 psi. Không khí được nén càng nhiều thì sẽ mang theo nhiều oxy hơn và khi đó ECU sẽ điều chỉnh lượng xăng bơm vào nhiều tương ứng để tạo ra một hỗn hợp cháy "giàu" hơn và thế là động cơ cho ra nhiều công suất hơn.



Nhược điểm của siêu nạp là nó gây thêm lực tải cho động cơ, thêm sức ép lên các chi tiết hộp số và bộ truyền động. Dễ hiểu hơn thì giải pháp siêu nạp thường gây mất một phần tương đối công suất của động cơ do phải tải thêm hệ thống hút khí cưỡng bức.

Tham khảo Wiki (1), (2), (3)