Đào tạo kỹ thuật viên ô tô cao cấp tuabin tăng áp

-1- !"#$%&'(%)&*+& ,-&./.&.0"&.123%)& Ch"ơng này trình bày về Tuabin tăng áp. ã Mô tả ã Tua bin tăng áp TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -2- 45&'6& 78&.9%&'1$:'&.0"& !"#$%&'(%)&*+&;<&4*=&%>%&'(%)&*+& Tuabin tăng áp và máy nén khí tăng áp là những thiết bị để nén không khí vào xy-lanh, với áp suất cao hơn áp suất khí quyển, để tăng công suất của động cơ. Nhìn chung, công suất của động cơ đ"ợc xác định bởi l"ợng hỗn hợp không khí-nhiên liệu đốt cháy trong một quãng thời gian nhất định vàl"ợng hỗn hợp không khí-nhiên liệu càng tăng thì công suất động cơ càng lớn. Điều đó có nghĩa là, để tăng công suất động cơ thì phải tăng dung tích động cơ hoặc tăng tốc độ của động cơ. Vấn đề là ở chỗ, khi tăng dung tích động cơ thì trọng l"ợng của động cơ cũng tăng lên, và các yếu tố nh" là tổn thất do ma sát, rung động, và tiếng ồn lại hạn chế khả năng tăng tốc độ của động cơ. Tuabin tăng áp đáp ứng đ"ợc cả hai yêu cầu mâu thuẫn nhau này: tăng công suất động cơ mà vẫn giữ cho động cơ gọn nhẹ, bằng cách cung cấp khối l"ợng hỗn hợp không khí-nhiên liệu lớn hơn mà không thay đổi kích th"ớc động cơ. Thiết bị tăng áp đ"ợc dẫn động bằng hai ph"ơng pháp: Tuabin tăng áp đ"ợc dẫn động bằng khí xả, còn máy nén tăng áp thì đ"ợc dẫn động từ động cơ. Toyota đã sử dụng Tuabin nạp khí tăng áp từ năm 1980 và Máy nén tăng áp từ năm 1985 ở Nhật Bản. Gần đây, trong năm 2002, chỉ có các Tuabin tăng áp đ"ợc sử dụng trong các kiểu động cơ ở n"ớc ngoài. (1/1) ?@.&A$BC&.0"& !"#$%&'(%)&*+&;<&4*=&%>%&'(%)&*+& Tuabin nạp khí tăng áp cũng nh" máy nén tăng áp đều là những máy bơm không khí, dùng để nén khí vào xy-lanh nhằm tăng l"ợng khí nạp. Các động cơ thông th"ờng hút khí vào xy-lanh nhờ có áp suất chân không đ"ợc tạo ra khi pittông đi xuống. Nhờ có Tuabin nạp khí tăng áp hoặc máy nén tăng áp mà không khí đ"ợc nén vào xy-lanh với áp suất cao hơn áp suất khí quyển. Nhờ thế, l"ợng không khí nạp vào xy-lanh cũng tăng lên. TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -3- Tham khảo D$E!&F!G'&%H+&I1J& KL&D$E!&F!G'&%H+&I1J& Khả năng nạp khí của động cơ đ"ợc gọi là hiệu suất nạp khí. Các động cơ thông th"ờng có hiệu suất nạp khí khoảng 65-85%, do sức cản trong hệ thống nạp và do khí xả chỉ qua hệ thống xả. Nh"ng đối với động cơ có trang bị Tuabin nạp khí hoặc máy nén tăng áp thì hiệu suất nạp có thể đạt trên 100%. ML& N&F-&%>%& Khi áp suất nén tăng lên thì động cơ xăng càng có nguy cơ phát sinh tiếng gõ. Vì không khí đ"ợc nén vào xy-lanh với áp suất lớn hơn áp suất khí quyển nên các động cơ có trang bị tuabin tăng áp hoặc máy nén tăng áp sẽ có áp suất cao hơn các động cơ thông th"ờng, và vì thế càng dễ xuất hiện tiếng gõ. Bởi vậy, tỷ số nén của động cơ có trang bị Tuabin tăng áp hoặc Máy nén tăng áp phải đ"ợc đặt thấp hơn động cơ thông th"ờng để ngăn ngừa tiếng gõ. L"ợng không khí thực tế đ"ợc nạp vào Hiệu suất nạp khí (%) = X100 L"ợng không khí trong xy-lanh ở điều kiện tiêu chuẩn * Điều kiện tiêu chuẩn: áp suất khí quyển tiêu chuẩn ở 20 o C (1/1) & !"#$%&'(%)&*+& 45&'6& Tuabin tăng áp là thiết bị sử dụng năng l"ợng của khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ cao. Bánh nén khí (rôto) đ"ợc lắp trên cùng một trục với bánh Tuabin, nó có tác dụng nén không khí vào xy-lanh. Nhờ thế, công suất của động cơ tăng lên. Van cửa xả và bộ điều khiển có tác dụng ngăn ngừa áp suất nạp tăng lên quá cao. Một số kiểu động cơ có trang bị bộ làm mát trung gian để làm giảm nhiệt độ của không khí nạp và tăng hiệu quả nạp. Chú ý: Cần thận trọng khi vận hành, vì Tuabin nạp khí trở nên rất nóng do khí xả. Cần phải đảm bảo thay dầu động cơ theo đúng định kỳ. Xin tham khảo phần Thận trọng đối với Tuabin nạp khí để biết thêm chi tiết. (1/1) TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -4- O*.&#P&+1Q%& Tuabin nạp khí (tuabin tăng áp) bao gồm khoang tuabin, khoang nén khí, khoang trung tâm, bánh tuabin, bánh nén khí, các ổ trục tự lựa hoàn toàn, van cửa xả, bộ chấp hành (1/1) &,*%1&'!"#$%&;<&#*%1&%>%&I1J& Bánh tuabin và bánh nén khí đ"ợc lắp trên cùng một trục. Khi bánh tuabin quay với tốc độ cao nhờ có áp suất của luồng khí xả thì bánh nén khí cũng quay theo và nén không khí vào xy-lanh. Bánh tuabin phải chịu đ"ợc nhiệt và có độ bền cao vì nó tiếp xúc trực tiếp với khí xả, quay với tốc độ cao và trở nên rất nóng. Bởi vậy, nó đ"ợc làm bằng hợp kim siêu chịu nhiệt hoặc bằng gốm. & & TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -5- &R1S"%)&'T!%)&'UC& Khoang trung tâm đỡ bánh tuabin và bánh nén khí thông qua trục của chúng. Trong khoang trung tâm có đ"ờng dẫn dầu để bôi trơn và làm mát cho trục và các ổ trục. N"ớc làm mát động cơ cũng đ"ợc tuần hoàn qua kênh làm mát trong khoang trung tâm để nhiệt độ dầu động cơ không bị tăng lên và tránh huỷ hoại dầu. &O*.&V&'T/.&'8&W8"&1S<%&'S<%& Các bánh tuabin và nén khí chạy với tốc độ đến 100,000 v/ph, vì thế phải sử dụng các ổ trục tự lựa hoàn toàn để đảm bảo hấp thụ các rung động của trục và bôi trơn trục. Những ổ trục này đ"ợc bôi trơn bằng dầu động cơ, và quay tự do giữa trục và vỏ hộp, nhằm giảm ma sát, cho phép trục quay với tốc độ cao. & TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -6- &X"%&.Y"&Z6&;<&#P&.1G+&1<%1& Van cửa xả đ"ợc lắp trong khoang tuabin. Khi van này mở thì một phần khí xả sẽ đi tắt qua ống xả, nhờ thế mà giữ ổn định cho áp suất nạp, khi áp suất nạp đạt đến trị số đã định (khoảng 0,7 kg/cm2). Việc đóng mở van đ"ợc kiểm soát bởi bộ chấp hành & Tham khảo !"#$%&I>+&1"$&.1:&AP& Tuabin kép hai chế độ bao gồm hai Tuabin tăng áp lắp trên cùng một động cơ. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nhẹ hoặc tốc độ thấp, tính thích ứng của động cơ đ"ợc cải thiện, ví dụ thích ứng với tăng tốc. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nặng hoặc tốc độ cao, động cơ có thể sản ra công suất cao. Khi chỉ có một tuabin thì động cơ khó đạt đ"ợc hiệu quả cao ở cả hai chế độ làm việc với tải trọng nặng và tải trọng nhẹ. Trong tr"ờng hợp này chỉ có thể đạt đ"ợc hiệu quả cao ở một trong hai chế độ. Tuy nhiên, tuabin kép sử dụng van điều khiển khí xả và van phân dòng. Nó điều khiển cho một tuabin làm việc ở chế độ tải nhẹ và hai tuabin làm việc ở chế đọ tải nặng hoặc tốc độ cao, để tăng tính thích ứng của động cơ ở mọi tốc độ và đạt đ"ợc công suất cao. Minh hoạ bên trái đây là động cơ 2JZ-GTE đ"ợc sản xuất trong những năm 1993-1999. (1/1) TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -7- [123%)&+1*+&'(%)&W2\%)&+1!%&%1$]%&W$E!& Động cơ đ"ợc trang bị Tuabin tăng áp hoặc máy nén tăng áp để đ"a vào xy-lanh một l"ợng không khí lớn hơn. Công suất của động cơ sẽ không tăng lên đ"ợc khi l"ợng khí nạp này không đ"ợc đốt cháy hoàn toàn. Vì thế, phải tăng l"ợng nhiên liệu để đốt cháy hoàn toàn khí nạp. Nh" vậy, tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng lên khi tăng công suất động cơ. & & KL&R$B!&A$^!&I1$B%&#_%)&.3&1`.& Đối với động cơ điêzen, bộ bù nạp sẽ tăng l"ợng bơm nhiên liệu cực đại phù hợp với áp suất nạp. (Xin tham khảo thêm ch"ơng về bơm phun nhiên liệu trong tập sách về động cơ điêzen để biết thêm chi tiết). & & ML&R$B!&A$^!&I1$B%&#_%)&C*=&'J%1& Trong động cơ điều khiển bằng máy tính, l"ợng không khí nạp đ"ợc theo dõi bằng cảm biến l"u l"ợng khí nạp, còn áp suất nạp đ"ợc theo dõi bằng bộ cảm biến áp suất của tuabin nạp, và sự tăng l"ợng phun nhiên liệu cực đại đ"ợc điều khiển bằng ECU của động cơ. (L"ợng phun nhiên liệu đ"ợc xác định bằng quãng thời gian phun) Minh hoạ bên trái đây là về động cơ điêzen, tuy nhiên, trong động cơ xăng, l"ợng phun nhiên liệu cũng tăng tỷ lệ với l"ợng khí nạp. (1/1) TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -8- 1Q%&'T`%)&A-$&;a$&'!"#$%&'(%)&*+& KL& 1Q%&'T`%)&I1$&;Q%&1<%1& (1) Trong động cơ có trang bị tuabin tăng áp, dầu động cơ không chỉ đ"ợc sử dụng để bôi trơn động cơ mà còn để bôi trơn và làm mát tuabin tăng áp. Khi dầu tiếp xúc với nhiệt của tuabin tăng áp, nhiệt độ dầu tăng lên. Vì vậy, việc chăm sóc dầu và bộ lọc dầu cần đ"ợc thực hiện chu đáo. Nếu không, nó có thể làm cho tuabin tăng áp h" hỏng. Nếu không sử dụng loại dầu theo chỉ dẫn thì sẽ làm cho các ổ trục của tuabin nạp khí h" hỏng. Vì vậy, phải đảm bảo sử dụng đúng loại dầu theo chỉ dẫn. Gợi ý: Tham khảo tài liệu h"ớng dẫn sử dụng hoặc chu kỳ bảo d"ỡng, vì rằng chu kỳ thay thế dầu và lọc dầu thay đổi tuỳ theo kiểu động cơ và điều kiện vận hành xe. (2) Bởi vì ngay sau khi khởi động động cơ nguội thì các ổ trục ch"a đ"ợc bôi trơn đầy đủ, cho nên nếu tăng tốc động cơ đột ngột thì có thể làm h" hỏng ổ trục. (3) Sau khi động cơ đã chịu tải nặng, ví dụ, sau khi xe chạy với tốc độ cao hoặc chạy đ"ờng dài, cần để cho động cơ chạy không tải vì phút tr"ớc khi tắt máy.& chú ý: Nhiệt độ của tuabin tăng áp không lên quá cao trong khi xe chạy, vì tuabin tăng áp đ"ợc làm mát bởi dầu và n"ớc làm mát. Khi cho dừng động cơ ngay sau khi chạy với tốc độ cao thì dầu và n"ớc làm mát ngừng tuần hoàn ngay, làm cho tuabin nạp khí khong đ"ợc làm mát, dẫn đến hỏng hóc, kẹt, bó Vì thế, cần phải cho chạy không tải và làm mát tuabin tăng áp. (1/3) TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -9- ML& 1Q%&'T`%)&I1$&#6S&b2c%)& (1) Không đ"ợc khởi động động cơ có bộ lọc khí hoặc tháo bộ lọc khí ra để tránh các dị vật có thể lọt vào và làm hỏng bánh tuabin và tuabin. (2) Trong tr"ờng hợp tuabin tăng áp bị trục trặc và cần phải thay thế thì tr"ớc hết cần kiểm tra các mục sau đây để tìm nguyên nhân và cách khắc cần thiết. ã Mức và chất l"ợng dầu động cơ ã Điều kiện làm việc của tuabin tăng áp ã Đ"ờng dẫn dầu đến tuabin tăng áp (3) Khi tháo tuabin tăng áp ra, cần phải nút kín các cửa nạp và xả và đầu ống dẫn dầu để tránh dị vật lọt vào hệ thống. (4) Khi tháo hoặc lắp tuabin tăng áp, không đ"ợc thả rơi nó, va đập nó, hoặc nắm giữ những bộ phận dễ biến dạng nh" bộ điều khiển, cần. (2/3) & (5) Khi thay thế tuabin tăng áp, hãy kiểm tra xem muội than có bị đọng lại trong ống dẫn dầu hay không, nếu cần thì làm sạch hoặc thay luôn cả ống dẫn dầu. (6) Khi thay tuabin tăng áp, hãy cho dầu vào cửa cấp dầu của tuabin tăng áp, sau đó dùng tay để quay bánh nén khí để cho dầu đi đến các ổ trục. (7) Sau khi sửa chữa lớn hoặc thay thế động cơ, cần cắt đ"ờng cung cấp nhiên liệu và cho quay động cơ trong khoảng 30 giây để dầu bôi trơn đi đến tất cả các bộ phận. Sau đó, cho động cơ chạy không tải 60 giây.& (3/3) & TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM -10- Bài tập Hãy sử dụng các bài tập này để kiểm tra mức hiểu biết của bạn về các tài liệu trong chương này. Sau khi trả lời mỗi bài tập, bạn có thể dùng nút tham khảo để kiểm tra các trang liên quan đến câu hỏi về dòng điện. Khi các bạn có câu trả lời đúng, hãy trở về văn bản để duyệt lại tài liệu và tìm câu trả lời đúng. Khi đã trả lời đúng mọi câu hỏi, bạn có thể chuyển sang chương tiếp theo. TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM [...]...Câu hỏi- 1 Đánh dấu Đúng hoặc Sai cho mỗi câu sau đây Số Đúng hoặc Sai Câu hỏi 1 Tuabin tăng áp và Máy nén tăng áp là những thiết bị dùng để nén không khí vào xy-lanh với áp suất cao hơn áp suất khí quyển để nâng cao công suất của động cơ Tuabin tăng áp được dẫn động bằng đai để tăng công suất động cơ 2 Đúng Sai Đúng Sai 3.Một trong những chức năng của bộ làm mát trung gian là làm... lời đúng Sai Câu hỏi- 2 Các lời dẫn sau đây là nói về điều khiển tuabin tăng áp Hãy chọn những câu Đúng 1 TVan cửa xả hé mở khi áp suất khí nạp nằm trong giới hạn áp suất đã định 2 Van cửa xả mở khi áp suất khí nạp vượt trên giới hạn áp suất đã định 3 Khí nạp được dẫn qua mạch phân dòng khi van cửa xả mở, nhờ thế mà áp suất nạp không lên cao quá giới hạn đã định 4 Bộ điều khiển mở van cửa xả ra khi màng... nói về những điều thận trọng khi vận hành tuabin tăng áp Hãy chọn những câu Sai 1 Phải bảo đảm sử dụng đúng loại dầu theo chỉ dẫn 2 Tăng tốc động cơ lên ngay sau khi khởi động động cơ nguội để bôi trơn tốt cho các ổ trục trước khi cho xe chạy 3 Khi dừng động cơ sau khi đã chạy với tải trọng cao, động cơ sẽ chạy không tải trong vài phút 4 Để tránh hỏng động cơ, không được vận hành động cơ khi đã tháo bộ... được vận hành động cơ khi đã tháo bộ lọc khí ra -11- TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM Câu hỏi- 4 Các bộ phận của tuabin tăng áp được thể hiện trong minh hoạ dưới đây Từ các cụm từ sau đây, hãy chọn từ tương ứng với con số trong minh hoạ a) Bánh nén khí b) Bánh tuabin c) Bộ điều khiển d) Van cửa xả e) Cánh điều chỉnh f) Ổ trục tự lựa hoàn toàn Trả lời: 1 2 3 4 5 -12- TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN . xy-lanh nhờ có áp suất chân không đ"ợc tạo ra khi pittông đi xuống. Nhờ có Tuabin nạp khí tăng áp hoặc máy nén tăng áp mà không khí đ"ợc nén vào xy-lanh với áp suất cao hơn áp suất khí. trang bị tuabin tăng áp, dầu động cơ không chỉ đ"ợc sử dụng để bôi trơn động cơ mà còn để bôi trơn và làm mát tuabin tăng áp. Khi dầu tiếp xúc với nhiệt của tuabin tăng áp, nhiệt độ dầu tăng. Tuabin tăng áp và Máy nén tăng áp là những thiết bị dùng để nén không khí vào xy-lanh với áp suất cao hơn áp suất khí quyển để nâng cao công suất của động cơ. Đúng Sai 2. Tuabin tăng