Tua bin khí lμ loại động cơ khí nén tiếp thu cơ năng của dòng khí áp lực cao để kéo cơ cấu chấp hμnh khác lμm việc, có tác dụng nh− một động cơ đ−ợc gọi chung lμ tua bin khí.
Theo nguyên lý tác động của dòng khí áp lực cao với tua bin khí trong quá trình lμm việc ng−ời ta chia tua bin khí ra lμm nhiều loại khác nhau nh−ng chủ yếu có hai loại sau:
- Tua bin phản lực.
- Tua bin xung lực.
Trong loại tua bin phản lực, áp suất của dòng khí ở lối vμo bánh công tác lớn hơn áp suất ở lối rạ Sở dĩ gọi loại tua bin nμylμ tua bin phản lực vì chuyển động t−ơng đối của dòng chất khí khi qua các máng dẫn lμ chuyển động nhanh dần do đó áp suất của dòng khí giảm dần.
Tua bin xung lực lμ loại tua bin mμ trong quá trình lμm việc bánh công tác của tua bin chỉ nhận năng l−ợng của dòng khí d−ới dạng động năng (áp suất của dòng khí ở lối vμo vμ lối ra của bánh công tác nh− nhau). Tác dụng xung lực của dòng khí trên các cánh dẫn lμm cho bánh công tác quay từ đó truyền động năng đến bộ phận chấp hμnh.
Để tìm hiểu rõ hơn ta đi vμo kết cầu vμ nguyên lý lμm việc của các loại tua bin d−ới đâỵ
ạ Tua bin xung lực:
Trong công nghệ dảo d−ỡngvμ sửa chữa ô tô hiện nay, các ngμnh chế tạo thiết bị dụng cụ đã áp dụng nguyên lý của tua bin xung lực vμo việc chế tạo các dụng cụ, thiết bị sử dụng khí nén để phục vụ cho công tác bảo d−ỡng vμ sửa chữa ô tô.
Một trong những ứng dụng đó lμ các thiết bị tháo lắp bu lông, máy mμi, máy khoan …sử dụng nguyên lý tua bin xung lực, dòng khí nén áp suất cao sẽ lμ quay bánh công tác tạo nên động năng lμm chuyển động cơ cấu chấp hμnh. ở đây toμn bộ năng l−ợng của khí nén đều đ−ợc tạo thμnh động năng của bánh công tác. Cụ thể nh− trên hình 2.14 lμ sơ đồ cấu tạo của tua bin xung lực.
Vμ một ứng dụng nữa của tua bin xung lực lμ hệ thống tăng áp trên động cơ
điêden hay còn gọi lμ tua bin tăng áp với sơ đồ nguyên lý lμm việc nh− hình vẽ 2.15. Dòng khí thải từ động cơ có áp suất cao đ−ợc dẫn qua bánh công tác của tua bin, tại
đây toμn bộ năng l−ợng của khí thải đ−ợc chuyển thμnh động năng của bánh công tác lμm bánh công tác chuyển động kéo theo bộ phận chấp hμnh chuyển động.
suất cao Không liệu suất thấp Hệ thống lμm mát khí nạp vμo Tua bin lực Hộp giảm tốc Khí thải thoát ra sau tua bin
Hình 2.14: Cấu tạo tua bin khí loại xung lực
Toμn bộ năng l−ợng của khí thải đ−ợc chuyển thμnh động năng của bánh công tác nhờ bộ phận h−ớng dòng, biến dòng khí thải áp suất cao thoát ra từ ống thải thμnh các dạng tia đập mạnh vμo bánh công tác tạo nên xung lực lμm chuyển động bánh công tác. áp năng của khí thải khi đi qua bánh công tác có sự thay đổi theo chiều h−ớng giảm.
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp tua bin khí.
Dòng khí áp lực cao đi ra
Vỏ tua bin
Cánh quạt đẩy chính Hộp số giảm tốc
c tuốc bin kh 3 4
1 2
b. Tua bin phản lực:
Với tua bin phản lực, dòng khí l−u động qua bánh công tác lμ dòng liên tục điền đầy toμn bộ các máng dẫn. Khi qua bánh công tác dòng khí l−u động biến đổi cả động năng lẫn thế năng. Kết cấu của một tua bin phản lực cũng t−ơng tự nh− tua bin xung lực bao gồm những bộ phận chính sau: buồng tua bin, bánh công tác, bộ phận dẫn h−ớng. Tùy theo kết cấu biên dạng cánh dẫn vμ chuyển động của chất khí qua bánh công tác, ng−ời ta chia tua bin phản lực thμnh các loại: h−ớng tâm, ly tâm, h−ớngtrục vμ tâm trục.
Một trong những ứng dụng của tua bin phản lực lμ động cơ tua bin khí. Động cơ tua bin khí lμ loại động cơ nhiệt, dạng rô to trong đó chất giãn nở sinh công lμ không khí. Động cơ gồm ba bộ phận chính lμ khối máy nén khí dạng rô to (chuyển động quay); buồng đốt đẳng áp loại hở; vμ khối tua bin khí rô tọ Khối máy nén vμ khối tuốc bin có trục đ−ợc nối với nhau để tuốc bin lμm quay máy nén.
a) b)
Hình 2.16: Sơ đồ động cơ tua bin.