Khi quảng cáo xe sử dụng động cơ tăng áp (turbo), tiết kiệm nhiên liệu là một trong những ưu điểm chính thường được các nhà sản xuất nhắc đến, bên cạnh công suất nhỉnh hơn một chút so với các loại động cơ hút khí tự nhiên cùng loại.

Tuy nhiên, lợi thế này không hoàn toàn đến từ động cơ tăng áp, đặc biệt là động cơ dung tích nhỏ (dưới 2.0L).

Turbo tăng áp cải thiện hiệu suất động cơ

Khi các nước trên thế giới ngày càng có những quy định ngày càng nghiêm ngặt về tiêu chuẩn tiêu thụ nhiên liệu và khí thải thì việc giảm dung tích động cơ đã trở thành giải pháp được nhiều hãng xe lựa chọn.

Để đảm bảo các thông số vận hành của xe vẫn đủ hấp dẫn người dùng, đặc biệt là ô tô cỡ nhỏ và vừa, một số công nghệ phụ trợ đã được bổ sung vào động cơ, trong đó có bộ tăng áp nạp (turbocharger).

Turbo tăng áp có cấu tạo đơn giản, rẻ hơn so với công nghệ hybrid hoặc siêu nạp, dễ dàng ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe phổ thông trên thị trường.

Bộ tăng áp sử dụng khí thải để dẫn động tuabin quay để nén không khí, từ đó tạo ra luồng khí nạp có áp suất cao vào buồng đốt, làm tăng lượng khí nạp và tạo ra nhiều nhiệt và điện hơn.

Vì vậy, việc cải thiện hiệu suất ở dải vòng tua cao, tăng mức công suất tối đa đồng thời giảm dung tích xi-lanh là công dụng chính của bộ tăng áp. Ngoài ra, bộ tăng áp còn tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn ở vòng tua thấp.

Chẳng hạn, Honda Civic bán tại Việt Nam có thể tùy chọn trang bị động cơ xăng hút khí tự nhiên, dung tích 1.8L, công suất 139 mã lực tại 6.500 vòng/phút và lực kéo cực đại 174 Nm tại 4.300 vòng/phút. Đồng thời, mẫu xe cao cấp Civic RS được trang bị động cơ tăng áp 1,5 lít có công suất tối đa 170 mã lực tại 5.500 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 220 Nm tại 1.700-5.500 vòng/phút.

Bộ tăng áp chỉ hoạt động ở ngưỡng vòng tua nhất định, tùy theo thiết kế của mỗi nhà sản xuất, sao cho lượng khí thải được tạo ra đủ để quay bộ tăng áp. Vì vậy, độ trễ (turbo lag) trở thành nhược điểm lớn nhất của động cơ tăng áp. Cụ thể, người lái cần đợi động cơ đạt đủ vòng tua để tăng tốc hoặc vượt xe trên đường.

Thời gian chờ đợi lâu của bộ tăng áp nhỏ với lưu lượng khí thải thấp sẽ hạn chế khả năng tăng tốc tức thời. Chỉ có động cơ turbo có dung tích lớn trên 2.0L mới có thể cải thiện được khuyết điểm này.

Giải pháp sử dụng 2 turbo tăng áp (turbo đôi), turbin 2 cánh (turbo cuộn dây kép) hoặc sử dụng động cơ điện để kéo chủ động máy nén nạp (turbo điện) thường thấy ở các dòng xe cao cấp hoặc xe thể thao cao cấp.

Boost có thể tiết kiệm ít hơn

Theo nguyên lý hoạt động mô tả ở trên, động cơ tăng áp hoạt động như động cơ hút khí tự nhiên cho đến khi đạt đến ngưỡng tổn thất động cơ mong muốn.

Lúc này, hiệu suất đốt nhiên liệu sẽ quyết định mức tiêu hao nhiên liệu của xe, bao gồm các yếu tố như lượng phun nhiên liệu, hệ thống phân phối khí hay góc đánh lửa.

Những điểm này góp phần giúp xe giảm mức tiêu hao nhiên liệu đáng kể, nhất là khi lái xe ở dải tốc độ thấp đến trung bình (thường là ở đô thị, khi lái xe trên đường đông đúc, ngưỡng hoạt động của bộ tăng áp vẫn chưa đạt).

Khi bộ tăng áp hoạt động và bơm thêm không khí vào động cơ, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh mức sử dụng nhiên liệu để đáp ứng tỷ lệ đốt tối ưu.

Vì vậy, để tạo ra đủ công suất cho người lái, tính kinh tế của động cơ tăng áp không còn nữa.

Dưới cùng một dung tích tối đa, mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ turbo 1.0L tương đương với động cơ hút khí tự nhiên 1.5L khi chạy. Khi mức công suất cao nhất tăng lên thì mức tiết kiệm của động cơ tăng áp giảm xuống.

Tuy nhiên, động cơ tăng áp vẫn có xu hướng tiêu thụ nhiên liệu tốt hơn động cơ hút khí tự nhiên trong cùng thông số vận hành do ưu điểm tiết kiệm dung tích nhỏ.

Chẳng hạn, đối với hai biến thể động cơ Ford EcoSport tại Việt Nam, nhà sản xuất công bố mức tiêu thụ tổng hợp là 6,15 L/100 km đối với phiên bản 1.0L turbo (123 mã lực), tương ứng với động cơ xăng 1.5L hút khí tự nhiên (121 mã lực). ) được đánh giá ở mức 6,85 lít/100 km. Sự khác biệt là khoảng 11,4%.

Động cơ tăng áp nhỏ công suất cao vẫn sử dụng nhiều nhiên liệu hơn động cơ công suất lớn hút khí tự nhiên công suất thấp.

Mức tiêu hao nhiên liệu của phiên bản Hyundai Kona 1.6 Turbo (175 mã lực, 265 Nm) ở điều kiện vận hành hỗn hợp đạt 6,93 L/100 km. Theo TC Motor, mức tiêu thụ nhiên liệu trên 100 km của hai động cơ xăng 2.0L thông thường (157 mã lực, 180 Nm) lần lượt là 6,57 lít và 6,89 lít.

Động cơ chỉ quyết định lưu một phần thông số

Vì vậy, động cơ tăng áp cỡ nhỏ chưa hẳn đã tiết kiệm nhiên liệu như quảng cáo, bởi bộ tăng áp phải làm việc rất nhiều ngay cả ở tốc độ thấp trong thành phố.

Hệ thống truyền động bao gồm hộp số, trục truyền động, bộ vi sai… cũng là một số yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu của xe.

Nếu hộp số và đặc biệt là bộ tăng áp có tỷ lệ tổn thất năng lượng cao hơn, động cơ sẽ phải làm việc nhiều hơn để bù lại sự mất đi lực kéo truyền tới các bánh xe. Điều này cũng dẫn đến mức tiêu hao nhiên liệu của xe cao hơn.

Xét từ góc độ yếu tố khách quan, tải trọng, điều kiện lái, áp suất lốp hay phong cách lái xe của người lái cũng sẽ ảnh hưởng đến mức độ “tiêu hao nhiên liệu” của xe.

Tóm lại, nhà sản xuất không thể chỉ tập trung vào kết cấu động cơ hay dung tích xi-lanh mà còn phải hoàn thiện nhiều yếu tố khác để tạo ra một mẫu xe có thông số tiêu hao nhiên liệu tốt.

Đối với người dùng, việc di chuyển đều chân ga lên xuống và hạn chế phanh khi không cần thiết sẽ cải thiện đáng kể mức tiêu hao nhiên liệu của thú cưng.

Kamudi Việt Nam là website hàng đầu về thông tin và truyền thông bán xe Đáng tin cậy nhất ở Việt Nam!