3 CẤU TẠO VÀ NGUYấN Lí HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NẫN KHÍ
3.2.2.Mỏy nộn khớ loại cỏnh dẫn
Mỏy nộn khớ loại cỏnh dẫn được dựng phổ biến nhất trong tất cả cỏc loại mỏy nộn khớ vỡ nú cú nhiều ưu điểm nổi bật như:
-Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao.
-Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy.
-Hiệu suất của mỏy nộn khớ loại cỏnh dẫn cao hơn so với cỏc loại mỏy nộn khớ khỏc.
3
1 2
52 Dựa vào chiều của khớ nộn ỏp suất cao đi ra mà người ta phõn mỏy nộn khớ loại cỏnh dẫn thành:
-Mỏy nộn khớ cỏnh dẫn ly tõm.
-Mỏy nộn khớ cỏnh dẫn hướng trục
Kết cấu của một mỏy nộn khớ loại cỏnh dẫn bao gồm cỏc bộ phận chủ yếu sau: bỏnh cụng tỏc, trục mỏy nộn khớ, bộ phận hướng dũng vào, bộ phận hướng dũng ra, ống dẫn khớ vào và ống dẫn khớ ra.
Trờn hỡnh 23 là sơ đồ nguyờn lý của mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại ly tõm, chiều của dũng khớ khi vào bơ theo hướng trục nhưng khớ ra khỏi bơm là theo hướng kớnh.
Nguyờn lý làm việc của mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại ly tõm như sau: khi mỏy nộn khớ làm việc, bỏnh cụng tỏc quay, cỏc phần tử chất khớ trong bỏnh cụng tỏc dưới ảnh hưởng của lực ly tõm bị dồn từ trong ra ngồi, chuyển động theo cỏc mỏng dẫn ( bộ phận dẫn hướng ra ) và đi vào ống dẫn khớ ra với ỏp suất cao hơn đú chớnh là quỏ trỡnh tạo khớ nộn ỏp suất cao của mỏy nộn khớ. Đồng thời, ở lối vào của bỏnh cụng tỏc tạo nờn một vựng cú chõn khụng và dưới tỏc dụng của ỏp suất khớ quyển lớn hơn ỏp suất ở lối vào của mỏy nộn khớ, chất khi liờn tục được hỳt vào vào mỏy nộn khớ theo đường ống dẫn khớ. Đú chớnh là hành trỡnh hỳt của mỏy nộn khớ. Quỏ trỡnh hỳt và đẩy chất khớ của mỏy nộn khớ là quỏ trỡnh liờn tục tạo nờn dũng chất khớ chạy liện tục qua bơm.
Hỡnh 23: Sơ đồ nguyờn lý mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại ly tõm
Bộ phận dẫn hướng ra ( đối với mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại ly tõm thường cú cỏnh xoắn ốc nờn gọi là buồng xoắn ốc) để dẫn chất khớ từ bỏnh cụng tỏc ra ống dẫn khớ ra được điều hũa, ổn định và cũn cú tắc dụng biến một phần
53 động năng của dũng khớthành ỏp năng cần thiết.
Trờn hỡnh 24 là cấu tạo của mỏy nộn khớ cỏnh dẫn hướng trục, về mặt kết cấu cơ bản nú cũng như mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại hướng kớnh. Tuy nhiờn về mặt nguyờn lý làm việc nú khỏc với mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại ly tõm , dũng chất khớ chuyển động qua mỏy nộn khụng thẳng gúc với trục bơm mà chuyển động trong cỏc mặt trụ đồng tõm với trục bơm. Và dũng chất khớ đi ra khỏi bơm theo hướng song song với trục bơm.
Hỡnh 24: Cấu tạo mỏy nộn khớ cỏnh dẫn loại hướng trục 3.3 Tuốc bin khớ
Tuốc bin (Tua bin) khớ là loại động cơ khớ nộn tiếp thu cơ năng của dũng khớ ỏp lực cao để kộo cơ cấu chấp hành khỏc làm việc, cú tỏc dụng như một động cơ được gọi chung là tuốc bin khớ
Theo nguyờn lý tỏc động của dũng khớ ỏp lực ao với tua bin khớ trong quỏ trỡnh làm việc người ta chua tua bin khớ ra làm nhiều loại khỏc nhau nhưng chủ yếu cú hai loại sau:
- Tua bin phản lực - Tua bin xung lực
Trong tua bin phản lực, ỏp suất của dũng khớ ở lối vào bỏnh cụng tỏc lớn hơn ỏp suất lối ra. Sở dĩ gọi loại tua bin này là tua bin phản lực vỡ chuyển động
54 tương đối của dũng chất khớ qua cỏc mỏng dẫn là chuyển động nhanh dần do đú ỏp suất của dũng khớ giảm dần
Tua bin xung lực là loại tua bin mà trong quỏ trỡnh làm việc bỏnh cụng tỏc tua bin chỉ nhận năng lượng của dũng khớ dưới dạng động năng ( ỏp suất của dũng khớ ở lối vào và lối ra của bỏnh cụng tỏc như nhau). Tỏc dụng xung lực của dũng khớ trờn cỏc cỏnh dẫn làm cho bỏnh cụng tỏc quay từ đú truyền động năng đến bộ phận chấp hành.
Để hiểu rừ hơn ta nghiờn cứu kết cấu và nguyờn lý làm việc của cỏc loại tua bin dưới đõy.
3.2.1.Tua bin xung lực
Trong cụng nghệ bảo dưỡng và sửa chữa ụ tụ hiện nay, cỏc nghành chế tạo thiết bị dụng cụ đĩ ỏp dụng nguyờn lý của tua bin xung lực vào việc chế tạo cỏc dụng cụ, thiết bị sử dụng khớ nộn để phục vụ cho cụng tỏc bảo dưỡng và sửa chữa ụ tụ.
Một trong những ứng dụng đú là thiết bị thỏo lắp bu lụng, mỏy mài, mỏy khoan... sử dụng nguyờn lý của tua bin xung lực, dũng khớ nộn ỏp suất cao sẽ làm quay bỏnh cụng tỏc tạo nờn động năng là chuyển động cơ cấu chấp hành. Ở đõy tồn bộ năng lượng của khớ nộn đều được tạo thành động năng của bỏnh cụng tỏc. Cụ thể như trờn hỡnh 25 là sơ đồ cấu tạo của tua bin xung lực.
Và một ứng dụng nữa của tua bin xung lực là hệ thống tăng ỏp trờn động cơ ddieezel hay cũn gọi là tua bin tăng ỏp với sơ đồ nguyờn lý làm việc như hỡnh vẽ 26. Dũng khớ thải từ động cơ cú ỏp suất cao được dẫn qua bỏnh cụng tỏc của tua bin, tại đõy tồn bộ năng lượng của khớ thải được chuyển thành động năng của bỏnh cụng tỏc làm bỏnh cụng tỏc chuyển động kộo theo bộ phận chấp hành chuyển động.
55
Hỡnh 25: Cấu tạo tua bin khớ loại xung lực
Tồn bộ năng lượng của khớ thải được chuyển thành động năng của bỏnh cụng tỏc nhờ bộ phận hướng dũng, biến dũng khớ thải ỏp suất cao thoỏt ra từ ống thải thành cỏc tia đập mạnh vào bỏnh cụng tỏc tạo nờn xung lực làm chuyển động bỏnh cụng tỏc. Áp năng của khớ thải khi đi qua bỏnh cụng tỏc cú sự thay đổi theo chiều hướng giảm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 26: Sơ đồ nguyờn lý hệ thống tăng ỏp tua bin khớ 3.2.2.Tua bin phản lực
Với tua bin phản lực, dũng khớ lưu động qua bỏnh cụng tỏc là dũng liờn tục điền đầy tồn bộ cỏc mỏng dẫn. Khi qua bỏnh cụng tỏc dũng khớ lưu động biến đổi cả động năng lõn thế năng. Kết cấu của một tua bin phản lực cũng tương tụ như tua bin xung lực bao gồm những bộ phận chớnh sau: buồng tua bin, bỏnh cụng tỏc, bộ phận dẫn hướng. Tựy theo kết cấu biờn dạng cỏnh dẫn và chuyển động của chất khớ qua bỏnh cụng tỏc, người ta chia tua bin phản lực
56 thành cỏc loại: hướng tõm, ly tõm, hướng trục và tõm trục.
Một trong những ứng dụng của tua bin phản lực là động cơ tua bin khớ. Động cơ tua bin khớ là loại động cơ nhiệt, dạng rụ to trong đú chất giĩn nở sinh cụng là khụng khớ. Động cơ gồm ba bộ phận chớnh là khối mỏy nộn khớ dạng rụ to ( chuyển động quay); Buồng đốt đẳng ỏp loại hở; và khối tua bin khớ rụ to. Khối mỏy nộn và khối tuốc bin cú trục được nối với nhau để tuốc bin làm quay mỏy nộn.
Hỡnh 27: Sơ đồ động cơ tua bin
So với một loại động cơ nhiệt khỏcrất thụng dụng là động cơ pớt tụng điển hỡnh là động cơ ddiezeel thỡ động cơ tua bin khớ cú nhiều điểm yếu hơn: cụng nghệ chế tạo rất cao nờn rất đắt(chỉ một vài nước cú cụng nghệ tiờn tiến chế tạo được động cơ này), cú hiệu suất nhiệt động lực học thấp hơn ( khoảng 2/3 so với động cơ ddiezeel) dẫn đến tớnh kinh tế kộm hơn, hiệu suất giảm sỳt nhanh khi chạy ở chế độ thấp tải. Nhưng ưu điểm nổi bật của động cơ tua bin khớ là do cụng suất cực mạnh với một khối lượng và kớch thước nhỏ gọn: chỉ số cụng suất riờng của laoij động cơ này lớn gấp hàng chục lần động cơ diezel. Do vậy loại động cơ này cú vị trớ ỏp đảo trong nghành hàng khụng, nú được lắp cho hầu hết cỏc loại mỏy bay và trực thăng.
Mỏy nộn khớ quay làm khụng khớ từ cửa hỳt của mỏy nộn được nộn lại để tăng ỏp suất, trong quỏ trỡnh đú khụng chỉ ỏp suất tăng mà nhiệt độ cũng tăng (ngồi ý muốn). Đõy là quỏ trỡnh tăng nội năng khụng khớ trong mỏy nộn. Sau đú khụng khớ chảy qua buồng đốt tại đõy nhiờn liệu ( dầu) được đưa vào để hũa trộn
57 và đốt một phần khụng khớ, quỏ trỡnh chỏy là quỏ trỡnh gia nhiệt đẳng ỏp trong đú khụng khớ bị gia nhiệt tăng nhiệt độ và thể tớch mà khụng tăng ỏp suất. Thể tớch khụng khớ được tăng lờn rất nhiều và cú nhiệt độ cao được thổi về phớa tua bin với vận tốc rất cao.
Tua bin là khối sinh cụng tại đõy khụng khớ tiến hành giĩn nở sinh cụng, nội năng biến thành cơ năng: ỏp suất, nhiệt độ và vận tốc khụng khớ giảm xuống biến thành năng lượng cơ học dưới dạng mụ men tạo chuyển động cơ tiếp tục làm việc. Phần năng lượng cũn lại của dũng khớ núng chuyển động với vận tốc cao tiếp tục sinh cụngcú ớch tựy thuộc theo thiết kế của từng dạng động cơ: phụt thẳng ra tạo phản lực nếu là động cơ phản lực của mỏy bay; hoặc quay tuốc bin tự do (khụng nối với mỏy nộn khớ) để sinh cụng năng hữu dụng đối với cỏc loại động cơ tuốc bin khớ khỏc