Đồ án Tăng áp sử dụng máy nén, công nghệ và ứng dụng

Với những ưu điểm nổi bật của mình như tăng công suất, tăng hiệu suất cháy, giảm khí thải động cơ tăng áp ngày càng được sử dụng phổ biến. Kể từ khi Gottlieb nhận bằng phát minh sáng chế số DRP 34.926 về tăng áp cho động cơ đốt trong cưỡng bức năm 1885 cho đến nay tăng áp đã trả qua một qua trình phát triển lâu dài. 06/03/1896 Rudolf Diesel nhận bằng phát minh sáng chế sô DRP 95.680 về tăng áp cho động cơ tự bốc cháy. Phát minh chỉ ra khả năng thực hiện nén nhiều cấp trong động cơ 1 xylanh bằng cách bố trí thêm một bơm nén trước đường nạp. Tuy nhiên người đã thực sự gắn liền tên tuổi của mình với tăng áp chính là kỹ sư người Thụy Sĩ Alfred Buchi. Ngày 16/11/1905, Alfred Buchi nhận bằng phát minh sáng chế mang số DRP 204630 từ văn phòng phát minh Reich, Đức.Tuy kết cấu đầu tiên này của Alfred Buchi chưa được hoàn chỉnh nhưng cũng là nền móng cho những cải tiến sau này của ông. Càng ngày công nghệ tăng áp càng phát triển, nhất là trong vòng 3 thập kỉ trở lại đây. Kéo theo đó là hàng loạt những cải tiến trên các phương tiện vận tải.

Công nghệ tăng áp động cơ đốt trong sử dụng máy nén là công nghệ tăng áp được sử dụng rất phổ biến ngày nay. Tăng áp dùng máy nén gồm 2 loại : tăng áp cơ khí (Mechanical Supercharging) và tăng áp tuabin khí (Exhaust Gas Turbocharging). Trong tăng áp cơ khí, máy nén được dẫn động từ trục khuỷu động cơ. Còn trong tăng áp tuabin khí máy nén được dẫn động nhờ tuabin tận dụng năng lượng khí xả của động cơ đốt trong. Với những kiến thức được các Thầy Cô ở Bộ môn truyền đạt và đọc thêm ở các tài liệu chuyên ngành em xin được trình bày các hiểu biết của em về công nghệ tăng áp sử dụng máy nén. Tuy nhiên do thời gian làm tiểu luận rất ngắn, trình độ và kiến thức còn hạn chế nên bài tiểu luận không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy Cô trong Bộ môn để vốn kiến thức của em về tăng áp có thể hoàn thiện hơn.

Chương V : Công nghệ turbo tăng áp điều khiển cánh

Công nghệ turbo tăng áp làm xoay các “cánh điều chỉnh” của bánh turbo (VGT-Variable Geometry Turbocharger ) được sử dụng rộng rãi trong động cơ turbo sử dụng nhiên liệu diesel kể từ những năm 1990. Tuy nhiên, công nghệ này chưa bao giờ được ứng dụng trên động cơ xăng cho tới khi loại Type 997 Porsche 911 Turbo ra đời. Nguyên nhân bởi nhiệt độ khí xả do xe sử dụng VGT trên máy xăng tạo ra lớn hơn rất nhiều so với xe dùng máy dầu, do vậy vật liệu sử dụng để chế tạo VTG không chịu nổi sức nóng đó. Loại Type 997 Porsche 911 Turbo sử dụng kiểu turbo VGT của BorgWarner dùng một loại vật liệu đặc biệt bắt nguồn từ công nghệ chế tạo tàu vũ trụ, do đó giải quyêt được vấn đề nhiệt độ. Từ đó công thức chế tạo loại turbo có hình dạng biến đổi này được nhiều hãng tiếp thu và ứng dụng trong các sản phẩm của mình.

5.1, Hiện tượng “ì turbo tăng áp”

Với các loại xe sử dụng turbo tăng áp trước đây, khi xe chạy tải nhẹ với số vòng tua thấp, turbo tăng áp chạy cầm chừng, do lưu lượng khí nhỏ nên tuốc bin quay chậm không khí nén nạp không đáng kể.

Cánh bướm ga mở lớn khi bạn ấn bàn đạp ga để tăng công suất và khi đó động cơ sẽ được cung cấp thêm nhiều hỗn hợp và khí thải sẽ thoát ra nhiều hơn dẫn tới bánh turbo quay với tốc độ cao hơn, tăng lượng khí nạp vào động cơ.

Nhưng vấn đề ở đây là khi đạp ga, xe sẽ không đạt công suất kịp thời như ý muốn, tổng thời gian trễ có thể nửa giây hoặc hơn. Tất cả các xe sử dụng turbo tăng áp đều có hiện tượng này và thường được gọi là “tính ì của turbo”. Đây là do quá trình cung cấp trễ từ khi người lái ấn bàn đạp ga tới khi turbo bắt đầu hoạt động nén khí tăng áp cho động cơ. Nó cũng bao gồm thời gian cần thiết cho bộ làm mát trao đổi và làm đầy các ống dẫn, khi có sự thay đổi từ chân không sang áp suất cao.

NỘI DUNG:

Các chương:

Chương I: Tổng quan 3

Chương II: Tương tác giữa động cơ và máy nén 4

2.1, Động cơ bốn kì và biểu đồ đặc tính máy nén 4

2.2, Tăng áp cơ khí 5

2.3, Tăng áp sử dụng tuabin khí thải 6

Chương III: Tăng áp cơ khí 12

Chương IV: Tăng áp dùng tua bin khí 14

4.1, Cấu tạo bộ tăng áp Turbocharger 15

4.2, Thiết kế tăng áp trên động cơ Mercedes Smart 15

Chương V: Công nghệ turbo tăng áp điều khiển cánh 16