Điều gì thu hút các công ty vào cuộc đua tốn kém này?
[pagebreak][/pagebreak]
Theo Audi, hệ thống turbo tăng áp điện nâng cao hiệu suất động cơ từ 15 đến 20%
Các kỹ sư của Audi giải thích:
Turbo tăng áp truyền thống (turbocharger) giống như cây đàn guitar thùng sử dụng rung động không khí trong thùng đàn để tạo ra hiện tượng cộng hưởng nhằm phát ra âm thanh trầm bổng. Một turbo tăng áp điện giống như đàn guitar điện, cung cấp những âm thanh réo rắt nhưng được nâng lên một tầm cao mới bởi bộ khuếch đại âm thanh điện tử.
Luồng không khí áp suất cao do turbo tăng áp điện cung cấp có thể đễ dàng điều chỉnh về cả 2 mặt: áp suất và thời lượng đáp ứng đúng nhu cầu của động cơ vào từng thời điểm.
Một hệ thống turbo tăng áp điện bao gồm turbin thu hồi năng lượng từ luồng khí thải và biến năng lượng này thành điện năng để cung cấp cho turbo điện. Theo Audi turbo tăng áp điện sẽ nâng hiệu suất động cơ thêm 15-20%. Hệ thống này cũng loại trừ được thời gian trễ, là thời gian tính từ lúc đạp chân ga cho đến khi động cơ nhận được khí tăng áp từ turbo để tăng tốc. Đối với turbo tăng áp điện, thời gian này chỉ 1/4 giây.
Mới đây, Audi đã kiểm chứng tính ưu việt của turbo tăng áp điện qua mẫu xe thử nghiệm RS5 và A6.
Trung tâm thí nghiệm của VW cho biết, turbo điện sẽ được áp dụng cho SQ7 vào năm 2016. Điều này giúp cho SQ7 trở thành chiếc xe đầu tiên trên thế giới được trang bị tăng áp điện và chắc chắn sau đó sẽ đến lượt những kiểu mẫu Audi khác.
Phân biệt turbo tăng áp điện với turbo tăng áp và siêu nạp điện
Hiện thời để tăng hệ số nạp và oxy cho phản ứng cháy nổ nhằm tăng hiệu suất động cơ, các nhà sản xuất ô tô sử dụng turbo tăng áp (turbocharger) hoặc siêu nạp còn được gọi là siêu tăng áp (supercharger).
Turbocharger (turbo tăng áp): Gồm 2 "quạt" ly tâm đồng trục: turbin và turbo.Trục turbin quay khi tiếp nhận động năng của khí xả và làm quay trục turbo. Turbo có nhiệm vụ của một máy nén khí, hút khí trời cung cấp không khí áp suất cao cho động cơ. Nhược điểm của turbocharger là thời gian trễ, cung cấp không khí nén không kịp thời khi mới tăng ga. Khiến động cơ hao tốn nhiều nhiên liệu, không đạt được mô men xoắn cao khi xe mới khởi hành.
Supercharger (siêu nạp): Không sử dụng khí thoát làm động lực. Động lực để turbo hoạt động được cung cấp từ trục khuỷu của động cơ qua dây cu-roa, vòng quay được biến đổi qua hệ thống pu-li do vậy có thể quay nhanh hơn trục khuỷu nhiều lần nên cung cấp đủ áp suất không khí cần thiết cho hoạt động của động cơ. Để supercharger hoạt động linh hoạt theo nhu cầu của động cơ từng thời điểm, một số nhà sản xuất đã thay supercharger chạy bằng lực của trục khuỷu bằng turbo chạy bằng động cơ điện, được đặt tên là siêu nạp điện (supercharger electric). Nhược điểm của supercharer electric là không tận dụng được động năng của khí xả như turbocharger để tiết kiệm nhiên liệu.
Electric turbocharger (turbo tăng áp điện) còn được gọi là hybrid turbocharger (turbo tăng áp lai) tích hợp cả công nghệ của turbocharger lẫn supercharger electric.
Giống như turbocharger, hệ thống electric turbocharger có 1 turbin. Nhưng turbin của electric turbocharger cung cấp động năng để chạy máy phát điện, nguồn điện này sẽ cung cấp năng lượng cho turbo nén khí chạy điện (superchager electric).
Cấu tạo và nguyên lý vận hành Hệ thống Electric turbocharger có 2 phần tách biệt. Một là turbin phát điện và phần thứ 2 là turbo nén khí chạy điện (supercharger electric).
Turbin phát điện cấu tạo tương tự như turbin thủy lực của các nhà máy thủy điện hay turbin gió phát điện. Nhưng máy phát điện trong hệ thống Electric turbocharger sử dụng nam châm vĩnh cửu và có thể đạt vòng quay cực nhanh 120.000 vòng /phút. Với vận tốc quay này, 98,5 % động năng từ turbin sẽ được biến thành điện năng.
Tuy nhiên nam châm vĩnh cửu của máy phát điện không hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cao, do vậy không thể kết nối trực tiếp máy phát điện với turbin khí vốn luôn bị nung nóng bởi luồng khí xả. Để hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ cao từ turbin, các nhà nghiên cứu đã kéo dài trục kết nối turbin với máy phát điện. Audi và một số nhà sản xuất chọn giải pháp đặt giữa turbin và máy phát điện một turbo nén khí. Turbo nén khí này vừa làm nhiệm vụ cách nhiệt vừa cung cấp thêm không khí áp suất cao cho động cơ.
turbin turbo generator
Như vậy hệ thống Electric turbocharger có thể có đến 2 turbo nén khí, một turbo chạy bằng động lực của turbin, một turbo nằm tách biệt chạy bằng điện (supercharger electric).
Khi tăng tốc, nhờ nguồn điện từ pin sạc, supercharger electric có thể tăng từ 40 vòng lên 120.000 vòng/phút trong thời gian không đến nửa giây.
Khi xe chạy ở tốc độ ổn định, nguồn điện cung cấp cho turbo nén khí dư thừa sẽ được nạp vào pin sạc để sử dụng khi cần thiết.
Theo Audi, những xe trang bị động cơ TDI V6 với turbo tăng áp thông thường sản sinh 240 mã lực và 428 lb-ft mô men xoắn tăng tốc từ 0-96 km/h trong vòng 5,5 giây. Khi trang bị hệ thống electric turbocharger, chiếc A6 đã sản sinh công suất cực đại 326 mã lực và 479 lb-ft mô men xoắn. Còn chiếc RS5 sử dụng turbo kép tương đương electric turbo giúp xe tăng tốc từ 0-100 km/h chỉ trong vòng 4 giây.
Audi cũng tiết lộ để phát huy tối đa ưu điểm của hệ thống Electric turbocharger điện 12 V được chuyển thành hệ thống điện 48 V. Nguồn điện 48 V phù hợp với nhiều thiết bị của hệ thống động cơ hybrid. Nếu máy nén khí điện của Electric turbocharger sử dụng điện áp 12 Volt thì cường độ dòng điện đòi hỏi là 583 Ampere nhưng nếu nâng điện áp hoạt động lên 48 volt thì cường độ dòng điện chỉ còn 145 Ampere. Audi không nâng hiệu điện thế vận hành cao hơn mức này vì có thể gây nguy hiểm cho người sử dụng nếu bị rò rỉ.
Hầu như tất cả các nhà sản xuất ô tô toàn cầu đều có mặt trong cuộc đua công nghệ Electric turbocharger và đều đã có những phiên bản xe thử nghiệm. Nhưng chỉ mới có Audi tuyên bố chắc chắn thời hạn ra mắt xe thương mại trang bị công nghệ này vào năm 2016.
(theo autoblog - wikipedia)
Chỉnh sửa cuối:
Chủ đề tương tự
Ngày đăng:
