Động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp và siêu nạp là gì? ưu, nhược điểm ra sao? cách đơn giản để phân biệt

[North2000]

Động cơ trên xe ô tô hiện nay khá đa dạng với nhiều loại khác nhau bao gồm hút khí tự nhiên, tăng áp turbo và siêu nạp Supercharger. Vậy các loại động cơ này có cấu tạo và cách hoạt động cơ bản như thế nào? Ưu và nhược điểm của chúng ra sao? Loại xe nào đang sử dụng và cách đơn giản để phân biệt thế nào?

Mục Lục

1. Động cơ hút khí tự niên​

​

​

1.1 Động cơ hút khí tự nhiên là gì?​

​

1.2 Ưu điểm của động cơ hút khí tự nhiên​

1.3 Nhược điểm của động cơ hút khí tự nhiên​

1.4 Các loại xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên phổ biến tại Việt Nam​

​

2. Đông cơ tăng áp (Turbo)

2.1 Động cơ tăng áp là gì?​

2.2 Ưu điểm của động cơ tăng áp​

2.3 Nhược điểm của động cơ tăng áp​

2.4 Các loại xe sử dụng động cơ tăng áp phổ biến tại Việt Nam​

​

3. Động cơ siêu nạp (Supercharger)

3.1 Động cơ siêu nạp là gì?​

3.2 Động cơ siêu nạp và tăng áp giống và khác nhau ra sao?​

3.3 Ưu điểm của động cơ siêu nạp​

3.4 Nhược điểm của động cơ siêu nạp​

3.5 Các loại xe sử dụng động cơ siêu nạp phổ biến tại Việt Nam​

​

4. Cách phân biệt xe lắp động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp và siêu nạp

5. Nên chọn động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp hay siêu nạp?

1. Động cơ hút khí tự nhiên​

​

1.1 Động cơ hút khí tự nhiên là gì?​

Động cơ hút khí tự nhiên là loại động cơ rất phổ biến trên xe sử dụng động cơ xăng. Như tên gọi, động cơ nạp khí tự nhiên hoạt động bằng cách hút không khí vào bên trong buồng đốt ở kỳ nạp trong điều kiện áp suất khí quyển bình thường.

Cụ thể hơn, ở kỳ nạp, khi piston di chuyển theo kiểu tịnh tiến xuống dưới và tạo ra áp suất chân không, áp suất chân không sẽ hút hỗn hợp nhiên liệu đi vào xi lanh thông qua đường nạp của động cơ. Không khí đi vào bên trong buồng đốt một cách tự nhiên. Nói cách khác, động cơ hút tự nhiên không sử dụng bất cứ hệ thống nào trong hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí, để đưa thêm không khí vào bên trong buồng đốt.
​

Động cơ V10 dung tích 5.0L hút khí tự nhiên (S85) của BMW​

Vì hút khí tự nhiên không có hệ thống nạp khí cưỡng bức, nên động cơ hút khí tự nhiên luôn cần nhiều xi lanh hơn và dung tích xi lanh hơn để chứa hỗn hoà khí. Cụ thể sau kỳ nạp, ở kỳ nổ piston di chuyển tịnh/tiến đến gần điểm chết trên thì bugi đánh lửa (động cơ xăng) hoặc tự cháy (động cơ diesel) tạo ra áp suất để đẩy piston đi xuống và sinh công. Đối với động cơ hút khí tự nhiên, thì dung tích xi lanh càng lớn thì công suất của động cơ càng cao.​

1.2 Ưu điểm của động cơ hút khí tự nhiên​

Xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên thường bền bỉ và ít hỏng vặt​

Ưu điểm của động cơ hút khí tự nhiên nằm ở việc dễ dàng hơn để bảo trì và sửa chữa, chi phí sửa chữa thay thế thấp. Giảm chi phí phát triển và sản xuất. Độ bền và độ tin cậy cao, ít hỏng vặt do dùng ít bộ phận. Phản ứng ga nhanh nhạy hơn, do không có độ trễ turbo. Động cơ ít khi bị quá nhiệt. Âm thanh động cơ hấp dẫn hơn, đặc biệt là những động cơ V8 hút khí tự nhiên.
​

1.3 Nhược điểm của động cơ hút khí tự nhiên​

Nhược điểm của động cơ hút khí tự nhiên nằm ở giảm hiệu quả, giảm tỷ lệ công suất trên trọng lượng. Dung tích lớn chịu nhiều thuế đối với xe nhập khẩu.​

1.4 Các loại xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên phổ biến tại Việt Nam​

Động cơ hút tự nhiên là loại động cơ cực kỳ phổ biến trên xe sử dụng động cơ xăng, chúng ta rất dễ tìm thấy một mẫu xe sử dụng động cơ này. Cụ thể, động cơ hút tự nhiên được lắp trên các mẫu xe quen thuộc, từ hạng A giá rẻ như VinFast Fadil (4cy 1.4L), Hyundai Grand i10 (4cyl 1.2L), cho đến SUV Toyota Fortuner (V6 4.0L và 4cyl 2.7L), xe sedan như Toyota Camry (4cyl 2.0 và 2.5L), xe thể thao như Ford Mustang (bản GT V8 5.0L) cho đến xe sang như Lexus LX 570 (V8 5.7L) và hơn nữa.​

2. Động cơ tăng áp (Turbo)​

​

2.1 Động cơ tăng áp là gì?​

Có tên gọi là động cơ tăng áp vì động cơ này sử dụng hệ thống nạp khí cưỡng bức vào buồng đốt động cơ, cho phép động cơ có nhiều không khí đi vào ở áp suất cao hơn. Bộ phận nạp khí cưỡng bức đó có tên gọi là “turbo”. Nhờ sử dụng hệ thống nạp khí cưỡng bức, động cơ có công suất mạnh hơn mà không cần phải tăng số lượng và dung tích xi lanh.

Bộ tăng áp được tạo thành từ hai bộ phần riêng biệt bao gồm: tuabin (mặt nóng; hot side) và bộ nén (mặt lạnh hay gọi là máy bơm cho dễ hiểu; cold side). Trong đó, đầu nén (cold side) thường được làm từ nhôm. Đầu tuabin (hot side) được làm từ gang hoặc thép không gỉ và có thể đạt nhiệt độ cao lên đến 1000 độ C.

Đầu tuabin (hot side) được gắn chỗ đường khí thải, khi khí thải đi qua sẽ làm quay cánh tuabin với tốc độ lên đến 280.000 vòng/phút. Trục tuabin đồng trục với máy bơm (nén khí), theo đó máy bơm sẽ hút không khí tự nhiên từ lọc gió. Sau đó khí nén mang áp suất cao, bị gia nhiệt nên không khí sẽ nóng. Chính vì thế, không khí sẽ đi qua một hệ thống giải nhiệt khí nạp (intercooler). Sau đó không khí sẽ truyền vào hệ thống khí nạp đi vào buồng đốt động cơ.
​

Van xả - cục xì (blow off valve) làm giảm độ trễ turbo​

Để không khí mang áp suất phù hợp với sức chịu đựng và mục đích sử dụng của động cơ và nhiên liệu (tránh bị kích nổ), nên động cơ tăng áp luôn có hệ thống điều áp. Hệ thống điều áp bao gồm 2 bộ phận chủ yếu gồm van thải (waste gate) dùng để điều áp turbo, làm chậm áp turbo. Bên cạnh van xả cục xì (blow off valve) làm giảm độ trễ turbo khi người lái thòng ga, hai van này được điều khiển bằng ECU.

Động cơ tăng áp đơn sử dụng một turbo gọi là (single turbo) bao gồm cả tăng áp cuộn đôi/tăng áp cổng nạp kép (twin-scroll Turbo). Động cơ tăng áp sử dụng 2 turbo gọi là tăng áp kép (Twin-Turbo/Bi Turbo), thậm chí lên đến 4 turbo (Quad turbo) như dòng siêu xe Bugatti Chiron/Veyron máy W12 6.0L Quad turbo. Tất cả tùy thuộc vào loại hình động cơ và mục đích sử dụng.
​

2.2 Ưu điểm của động cơ tăng áp​

Chiếc Nissan Skyline GT-R (R34) độ 1.500 mã lực ​

Ưu điểm của động cơ tăng áp ở việc tăng sức mạnh cho động cơ dung tích thấp và ít xy-lanh, tăng hiệu suất và tối ưu sức mạnh cho động cơ theo mong muốn. Ở các mẫu xe phổ thông, hệ thống tăng áp còn giúp xe tiết kiệm nhiên liệu.​

2.3 Nhược điểm của động cơ tăng áp​

Nhược điểm của tăng áp nằm ở kết cấu phức tạp nhiều bộ phận, chi phí sửa chữa thay thế cao, có độ trễ turbo (đối với xe sử dụng turbo đơn).​

2.4 Các loại xe sử dụng động cơ tăng áp phổ biến tại Việt Nam​

Động cơ tăng áp là loại động cơ cực kỳ phổ biến trên xe sử dụng động cơ xăng và luôn có mặt trên các mẫu xe lắp động cơ dầu. Chúng ta rất dễ tìm thấy một mẫu xe sử dụng động cơ tăng áp này. Cụ thể, động cơ tăng áp sử dụng trên xe máy dầu gồm: bán tải Ford Ranger Raptor (2.0L tăng áp kép), SUV Toyota Fortuner (2.4L tăng áp đơn). Cho đến các dòng xe máy tăng từ xe giá rẻ như Nissan Almera 2021 (3cyl 1.0L tăng áp đơn) cho đến xe sang BMW 320i (4cy 2.0L tăng áp cổng nạp kép twin-scroll Turbo) và thậm chí là mẫu SUV sang Mercedes GLS600 Maybach và hơn nữa.

3. Động cơ siêu nạp (Supercharger)​

​

3.1 Động cơ siêu nạp Supercharger là gì?​

Động cơ siêu nạp cũng sử dụng hệ thống nạp khí cưỡng bức vào động cơ. Khác với động cơ turbo, động cơ siêu nạp sử dụng hệ thống nạp khí cưỡng bức vào động cơ được dẫn động bởi trục khuỷu của động cơ. Bộ phận này có tên gọi là Superchargers hay còn gọi là siêu nạp.​

3.2 Động cơ siêu nạp Supercharger và động cơ tăng áp giống và khác nhau ra sao?​

Về cơ bản siêu nạp và tăng áp đều là hai công nghệ nạp khí cưỡng bức vào buồng đốt, nó cho phép động cơ của xe tạo ra nhiều công suất hơn so với động cơ hút khí tự nhiên thông thường với dung tích tương đương.

Tuy nhiên, giữa hệ thống siêu nạp và hệ thống tăng áp (turbo) có sự khác biệt về cấu tạo và cách hoạt động. Về cơ bản, động cơ siêu nạp được dẫn động bằng trục khuỷu thông qua bộ phận dây đai, trục hoặc xích, nói cách khác là dẫn động cơ học. Trong khi bộ tăng áp lấy năng lượng từ tuabin được tạo bởi luồng khí thải của động cơ.​

Hệ thống siêu nạp có thể cung cấp khí nạp cưỡng bức ngay lập tức ở tốc độ động cơ thấp, mà không có bất kỳ độ trễ nào. Hệ thống nạp khí cưỡng bức của hệ thống siêu nạp thúc đẩy nạp thêm nhiều nhiên liệu hơn và làm tăng công suất của động cơ. Đổi lại, hiệu suất của động cơ sẽ giảm, tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn do bộ siêu nạp sử dụng công suất động cơ tạo ra ở trục khuỷu để tạo ra công suất động cơ.​

3.3 Ưu điểm của động cơ siêu nạp​

Ưu điểm của hệ thống siêu nạp là để giúp tăng công suất động cơ mạnh mẽ và không có độ trễ turbo. Dễ độ vào các mẫu xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên sẵn có, ví dụ như BMW M3 đời cũ dùng động cơ V8 dung tích 4.0L hút khí tự nhiên có thể độ hệ thống siêu nạp này.
​

BMW M3 độ siêu nạp (supercharger) đầu tiên tại VN​

3.4 Nhược điểm của động cơ siêu nạp ​

Nhược điểm của động cơ siêu nạp nằm ở hao tốn nhiều nhiên liệu, xe sử dụng động cơ này thường có giá đắt đỏ. Chi phí bảo dưỡng sửa chữa và thay thế cao, do kết cấu siêu nạp cần có nhiều bộ phận và tuổi thọ của các chi tiết sẽ bị giảm nhiều sau một thời gian dài sử dụng.​

3.5 Các loại xe sử dụng động cơ siêu nạp Supercharger phổ biến tại Việt Nam​

Động cơ siêu nạp ít phổ biến như động cơ tăng áp turbo và động cơ hút khí tự nhiên. Thật không dễ dàng để tìm thấy một mẫu xe sử dụng động cơ siêu nạp này trên đường, nhất là ở Việt Nam. Tuy nhiên, có một số dòng xe sử dụng động cơ này mà chúng ta sẽ thấy ở Việt Nam như: mẫu SUV Range Rover phiên bản máy V8 5.0L siêu nạp, cho đến các mẫu xe cơ bắp Mỹ như Ford Mustang Shelby GT500 (Supercharged 5.2L V8)​

4. Cách phân biệt xe lắp động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp và siêu nạp​

Để phân biệt xe được xe lắp động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp và siêu nạp dựa vào quan sát bên ngoài, người xem cần có một kiến thức nhất định về dòng xe, phiên bản. Trên thực tế, các hãng xe thường thể hiện hệ thống nạp khí qua các chi tiết như tên gọi phiên bản, ví dụ như Ford Ranger Wildtrak 2.0 Biturbo hay Nissan Almera turbo.

Tuy nhiên, không phải xe nào cũng thể hiện trên tên gọi hay gắn tem “mác” ở ngoại thất. Ví dụ dòng Mercedes-Benz C300 AMG dùng động cơ 2.0L tăng áp, nhưng nó không có tem “mác” bên ngoài ngoại thất.
​

Động cơ tăng áp Turbo của Honda Civic
​

Nếu có kiến thức về động cơ, người xem có thể biết được khi quan sát khoang động cơ. Đơn giản nhất, người xem nên tra cứu tên phiên bản dòng xe dựa trên bảng thông số kỹ thuật để nắm bắt thông tin.

5. Nên chọn động cơ hút khí tự nhiên, tăng áp hay siêu nạp?​

Động cơ hút khí tự nhiên, sử dụng hệ thống tăng áp và siêu nạp đều có ưu điểm và nhược riêng để phù hợp với mục đích sử dụng của từng dòng xe mà nhà sản xuất đưa ra. Do đó, việc lựa chọn mẫu xe lắp động cơ nạp khí tự nhiên, sử dụng hệ thống tăng áp và siêu nạp còn tùy thuộc vào sở thích và nhu cầu sử dụng từ người dùng.

>>> Xem thêm​

• Các hệ thống dẫn động phổ biến trên xe hơi hiện nay: hiểu đơn giản và áp dụng thực tế khi lái xe​

• Dẫn động cầu trước trên xe hơi: vì sao phổ biến trên xe phổ thông?​

• Hệ dẫn động 4 bánh 4WD là gì? Vì sao ngày càng ít xe sử dụng 4WD?​

• Hệ dẫn động bốn bánh AWD là gì? ưu, nhược điểm ra sao và vì sao ngày càn phổ biến trên xe hơi?​

Các bác thích động cơ nào? vì sao? hãy chia sẻ để cùng thảo luận!​

 

[tranthequan]

ông nào viết bài này ẩu sợ

 

[North2000]

ông nào viết bài này ẩu sợ

Chỗ nào vậy bác?

 

[tranthequan]

Chỗ nào vậy bác?

nãy bác để hình camry làm ví dụ minh họa cho động cơ turbo

với lại :
Van xả - cục xì (blow off valve) làm giảm độ trễ turbo
<= cái này là hổng phải nè

 

[thanhlam1911]

Bài viết giúp chúng ta hình dung tổng quan về hệ thống nạp khí động cơ. Nếu đi chi tiết hơn mỗi loại đặc biệt là phần Turbo thì có rất nhiều loại lúc đó sẽ tuyệt vời hơn nhiều.

 

[North2000]

nãy bác để hình camry làm ví dụ minh họa cho động cơ turbo

với lại :
Van xả - cục xì (blow off valve) làm giảm độ trễ turbo
<= cái này là hổng phải nè

Bác đang đạp > bác thòng ra, turbo nó đang nạp khí khi vô, bác nhả chân ga ra bướm ga nó đóng lại, khí nạp đội lại turbo > vô cánh turbo rồi nó có bị trễ khi bác đạp lại không? Không có blow off v đang nạp và nhả chân thì không phải nó đội lại làm turbo bị trễ à?

 

[Tuandta]

Bài viết quá hữu ích. Cảm ơn Mod.

 

[sonk4]

Thấy trên hình minh hoạ anh để hot side/ cold side
Mà lúc viết lại có " s" , chưa hiểu lắm vì tiếng tây mình cũng bì bõm

 

[Shjnes]

nãy bác để hình camry làm ví dụ minh họa cho động cơ turbo

với lại :
Van xả - cục xì (blow off valve) làm giảm độ trễ turbo
<= cái này là hổng phải nè

Cho wa CCM tuning cập nhật thông lại. Haha

 

[Perenco]

Khoan nhe.
Theo bài:
Động cơ turbo đơn thì độ trễ turbo có.
Vậy là turbo kép thì không còn độ trễ, và có được như khí tự nhiên không?
Động cơ siêu nạp thì bảo là không có độ trễ, vậy là nó sẽ được y như hút khí tự nhiên đạp ga ào lên nhanh chóng?
Siêu nạp chỉ hay thấy trên mấy chiếc Jaguar, còn lại thấy ít hãng làm.
Các bác chỉ hộ em cái.