Tính toán thiết kế hệ thống tăng áp cho động cơ 4 kỳ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ KỲ GVHD: TS ĐỖ QUỐC ẤM SVTH : NGUYỄN VĂN KHÁNH DƯƠNG CƠNG HUY SKL010733 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ KỲ SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: Khóa: Ngành: GVHD: NGUYỄN VĂN KHÁNH 19145245 DƯƠNG CƠNG HUY 19145233 K19 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TS ĐỖ QUỐC ẤM Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Khánh MSSV: 19145245 Dương Công Huy MSSV: 19145233 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 19145CL1A Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Quốc Ấm ĐT: 0913.120.175 Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: 01/07/2023 Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống tăng áp cho động kỳ Các số liệu, tài liệu ban đầu: − Các tài liệu, giáo trình hệ thống tăng áp − Tư liệu động xe Toyota Fortuner − Các trang web hệ thống tăng áp Nội dung thực đề tài: − Tìm hiểu biện pháp nâng cao công suất cho động − Nghiên cứu, tìm hiểu loại tăng áp, ưu nhược điểm loại tăng áp So sánh kết thu từ phương pháp khác nhau, từ đánh giá xác định phương pháp tối ưu để nâng cao công suất động − Tính tốn thơng số làm việc cụm tuabin máy nén − Những hư hỏng thường gặp biện pháp khắc phục hệ thống tăng áp Sản phẩm: − Một thuyết minh đồ án TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Văn Khánh MSSV: 19145245 Họ tên Sinh viên: Dương Công Huy MSSV: 19145233 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật tơ Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống tăng áp cho động kỳ Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Đỗ Quốc Ấm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Văn Khánh MSSV: 19145245 Họ tên Sinh viên: Dương Công Huy MSSV: 19145233 Ngành: Công nghệ kỹ thuật tơ Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống tăng áp cho động kỳ Họ tên Giáo viên phản biện: TS Phan Nguyễn Quí Tâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ KỲ Họ tên Sinh viên: Nguyễn Văn Khánh MSSV: 19145245 Dương Công Huy MSSV: 19145233 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng.…năm 2023 iv LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian năm học tập giảng đường đại học, đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ cuối sinh viên chuyên ngành đào tạo kỹ sư trường đại học kỹ thuật Chúng em đến chặng cuối hành trình sinh viên thật vinh dự khoa Đào tạo chất lượng cao xét duyệt để tiến hành thực đồ án tốt nghiệp Trong trình nghiên cứu phát triển đồ án, với sự trợ giúp nhiều nguồn khác giúp chúng em hồn thiện đồ án này, nhóm em biết ơn xin gửi lời cảm ơn đến tất Lời cảm ơn đầu tiên, em xin gửi đến quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Những người thầy, người cô suốt chặng đường dẫn dắt sinh viên lên bậc thang sống Việc cung cấp giảng giúp chúng em có thêm kiến thức cần thiết cho sống sau đặc biệt để ngày hơm chúng em có hội để hồn thành đồ án tốt nghiệp trường Nhóm em biết ơn sự cống hiến tâm huyết quý thầy cô việc giảng dạy hướng dẫn chúng em trở thành người sinh viên tốt chuyên nghiệp Lời cảm ơn thứ hai, em xin gửi đến thầy Đỗ Quốc Ấm người giảng viên hướng dẫn để nhóm em hồn thiện đồ án tốt nghiệp Trong suốt q trình nghiên cứu, tìm tịi thực nghiệm, thầy tận tình bảo hướng dẫn trọn vẹn để ngày hơm chúng em đạt kết mong muốn Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy sự tận tâm kiến thức sâu sắc mà thầy truyền đạt, giúp chúng em phát triển hoàn thiện đồ án Lời cảm ơn thứ ba, nhóm em xin cảm ơn quý thầy hội đồng phản biện cho nhóm lời nhận xét tích cực quan trọng để nhóm hồn thiện đồ án tốt nghiệp Sự tận tâm kiến thức chuyên môn quý thầy góp phần quan trọng vào sự thành cơng đồ án Nhóm em biết ơn đánh giá, góp ý dẫn từ quý thầy để chúng em nắm vững kiến thức phát triển kỹ nghiên cứu Cuối cùng, nhóm em xin chân thành cảm ơn tất người đóng góp, giúp đỡ truyền động lực cho chúng em trình thực đồ án tốt nghiệp Sự đồng lòng sự hỗ trợ người giúp chúng em vượt qua khó khăn hồn thành thành cơng đồ án v TĨM TẮT Trong thời đại khoa học công nghệ phát triển, động đốt trải qua cải tiến không ngừng, nhằm tăng cường hiệu suất hoạt động Một phương pháp hiệu để nâng cao công suất sử dụng hệ thống tăng áp cho động đốt Hệ thống tăng áp đóng vai trị quan trọng việc cải thiện hiệu suất hiệu động Hệ thống tăng áp giúp tăng cường sức mạnh động bằng cách cung cấp lượng khơng khí nén nhiều hơn, tạo mức áp suất cao buồng đốt Điều không cải thiện khả tăng tốc tăng công suất, mà cịn giúp giảm lượng khí thải tăng cường hiệu suất nhiên liệu Đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống tăng áp cho động kỳ” tập trung vào việc tìm hiểu sâu chất, nguyên lý hoạt động trình làm việc động trang bị hệ thống tăng áp Nhiệm vụ nghiên cứu đưa phương pháp tăng áp tối ưu nhằm nâng cao công suất động đồng thời đề xuất giải pháp để khắc phục hạn chế có Tính tốn thông số cụm tuabin máy nén áp suất, nhiệt độ, tốc độ đầu vào đầu tính tốn khả tăng áp cụm tuabin máy nén (công suất, hiệu suất,…) Đưa hư hỏng thường gặp biện pháp khắc phục, quy trình bảo dưỡng hệ thống tăng áp vi MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn ii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iii Xác nhận hoàn thành đồ án iv Lời cảm ơn v Tóm tắt vi Mục lục vii Danh mục từ viết tắt x Danh mục bảng biểu xi Danh mục hình ảnh xii Chương TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Phương pháp nghiên cứu .1 1.3 Mục đích tăng áp 1.4 Đối tượng nghiên cứu giới hạn đề tài 1.5 Kế hoạch thực Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các biện pháp nâng cao công suất động 2.1.1 Tăng tốc độ động (n) 2.1.2 Giảm số kỳ (τ) 2.1.3 Tăng số xilanh động (i) 2.1.4 Tăng thể tích cơng tác động (𝑉ℎ) .4 2.1.5 Tăng áp cho động .4 2.2 Các loại tăng áp ưu nhược điểm .6 2.2.1 Biện pháp tăng áp có máy nén 2.2.1.1 Động tăng áp dẫn động khí .7 2.2.1.2 Động tăng áp bằng tuabin khí 10 vii 2.2.1.3 Tăng áp hỗn hợp .14 2.2.2 Biện pháp tăng áp khơng có máy nén 17 2.2.2.1 Tăng áp dao động cộng hưởng 17 2.2.1.2 Tăng áp trao đổi sóng áp suất 29 2.2.2.3 Tăng áp tốc độ 32 2.3 Tăng áp cho động Diesel động xăng 32 2.3.1 Tăng áp cho động Diesel 32 2.3.2 Tăng áp cho động xăng 32 2.4 Làm mát khí tăng áp .34 2.5 Độ trễ Turbo cá biện pháp hạn chế 36 2.5.1 Tăng áp tuần tự (Sequential turbo) .36 2.5.2 Tăng áp hai cấp (Stage – Turbo) 37 2.5.3 Tăng áp cuộn kép (Twin – scroll turbo) .39 2.5.4 Bộ tăng áp VGT (Variable Geometry Turbo) 40 2.5.5 Tăng áp điện (E – turbo) .41 Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ 1GD-FTV TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 43 3.1 Chọn tuabin khí 43 3.2 Chọn máy nén khí 44 3.2.1 Máy nén khí kiểu pittơng 44 3.2.2 Máy nén khí roto .45 3.2.3 Máy nén khí kiểu hướng trục 47 3.2.4 Máy nén khí kiểu ly tâm 48 3.2 Thông số kỹ thuật 52 3.4 Bố trí hệ thống tăng áp cho động 1GD-FTV 54 3.5 Các thông số làm việc cụm TB-MN 55 3.5.1 Tính chọn máy nén ly tâm 58 Chương 4: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG TĂNG ÁP 73 4.1 Xác định hư hỏng biện pháp khắc phục 73 viii