Tìm hiểu công nghệ PowerPulse trên động cơ tăng áp Volvo

Được phát triển bởi Volvo, công nghệ PowerPulse sẽ giúp động cơ tăng áp loại bỏ được tình trạng turbo lag - nhược điểm lớn nhất của loại máy này.

Với sự phát triển của công nghệ và những tiêu chuẩn khí thải đang ngày càng trở nên khắt khe, "trào lưu" sử dụng động cơ tăng áp vẫn đang được các hãng xe ứng dụng thực tế. Dù sử dụng động cơ có dung tích máy nhỏ hơn nhưng nhờ có bộ turbo, động cơ tăng áp vẫn có thể cho công suất tương đương, thậm chí là lớn hơn các dòng máy nạp khí tự nhiên với dung tích lớn hơn. Đổi lại, nhược điểm của loại động cơ này là tình trạng turbo lag - hay độ trễ chân ga lớn hơn trong một dải vòng tua nhất định. Tuy nhiên với công nghệ PowerPulse do Volvo phát triển, nhược điểm này có thể được khắc phục triệt để.

Nguyên lý hoạt động của động cơ tăng áp.

Trước khi tìm hiểu về PowerPulse, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của turbo và tình trạng turbo lag. Về nguyên lý hoạt động, động cơ tăng áp được bộ tăng áp nén và đưa nhiều khí nạp hơn trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. Bộ tăng áp (hay turbo) vận hành bằng 2 cánh quạt tuốc-bin, trong đó 1 chiếc chạy bằng dòng khí thải của động cơ và chiếc còn lại có vai trò như máy nén khí. Dòng khí thải chạy qua cánh tuốc-bin sẽ dẫn động cánh quạt còn lại với vai trò nén khí, đưa nhiều không khí nạp vào để thúc đẩy quá trình đốt cháy nhiên liệu.

 

 Cấu tạo và cách hoạt động của turbo.

Tuy nhiên, quá trình này không diễn ra ngay tức thì. Turbo cần thời gian để các cánh tuốc-bin tăng tốc, cũng như áp suất khí thải phải đủ mạnh để có thể thúc đẩy quá trình này. Chính vì vậy so với động cơ nạp khí tự nhiên, động cơ tăng áp xảy ra tình trạng turbo lag - hay chân ga có độ trễ lớn hơn. Hiện tượng này trở nên đặc biệt rõ ràng trên các động cơ dung tích nhỏ nhưng sử dụng bộ tăng áp lớn, do áp suất khí thải yếu hơn phải dẫn động các cánh tuốc-bin "quá khổ".

Hiện tượng turbo lag khiến áp suất tăng áp cao đột ngột.

Cách đây khoảng 30 năm khi công nghệ turbo vẫn chưa phát triển, hiện tượng turbo lag thậm chí còn có thể tiềm ẩn nguy cơ tai nạn giao thông. Do độ trễ kể từ khi đạp ga tới lúc động cơ được nạp thêm khí từ tăng áp lớn, máy xe có thể trở nên "bốc" hơn một cách đột ngột, khiến người lái bị bất ngờ và mất kiểm soát. Ngoài ra, sức mạnh dồn đột ngột vào các bánh dẫn động cũng có thể khiến xe mất độ bám đường. Trong nhiều năm, các nhà sản xuất đã không ngừng nghiên cứu để tìm cách hạn chế hiện tượng này, tuy nhiên độ nhạy của động cơ tăng áp vẫn chưa đạt được ngang với máy nạp khí tự nhiên.

Nguyên lý hoạt động của Volvo PowerPulse.

Tuy nhiên với công nghệ mới có tên PowerPulse, Volvo tuyên bố đã gần như hoàn toàn triệt tiêu được tình trạng turbo lag. So với các giải pháp chống trễ turbo khác, PowerPulse có cách hoạt động khá đơn giản và tác động trực tiếp vào tuốc-bin dẫn động tăng áp. Hệ thống này bao gồm một máy nén khí chạy điện và một bình khí nén với thể tích 2 lít, được nối với cổ xả và hộp gió của chiếc xe.

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này như sau: máy nén khí sẽ liên tục lấy không khí sạch từ hộp gió của xe để nén lại và tích trữ trong bình. Khi người lái đạp ga, một van đặt gần cổ xả của xe sẽ mở, dẫn khí nén vào thẳng dòng khí thải của xe. Với không khí áp suất cao, tuốc-bin trong tăng áp sẽ có thể quay nhanh hơn, dẫn tới khí nạp được cung cấp một cách ổn định vào bên trong buồng đốt của xe và gần như triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng turbo lag.

Máy nén khí và bình tích trữ khí của động cơ với công nghệ PowerPulse.

Hiện tại, công nghệ PowerPulse mới chỉ đang được áp dụng duy nhất trên loại động cơ turbodiesel 2.0l tăng áp đang được sử dụng cho Volvo S90 D5 ở một số thị trường. Không chỉ có hiệu năng khá ấn tượng so với một động cơ diesel 2.0l (235 mã lực/480Nm), động cơ này còn giúp chiếc xe có mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình chỉ 5,1 lít/100km - dù S90 là một mẫu sedan cao cấp hạng E với kích thước lớn.

Trong thời gian tới, công nghệ PowerPulse sẽ tiếp tục được Volvo phát triển để áp dụng cho các loại động cơ khác của hãng.

Nguồn: xedoisong