1 3.4 Bộ tăng áp VGT (Variable Geometry Turbo)
2.4.2. Tuabin khí của động cơ Turbo VGT:
Trong Turbo VGT phần tuabin là tuabin hướng kính. Dòng không khí thải ra khỏi động cơ vào vòng xoắn ốc trên vỏ tuabin rồi vào các cánh ống phun. Trong đó, dòng khí được tăng tốc và đổi hướng về phía cánh động của bánh công tác. Các ống phun có dạng prôfin cánh cong, đáp ứng được điều kiện tối ưu cho dòng khí trong ống phun. Sự giãn nở của dòng khí sau khi diễn ra trong ống phun tiếp tục qua khe hở ∆r .
Các bộ phận chính trong tuabin bao gồm: vỏ tuabin, vành miệng phun, bánh công tác và trục quay.
Hình 2.9: Sơ đồ hoạt động của tuabin hướng kính và tam giác tốc độ tại cửa vào và cửa ra của bánh công tác
A- Vỏ tuabin; B- Vành miệng phun; C- Bánh công tác; D- Đường kính bánh công tác; b- Chiều dài cánh; D0- Đường kính trong miệng ra;
D2m- Đường kính trung bình miệng ra; D2- Đường kính ngoài miệng ra; D1- Đường kính ngoài miệng vào.
* Đặc điểm kết cấu của các bộ phận trong tuabin:
- Vỏ tuabin: Vỏ tuabin có kết cấu hình xoắn ốc, bao gồm khoang cửa vào tiếp nhận sản vật cháy từ các xi lanh động cơ, hướng sản vật cháy đi vào vuông góc với trục quay. Khoang cửa ra tiếp nhận sản vật cháy sau khi làm nhiệm vụ sinh công làm quay trục tuabin và thải ra ngoài. Vỏ tuabin luôn tiếp xúc với sản vật cháy có nhiệt độ cao và những tạp chất ăn mòn trong khí thải như: nước, CO2, SO2,... nên được đúc bằng gang chịu nhiệt.
- Vành miệng phun: là các cánh phẳng tạo ra các đường thông đều và nhỏ đần là nơi chuyển áp năng thành động năng của dòng khí theo hướng nhất điịnh để vào bánh công tác với tổn thất là nhỏ nhất. Do vậy, yêu cầu cao đối với thiết kế, chế tạo, độ bóng
- Bánh cánh: Dòng khí ra khỏi vành miệng phun có tốc độ lớn (động năng của dòng lớn) đi vào vành cánh động. Tại đây, dòng khí chuyển động theo lòng máng của cánh nên xuất hiện lực ly tâm, các phần tử va đập vào cánh động tạo nên độ chênh áp giữa phía bụng và phía lưng của cánh động làm cho bánh cánh
W1 U1 2 D 0 D 2 D 2m D 01 D 1 D 02 C2 W2 U2 r n II b1 I IV 2 III 0 C1 n 1 1 bn 0
và trục rôto quay. Trong bánh cánh, động năng của dòng truyền cho bánh cánh động, làm quay đĩa quay. Tại đây động năng của dòng khí biến thành công cơ học. Bánh cánh hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao của sản vật cháy, tốc độ lớn, liên tục nhận xung lực của sản vật cháy có tính ăn mòn mạnh, nên bánh công tác là chi tiết chịu tác dụng lớn nhất về lực, về nhiệt, về dao động và ăn mòn trong tuabin.
- Trục quay: là chi tiết được lắp bánh công tác của tuabin và bánh công tác của máy nén. Trục được tỳ lên các ổ đỡ để thực hiện việc truyền mômen từ bánh cánh tuabin đến bánh cánh của máy nén, để tăng lượng khí nạp cho động cơ.