Nghiên cứu hệ thống tăng áp trên động cơ. Thiết kế mô phỏng và lập quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp HX50

Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Xã hội phát triển vượt bậc, theo với phát triển nguy đe dọa đến tồn trái đất Một nguy xuất phát từ nhiễm khí xả động gây Với turbo tăng áp (turbo charger) nắp động ơtơ giải pháp quan trọng Turbo tăng áp hoạt động với nguyên lí: khí thải từ buồng đốt làm quay tuabin, tuabin dẫn động đến turbin thứ hai nằm hệ thống nạp để làm tăng lượng khơng khí nạp vào buồng đốt (nén áp suất cao) Như vậy, turbo tăng áp hoạt động cấu độc lập, khơng có liên hệ khí với động Nói cách khác, turbo tăng áp sử dụng lượng động khí thải thường bị bỏ phí để cao suất hiệu suất động Vì vậy, sử dụng hệ thống tăng áp turbo tăng áp cho động vừa mang lại tính hiệu kinh tế cao nhờ tiết kiệm lượng đồng thời mang ý nghĩa quan trọng vào việc hạn chế nhiễm mơi trường khí thải động gây - Đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu hệ thống tăng áp động Thiết kế mơ lập quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp HX50” nhằm nâng cao kiến thức, kĩ hệ thống tăng áp cho thân Mục đích nghiên cứu - Củng cố nâng cấu cao kiến thức chuyên môn tạo nguyên lý hoạt động quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp ô tô - Mô hệ thống tăng áp (trên phần mềm Macromedia Flash 8) làm tài liệu tham khảo cho sinh viên khóa sau - Nghiên cứu nhằm giúp cho thân dễ dàng hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống tăng áp ô tô chương trình Macromedia Flash Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lí hoạt động hệ thống tăng áp ô tô xưởng thực hành trường - Mô nguyên lý hoạt động hệ thống tăng áp Nhiệm vụ nghiên cứu - Đạt kiến thức chuyên sâu cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống tăng áp - Lập quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô - Mô nguyên lý hoạt động hệ thống tăng áp phần mềm Macromedia Flash đảm bảo xác nguyên lý Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu phạm vi tài liệu tham khảo giảng dạy cho sinh viên Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT tơ - Nghiên cứu từ tình hình thực tế hệ thống tăng áp sử dụng ô tô - Nghiên cứu từ tài liệu, giáo trình dùng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên - Nội dung nghiên cứu: “ứng dụng chương trình Macromedia Flash mơ ngun lý hoạt động hệ thống tăng áp – lập quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp HX 50” Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu từ nguồn tài liệu sách, giáo trình, giảng, vẽ, sách tạp chí, nguồn tài liệu từ internet - Nghiên cứu từ thực tiễn - Nghiên cứu từ thực nghiệm - Tham khảo ý kiến giảng viên CHƯƠNG KHÁI QUÁT TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tơ 1.1 Mục đích tăng áp trở ngại tăng áp cho động đốt 1.1.1 Lịch sử tăng áp động đốt Động đốt (ĐCĐT) có bước phát triển thăng trầm nhiều nguyên nhân khác nhau, ví dụ người ta hi vọng vào nguồn động lực khác có tính tốt lo sợ cạn kiệt nguồn nhiên liệu biểu khủng hoảng năm 70 kỉ 20 Thêm vào vấn đề nhiễm gây mơi trường sức khỏe người Tuy nhiên, nhờ phát triển vượt bật, kì diệu nghiên cứu, chế tạo đông xăng, diesel đánh bại nghi ngờ tồn phát triển Nhờ ưu điểm vượt trội nhiều mặt: hiệu suất cao phạm vi công suất rộng, nhỏ gọn nên ĐCĐT chiếm ưu tuyệt đối số lĩnh vực vận tải đường bộ, đường thủy, phát điện dự phịng… Lịch sử phát triển ĐCĐT ln gắn liền với lịch sử phát triển tăng áp 1.1.1.1 Tăng áp cho động xăng Động kì làm việc theo ngun lí đốt cháy cưỡng có khả sử dụng thực tế xuất vào năm 1876 Năm 1885 Gottlieb Deimler (tiền thẩn hãng ơtơ Mercedes Benz) có đăng kí phát minh số DRP 34.926 tăng áp cho động cháy cưỡng Theo vẽ mô đăng kí phát minh thấy rõ hộp trục khuỷu sử dụng máy nén – động hai kì quét nhờ hộp trục khuỷu Khi piston từ điểm chết lên điểm chết khơng khí hỗn hợp hút vào hộp trục khuỷu, hành trình ngược lại piston hành trình nén khơng khí hỗn hợp hộp trục khuỷu, khơng khí hỗn hợp chịu nén đẩy vào xilanh qua van đặt đỉnh piston áp suất hộp trục khuỷu thắng sức căng lị xo van Q trình nạp vào xilanh chia làm giai đoạn: 1- Cuối trình giãn nở khí hộp trục khuỷu tràn vào xilanh đẩy khí cháy ngồi 2- Q trình nạp bình thường 3- Quá trình nạp thêm vào xilanh cuối trình nạp Phát minh phù hợp với trình độ kĩ thuật thời kì đầu số vịng quay động khoảng 150÷160 vg/ph Với thành cơng người ta dự định áp dung thành cơng cho động có số vịng cao từ 500÷600 vg/ph song tổn thất dòng chảy qua van lớn nên hàm lượng khí nạp vào động khơng đáng kể Với ngun lí tăng áp tương tự Wilhelm Maybach thiết kế động chữ V cho hãng Deimler công suất tăng lên không đáng kể nên hãng Deimler sau từ bỏ phương án Có lẽ kết không khả quan kết nên phải sau chiến tranh giới lần thứ nhất, hãng Deimler khơi phục lại thí nghiệm tăng áp cho động ô tô sau thu hàng loạt kinh nghiệm tăng áp khí cho động máy bay, xe đua Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô 1.1.1.2 Tăng áp cho động diesel Ngay thời kì hồn thiện phát minh động diesel Rudolf Diesel đề cập vấn đề tăng áp cho Năm 1896 ơng bổ sung vào đăng kí phát minh số 67207 khả thực nén nhiều cấp động xilanh cách bố trí thêm bơm nén trước đường nạp, phát minh đăng kí tên DRP 95.680 Kết thí nghiệm Rudolf Diesel trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1 Kết thí nghiệm Rudolf Diesel Thơng số kỹ thuật Có bơm tăng áp Khơng có bơm tăng áp 9,6÷10,6 kG/cm2 6,5÷7 kG/cm2 Hiệu suất thị ηi 21% 31% Hiệu suất giới ηm 65% 75,6% Hiệu suất có ích ηe 15,7% 24,2% 396 g/ml.h 258 g/ml.h 6,25kG/cm2 4,9÷5,3kG/cm2 Áp suất thị pi Suất tiêu hao nhiên liệu có ích gc Áp suất có ích Nhờ kết mà năm 1929 lại suất động tăng áp hộp trục khuỷu khác hãng Werkspoor lắp tàu chở dầu “Megava” tập đoàn dầu mỏ Anglo Saxon Động diesel ngày có nhu cầu tăng áp lớn áp dunhj với hầu hết hình thức tăng áp tổ hợp nhiều hình thức tăng áp Thành tựu tăng áp cho động diesel thành tựu tăng áp đáng kể cho ĐCĐT 1.1.1.3 Tăng áp tuabin khí Sự phát triển tăng áp dẫn động tua bin khí cho động diesel gắn liền với nghiệp kĩ sư người Thụy Sĩ Alfed Buchi Ngày 16/11/1905 Alfed Buchi có đăng kí phát minh DRP số 20 4630 liên hợp máy bao gồm: máy nén chiều trục nhiều tầng, động diesel tuabin hướng trục nhiều cấp, tất nối chung trục Khơng khí máy nén hút từ mơi trường va nén tới áp suất 3÷4 kG/cm2, khí xả sau khỏi động áp suất khoảng 16 kG/cm giãn nở tiếp sinh công tuabin Với kết cấu Alfed Buchi hi vong cơng tổn thất giãn nở khơng hồn tồn xilanh động thu hồi tuabin Tuy vậy, điều hi vọng Alfed Buchi bị tan vỡ hai lí do: thứ cơng cho q trình xả q cao cơng sinh tuabin lại bị tiêu phí; thứ hai áp suất đường thải lớn lên làm cho lượng khí sót xilanh q lớn dẫn đến giảm lượng khí nạp Từ năm 1911 đến 1914 Alfed Buchi xây dựng thiết bị thực hàng loạt thí nghiệm hãng Sulzer Winterthur để tìm nhân tố khác ảnh hưởng đến đặc tính động đốt tăng áp Ở thí nghiệm này, Alfed Buchi bố trí Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô dẫn động máy nén từ thiết bị bên ngồi khí xả động đưa đến sinh công tuabin Qua kết thử nghiệm Alfed Buchi đưa nhận định để tạo điều kiện cho việc quét buồng cháy, áp suất khí tăng áp phải lớn áp suất khí xả vào tuabin phải sử dụng góc trùng điệp xupap động đốt hợp li Với kết luận Alfed Buchi đăng kí phát minh Đức số 454107, song gặp phải chiến tranh giới lần thứ nên dự định ông không thực Năm 1923, BỘ Giao thông Đức đưa hợp đồng để đóng tàu vận tải khách, động trang bị động kì 10 xilanh theo mẫu MAN Nhờ thực tăng áp theo nguyên lí Buchi cho phép tăng cơng suất từ 1750 mã lực lên 2500 mã lực Một đặc điểm khác ống xả có lắp bướm chuyển dịng để khơng cho khí xả qua tuabin Vây động làm việc với tăng áp khơng tăng áp Đây thành cơng tăng áp tuabin khí Năm 1926 Buchi thực thí nghiệm tăng áp theo phát minh nhà máy đóng tàu hỏa Winterthur, Thụy Sĩ Hệ thống tăng áp hãng BBC Baden thiết kế chế tạo bao gồm có tuabin hướng trục máy nén li tâm cấp Các thí nghiệm thành cơng công suất động tăng lên 50% cách dễ dàng thời gian ngắn tăng lên 100% Kết ứng dụng hàng loạt hãng sản xuất động cơ, trình phát triển người ta càn làm cho ống xả không hẹp mà cịn ngắn hơn, tăng áp ngày lắp gần động 1.1.2 Mục đích tăng áp Nhằm mục đích tăng cơng suất động người ta phải tìm cách tăng khối lượng nhiên liệu cháy đơn vị dung tích xilanh đơn vị thời gian, tức tăng khối lượng nhiệt tỏa không gian thời gian cho trước Trong nguyên lí động cho quan hệ cơng suất có ích thơng số khác như: N e = Vh n v p l n QH n nm i i M o 30t a (1- 1) Trong đó: Vh – dung tích xilanh; nv – hệ số nạp; pl – khối lượng riêng khí nạp mới; QH – nhiệt trị thấp nhiên liệu; Mo – lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy hồn tồn đơn vị nhiên liệu; Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT tơ n - số vịng quay động cơ; t – số kì động cơ; i – số xi lanh đông Chúng ta biết QH, Mo phụ thuộc vào loại nhiên liệu nên thay đổi không nhiều.Trong nghiên cứu phát triển hiệu suất thị giới đạt cực đại, đạt cao Vậy muốn tăng công suất người ta phải tăng khối lượng nhiên liệu đốt cháy đơn vị thời gian cách thay đổi thơng số cịn lại sau: - Tăng số chu trình đơn vị cách tăng số vòng quay n động Khi tăng số vịng quay động gây khó khăn cho việc thực trình cháy Tác hại làm cho tốc độ trược trung bình piston tăng lên dẫn đến làm tăng tổn thất ma sát, mài mịn chi tiểt tăng lực qn tính - Thay đổi số kì từ kì thành kì Nhờ tỉ số kì sinh cơng so với vịng quay động kì gấp đơi động kì nên tăng nhiệt lượng giải phóng đơn vị thời gian, song q trình thay đổi khí động kì chưa hồn chỉnh nên sinh tổn thất lớn ô nhiễm Tuy vậy, xu phát triển nhằm hồn thiện q trình qt thải, phun xăng trực tiếp động kì có tiềm phát triển lớn - Tăng dung tích cơng tác Vh số xilanh i kéo theo kích thước, thể tích, trọng lượng động tăng - Tăng khối lượng khơng khí nạp vào xilanh cách tăng khối lượng riêng khơng khí pk Muốn phải tiến hành nén môi chất nạp trước đưa vào xilanh, tức tăng áp suất môi chất nạp Do khối lượng khơng khí nạp vào xilanh tăng nên người ta tăng thêm nhiên liệu để đốt cháy dung tích Như vây, cho ta tăng khả tăng lượng nhiệt phát dung tích cho trước Biện pháp làm tăng khối lượng riêng môi chất trước nạp vào động cách tăng áp suất gọi tăng áp Mục đích tăng áp làm cho cơng suất tăng lên đồng thởi tăng áp cho phép cải thiện số tiêu sau: - Giảm thể tích tồn ĐCĐT ứng với đơn vị công suất - Giảm trọng lượng riêng toàn động ứng với đơn vị cơng suất - Giảm gía thành sản xuất ứng với đơn vị công suất - Hiệu suất động tăng đặc biệt tăng áp tuabin khí, suất tiêu hao nhiên liệu giảm - Có thể làm giảm lượng khí thải độc hại - Giảm độ ồn động Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô 1.1.3 Những hạn chế tăng áp biện pháp khắc phục thực tăng áp cho ĐCĐT 1.1.3.1 Những hạn chế a Áp suất chu trình Về mặt lí thuyết xem trình diễn máy nén đoạn nhiệt, lúc quan hệ nhiệt độ áp suất môi trường với nhiệt độ áp suất sau máy nén là: (1- 2) đó: ρ1, pl, vl Tl áp suất, khối lượng riêng, thể tích nhiệt độ sau máy nén; ρ0, po, v0 T0 áp suất, khối lượng riêng, thể tích nhiệt độ môi trường trước máy nén; k số nén đoạn nhiệt Nhiệt độ áp suất xilanh ĐCĐT cóquan hệ: Pc= pa E n Tc= Ta E n- Trong đó: Pc, Tc - áp suất nhiệt độ môi chất xilanh cuối trình nén; n- số nén đa biến trung bình; E – tỉ số nén động cơ; pa, Ta – áp suất nhiệt độ cuối trình nạp Quan hệ áp suất cuối trình nén phj thuộc vào tỉ số tăng áp tỉ số nén động Sự tăng áp suất cuối trình nén tăng áp dẫn đến tăng áp suất nhiệt độ chu trình cơng tác động Song tỷ lệ tăng chúng động đốt cháy cưỡng khác với động tự bốc cháy Trong động đốt cháy cưỡng bức, trình cháy dẫn đến tăng áp suất chu trình Tỷ lệ áp áp suất thời điểm chu trình tỷ số p z max (tỷ số áp suất cực đại chu trình với áp suất thị trung bình) pi ln khơng đổi Thực ra, tỷ số tăng áp áp suất lớn động tăng áp trình quét thực hồn hảo làm khí sót giảm, dẫn đến tăng số lượng hỗn hợp nạp vào xilanh Trong động diessel, tăng áp nhiệt độ áp suất cuối trình nén tăng làm rút ngắn thời gian cháy trễ, áp suất cực đại chu trình cháy p max tăng khơng Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô tỷ lệ với tăng áp suất cuối trình nén Tuy vậy, người ta kết hợp tăng tỉ số tăng áp pi với việc giảm tỷ số nén ĐCĐT đến mức bảo đảm khởi động p0 lạnh Với kết hợp việc cho phép giảm thời gian cháy trễ làm cho khoảng cách pmax pc không đổi tăng tỉ số tăng áp Như vậy, tăng áp suất chu trình bù trừ giải ổn thỏa b Nhiệt độ chu trình Tình trạng chịu nhiệt động đáng lo ngại Các nghiên cứu cho thấy áp suất thị trung bình tăng gấp đơi dịng truyền nhiệt qua thành vách ( nhiệt lượng truyền cho dầu nước làm mát) tăng khoảng 60% Như nhiệt độ khí xả khơng đổi, 40% lượng nhiệt cịn lại làm cho chi tiết động nóng lên c Sự hình thành hỗn hợp Trong động tăng áp, để tăng công suất người ta phải tận dụng tốt khối lượng khơng khí nạp vào xilanh nên phải tăng lượng nhiên liệu cung cấp Trong động diesel có hai cách tăng lượng nhiên liệu cung cấp: tăng áp suất phun kéo dài thời gian phun Nếu tăng áp suất phun làm cho tải tác dụng lên hệ thống cung cấp nhiên liệu vốn làm việc trạng thái tải trọng cao lại làm việc nặng nhọc hơn, nên làm giảm đáng kể tuổi thọ chi tiết hệ thống Chính vậy, xu hướng ưa thích kéo dài thời gian phun, ngồi biện pháp cịn cho phép điều chỉnh áp suất cực đại chu trình pmax tỷ số tăng áp Bên cạnh phải quan tâm đến điều kiện bay nhiên liệu động tăng áp áp suất tăng làm giảm khơng gian vật lí để bay nên nhiên liệu khó bay Quá trình hình thành hỗn hợp động diesel tăng áp trở nên phức tạp Để có trình hình thành hỗn hợp, tạo điều kiện tốt cho trình cháy cần phải tận dụng triệt để lốc xốy thơng qua pha phân phối khí, kết cấu đỉnh piston 1.1.3.2 Biện pháp khắc phục a Nguyên tắc Muốn thực tăng áp cho ĐCĐT người ta phải lựa chọn biện pháp để hạn chế nhược điểm phân tích Trong q trình lựa chọn phải dung hịa yếu tố sau: - Nhằm đạt công suất cao người ta phải tìm biện pháp có giá trị ρ k lớn nhiệt độ mơi chất nạp vào động thấp tốt - Phải lựa chọn tỉ số nén ĐCĐT cách hợp lí - Nhiệt độ cuối trình nén cần đủ lớn để đảm bảo thời gian cháy trễ hợp lí, mặt khác giữ cho nhiệt độ chu trình khơng q cao b Các biện pháp cụ thể Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Trong thực tế người ta sử dụng biện pháp sau để hạn chế nhược điểm động tăng áp: - Giảm tỉ số nén - Làm mát tăng áp cho phép giảm áp suất, nhiệt đọ cuối q trình nén chu trình cịn làm tăng khối lượng riêng khí nạp - Tổ chức quét buồng cháy khí tăng áp có tắc dụng hiệu việc giảm nhiệt độ đỉnh piston, xupap xả cánh tuabin - Làm mát đỉnh piston - Tăng khả truyền nhiệt bên cho nguồn lạnh cách tăng lưu lượng nước làm mát - Tổ chức xoáy lốc buồng cháy tốt để đảm bảo đồng nhiệt độ, hình thành khí hỗn hợp cháy tốt 1.2 Các phương pháp tăng áp 1.2.1 Phân loại tăng áp Hình 1.1 Các phương pháp tăng áp Dựa vào nguồn lượng để nén khơng khí trước đưa vào động cơ, người ta chia tăng áp cho động thành hai nhóm: Tăng áp có máy nén tăng áp khơng có máy nén, theo sơ đồ sau Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô 1.2.2 Tăng áp nhờ máy nén 1.2.2.1 Tăng áp khí Po,To Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý tăng áp khí Động đốt trong; Bánh truyền động; Máy nén; Đường nạp; Thiết bị làm mát Các loại máy nén sử dụng phương pháp tăng áp khí máy nén kiểu piston, quạt root, trục xoắn, quạt li tâm, quạt hướng trục, dẫn động từ trục khuỷu động Công suất động đốt xác định theo công thức sau: Ne = Ni - Nm - Nk (1- 3) Trong đó: Ne: Cơng suất có ích lấy từ trục khuỷu động ; Ni: Công suất thị ; Nm: Công suất tổn thất giới thân động ; Nk: Công suất để dẫn động máy nén Cơng suất có ich lấy từ trục khuỷu động N e có từ cơng suất thị Ni sau bị khấu trừ tổn thất giới thân động N m công suất Nk để dẫn động máy nén (MN) Công suất dẫn động MN phụ thuộc vào số vịng quay nó, động làm việc chế độ tải nhỏ số phần trăm công suất tổn thất cho việc dẫn động máy nén tăng lên, làm giảm mạnh hiệu suất tổng động đốt Công suất dẫn động máy nén tăng nhanh mức độ tăng áp suất thị p i, sử dụng tăng áp dẫn động khí làm cho hiệu suất động giảm áp suất tăng áp tăng Chính vậy, phương pháp tăng áp dẫn động khí áp dụng mục đích cần thiết áp suất tăng áp p k nhỏ 1,6 kG/cm2, pk lớn 1,6 kG/cm2 Nk lớn 10%Ne Với phương pháp tăng áp giới, chất lượng khởi động tăng tốc động tốt, lượng khơng khí cấp cho động chu trình phụ thuộc vào tốc độ trục khuỷu mà khơng phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải Tuy nhiên, tăng áp giới, 10 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Nội dung thực Hình ảnh minh họa - Dùng kìm giãn nở lắp vòng dấu -Nhẹ nhàng đặt trục tuabin vào khoang trung tâm Xoay nhẹ bánh tuabin giúp việc định vị dấu vòng chia Dùng dầu để bôi trơn trục lắp vào vịng bi - Xác định vị trí dấu vịng dấu vào vị trí đảm bảo lắp ráp bánh xe tuabin quay tự - Lắp cổ lực đẩy -Lắp chèn mang lực đẩy vào vị trí 65 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Hình ảnh minh họa Nội dung thực - Lắp vách ngăn dầu Lắp cụm - Dùng dầu để bôi trơn tuabin, đệm chèn vào mang máy nén khoang trung tâm - Lắp dấu dầu vào khoang trung tâm - Dùng búa gõ nhẹ nhàng dấu dầu cho vào vị trí - Dùng kìm mỏ vịt lắp móng hãm 66 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Hình ảnh minh họa Nội dung thực - Trước lắp cánh máy Lắp cụm nén vào trục cần ý để lắp tuabin, hai dấu trùng máy nén - Dung cờ lê lực 13 vặn momen xoắn quy định - Lắp vỏ máy nén vào khoang trung tâm - Dùng cờ lê lực 13 lắp bu tuabin Lắp vỏ lông Lắp vỏ - Dùng T lắp vòng hãm tuabin 67 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Nội dung thực Hình ảnh minh họa - Lắp vỏ máy nén vào khoang trung tâm Lắp vỏ máy nén - Dùng cờ lê lực 10 lắp bu lông vỏ máy nén - Dùng cờ lê lực vặn chặt vịng hãm - Dùng tuốc nơ vít nhỏ tháo móng hãm chấp hành với vỏ tuabin Lắp van điều chỉnh áp suất - Dùng cờ lê 12 Tháo ốc chấp hành với vỏ máy nén - Lắp đai ốc - Lắp gioăng 68 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Nội dung thực Hình ảnh minh họa - Lắp đai ốc đường ống dầu - Lắp gioăng Lắp - Lắp bulông giá bắt động cụm ống góp - Lắp bu lơng nối giăng - Lắp gioăng - Lắp bu lông, đai ốc, ống khuỷu (với giá bắt tuabin tăng áp) gioăng vào tua bin tăng áp - Lắp giắc nối cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp - Lắp ống chân không lọc khí - Lắp bu lơng kẹp ống dẫn khí - Lắp lọc gió 69 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô Các bước TT thực Hình ảnh minh họa Nội dung thực - Khi lắp song cần kiểm tra lại xem: + Trục tuabin tăng áp có bị lỏng hay khơng + Kiểm tra ăn khớp chi tiết Kiểm tra + Đổ 20 cm3 (1.2 cu in.) dầu vào ống nạp dầu turbo tăng áp quay bánh turbin tay để văng dầu cho bạc 70 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu phương pháp tăng áp động đốt, đồng thời tìm hiểu hư hỏng biện pháp sửa chữa hệ thống tăng áp HX50 đến đồ án em hồn thành Qua q trình tìm hiểu nghiên cứu để thực đồ án, kiến thức thực tế kiến thức em nâng cao Em hiểu dõ hệ thống tăng áp động đốt trong, đặc biệt hệ thống tăng áp HX50 Em học tập nhiều kinh nghiệm việc thiết kế mô phần mềm Macromedia Flash 8, kinh nghiệm công tác bảo dưỡng sửa chữa hệ thống tăng áp HX50 Để hoàn thành tốt đồ án, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ kĩ thuật ô tô trường Đại Học Sao Đỏ hướng dẫn, bảo em từ kiến thức sở đến kiến thức chuyên ngành Cảm ơn thầy NGUYỄN LƯƠNG CĂN tận tình bảo, giúp đỡ hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Tuy nhiên, thời gian có hạn, kiến thức tài liệu tham khảo nhiều hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tiễn đồ án khơng tránh khỏi sai sót mong thầy quan tâm góp ý để kiến thức em ngày hoàn thiện Sao Đỏ, ngày 10 tháng năm 2014 Sinh viên thực Lương Văn Phúc 71 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Giáo trình Ngun lí động - Trường Đại Học Sao Đỏ Võ nghĩa, Lê Anh Tuấn, Cơ sở tăng áp động đốt - Nhà xuất khoa học kĩ thuật 2005 Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lí động đốt - Nhà suất giáo dục 2003 Tiếng Anh: Cẩm nang hệ thống tăng áp HX50 Danh mục Website tham khảo: http://doc.edu.vn/ http://turbobygarrett.com/ 72 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT tơ KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu Ý nghĩa ĐCĐT: Động đốt MN: Máy nén TB: Tuabin E(-); VC(+): Điện áp nguồn cảm biến áp suất đường ống nạp STT: Số thứ tự Ghi chú: Cụm từ viết viết tắt chữ ký hiệu thay chữ viết liền nhau, để thay cho cụm từ có nghĩa thường lặp nhiều lần văn người chấp nhận 73 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP DỰA VÀO NGUỒN NĂNG LƯỢNG ĐỂ NÉN KHƠNG KHÍ TRƯỚC KHI ĐƯA VÀO ĐỘNG CƠ, NGƯỜI TA CHIA TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ THÀNH HAI NHÓM: TĂNG ÁP CĨ MÁY NÉN VÀ TĂNG ÁP KHƠNG CĨ MÁY NÉN, THEO SƠ ĐỒ SAU HÌNH 1.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TĂNG ÁP CƠ KHÍ 10 HÌNH 1.3 CHU TRÌNH LÝ TƯỞNG CỦA ĐỘNG CƠ TĂNG ÁP BẰNG TUABIN BIẾN ÁP 12 HÌNH 1.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TĂNG ÁP BẰNG TUABIN KHÍ CHỈ LIÊN HỆ KHÍ THỂ 13 74 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT tơ HÌNH 1.5 TĂNG ÁP TUABIN KHÍ CĨ LIÊN HỆ THUỶ LỰC .14 HÌNH 1.6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHƯƠNG ÁN TĂNG ÁP HỖN HỢP CHO ĐỘNG CƠ 15 HÌNH 1.7 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TĂNG ÁP DAO ĐỘNG VÀ CỘNG HƯỞNG 16 HÌNH 1.8 TƯƠNG GIAO CỦA SĨNG 18 HÌNH 1.9 NGUYÊN LÝ CỦA ĐƯỜNG ỐNG NẠP CĨ CHIỀU DÀI THAY ĐỔI VƠ CẤP 18 HÌNH 1.10 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TĂNG ÁP CẤP 19 HÌNH 1.11 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BIỆN PHÁP TĂNG ÁP SIÊU CAO .20 HÌNH 1.12 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TĂNG ÁP CHUYỂN DÒNG .21 HÌNH 1.13 ÁP SUẤT CĨ ÍCH TRUNG BÌNH PHỤ THUỘC VÀO TỶ SỐ TĂNG ÁP KHI MỨC ĐỘ LÀM MÁT KHI TĂNG ÁP KHÁC NHAU 23 HÌNH 2.1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO TURBO TĂNG ÁP 27 HÌNH 2.2 DỊNG KHÍ DỊCH CHUYỂN TRONG CÁNH TUABIN VÀ CÁNH NÉN 28 HÌNH 2.3 Ổ BI CẦU ĐỠ TRỤC 29 HÌNH 2.4 NGUN LÍ LÀM VIỆC TURBO TĂNG ÁP 31 HÌNH 2.5 GIẢN ĐỒ MÁY NÉN LY TÂM 32 HÌNH 2.6 MÁY NÉN LI TÂM LOẠI TẦNG 33 HÌNH 2.7 MÁY NÉN LI TÂM LOẠI TẦNG 33 HÌNH 2.8 SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG CỦA TUABIN HƯỚNG KÍNH VÀ TAM GIÁC TỐC ĐỘ 34 TẠI CỬA VÀO VÀ CỬA RA CỦA BÁNH CÔNG TÁC 34 HÌNH 2.9 TUABIN HƯỚNG KÍNH 35 HÌNH 2.10 GIAO DIỆN MÀN HÌNH WINDOW VỚI THANH CÔNG CỤ MAIN 36 HÌNH 2.11 GIAO DIỆN MÀN HÌNH WINDOW VỚI THANH CÔNG CỤ LIBRARY- BUTTONS 37 HÌNH 2.12 GIAO DIỆN MÀN HÌNH WINDOW VỚI CHỨC NĂNG ACTIONS 37 HÌNH 2.13 GIAO DIỆN MÀN HÌNH VIẾT LỆNH CHO CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 37 HÌNH 2.14 GIAO DIỆN MÀN HÌNH THAO TÁC VỚI CÁC LỚP (LAYER) .38 HÌNH 2.16 THANH CÔNG CỤ TOOL 38 HÌNH 2.17 THUỘC TÌNH CHO NÉT VẼ 39 HÌNH 2.18 BẢNG ĐIỀU KHIỂN COLOR MIXER 39 HÌNH 2.19 BẢNG CHỌN LOẠI ĐƯỜNG NÉT, MÀU VCUAR NÉT VẼ 40 HÌNH 2.20 GIAO DIỆN VÀ CÁC THUỘC TÍNH 41 HÌNH 2.21.SƠ ĐỒ CẤU TẠO 42 HÌNH 2.22 GIAO DIỆN MÀN HÌNH MƠ PHỎNG 43 HÌNH 3.1 CÁC CÁNH TUABIN BỊ PHÁ HỦY 46 HÌNH 3.2.SỰ ĐỔI MÀU CỦA TRỤC 46 HÌNH 3.3 VẾT CÀO Ở TRỤC 46 HÌNH 3.4 CHÂN TRỤC BỊ HỎNG 46 HÌNH 3.5 ỐNG LĨT DÍNH CẶN DẦU 48 75 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT tơ HÌNH 3.6 BÁNH TUABIN BỊ HỎNG 48 HÌNH 3.8 RỊ RỈ DẦU Ở TURBO TĂNG ÁP VÀ CÁC TRẠNG THÁI 49 HÌNH 3.9 CÁNH KHƠNG KHÍ BỊ CONG 50 HÌNH 3.10 CÁC CÁNH BỊ MỊN 50 HÌNH 3.11 CHỈ MỘT CÁNH BỊ HỎNG 50 HÌNH 3.12 VỎ TUABIN TĂNG ÁP BỊ NỨT 51 HÌNH 3.13 DÙNG BỘ SST KIỂM TRA ÁP SUẤT TURBO TĂNG ÁP 51 HÌNH 3.14 KIỂM TRA ĐIỆN ÁP NGUỒN CẢM BIẾN ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG NẠP 51 HÌNH 3.15 KIỂM TRA BỘ ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT BẰNG BỘ SST .52 HÌNH 3.16 ĐẦU NỐI ĐƯỜNG DẪN DẦU 52 HÌNH 3.17 RỊ RỈ KHÍ ĐỐT Ở MẶT BÍCH TUABIN 53 HÌNH 3.18 CÁCH NHẬN BIẾT HƯ HỎNG CỦA CÁNH MÁY NÉN .53 HÌNH 3.19 HƯ HỎNG Ở VỎ MÁY NÉN 54 HÌNH 3.20 KIỂM TRA TRỤC TUABIN 54 HÌNH 3.21 KIỂM TRA BẰNG MẮT XEM BÁNH TUABIN 54 HÌNH 3.22 KIỂM TRA ĐỘ UỐN CONG CỦA TRỤC 55 HÌNH 3.23 KIỂM TRA ĐỘ DƠ DỌC TRỤC 55 HÌNH 3.24 KIỂM TRA BẰNG MẮT NHẬN BIẾT HƯ HỎNG MẶT BÍCH .55 HÌNH 3.25 KIỂM TRA ĐƯỜNG ỐNG KHÍ 55 HÌNH 3.26 KIỂM TRA LÁ CHẮN NHIỆT 56 HÌNH 3.27 MỘT SỐ DUNG CỤ DÙNG ĐỂ THÁO LẮP 57 Ghi chú: - Chữ số thứ tên chương - Chữ số thứ hai thứ tự bảng biểu, sơ đồ, hình,…trong chương - Ở cuối bảng biểu, sơ đồ, hình,…trong chương phải có ghi chú, giải thích, nêu rõ nguồn trích chụp,… 76 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .1 Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 1.1 MỤC ĐÍCH TĂNG ÁP VÀ NHỮNG TRỞ NGẠI KHI TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Lịch sử tăng áp động đốt 1.1.1.1 Tăng áp cho động xăng 1.1.1.2 Tăng áp cho động diesel .4 1.1.1.3 Tăng áp tuabin khí 1.1.2 Mục đích tăng áp .5 1.1.3 Những hạn chế tăng áp biện pháp khắc phục thực tăng áp cho ĐCĐT 1.1.3.1 Những hạn chế 1.1.3.2 Biện pháp khắc phục 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP 1.2.1 Phân loại tăng áp .9 1.2.2 Tăng áp nhờ máy nén 10 1.2.2.1 Tăng áp khí 10 1.2.2.2 Tăng áp tua bin khí 11 1.2.2.3 Tăng áp hỗn hợp .14 1.2.3 Các phương pháp tăng áp khác .16 1.2.3.1 Tăng áp dao động cộng hưởng 16 1.2.3.2 Tăng áp nhờ sóng áp suất - tăng áp COMPREX 18 1.2.3.3 Tăng áp cao .19 1.3 LÀM MÁT KHI TĂNG ÁP 22 1.3.1 Vai trò làm mát tăng áp 22 1.3.2 Các phương pháp làm mát khí tăng áp 24 trao đổi nhiệt lớn, ổn thất áp suất nhỏ, chênh lệch nhiệt độ nước vào nước khoảng 10÷150C Với phương thức này, tổn thất phát sinh gồm: 26 - Tổn thất áp suất khí nạp phải qua két làm mát 26 - Qua làm mát khí tăng áp cho phép giảm cơng tiêu thụ MN 26 Qua bảng 1.4 rút nhận xét: 26 Trong làm mát mà mơi chất làm mát nước hạ thấp nhiệt độ khí tăng áp xuống gần với nhiệt độ nước vào (hàng 6, 11 cột 1, 14) Từ nhiệt độ cột 2, cồn kết luận làm mát động thủy có tốc độ trung bình nhỏ loại lại 26 Nhiệt độ lấy tăng áp lớn khơng mà tỷ lệ lượng nhiệt cho việc làm mát tăng lên (hàng 13, 14 cột 2,3) Nếu so sánh số liệu hàng 13, 14, 15 theo cột thấy rõ: tổng lượng nhiệt tổn thất cho nước làm mát chênh lệch khơng nhiều, lúc lượng nhiệt làm mát tăng áp cho buồng cháy khác lớn .26 Với phát triển tăng áp, đặc biệt sử dụng tăng áp cao động ôtô, xuất ngày nhiều làm mát mà môi chất làm mát tăng áp khơng khí mơi trường 26 1.3.3 Vai trị làm mát khí tăng áp động xăng 26 CHƯƠNG HỆ THỐNG TĂNG ÁP HX 50 27 2.1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO 2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.3 KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP NHỜ TUA BIN- MÁY NÉN 77 27 30 31 Đồ án tốt nghiệp Ngành CNKT ô tô 2.3.1 Máy nén li tâm 31 2.3.2 Tuabin 33 2.3.2.1 Tuabin hướng trục 33 2.3.2.2 Tuốc bin hướng kính .33 2.4 THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP BẰNG PHẦN MỀM FLASH 35 2.4.1 Tổng quan phần mềm flash 35 2.4.1.1 Window 36 2.4.1.2 Timme line 37 2.4.1.3 Libraly .38 2.4.1.4.Tool 38 2.4.1.5 Xác định loại màu viền, loại đường viền trọng lượng nét vẽ 40 2.4.1.6 Properties .40 2.4.1.7 Thiết kế diện mô 41 2.4.1.8 Tạo dự liệu mô .41 2.4.1.9 Viết lệnh cho chương trình .41 2.4.1.10 Hồn thiện chạy thử chương trình 41 2.4.2 Mô hoạt động hệ thống turbo tăng áp .41 2.4.2.1 Sơ đồ cấu tạo 41 2.4.2.2 Nguyên lý làm việc 42 Mỗi lớp ta cho đối tượng lớp thứ đặt tên cảm biến nhiệt, lớp thứ hai đặt tên cảm biến áp suất nhiên liệu sau đưa đối tượng vào lớp mà ta đặt tên 42 CHƯƠNG QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA 44 HỆ THỐNG TĂNG ÁP HX50 44 3.1 HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 44 3.1.1 Động khó tăng tốc, tụt cơng suất tiêu hao nhiên liệu lớn 44 3.1.2 Có tiếng ồn bất thường 45 3.1.3 Tiêu hao dầu lớn khói xanh 45 3.2 PHÂN TÍCH CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 46 3.2.1 Bôi trơn không đầy đủ .46 3.2.2 Dầu bị ô nhiễm 47 3.2.4 Do yếu tố bên 50 3.3 KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TĂNG ÁP CỦA ĐỘNG CƠ 51 3.3.1 Kiểm tra bên 51 3.3.2 Kiểm tra hệ thống nạp .53 2.3.3 Kiểm tra hệ thống thải .54 3.4 CÁC CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG TĂNG ÁP 3.5 QUY TRÌNH THÁO, LẮP HỆ THỐNG TĂNG ÁP 56 57 3.5.1 Quy trình tháo hệ thống tăng áp .57 3.5.2 Quy trình lắp hệ thống tăng áp .64 - Tiến hành: .64 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 78 ... Flash mơ nguyên lý hoạt động hệ thống tăng áp – lập quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống tăng áp HX 50” Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu từ nguồn tài liệu sách, giáo trình, giảng, vẽ, sách... cuối trình nạp Quan hệ áp suất cuối trình nén phj thuộc vào tỉ số tăng áp tỉ số nén động Sự tăng áp suất cuối trình nén tăng áp dẫn đến tăng áp suất nhiệt độ chu trình cơng tác động Song tỷ lệ tăng. .. tải 3.3 Kiểm tra sửa chữa hệ thống tăng áp động 3.3.1 Kiểm tra bên - Kiểm tra áp suất turbo tăng áp (hình 3.13): Hâm nóng động Dùng cút chữ T, nối SST (đồng hồ đo áp suất turbo tăng áp) vào ống