VGT là gì? Công nghệ ưu việt cho động cơ Diesel

VGT là một hệ thống tăng áp động cơ được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và động cơ đốt trong. Đây là một sự cải tiến vượt trội cho động cơ ô tô. Vậy VGT hoạt động như thế nào? Ưu, nhược điểm của VGT ra sao? Cần lưu ý gì khi sử dụng?… Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình giải đáp chi tiết nhé!

VGT là gì?

VGT (Variable Geometry Turbocharger) hay được gọi là turbo tăng áp hình học biến đổi. Đây là một loại hệ thống tăng áp động cơ sử dụng các cánh quạt có thể điều chỉnh góc độ để tối ưu hóa hiệu suất cơ ở cả tốc độ thấp và cao. Hệ thống VGT giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu bằng cách tăng áp động cơ dựa trên yêu cầu của lái xe.

Hệ thống tăng áp động cơ biến thiên VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Hệ thống tăng áp động cơ biến thiên VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Chức năng chính của VGT là tăng áp động cơ làm cho động cơ hoạt động mạnh mẽ hơn mà không cần tăng dung tích động cơ. Khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp, cánh quạt được điều chỉnh để tạo ra luồng khí tăng áp mạnh mẽ, giúp cải thiện hiệu suất động cơ và đáp ứng nhanh hơn. Khi động cơ hoạt động ở tốc độ nhanh hơn, cánh quạt được điều chỉnh lại để giảm áp lực và duy trì hiệu suất ổn định.

VGT có các tính năng nổi bật như:

  • Cải thiện mô-men xoắn ở tốc độ thấp giúp giảm độ trễ của turbo
  • Mô-men xoắn và mã lực tối đa cho toàn bộ phạm vi RPM
  • Tỷ lệ không khí vào nhiên liệu được cải thiện
  • Động cơ đốt sạch sẽ hơn giúp bảo vệ môi trường
  • Vanes điều chỉnh luồng không khí chính xác hơn, cung cấp đủ lực đẩy

Công nghệ VGT trên động cơ Diesel 

Một trong những cách tạo nên sức mạnh cho động cơ Diesel là nhờ công nghệ điều khiển cánh VGT. Động cơ Diesel nổi bật với những ưu điểm về khả năng tiết kiệm nhiên liệu và công suất nên đang dần được các hãng xe ô tô ưa chuộng sử dụng.

Cơ chế hoạt động của công nghệ VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Cơ chế hoạt động của công nghệ VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Khi đạp ga mà xe không đạt công suất kịp thời, tổng thời gian trễ có thể nửa giây hoặc hơn. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là quá trình cung cấp bị trễ từ khi nhấn bàn đạp ga tới khi động cơ turbo bắt đầu hoạt động nén khí tăng áp. Tại đây cũng cần thời gian cần thiết để làm cho bộ máy làm mát trao đổi và làm đầy các ống dẫn, khi có sự thay đổi từ chân ga đến chân không sang áp suất cao. 

Để khắc phục những nhược điểm của công nghệ turbo truyền thống, công nghệ VGT được tạo ra để làm thay đổi góc quay ở các cánh điều chỉnh tuabin, giúp tăng áp ở tốc độ thấp và giảm sức ì turbo. 

Kiểu turbo tăng áp có hình dạng biến đổi, thường có từ 10 đến 15 cánh di động vòng quanh đĩa turbo. ECU có nhiệm vụ điều khiển mô tơ tác động làm xoay các cánh điều chỉnh của turbo cùng lúc, điều khiển tốc độ turbo tăng dần. Nhờ gia tốc làm tăng tốc ở lực cánh điều chỉnh của turbo nên tạo sự tăng áp lúc đầu nhanh hơn.

VGT điều chỉnh tốc độ turbo tăng dần (Ảnh: Sưu tầm Internet)
VGT điều chỉnh tốc độ turbo tăng dần (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Khi xe chạy tải nhỏ, số vòng tua thấp, cánh điều chỉnh của turbo hé mở một phần cho gió qua. Gió lùa qua các cánh điều chỉnh bên ngoài vào bên trong làm quay cánh turbo. Khi người lái cần tăng tốc, đạp chân ga, lúc này các cánh ở turbo sẽ mở hoàn toàn, khí thải di chuyển tự do vào trong cánh điều chỉnh turbo cho phép động cơ thay đổi lưu lượng khí nạp vào động cơ, gia tăng công suất nhanh chóng, loại bỏ sức ì turbo. 

Ngày nay, công nghệ VGT ngày càng được cải tiến và khắc phục được một vài nhược điểm. Cánh điều chỉnh turbo được chuyển qua điều khiển điện tử giúp cho động cơ hoàn toàn chủ động được các yếu tố mà không còn cần phải phụ thuộc vào dạng cánh điều khiển cơ khí như trước. Điều này không chỉ giúp ích rất nhiều trong việc cải thiện hiệu suất động cơ mà còn giảm độ rung, độ ồn khiến xe có hiệu năng sử dụng tốt hơn.

Ưu, nhược điểm của công nghệ VGT

VGT là loại tăng áp cho động cơ được sử dụng phổ biến trên các loại xe ô tô hiện nay bởi những ưu điểm nổi bật của nó. Ngoài ra, VGT cũng có những nhược điểm chưa được tối ưu. Cụ thể:

Ưu điểm

VGT giúp tăng hiệu suất của động cơ (Ảnh: Sưu tầm Internet)
VGT giúp tăng hiệu suất của động cơ (Ảnh: Sưu tầm Internet)

VGT hay Turbo tăng áp hình học biến thiên có một số ưu điểm quan trọng như sau:

  • Tăng hiệu suất động cơ: VGT cho phép tối ưu hóa luồng khí đến động ở ở mọi tốc độ. Điều này dẫn đến tăng hiệu suất và đáp ứng nhanh hơn của động cơ, đặc biệt là ở tốc độ thấp.
  • Khả năng tiết kiệm nhiên liệu: Hệ thống VGT giúp tối ưu hóa việc đốt nhiên liệu trong động cơ, giúp tiết kiệm nhiên liệu đồng thời giảm khí thải động cơ.
  • Giảm độ ồn của động cơ: Với khả năng điều chỉnh góc độ của cánh quạt, VGT giúp giảm độ ồn và rung động do turbo tăng áp gây ra.
  • Tích hợp điều khiển điện tử: Các hệ thống VGT hiện đại thường tích hợp điều khiển điện tử, cho phép điều chỉnh tự động theo điều kiện hoạt động của động cơ và yêu cầu của người lái.
  • Cải thiện độ bền của động cơ: VGT có thể giúp cải thiện tuổi thọ và độ bền của động cơ vì luồng khí tăng áp được điều chỉnh thông qua cánh quạt, giảm tác động hao mòn.

Nhược điểm

VGT chỉ được sử dụng ở động cơ Diesel (Ảnh: Sưu tầm Internet)
VGT chỉ được sử dụng ở động cơ Diesel (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Mặc dù VGT có nhiều ưu điểm, tuy nhiên vẫn tồn tại một số nhược điểm:

  • Chỉ sử dụng được với động cơ Diesel: Thông thường VGT chỉ được sử dụng trong các ứng dụng Diesel, còn các động cơ khác thì hầu như không thể sử dụng được.
  • Cấu tạo phức tạp và thay thế đắt đỏ: Cấu trúc phức tạp của hệ thống VGT có thể làm tăng cho phí sản xuất, bảo dưỡng và sửa chữa. Như vậy, khi cần thay thế hoặc sửa chữa, chi phí có thể cao hơn so với các loại turbo tăng áp đơn giản. 
  • Dễ hỏng và cần bảo trì kỹ lưỡng: Các phần cơ học và điện tử trong VGT có thể dễ bị hỏng và yêu cầu bảo trì kỹ lưỡng để đảm bảo ổn định.
  • Khả năng tản nhiệt kém hơn: Một số hệ thống VGT có thể gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu suất tốt ở tốc độ cao trong thời gian dài, do khả năng tản nhiệt chưa được tối ưu.

Những nguyên tắc sử dụng VGT cần chú ý

Hiện nay, động cơ VGT càng ngày càng được sử dụng phổ biến trên ô tô bởi những hiệu quả về công suất mà nó mang lại. Tuy nhiên, khi sử dụng VGT người dùng vẫn cần chú ý một số điều sau:

Để xe ô tô nổ máy một thời gian ngắn trước khi di chuyển

Đợi khởi động máy khoảng 2 phút trước khi di chuyển (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Đợi khởi động máy khoảng 2 phút trước khi di chuyển (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Khi bạn mới khởi động xe thì dầu động cơ còn nguội, nó sẽ lưu thông chậm chạp và giảm khả năng bảo vệ động cơ, trong khi đó tốc độ quay của turbo lên tới vài chục nghìn, thậm chí cả trăm nghìn vòng/phút nên rất cần một sự bôi trơn hoàn hảo. Vì thế VGT cần một nhiệt độ đủ ở dầu động cơ để tối ưu việc bảo vệ turbo trước khi xe lăn bánh và nó phải hoạt động trong một nhịp độ rất lớn.

Nguyên tắc cơ bản là bạn nên cho xe nổ máy tại chỗ khoảng 2 phút trước khi lăn bánh, như thế mới có thể đảm bảo chắc chắn nhiệt độ dầu động cơ đã đủ nóng.

Không tắt động cơ tăng áp ngay lập tức

Tránh tắt máy ngay sau khi di chuyển (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Tránh tắt máy ngay sau khi di chuyển (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Khi động cơ tăng áp hoạt động thì nhiệt độ sinh ra rất lớn, nhiệt độ này được hấp thụ nhiều vào dầu động cơ và dầu động cơ như là một chất làm mát lưu chuyển suốt trong quá trình xe hoạt động.

Nếu bạn tắt động cơ đột ngột, dòng dầu động cơ không lưu chuyển nữa trong khoang động cơ, lúc này dầu chỉ tiếp xúc cục bộ tại chỗ với những phần động cơ đang rất nóng khiến cho chất lượng dầu và các phụ gia bôi trơn bị phân hủy nhanh hơn bình, làm lượng dầu trong động cơ giảm. 

Để giải quyết vấn đề này bạn cần xây dựng thói quen giản nhịp độ và tốc độ của xe vài km trước xe đến điểm đến. Khi dừng xe vẫn nên để xe tiếp tục nổ máy ở chế độ ga nhỏ nhất để nhiệt độ động cơ và dầu giảm đều, sau 2-3 phút thì tắt máy.

Không chạy vòng tua quá thấp

Chạy xe với tốc độ quá cao (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Chạy xe với tốc độ quá cao (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Lái xe ở tốc độ quá cao hoặc quá chậm cũng là một trong những nguyên nhân làm VGT nhanh hỏng. Đối với động cơ diesel, nhiên liệu được cung cấp thông theo cách đạp chân ga, khi lái xe ở số cao tại vận tốc thấp, người dùng cần đạp ga nhiều hơn để giữ động cơ hoạt động. Điều này khiến động cơ vận hành với lượng nhiên liệu thừa, thiếu không khí trong khoang đốt và khiến nhiên liệu không cháy hết.

Lái xe cẩn thận ở các góc cua

Chú ý điều khiển tốc độ khi đi vào khúc cua (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Chú ý điều khiển tốc độ khi đi vào khúc cua (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Tăng ga ngay sau khi ra khỏi góc cua mang lại cảm giác lái phấn khích và kích thích. Những loại xe sử dụng VGT thường có độ trễ bởi công suất tăng lên ngay khi bộ tăng áp làm việc. Điều này khiến xe bị thiếu lái hoặc quá lái và gây ra hiện tượng trượt, mất kiểm soát. Đối với xe dùng tăng áp, tài xế không nên đạp ga sát ván khi thoát khỏi khúc cua.

Kiểm tra hệ thống đường dẫn khí cao áp thường xuyên

Thường xuyên bảo dưỡng, bảo trì VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Thường xuyên bảo dưỡng, bảo trì VGT (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Đây là bộ phận thường bị bỏ quên khi bảo dưỡng động cơ tăng áp. Tuy nhiên, chỉ cần một lỗi nhỏ trên hệ thống này là đã dẫn đến suy giảm áp suất. Lúc này, tua bin tăng áp cần vận hành tốc độ cao hơn để bù áp suất đã mất làm cho tuổi thọ của hệ thống bị giảm đi nghiêm trọng. Vì vậy bạn hãy thường xuyên đi bảo dưỡng, kiểm tra định kỳ để tránh hỏng hóc xảy ra.

So sánh VGT và FGT

Có nhiều loại tuabin khác nhau, trong đó có hai loại phổ biến nhất là Turbo hình học cố định (FGT) và Turbo hình học biến đổi (VGT). Hai loại này có những điểm giống và khác nhau như sau:

Tiêu chíVGTFGT
Giống nhau– Chức năng tăng áp động cơ bằng cách nạp thêm khí nén vào động cơ. Điều này giúp cải thiện hiệu suất, tăng lực và đáp ứng nhanh của động cơ.

– Thiết kế tối ưu hóa hiệu suất của động cơ ở tốc độ khác nhau. Mục tiêu là cung cấp đủ luồng khí tăng áp để tối đa hóa sức mạnh và tiết kiệm nhiên liệu.

– Giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm khí thải bằng cách tối ưu hóa quá trình đốt nhiên liệu trong động cơ. 

– Đều điều chỉnh công suất của động cơ thông qua việc điều chỉnh hiệu suất dựa trên yêu cầu của tài xế.

– Sử dụng cơ học hoặc điện tử để điều chỉnh luồng khí tăng áp.

Khác nhauCơ chế hoạt độngLuồng không khí có thể được điều chỉnh bằng VGT. Khi ống xả đi vào VGT, nó sẽ đi qua một vòng cánh quạt có hình dạng khí động học có thể điều chỉnh áp suất của khí thải đi vào turbo. Ngoài ra, khi các cánh quạt thay đổi góc của chúng, chúng cũng thay đổi góc và tốc độ mà khí thải đi vào, điều này có thể làm tăng hoặc giảm tốc độ của tuabin.FGT có thiết kế đơn giản, trong đó hình học của tuabin và máy nén được cố định và áp suất tăng hoàn toàn do lưu lượng khí thải quyết định. Một đường vòng phía ống xả, hoặc cổng thải, là một phương tiện phổ biến để kiểm soát áp suất tăng áp với các tuabin hình học cố định. Cửa thải có thể được tích hợp vào phía tuabin của bộ tăng áp hoặc nó có thể là một van riêng nối với đường ống bên ngoài.
Ưu điểm– VGT cung cấp sự linh hoạt cho phép thực hiện các chiến lược khí thải khác nhau

– Luồng không khí được tự động điều chỉnh theo tốc độ và tải trọng của động cơ, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

Có thiết kế đơn giản, mạnh mẽ, bền bỉ và hiệu quả.
Nhược điểmViệc sử dụng VGT để buộc turbo chạy ở điểm ngoài thiết kế sẽ làm giảm hiệu quả của nó.Việc điều chỉnh luồng không khí bị hạn chế.
Kết hợp với EGRVGT phù hợp để kết hợp với EGR được làm mát. Cần có áp suất cao để vận chuyển khí qua bộ làm mát của EGR và vì VGT có thể điều chỉnh luồng không khí nên nó có thể tạo ra áp suất cao cần thiết để EGR được làm mát hoạt động.FGT thường được kết hợp với EGR không được làm mát, chủ yếu được sử dụng cho mục đích sưởi ấm ở mức tải thấp. Do FGT được tối ưu hóa để hoạt động trong phạm vi lưu lượng nhỏ nên nó không tạo ra áp suất đủ để cho phép EGR hoạt động ở mức tải động cơ cao.

Kết luận

Thông qua những thông tin về công nghệ Turbo hình học biến thiên VGT, hy vọng bạn đọc hiểu được tầm quan trọng của VGT trong việc tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ ô tô và động cơ đốt bên trong. Nếu còn câu hỏi thắc mắc gì về VGT, liên hệ ngay tới Honda Ô tô Mỹ Đình qua hotline 1800 1165 để biết thêm thông tin chi tiết.


Honda Ô tô Mỹ Đình – Tổng kho lớn nhất miền Bắc

Đánh giá post

CÁC BÀI VIẾT MỚI NHẤT

LIÊN HỆ VỚI HONDA Ô TÔ MỸ ĐÌNH