ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐỘNG LỰC  Tiểu luận Môn học: NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ Đề tài: Hệ thống tăng áp (TUBRO) GVHD: Võ Đắc Thịnh SVTH : Nguyễn nhân Lê quang trung TP.HCM, tháng năm 2014 Lớp : 13CD Ô5 Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Gv: Võ Đắc Thịnh Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh Lời cám ơn Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Võ Đắc Thịnh tận tình giảng dạy giúp đỡ chúng em suốt trình học tập, nghiên cứu tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em trình thực đề tài Tuy có nhiều cố gắng, chắn tiểu luận chúng em có nhiều thiếu sót Rất mong nhận góp ý thầy bạn lớp Xin chân thành cám ơn! Lời nhận xét: SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh LỜI NÓI ĐẦU Bài tiểu luận nhằm mục đích giới thiệu khái quát sơ hệ thống tăng áp (tubro) I) GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP (TUBRO) II) NGUYÊN LÝ HOẠT DỘNG TUBRO TĂNG ÁP III) ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG HAI TUBRO HAY NHIỀU TUBRO SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP (TUBRO) Để tăng hiệu suất đốt, nâng công suất động cơ, tăng áp lựa chọn hàng đầu Tăng áp cho động đốt chia làm loại: turbocharger supercharger HÌNH 1.1 Có thể hiểu turbocharge bơm không khí vận hành nhờ lượng khí thải từ động Khi hỗn hợp khí thải nóng bị đẩy khỏi động cơ, chúng dẫn tới tuốc-bin cánh quạt có tốc độ quay nhanh (từ 30.000 – 120.000 vòng/phút) Tuốc-bin cánh quạt truyền động lực qua trục tới tuốc-bin cánh quạt khác, gọi máy nén khí để nén hỗn hợp khí nhiên liệu đốt vào động HÌNH 1.2 ( SƠ ĐỒ TĂNG ÁP TUBRO) SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh Ưu điểm turbocharge: tận dụng lượng khí thải, tiếng động phát từ ống bô êm không cần tới giảm lớn Nhược điểm turbocharge: giá thành chế tạo cao động không tăng áp bổ sung thêm chi tiết, phải cải tiến vật liệu xy-lanh, buồng đốt…vv, để chịu áp suất lớn Và nhược điểm lớn turbocharge “độ trễ”, nghĩa khoảng thời gian từ đạp ga động bắt đầu “tăng tốc” Nguyên nhân gây điều áp suất tăng áp phụ thuộc vào tốc độ luân chuyển khí thải nên turbocharge không tạo nhiều lực nén động có tốc độ tua thấp phải thời gian để có đủ áp suất Trong xe cũ trước đây, độ trễ tạo cảm giác xe dừng lại Ngược lại, vận tốc tua động nhanh áp suất mà tăng áp tạo lớn thường hợp này, turbocharge lại phải cần tới van gọi “cửa xả” (wastegate) để xả lượng khí vượt mức qui định Nhờ sử dụng turbocharger nhỏ hơn, turbocharger thay đổi thiết diện cánh quạt kết hợp hai giải pháp với nhau, động đại ngày loại bỏ tình trạng trễ Động xylanh tăng áp kép BMW dẫn chứng điển hình, tạo sức mạnh thời điểm hay tốc độ II) NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TUBRO TĂNG ÁP Nguyên lý hoạt động turbo tăng áp Turbo t n g áp thường lắp động diesel cỡ lớn Một turbo giúp làm tăng đáng kể công suất động mà không cần phải tăng trọng lượng thân động Đây ưu điểm to lớn mà turbo tăng áp mang lại Trong vi t này, tìm hi u làm th mà m t turbo t ng áp l i có th làm t ng công su t c a m t n g c v n trì c i u ki n làm vi c t i u c a n g c Chúng ta c ng s tìm hi u làm th ng n ng a s hao t n, cánh tuabin g m bi giúp ích cho turbo t ng áp c i thi n hi u su t c a Các turbo t ng áp m t ki u h th ng sinh áp l c m t cách c n g b c Chúng nén khí vào bên n g c L i ích c a vi c nén không khí ó không khí c nén ép vào xilanh nhi u h n Nhi u không khí h n c nén vào xilanh n g ngh a v i vi c nhiên li u c a vào n g c nhi u h n B i v y, m i k n xilanh l i sinh nhi u công su t h n M t n g c có trang b turbo t ng áp s s n sinh nhi u công su t h n so v i n g c kích c nh ng turbo t ng áp, c ng c i thi n m t cách k t l công su t sinh m t n v tr ng l n g không khí nén vào ng c t ng kh n ng n p khí, turbo t ng áp s d ng dòng l u l n g khí x t n g c làm quay cánh turbin, cánh tuabin c a turbo t ng áp quay t c lên t i 150.000 vòng/phút, nh v y có th cao h n g p 30 l n so v i h u h t n g c xe có th làm c Và v i ph n g áp b trí n i v i ng x nh v y, nhi t turbo c ng r t cao Turbo t n g áp n g c SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh Nhìn chung, công su t c a n g c c xác n h b i l n g h n h p không khínhiên li u t cháy m t quãng th i gian nh t n h l n g h n h p không khínhiên li u t ng công su t n g c l n i u ó có ngh a là, t ng công su t n g c ph i t ng n g kính xilanh, t ng s l n g xilanh ho c t ng t c ca ng c V n ch , t ng n g kính xilanh ho c s l n g xilanh tr ng l n g c a n g c c ng t ng lên y u t nh t n th t ma sát, rung n g , ti ng n l i h n ch kh n ng t ng t c c a ng c Turbo t ng áp áp ng c c hai yêu c u mâu thu n này: t ng công su t n g c mà v n gi cho n g c g n nh , b ng cách cung c p kh i l n g h n h p không khínhiên li u l n h n mà không thay i kích th c n g c Hình 1.3 V tí l p turbo t ng áp xe Turbo t ng áp cho phép m t n g c t c nhi u nhiên li u không khí h n b ng cách nén chúng nhi u h n vào xilanh Thông th n g vi c t ng l u l n g khí n p b ng turbo t ng áp t o áp su t kho ng n Pounds di n tích m t inch vuông (PSI) Áp su t khí quy n thông th n g vào kho ng 14,7 PSI m c n c bi n, có th th y r ng chúng làm t ng thêm kho ng 50% l n g khí nén thêm vào n g c Cho nên có th làm t ng thêm kho ng 50% công su t n g c Nh ng hi u qu t ng công su t không nh v y, th c t chúng ch có th giúp t ng công su t n g c kho ng 30 n 40% nh h n g c a t n hao n ng l n g M t lý n gi m hi u qu n t th c t công làm quay cánh tuabin không ph i không tiêu hao n ng l n g Do cánh tuabin c t n g x c a ng x làm t ng s c n tr chuy n n g c a dòng khí x , làm áp l c y khí x k x c a n g c b c n tr sinh m t áp l c y ng c chi u Vi c công su t sinh b t n hao m t ph n x y t t c xilanh c a n g c ánh l a th i i m K t c u c a turbo t ng áp Tuabin n p khí (tuabin t ng áp) bao g m khoang tuabin, khoang nén khí, khoang trung tâm, cánh tuabin, cánh nén khí, tr c t l c hoàn toàn, van c a x , b ch p hành SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh HÌNH 1.4 Turbin t ng áp c c n h n g ng x khí b ng bu lông Khí x t xilanh s làm quay cách turbin, ho t n g theo nguyên lý gi ng m t n g c turbin khí Turbin c g n lên m t tr c v i cánh nén khí, cánh nén khí c t gi a b l c khí n g ng d n khí n p Nh cách nén khí, không khí c nén vào xilanh v i áp su t cao HÌNH 1.5 Dòng khí x t xilanh th i t o áp l c lên cánh tuabin làm tuabin quay Càng nhi u khí x i qua cánh tuabin tuabin quay nhanh Cánh tuabin ph i ch u c nhi t có b n cao ti p xúc tr c ti p v i khí x , quay v i t c cao tr nên r t nóng B i v y, c làm b ng h p kim siêu ch u nhi t ho c b ng g m M t khác m t u l i c a tr c tuabin, cánh nén khí c g n vào y không khí vào xilanh Các cánh nén khí m t lo i b m ly tâm, h n g dòng không khí t tâm quay theo biên d ng cánh h n g có th t ng t c quay l n n 150.000 vòng/phút, tr c c a tuabin c bi mt ô bi c bi t H u h t bi u b h y t c nh th , cho h u h t turbin t ng áp u s d ng lo i ch t l ng Lo i bi l y tr c tuabin b ng m t l p d u c c SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh m ng i u t c hai m c ích: tr c quay c a tuabin c làm mát cho phép tr c quay v i l c c n ma sát th p… Van c a x c l p khoang tuabin Khi van m m t ph n khí x s i t t qua ng x , nh th mà gi n n h cho áp su t n p, áp su t n p t n tr s ã n h (kho ng 0,7 kg/cm2) Vi c óng m van c ki m soát b i b ch p hành M t nh ng v n i v i turbo t ng áp ó chúng không làm t ng công su t l p t c b n p ga Ph i m t kho ng vài giây n g h turbo t ng v n t c tr c tác d ng khuy ch i công su t K t qu m t tr xu t hi n b n p ga sau ó chi c xe b t tthình lình chòm lên tubro b t u làm vi c M t cách làm gi m tr tác d ng c a turbo gi m tác d ng quán tính c a b ph n quay, làm gi m tr ng l n g b n thân c a chúng i u cho phép cánh turbin cánh nén khí có th t ng t c r t nhanh h tr t ng c n g công su t cho n g c s m h n M t cách ch c ch n gi m quán tính c a cánh turbin cánh nén khí ch t o chúng có kích th c nh h n M t turbo có kích th c nh h n s tác d ng giúp t ng c n g công su t cho n g c nhanh h n t c n g c th p nh ng có th tác d ng t ng công su t t c n g c cao m t l n g l n khí n p c nén vào n g c Nó c ng nguy hi m h n t c quay c a tuabin nhanh tc n g c cao có nhi u khí x i qua cánh tuabin Các turbo t ng áp có kích th c l n h n có th giúp t ng công su t n g c nhi u h n tc cao nh ng l i sinh m t tr tác d ng r t l n b i m t nhi u th i gian h n t ng t c quay c a cánh turbin cánh nén khí chúng n ng h n kh c ph c c h n ch này, ng i ta ã ch t o m t s b ph n c bi t i kèm v i H u h t n g c có g n turbo t ng áp có m t m c hao phí nh t n h, i u b t bu c ph i s d ng m t turbo t ng áp nh h n gi m tr ng n kh i quay nhanh tc n g c cao ng n hao t n, turbo b trí m t van c bi t cho phép khí x i t t qua cánh turbin Van có nh y l n v i s t ng áp t ng t N u áp su t t ng lên cao, có th xác nh n r ng tuabin quay nhanh m cho phép m t l n g khí x i vòng qua cánh tuabin làm gi m t c tuabin SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh HÌNH 1.6 M t s turbo t ng áp s d ng vòng bi c u thay s d ng lo i m ch t l ng l y tr c c a tuabin Nh ng chúng không ph i lo i bi c u thông th n g, chúng bi t l a có chinh xác r t cao c làm t lo i v t li u cao c p có th ch u c tc quay nhi t sinh t turbo t ng áp Chúng cho phép tr c tuabin có th quay v i l c ma sát sinh th p h n lo i ch t l ng c s d ng h u h t turbo t ng áp Chúng cho phép tr c có tr ng l n g nh h n quay ch m h n có th làm vi c hi u qu â y i u giúp turbo t ng áp có th t ng t c nhanh h n, gi m c tr n m c th p h n Các cách turbin c làm b ng g m th n g nh h n cánh turbin c làm b ng kim lo i ph bi n h u h t turbo t ng áp Trái l i, chúng l i cho phép turbin quay nhanh h n, gi m c tr tác d ng III) ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG HAI TUBRO HAY NHIỀU TUBRO M t s n g c s d ng hai turbo t ng áp v i kích th c khác Turbo có kích th c nh h n quay v i t c nhanh h n, gi m c tr tác d ng turbo có kích th c l n h n có th t kh n ng t ng công su t nhanh h n t c n g c cao HÌNH 1.7 Khi hai tuabin làm vi c i u ki n t i nh ho c t c th p, tính thích ng c a ng c c c i thi n, ví d thích ng v i t ng t c Khi hai tuabin làm vi c i u ki n t i n ng ho c t c cao, n g c có th s n công su t cao Khi ch có m t tuabin n g c khó t c hi u qu cao c hai ch làm vi c v i t i tr ng n ng t i tr ng nh Trong tr n g h p ch có th t c hi u qu cao m t hai ch Tuy nhiên, tuabin kép s d ng van i u n khí x van phân dòng Nó i u n cho m t tuabin làm vi c ch t i nh hai tuabin làm vi c ch t i n ng ho c tc cao, t ng tính thích ng c a n g c mi tc t c công su t cao Khi không khí c nén l i, c hâm nóng lên không khí nóng lên, s giãn n B i v y áp su t turbo t ng lên m t cách k k t qu không khí nóng lên tr c i vào n g c t ng công su t c a n g c , ph i t c mt m c tiêu a thêm nhi u phân t khí vào xilanh mà không làm t ng áp su t khí t c i u này, m t b làm mát trung gian hay m t b làm mát khí n p c l p thêm vào h th ng, c xem nh m t két làm mát nh ng ch khác không khí c th i i vào i kh i b làm mát trung gian Có hai ki u b làm mát trung gian: Ki u làm mát b ng không khí ki u làm mát b ng n c Hi n ch có ki u làm mát b ng không khí c s d ng Tu theo ki u n g c mà v trí l p b làm mát trung gian có khác Khí n p c th i qua m t n g ng d n kín bên b làm SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… 10 Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô mát ó không khí t bên b ng qu t làm mát n g c Gv: Võ Đắc Thịnh c y c n g b c qua cánh t n nhi t c a HÌNH 1.8 B làm mát khí n p giúp t ng công su t c a n g t cánh nén khí c a turbin tr c i vào n g t ng áp t o m t áp su t nén kho ng PSI, h th ng không khí có áp su t PSI này, có ngh a tr n n t khí h n m t kh i không nóng c b ng cách làm mát khí nén i c i u có ngh a n u turbo lám mát khí n p s làm ngu i m c h n ch a nhi u phân M t turbo t ng áp c ng giúp t ng m t khí nén lên cao s m c c a không khí b gi m i n g c bình th n g th c t b gi m công su t lên cao so v i m c n c bi n b i m i hành trình nén c a piston, n g c s nén c không khí h n v kh i l n g M t n g c có turbo t ng áp c ng b gi m công su t nh ng s gi m công su t s nh h n g h n b i không khí loãng h n d c y qua cánh nén khí c a turbo h n Các lo i xe c v i n g c s d ng h th ng nhiên li u ki u cacbuarato, t n g t ng t l nhiên li u phù h p h n v i s t ng l u l n g khí n p i vào xilanh Các lo i xe hi n i ngày s d ng lo i n g c phun nhiên li u i n t c ng t c iu m c t i u h n H th ng phun nhiên li u i n t s d ng c m bi n ôxi n g ng x o t l không khí – nhiên li u m t cách xác B i v y, h th ng s t n g t ng l n g nhiên li u n p vào n u c trang b thêm turbo t ng áp N u turbo t ng áp t ng l n g khí n p nhanh m c òi h i ph i t ng l n g nhiên li u phun vào phù h p, h th ng phun nhiên li u có th không cung c p nhiên li u, c ng nh ch n g trình ph n m m b i u n không cho phép ho c b m nhiên li u vòi phun không kh n ng cung c p cho nhu c u Trong tr n g h p này, m t s i u ch nh khác c thi t l p thu c hi u qu cao nh t t turbo t ng áp i v i n g c iêzen, b bù n p s t ng l n g b m nhiên li u c c i phù h p v i áp su t n p SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… 11 Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô Gv: Võ Đắc Thịnh HÌNH 1.9 Trong n g c i u n b ng máy tính, l n g không khí n p c theo dõi b ng c m bi n l u l n g khí n p, áp su t n p c theo dõi b ng b c m bi n áp su t c a tuabin n p s t ng l n g phun nhiên li u c c i c i u n b ng ECU c a n g c SVTH: nguyễn nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… 12 [...]...Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật tô mát trong khi ó không khí t bên ngoài nó b ng qu t làm mát n g c Gv: Võ Đắc Thịnh c y c n g b c qua các cánh t n nhi t c a HÌNH 1. 8 B làm mát khí n p giúp t ng công su t c a n g t cánh nén khí c a turbin tr c khi i vào trong n g t ng áp t o ra m t áp su t nén kho ng 7 PSI, h th ng không khí có áp su t 7 PSI này, có ngh a là nó tr n n t khí h n m t kh i không... và vòi phun không kh n ng cung c p cho nhu c u Trong tr n g h p này, m t s i u ch nh khác c thi t l p thu c hi u qu cao nh t t turbo t ng áp i v i n g c iêzen, b bù n p s t ng l n g b m nhiên li u c c i phù h p v i áp su t n p SVTH: nguyễn thanh nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… 11 Môn: Nhập môn công nghệ kỹ thuật tô Gv: Võ Đắc Thịnh HÌNH 1. 9 Trong n g c i u khi n b ng máy tính, l n g không khí n p... áp c ng giúp t ng m t khí nén khi càng lên cao s m c c a không khí càng b gi m i n g c bình th n g th c t b gi m công su t khi càng lên cao so v i m c n c bi n b i vì m i hành trình nén c a piston, n g c s nén c ít không khí h n v kh i l n g M t n g c có turbo t ng áp c ng b gi m công su t nh ng s gi m công su t này s ít nh h n g h n b i vì không khí loãng h n d c y qua các cánh nén khí c a turbo h n... ng các c m bi n ôxi trong n g ng x o t l không khí – nhiên li u m t cách chính xác B i v y, h th ng này s t n g t ng l n g nhiên li u n p vào n u c trang b thêm turbo t ng áp N u turbo t ng áp t ng l n g khí n p nhanh quá m c òi h i ph i t ng l n g nhiên li u phun vào phù h p, h th ng phun nhiên li u có th không cung c p nhiên li u, c ng nh là ch n g trình ph n m m trong b i u khi n không cho phép ho... n g khí n p, còn áp su t n p c theo dõi b ng b c m bi n áp su t c a tuabin n p và s t ng l n g phun nhiên li u c c i c i u khi n b ng ECU c a n g c SVTH: nguyễn thanh nhân ,lê quang trung , nhóm …20…… 12