Với ưu điểm nổi bật là tăng công suất động cơ mà không cần tăng dung tích của xilanh động cơ, hệ thống tăng áp đang ngày càng trở lên phổ biến. Tuy nhiên, cả hệ thống tăng áp dẫn động bằng dòng khí nạp (Turbocharger) và dẫn động từ động cơ (Supercharger) đều có nhược điểm mà không thể khắc phục được. Do đó, hệ thống tăng áp được dẫn động bằng động cơ điện có thể sẽ là giải pháp được lựa chọn trong tương lai không xa.
Với ưu điểm nổi bật là tăng công suất động cơ mà không cần tăng dung tích của xilanh động cơ, hệ thống tăng áp đang ngày càng trở lên phổ biến. Tuy nhiên, cả hệ thống tăng áp dẫn động bằng dòng khí nạp (Turbocharger) và dẫn động từ động cơ (Supercharger) đều có nhược điểm mà không thể khắc phục được. Do đó, hệ thống tăng áp được dẫn động bằng động cơ điện có thể sẽ là giải pháp được lựa chọn trong tương lai không xa.
Turbocharger bị hạn chế khi số vòng quay động cơ thấp
Mặc dù có nhiều ưu điểm nổi trội nhưng hệ thống turbo thông thường vẫn còn những hạn chế cố hữu như khối lượng lớn và có quán tính cao, hiệu quả thấp, đặc biệt khi động cơ hoạt động ở vòng tua máy nhỏ, khó điều khiển và hệ số cản khí xả lớn. Đây là lý do tại sao các nhà sản xuất phải áp dụng turbo kép Twin-charging (turbo kép - sử dụng một turbo kết hợp với super chager hoặc sử dụng nhiều bộ turbo nối tiếp nhau. Để khắc phục nhược điểm trên, các nhà sản xuất sử dụng một turbo nhỏ (khối lượng thấp) để tăng công suất ở tốc độ vòng tua máy thấp.
Ở tốc độ cao, turbo thứ cấp có cánh quạt lớn hơn giúp tăng công suất động cơ lên tối đa. Phương pháp này mang lại hiệu quả nhưng có cấu tạo phức tạp, giá thành cao và khó bảo dưỡng sửa chữa.
Supercharger làm tăng tải trọng lên trục khủy động cơ
Trong khi đó, Supercharge cũng nén khí, nhưng thông qua một hệ thống cơ khí. Nó thường vận hành nhờ một dây cua-roa liến kết với trục khuỷu của động cơ. Dây cuaroa này làm quay hai rotor nằm trong hộp supercharge để nén không khí vào cổ góp nạp. Supercharge cần ít hệ thống ống dẫn hơn turbocharge, nhưng lại làm tăng đáng kể tải trọng lên trục khuỷu và dây cuaroa làm tiêu tốn năng lượng để vận hành hệ thống.
'e-boosted' - giải pháp cho tăng áp của động cơ trong tương lai
Để giải quyết những nhược điểm này, Audi đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp tốt hơn để đạt được các kết quả tương tự bằng cách sử dụng hệ thống tăng áp được gọi dưới cái tên 'e-boosted'. Hệ thống tăng áp này hoạt động dựa trên một máy nén chạy bằng điện, cho phép đáp ứng tốt hơn ở tốc độ vòng tua máy thấp, nó kết hợp với một bộ tăng áp thông thường để đạt được công suất lớn nhất khi vòng tua máy cao.
Điểm đặc biệt là năng lượng được tái tạo khi xe xuống dốc hoặc phanh sẽ được cung cấp cho máy nén, để giúp tiết kiệm nhiên liệu. Khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp, dòng khí thải không phải làm quay cánh quạt nên lực cản khí động trên đường xả nhỏ, thất thoát công giảm, hiệu suất động cơ tăng. Đồng thời dòng khí thải không tổn hao năng lượng để làm quay cánh quạt nên sẽ nhanh chóng làm nóng bộ xúc tác trung hòa khí xả đạt nhiệt độ tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất.
RS 5 TDI - Mẫu xe thử nghiệm công nghệ "e-boosted"
Trong thử nghiệm của Audi trên mẫu xe RS 5 TDI, khi trang bị 'e-boosted' cho động cơ 3.0-liter V-6 TDI, động cơ nhanh chóng đạt công suất lên tới 385 mã lực (287 KW) với mô men xoắn cực đại lên tới 750 N.m tại số vòng quay 1250 vòn/phút, xe có thể tăng tốc từ 0-100 km/h trong 4 giây và đạt tốc độ tối đa 280 km/h. Những con số thống kê cho thấy nó hoàn toàn có thể so sánh với mẫu xe RS 5 V8 phiên bản chạy xăng.
Với hệ thống tăng áp của sử dụng dẫn động điện nó đã mở ra một tương lai đầy hứa hẹn góp phần tạo nên một thế hệ động cơ hoàn hảo hơn, nhỏ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn, hiệu suất động cơ cao hơn và công suất động cơ lớn hơn.
Nguồn: Autonet