TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-// -KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CHỦ ĐỀ : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TURBO TĂNGÁP TRÊN HONDA CIVIC 2020
GVHD: NGUYỄN HẢI TRÂN
SVTH: Nguyễn Trương Dương MSSV:21001311SVTH:Nguyễn Đăng Khang MSSV:21001312
Trang 2NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập về chuyên nghành ô tô tại trường Đại học SPKT Vĩnh
Long em đã được giao nhiệm vụ làm bài báo cáo về “Quy Trình Dịch Vụ Hãng KIA”.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Toàn Trung , chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bài báo cáo này.
Vì thời gian có hạn, tài liệu còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên không tránh những sai sót nhất định, những điều còn chưa hợp lý Vì vậy em mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn
Vĩnh Long, ngày….tháng…năm 2023
Sinh viên thực hiện (Kí và ghi rõ họ, tên)
Trang 4CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TUBO TĂNG ÁP 4
1.1 Tổng quan về Turbo tăng áp 4
1.2 Lịch sử phát triển 5
1.3 Yêu cầu 5
CHƯƠNG 2:CÁC THÔNG KĨ THUẬT VÀ PHÂN LOẠI TURBO 6
2.1.Các thông số trên Honda Civic 2020 6
2.2 Giới thiệu về hệ thống Turbo tăng áp trên Honda Civic 13
2.3 Cấu tạo và nguyên lí của Turbo tăng áp trên Honda Civic 15
2.3.1 Cấu tạo của Turbo 15
2.3 2 Nguyên lí hoạt động của Turbo tăng áp 16
2.4 Ưu và nhược điểm của Turbo tăp áp trên Honda Civic 2020 17
2.4.1 Ưu điểm 17
2.4.2 Nhược điểm 18
2 4.3 Những lưu ý khi sử dụng turbo tăng áp 19
CHƯƠNG 3: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA TURBO TĂNG ÁP 20
3.1 Quy trình bảo dưỡng và sữa chữa Turbo tăng áp 20
3.2 Các lỗi thường gặp trên Turbo tăp áp 21
3.3 Chuẩn đoán hệ thống Tubo tăng áp 22
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO 25
Trang 5PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Do sự phát triển không ngừng của ô tô tính đến thời điểm hiện tại, nhu cầu sử dụng ô tô ngày cằng tăng cao và khách hành có những yêu cầu xe ngày càng phải cao Và một trong đó những chiếc xe phải được trang bị những động cơ gọn nhẹ, hiệu suất sử dụng nhiên liệu cao, công suất và mô men xoắn lớn Để đáp ứng các tiêu chuẩn này, tăng áp là biện pháp phổ biến hiện nay Đây là một biện pháp nhằm nâng cao áp suất của hỗn hợp hòa khí khi đưa vào buồng đốt hay nói cách khác là dùng Turbo nạp cưỡng bức đẩy nhiều không khí hơn vào các buồng đốt xi lanh, do đó cho phép chúng nạp đầy và đốt cháy nhiên liệu nhanh hơn so với động cơ không tăng áp.
Nhưng hệ thống Turbo tăng áp thường có nhược điểm là không đáp ứng được
tốc độ cũng như độ nhạy chân ga “độ trễ Turbo”hay “Turbo lag” Để khắc phục tình
trạng này năm 1987, Porsche chế tạo thành công bộ tăng áp tua-bin kép mang tên biturbocharger nó giúp giãm độ trễ cũng như tiết kiệm nhiện liệu cho động cơ đặc biệt là đối với động cơ diesel.
Và đó cũng là lý do nhóm em chọn đề tài “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
TURBO TĂNG ÁP TRÊN HONDA CIVIC 2020”
1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu tổng quan về hệ thống bi - Turbo và tìm hiểu về hệ thống Bi - Turbo trên xe ô tô Tìm hiểu về công dụng, yêu cầu, phân loại ,cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, ứng dụng của hệ thống Bi – Turbo.
Trang 6- Đối đượng nghiên cứu: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TURBO TĂNG ÁP TRÊN
HONDA CIVIT 1.5L.
- Phạm vi nghiên cứu: Công dụng, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm , ứng dụng của hệ thống Turbo tăng áp.
1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
HỆ THỐNG TURBO TĂNG ÁP TRÊN HONDA CIVIC 2020 là một công
nghệ động cơ mới được phát triển để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
Động cơ này sử dụng Turbocharger (tăng áp) để tăng áp suất khí vào động cơ, giúp
tăng cường hiệu suất và công suất Ý nghĩa khoa học:
Đóng góp vào phát triển công nghệ ô tô: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNGTURBO TĂNG ÁP TRÊN HONDA CIVIC 2020 có thể đóng góp vào sự phát triển
công nghệ trong lĩnh vực ô tô Các kết quả và kiến thức thu được từ nghiên cứu này có thể được áp dụng để nâng cao hiệu suất, tiêu thụ nhiên liệu và độ bền của các hệ thống tương tự trên các dòng xe khác.
Tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu: Nghiên cứu có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống bi turbo, từ đó cải thiện công suất, mô-men xoắn và tiêu thụ
Trang 7nhiên liệu của động cơ trên HONDA CIVIC 2020 Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tiêu thụ nhiên liệu và tăng cường hiệu suất của xe ô tô.
Ý nghĩa thực tiễn:
Cải thiện hiệu suất xe: Nghiên cứu này có thể đóng góp vào cải thiện hiệu suất của xe HONDA CIVIC 2020, đặc biệt là trong việc tăng cường khả năng tăng tốc và vượt địa hình Hiệu suất nâng cao sẽ mang lại trải nghiệm lái xe tốt hơn và sự hài lòng của khách hàng.
Giảm tiêu thụ nhiên liệu: Tối ưu hóa hệ thống bi turbo có thể giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu trên xe HONDA CIVIC 2020 Điều này có lợi ích về mặt kinh tế với chi phí vận hành xe giảm và cũng có lợi cho môi trường với khí thải thấp hơn.
Cung cấp thông tin cho kỹ sư và nhà phát triển: Nghiên cứu này cung cấp thông tin và kiến thức quan trọng cho các kỹ sư và nhà phát triển trong ngành công nghiệp ô tô Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để tối ưu hóa hệ thống, cải thiện thiết kế và nâng cao chất lượng của các hệ thống tương tự trên các dòng xe khác.
1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
“Nghiên cứu về phần lý thuyết của hệ thống turbo tăng áp trên xe HONDA
CIVIC 2020”.
Trang 8PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TUBO TĂNG ÁP 1.1 TỔNG QUAN VỀ TURBO TĂNG ÁP
Nhìn chung, công suất của động cơ được xác định bởi nhiều yếu tố trong đó có thể kể đến như lượng hỗn hợp nhiên liệu không khí đốt cháy, đường kính piston, chiều dài thanh truyền đường kính xy lanh, số lượng xy lanh hoặc tăng số vòng quay động cơ Việc tăng kích thước xy lanh, số lượng xy lanh hay tăng chiều dài thanh truyền thì trọng lượng động cơ cũng sẽ tăng lên, thành xy lanh mỏng và có nguy cơ nứt vỡ hay lúp bê động cơ ngoài ra còn thể gây ra các hiện tượng tổn thất do ma sát , rung động, có tiếng ồn lớn, việc kéo dài thanh truyền sẽ gây phá vỡ các liên kết của các phân tử kim loại cấu tạo nên thanh truyền, làm cho ứng suất tập trung cao dễ gây nứt gãy thanh truyền
Đối với động cơ không tăng áp, không khí sẽ được hút trực tiếp từ khí trời đi vào buồng đốt , do đó hạn chế về số lượng không khí vào trong xy lanh nên tiềm năng nâng cao công suất động cơ là không cao Nếu sử dụng một máy nén riêng để nén không khí trước vào trong xy lanh sẽ làm tăng mật độ và khối lượng không khí vì vậy sẽ làm tăng công suất của động cơ và tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu và cách đó gọi là tăng áp Hiện nay , người ta thường dùng turbin tăng áp nhờ khí thải nên động cơ nhỏ gọn, tiết kiệm nhiên liệu, giảm bớt khí thải và tăng công suất động cơ.
Tuy nhiên, đối với động cơ xăng sử dụng tăng áp thường dễ gây ra hiện tượng cháy kích nổ, tạo ra những khó khăn trong quá trình sử dụng Còn đối với động cơ diesel không có khó khăn như động cơ xăng nên tăng áp thường được sử dụng là biện pháp cường hóa áp suất nén pe tốt nhất Đặc biệt, do tiến bộ nhanh về kỹ thuật tua – bin và máy nén nên phạm vi sử dụng tăng áp ngày càng được mở rộng và áp suất không khí nạp ngày một nâng cao làm cho không những tính năng động lực học của động cơ tốt hơn động cơ không tăng áp mà còn tăng tính kinh tế nhiên liệu Nếu áp suất có ích trung bình của động cơ diesel không tăng áp thường trong khoảng 0.7 – 0.9 Mpa thì áp suất có ích trung bình của động cơ diesel tăng áp có thể lên đến 1.0 – 1.2 Mpa.
Trang 91.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Turbo tăng áp đã được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô từ những năm 1960 Tuy nhiên, công nghệ này chỉ được sử dụng cho các loại xe đua và xe thể thao vì chi phí lắp đặt và bảo dưỡng rất đắt đỏ.
Đến những năm 1970, các hãng xe ô tô lớn như Porsche, BMW và Saab đã bắt đầu sử dụng Turbo tăng áp cho các dòng xe sản xuất hàng loạt Điều này giúp tăng cường hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu cho các loại xe hơi.
Hiện nay, Turbo tăng áp đã trở thành công nghệ phổ biến và được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các loại xe hơi trên thế giới.
1.3 YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP
Để hệ thống tăng áp trên động cơ đốt trong hoạt động được êm dịu, có hiệu suất cao và tăng công suất động cơ triệt để thì hệ thống tăng áp có những yêu cầu sau:
- Kết cấu nhỏ gọn, hiệu suất cao.
- Tháo lắp dễ dàng khi bảo dưỡng, sửa chữa - Ít hao tổn công suất động cơ.
- Không gây ra hiện tượng cháy kích nổ đối với động cơ xăng - Đáp ứng được mọi số vòng quay của động cơ.
- Gía thành hợp lý.
- Dễ ứng dụng trên nhiều loại động cơ.
Trang 10CHƯƠNG 2:CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT TRÊN HONDACIVIC 2020
2.1.Các thông số kĩ thuật trên Honda Civic 2020
Giới thiệu ô tô Honda Civit 1.5L
Bảng 2.1 Thông số ô tô Honda Civic 2020 qua các đời về động cơ - vận hành
Thông sốCivic 1.8 ECivic 1.8 GCivic 1.5 RS
Động cơ & truyền động
Loại động cơ i-Vtec 1.8L SOHC i-Vtec 1.8L SOHC Vtec Turbo 1.5L
Trang 11Công nghệ động cơ PGM-FI PGM-FI PGM-FI (Phun nhiên liệu trực tiếp) Công suất cực đại/rpm 139Hp/6.500rpm 139Hp/6.500rpm 170Hp/5/500rpm Mô-men xoắn tối đa/rpm 174N.m/4.300rpm 174N.m/4.300rpm
Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật Honda Civic 2020 về kích thước
Trang 13điện tử EBD
13Hỡ trợ khởi hành ngang dốc HSA
14Hệ thống phanh khẩn cấp BACóCó hướng dẫn linh hoạt
Đĩa tản nhiệt/ Đĩa
3Hệ thống lái Trợ lực điện thích ứng nhanh với chuyển động
Civit 1.8ECivit 1.8GCivit 1.5RS
Trang 142Đèn chiếu gầnHalogen LEDLED
14Cửa kính tự động lên xuống
Civit 1.8ECivit 1.8GCivit 1.5RS1Bản đồng hồ trung tâmDigital
Trang 15Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật Ford Everest 2019 về trang bị thông minh
Trang 165Kết nối WifiKhôngKhông Có
2.2 Giới thiệu về hệ thống Turbo tăng áp trên xe Honda Civic 2020
Bộ tăng áp động cơ ô tô (Turbo) là một loại thiết bị cảm ứng cưỡng bức, có tác dụng tăng công suất động cơ đốt trong bằng tiếp tiếp thêm không khí nén vào buồng đốt So với động cơ hút khí tự nhiên, động cơ nào lắp thêm turbo có thể đưa nhiều không khí vào hơn.
Trang 17Công dụng chính của turbo là tăng công suất động cơ mà không cần phải tăng số lượng hay dung tích xi lanh trong động cơ Áp suất thông thường trong không khí là 1 at Khi sử dụng turbo tăng áp, áp suất nén sẽ tăng thêm khoảng 0,404 – 0.544 at Theo như nghiên cứu, turbo tăng áp giúp công suất động cơ tăng lên khoảng 50% Tuy nhiên trên thực tế, turbo cũng làm cho công suất động cơ tăng thêm từ 30 – 40%.
Các loại Turbo phổ biến hiện nay
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại turbo với các chức năng khác nhau Đối với ô tô, một số loại turbo được phổ biến như:
Single Turbo cấu tạo đơn giản là một
loại turbo tăng áp có cấu tạo truyền thống Nó sử dụng một chiếc turbo đơn để nạp thêm không khí vào động cơ, tạo áp suất cao hơn để tăng hiệu suất đốt cháy để cung cấp sức mạnh tăng lên Single Turbo hiện là loại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Ưu điểm: Lắp đặt đơn giản, đem lại hiệu suất tuabin cao, phù hợp sử dụng ở động
cơ cỡ nhỏ giúp tạo ra công suất tương đương động cơ hút khí hậu tự nhiên có dung tích lớn hơn.
Nhược điểm: Tuabin đơn có xu hướng bị phạm vi vòng tua máy hạn chế nên có
hiệu suất kém hơn khi di chuyển ở tốc độ thấp và ở chế độ động cơ cầm
Trang 18Twin-scroll turbo sử dụng hai ống tuabin riêng biệt
Twin-scroll turbo hay còn gọi là tăng áp cuộn kép có cấu tạo tương tự như single turbo nhưng có đến 2 ống tuabin.
Hai ống này sẽ được nối với hai ống xả khác nhau để tách dòng khí từ các xi lanh động cơ Điều này giúp tối ưu hoá việc sử dụng năng lượng của dòng khí và cải thiện hiệu suất động cơ
Twin-scroll turbo thường giúp tăng cường đáng kể khả năng đáp ứng của động cơ và cải thiện hiệu suất trong khoảng vùng vòng tua thấp và trung bình.
Về hiệu suất và mô men xoắn, ngay trên những động cơ nhỏ nhất, bộ tăng áp tạo ra nhiều mô men xoắn hơn, đặc biệt là ở dài vòng tua thấp hơn Trong nguyên lí cho thấy quan hệ giữa công suất có ích và các thông số khác nhau như:
p1 – khối lượng riêng của khí nạp mới; QH – nhiệt trị thấp nhất của nhiên liệu; Mo – lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy hoàn toàn mộtđơn vị nhiên liệu;
n - số vòng quay của động cơ; t – số kì của động cơ;
i – số xi lanh của đông cơ; nm : Hiệu suất cơ khí.
Chúng ta biết rằng QH, Mo phụ thuộc vào loại nhiên liệu nên thay đổi không nhiều
Vậy muốn tăng công suất người ta phải tăng khối lượng nhiên liệu đốt cháy trong một đơn vị thời gian bằng cách thay đổi các thông số còn lại như sau:
- Tăng số chu trình trong một đơn vị bằng cách tăng số vòng quay n của động cơ Khi tăng số vòng quay của động cơ sẽ gây khó khăn cho việc thực hiện quá
Trang 19trình cháy Tác hại hơn nữa là làm cho tốc độ trược trung bình của piston tăng lên dẫn đến làm tăng tổn thất ma sát, mài mòn của các chi tiểt của nó và tăng lực quán tính.
2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TURBO TĂNG ÁP TRÊNHONDA CIVIC 2020
2.3.1 Cấu tạo
Hình 2.9 Cấu tạo Turbo tăng áp
Bộ turbo tăng áp bao gồm 2 phần chi tiết máy có dạng như vỏ con ốc sên được ghép với nhau Phía bên trong mỗi chi tiết sẽ có một máy nén (tuabin) hình cánh quạt và một trục nối 2 cánh quạt lại với nhau
Bộ tăng áp này được lắp thẳng vào cửa xả động cơ diesel nhằm lợi dụng luồng khí thải để quay hai tuabin và nén luồng không khí sạch vào lại bên trong buồng đốt Quá trình như thế cứ lặp lại liên tục khi động cơ hoạt động
Vì turbo nhận trực tiếp khí xả khiến cho động cơ của bộ tăng áp là cực kì lớn Điều này làm cho không khí bị giãn nở, khiến cho lượng không khí vào buồng đốt.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà thiết kế đã lắp thêm tấm lưới tản nhiệt cho turbo tăng áp giúp cho luồng không khi đi vào buồng đốt được làm lạnh và co nhỏ lại.
Bên cạnh đó, hệ thống còn cần thêm một van xả nhằm giảm bớt lượng hơi dư thừa Nếu không sẽ dẫn đến việc động cơ phát nổ do vượt ngưỡng áp suất chịu đựng.
2.3.2 Nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp
Trang 20Turbo tăng áp được lắp trên đường ống xả động cơ Khí xả từ động cơ khi thải ra sẽ làm cánh quạt tuabin của bộ
tăng áp quay cánh tuabin của bộ tăng áp Do kết nối trên cùng một trục nên khí cánh tuabin quay thì cánh bơm khoang đối diện sẽ quay theo Cánh bơm quay giúp hút không khí sạch vào và nạp vào động cơ
Kết quả là khi lượng khí xả càng nhiều thì tốc độ quay của động cơ càng nhanh hơn, từ đó công suất động cơ tăng cao hơn Bộ tăng áp làm cánh tuabin quay Trong trường hợp lượng khí được hút vào với áp suất và nhiệt độ quá cao thì thể tích sẽ tăng lên, mật độ oxy không nhiều.
Bộ tăng áp làm cánh tuabinquay
Trong trường hợp lượng khí được hút vào với áp suất và nhiệt độ quá cao thì thể tích sẽ tăng lên, mật độ oxy không nhiều Vì vậy các hãng thường lắp thêm một bộ làm mát phía trước xe để giải nhiệt
cho dòng khí nạp này.
Khi turbo tăng áp nằm trên đường ống xả nên áp suất khí xả tăng cao sẽ dễ tạo ra một áp suất dội ngược vào buồng đốt, gây hư hỏng động cơ Để khắc phục vấn đề này, xe ô tô lắp thêm một van an toàn giúp dẫn dòng khí xả dư thừa ra ngoài.
2.4 Ưu và nhược điểm của Tubro tăng áp trên Honda Civic 20202.4.1 Ưu điểm
Công suất động cơ tăng
Trang 21Bộ tăng áp có thể làm tăng đáng kể công suất động cơ mà không tạo thêm trọng lượng dư thừa cho xe Vì thiết bị Turbo chỉ bao gồm 2 bộ phận chính là tuabin và máy nén Cả 2 đều có trọng lượng khá nhẹ và không tốn quá nhiều diện tích để đặt.
Trên những động cơ nhỏ nhất, bộ tăng áp tạo ra nhiều mô men xoắn hơn, đặc biệt là ở dài vòng tua thấp Nghĩa là ô tô sẽ có hiệu suất mạnh mẽ, nhanh nhẹn phù hợp khi di chuyển trong thành phố và giúp động cơ hoạt động ở tốc độ cao hơn trên đường cao tốc.
Động cơ mạnh mẽ hơn
Một động cơ được trang bị Turbo có thể tạo ra nhiều công suất hơn một động cơ
kiệm hơn Công suất động cơ khi được tích hợp thêm turbo tăng áp sẽ tăng từ 30 đến 40% so với hệ thống động cơ thông thường.
Tiết kiệm nhiên liệu hơn
Do động cơ Turbo không yêu cầu phân khối lớn nên việc sử dụng nhiên liệu có thể được triệt tiêu tương đối tối đa và giảm lượng khí thải Mặc dù việc tiêu thụ nhiên liệu ở động cơ tăng áp rất hiệu quả nhưng sức mạnh sản sinh cũng không kém phần khốc liệt so với động cơ không Turbo.
Thân thiện với môi trường hơn
Bởi vì động cơ Turbocharger nhỏ hơn, nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn nên lượng khí thải của nó ra môi trường cũng giảm đi đáng kể.
Yên tĩnh hơn
Không khí bên trong động cơ tăng áp được lọc qua nhiều đường ống và thành phần hơn nên tiếng ồn của khí nạp và khí thải được giảm thiểu, tạo ra tiếng ồn động cơ êm ái hơn Đây là một trong những lợi ích bất ngờ nhất của động cơ Turbocharger.
2.4.2 Nhược điểm
Chi phí sửa chữa đắt đỏ