Mục lục:
- Supercharger – Tăng áp với dẫn động cơ học
- Supercharger – Nguyên lý hoạt động
- Kết hợp Turbocharger và Supercharger
- Turbocharger và Supercharger: Nguyên lý hoạt động
Supercharger – Tăng áp với dẫn động cơ học
Máy nén trục vít (máy tăng áp Root): Có thể bao gồm hai rotor bốn cánh, những cánh này được xoắn 160° (Hình dưới). Rotor được dẫn động liên tục từ động cơ qua một đai thang (dây cu-roa). Máy tăng áp cơ học này vận hành trong suốt phạm vi tốc độ quay.
Việc điều khiển tăng áp được thực hiện qua van tiết lưu chính và nắp vòng điều khiển bằng điện.
Nguyên lý hoạt động
Vận hành hút/vận hành tải từng phần
Trong trạng thái vận hành này, nắp đường vòng mở hoàn toàn (không điều tiết). Qua vị trí của van bướm ga chính do người lái đạp ga, những trạng thái vận hành được điều khiển. Lúc này một phần không khí do máy nén cung cấp được tải trở lại qua van bypass mở và được máy nén hút lại. Trong tình trạng tải này, không có hiện tượng tăng áp do máy nén vì động cơ tự hút lượng không khí cần thiết. Trong suốt giai đoạn tải một phần, có áp suất chân không trong toàn khu vực ống nạp kể cả nhóm rotor.
Vận hành tăng áp/vận hành tải toàn phần
Trong trạng thái vận hành này, nắp van bướm ga chính mở hầu như hoàn toàn. Việc điều chỉnh tải được thực hiện qua nắp bypass được kích hoạt bằng điện. Vị trí của Bypass valve được điều chỉnh điện tử bằng biểu đồ cài đặt sẵn trong thiết bị điều khiển.
Thí dụ khi tăng tốc, bướm ga chính được mở hoàn toàn do bàn đạp ga được ấn xuống, nắp bypass sẽ được đóng cùng một lúc (Hình dưới). Vì vậy lập tức tạo ra một áp suất nén trọn vẹn. Xe tăng tốc không bị trì hoãn đáng kể.
So sánh Supercharger và Turbocharger
Do áp suất nén được tạo nhanh nên có thể đạt được mô-men xoắn cao và phản ứng tốt ở những tốc độ quay thấp. Ngoài ra, việc tăng áp không cần đến sự can thiệp vào hệ thống khí thải của động cơ.
Tuy nhiên, một phần của công suất động cơ đạt được thêm (khoảng 1% đến 5%) phải dùng cho việc dẫn động máy nén tùy thuộc vào áp suất nén và tốc độ quay. Do đó những động cơ này tiêu thụ nhiên liệu cao hơn so với động cơ với turbo tăng áp khí thải (Turbocharger).
Kết hợp turbocharger và supercharger
Việc tăng áp được thực hiện qua một máy nén cơ học (supercharger) và một turbo tăng áp khí thái (turbocharger). 2 thiết bị này được lắp nối tiếp. Tùy theo tình trạng tải và phạm vi tốc độ quay, thiết bị điều khiển động cơ tính toán lượng không khí và áp suất nén cho mô-men cần thiết. Nó quyết định áp suất nén chỉ được tạo bởi turbocharger hoặc được kích hoạt thêm từ supercharger qua một bộ ly hợp điện từ.
Nguyên lý hoạt động
Vận hành liên tục máy nén cơ học ở tốc độ quay từ 500 v/ph đến 2.400 v/ph: Trong khu vực không tải và tải từng phần, động cơ trong tình trạng nạp khí tự nhiên (không tăng áp). Khi đó nắp điều khiển mở hoàn toàn. Máy nén cơ học (supercharger) được dẫn động liên tục qua đai cu-roa. Tùy theo tình trạng tải, áp suất nén của máy nén cơ học (supercharger) được đưa thêm vào qua việc đóng nắp điều khiển.
Phụ trợ chủ động của supercharger ở tốc độ quay từ 2.400 v/ph đến 3.500 v/ph: Trong phạm vi này, supercharger được kích hoạt khi có nhu cầu thông qua bộ ly hợp điện từ. Nếu cần thiết phải tăng tốc nhanh, thí dụ trong quá trình vượt xe khác, supercharger được kích hoạt thêm để đạt được áp suất nén cần thiết nhanh nhất có thể. Nếu chỉ có turbo tăng áp vận hành riêng rẽ trong phạm vi tốc độ quay này, việc tăng tốc sẽ bị trì hoãn (độ trễ turbo) do quán tính của tua bin tăng áp.
Tăng áp chỉ do turbocharger ở tốc độ quay trên 3.500 v/ph: Trong phạm vi này, nắp điều khiển hoàn toàn mở. Turbo tăng áp hoạt động một mình vì được thiết kế tối ưu cho tốc độ quay cao. Năng lượng khí thải đầy đủ trong mỗi tình trạng tải để tạo ra áp suất nén cần thiết. Áp suất nén qua van thoát được giới hạn ở mức 1 bar quá áp.
Đặc điểm
- Tính năng đáp ứng nhanh cả cho tốc độ quay thấp
- Mô-men xoắn cao ngay từ tốc độ quay không tải
- Khi tăng tốc không có hiện tượng trễ turbo vì supercharger được kích hoạt hỗ trợ
- Turbo tăng áp khí thải được thiết kế tối ưu cho phạm vi tốc độ quay cao.
Xem thêm:
