Khi quảng bá cho xe mang động cơ tăng áp (turbo), khả năng tiết kiệm nhiên liệu là một trong những ưu điểm chính thường được các nhà sản xuất nhắc bên cạnh sức mạnh nhỉnh hơn so với động cơ hút khí tự nhiên có cùng dung tích.
Dù vậy, ưu điểm này lại không hoàn toàn bắt nguồn từ bộ tăng áp, nhất là động cơ dung tích nhỏ (dưới 2.0L).
Tăng áp giúp tăng hiệu suất động cơ
Khi quy định về tiêu thụ nhiên liệu cũng như tiêu chuẩn khí thải của các quốc gia trên thế giới ngày càng trở nên khắt khe hơn, giảm dung tích động cơ là giải pháp mà hàng loạt nhà sản xuất ô tô lựa chọn.
Để đảm bảo thông số vận hành của chiếc xe vẫn đủ hấp dẫn với người dùng, nhất là các mẫu ô tô vừa và nhỏ, một vài công nghệ hỗ trợ đã được bổ sung cho động cơ, bao gồm bộ tăng áp khí nạp (turbocharger).
Tăng áp có cấu tạo đơn giản và giá thành rẻ hơn so với công nghệ hybrid hay siêu nạp (supercharger), đồng thời cũng dễ áp dụng rộng rãi cho những dòng xe phổ thông trên thị trường.
Bộ tăng áp sử dụng luồng khí xả để quay tuabin nén khí, từ đó tạo nên luồng khí nạp áp suất cao vào buồng đốt, giúp lượng khí nạp tăng lên, sinh ra nhiều nhiệt lượng và công suất hơn.
Theo đó, cải thiện hiệu suất ở các dải vòng tua cao, tăng mức công suất tối đa trong khi dung tích xy-lanh giảm là công dụng chính của bộ tăng áp. Ngoài ra, ở dải vòng tua thấp, bộ tăng áp cũng tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn.
Chẳng hạn, mẫu Honda Civic bán tại Việt Nam có tùy chọn động cơ xăng hút khí tự nhiên 1.8L mạnh 139 mã lực ở 6.500 vòng/phút và sức kéo lớn nhất là 174 Nm tại 4.300 vòng/phút. Trong khi đó, model cao cấp Civic RS có động cơ tăng áp 1.5L cho mức công suất tối đa 170 mã lực ở 5.500 vòng/phút, còn mô-men xoắn cực đại 220 Nm ở dải tua 1.700 - 5.500 vòng/phút.
Bộ tăng áp chỉ hoạt động ở một ngưỡng vòng tua nhất định tùy theo thiết kế của mỗi nhà sản xuất, từ đó tạo đủ lượng khí xả để quay tuabin tăng áp. Vì thế, độ trễ (turbo lag) trở thành điểm trừ lớn nhất của động cơ tăng áp. Cụ thể, người lái cần chờ động cơ đạt đủ vòng tua để có thể tăng tốc hay vượt xe trên đường.
Thời gian chờ đợi lâu trên động cơ tăng áp nhỏ có dòng khí xả ít làm hạn chế khả năng tăng tốc tức thời. Chỉ ở động cơ turbo có dung tích lớn từ 2.0L trở lên, nhược điểm này mới được cải thiện.
Giải pháp sử dụng 2 bộ turbo (tăng áp kép), tuabin có 2 cánh (tăng áp cuộn kép) hay dùng mô-tơ điện chủ động kéo tuabin nén khí nạp (turbo điện) thường được áp dụng trên những dòng xe cao cấp hay xe thể thao.
Tăng áp có thể làm giảm khả năng tiết kiệm
Với nguyên lý hoạt động như trên, động cơ tăng áp vận hành như một động cơ hút khí tự nhiên trước khi đạt đến ngưỡng thua máy cần thiết.
Lúc này, hiệu suất đốt cháy nhiên liệu sẽ quyết định mức tiêu thụ nhiên liệu của xe, trong đó bao gồm các yếu tố như lượng phun của kim xăng, hệ thống phân phối khí hay góc đánh lửa.
Những điểm này giúp xe tiêu thụ một lượng nhiên liệu thấp đáng kể, nhất là với động cơ turbo “chấm nhỏ” khi chạy dải tốc độ chậm đến trung bình (thường là khi di chuyển trong đô thị, đường đông và chưa đạt đến ngưỡng hoạt động của bộ tăng áp).
Khi bộ tăng áp hoạt động và đưa nhiều khí nạp hơn vào động cơ, lượng nhiên liệu được sử dụng sẽ do bộ điều khiển điều chỉnh nhằm đáp ứng tỷ lệ đốt cháy tối ưu.
Như vậy, để sinh ra đủ sức mạnh như mong muốn của người lái, tính tiết kiệm của động cơ tăng áp ở thời điểm này sẽ không còn nữa.
Cùng mức công suất tối đa, máy turbo 1.0L khi vận hành sẽ tiêu hao một lượng nhiêu liệu tương đương động cơ hút khí tự nhiên 1.5L. Khả năng tiết kiệm của động cơ tăng áp sẽ ngày càng giảm khi mức công suất trần càng tăng.
Tuy nhiên, động cơ tăng áp vẫn thường tiêu thụ nhiên liệu tốt hơn động cơ hút khí tự nhiên có cùng thông số vận hành nhờ ưu điểm tiết kiệm với dung tích nhỏ.
Ví dụ như 2 biến thể động cơ Ford EcoSport tại Việt Nam, nhà sản xuất công bố mức tiêu thụ xăng của bản tăng áp 1.0L (123 mã lực) ở điều kiện hỗn hợp là 6,15 lít/100 km, con số tương ứng của bản máy xăng hút khí tự nhiên 1.5L (121 mã lực) là 6,85 lít/100 km. Mức chênh lệch khoảng 11,4%.
Còn động cơ tăng áp dung tích nhỏ nhưng sở hữu mức công suất trần cao vẫn có thể ngốn xăng hơn động cơ hút khí tự nhiên dung tích lớn có công suất thấp.
Lấy trường hợp Hyundai Kona bản 1.6 Turbo (175 mã lực, 265 Nm) tiêu thụ nhiên liệu ở điều kiện hỗn hợp đạt 6,93 lít/100 km. Trong khi 2 bản máy xăng 2.0L thông thường (157 mã lực, 180 Nm) có kết quả 6,57 và 6,89 lít/100 km, theo công bố của TC Motor.
Động cơ chỉ quyết định một phần thông số tiết kiệm
Như vậy, động cơ tăng áp cỡ nhỏ chưa chắc đã tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả như quảng cáo bởi quá trình tăng áp phải hoạt động nhiều ngay cả trong thành phố với tốc độ thấp.
Hệ truyền động với hộp số, trục dẫn động, bộ vi sai... cũng là một số yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến mức tiêu thụ nhiên liệu của xe.
Động cơ sẽ phải làm việc nhiều hơn trong trường hợp hệ truyền động có tỷ lệ hao hụt năng lượng lớn, nhất là máy tăng áp, nhằm bù vào phần hao phí sức kéo truyền đến bánh xe. Điều này cũng góp phần khiến mức tiêu thụ nhiên liệu của xe bị đẩy lên cao.
Về yếu tố khách quan, tải trọng chuyên chở, điều kiện di chuyển, áp suất lốp hay phong cách cầm lái của người điều khiển cũng có thể ảnh hưởng đến mức độ 'ngốn xăng' của xe.
Nói tóm lại, nhà sản xuất không thể chỉ tập trung vào kết cấu động cơ hay dung tích xy-lanh mà còn phải hoàn thiện nhiều yếu tố khác để tạo nên một mẫu xe có thông số tiêu thụ nhiên liệu tốt.
Đối với người dùng, việc lên xuống chân ga đều và hạn chế phanh khi không cần thiết sẽ giúp cải thiện đáng kể mức tiêu hao nhiên liệu của xế cưng.
Mua xe đã qua sử dụng tại Đấu Giá Ô Tô trên Carmudi- chương trình đấu giá xe trực tuyến duy nhất tại Việt Nam. Với hàng trăm xe từ người bán trên khắp mọi miền, bạn dễ dàng tìm kiếm một chiếc SUV, Sedan, hatchback, xe tải, xe bán tải… Tham gia đấu giá ngay để thắng chiếc xe mơ ước với mức giá tốt hơn mong đợi.
