10.2.2.2. Nguyên lý làm việc
Tăng áp tuabin khí là biện pháp tốt nhất đểlàm tăng cơng suất và nâng cao các chỉ
tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ, vì vậy biện pháp này đã được sử dụng rất rộng rãi trong các loại động cơ Diesel hiện đại. Trên (hình 10.3) giới thiệu sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ tăng áp tuabin khí, năng lượng để dẫn động tuabin được lấy từnăng lượng của khí xảđộng cơ.
Máy nén N được dẫn động bởi trục của tuabin khí T, hoạt động nhờ năng lượng khí thải động cơ. Khí thải của động cơ đi vào tuabin khí sinh cơng quay máy nén rồi sau
đĩ được thải ra mơi trường, đồng thời máy nén N hút khơng khí ngồi trời cĩ áp suất po
nén đến áp suất Pk rồi đưa vào động cơ.
Lượng khơng khí nén cung cấp cho động cơ được biến đổi tựđộng theo cơng suất của động cơ. Cơng suất của động cơ càng cao thì năng lượng chứa trong khí thải càng lớn, đảm bảo quay máy nén cung cấp cho động cơ với lượng khơng khí nén càng nhiều. 10.2.2.3. Phạm vi ứng dụng
Do tăng áp bằng tuabin khí được dẫn động bằng năng lượng khí thải, khơng phải tiêu thụ cơng suất từ trục khuỷu của động cơ như tăng áp dẫn động bằng cơ khí, nên cĩ
thểlàm tăng tính kinh tế của động cơ. Phương pháp này cĩ thể giảm suất tiêu hao nhiên liệu khoảng 3 ÷ 10%.
Trong các động cơ tăng áp cao, thường lắp két làm mát trung gian trước khi khơng
khí đi vào động cơ nhằm giảm nhiệt độ, qua đĩ nâng cao mật độ khơng khí tăng áp vào động cơ. Vì vậy, nâng cao được cơng suất và hiệu suất của động cơ. Mặc khác khi tăng
áp bằng tuabin khí cịn tạo điều kiện giảm tiếng ồn nên loại này được sử dụng nhiều nhất hiện nay.
Tùy theo áp suất khí trước tuabin, tăng áp bằng tuabin khí cĩ hai loại sau:
Tăng áp bằng tuabin biến áp: khi supap thải mở, sản vật cháy được dẫn trực tiếp tới cánh tuabin. Áp suất và động năng của dịng khí thải tác dụng vào các cánh tuabin
thay đổi theo quy luật giảm dần. Để giảm tổn thất năng lượng của dịng khí thải,
người ta thường bố trí tuabin rất gần xylanh.
Tăng áp bằng tuabin đẳng áp: khí thải từxylanh động cơ được dẫn vào bình chứa,
sau đĩ được cấp vào trước cánh tuabin theo một quy luật nhất định. 10.2.3. Tăng áp hỗn hợp
10.2.3.1. Sơ đồ hệ thống
Tăng áp hỗn hợp là biện pháp sử dụng cùng một lúc cả máy nén tuabin khí (dùng
năng lượng khí xả) và máy nén truyền động cơ khí (dùng năng lượng từ trục khuỷu). Cĩ
hai phương pháp tăng áp hỗn hợp: Hai tầng lắp nối tiếp.
146 Hai tầng lắp song song.
10.2.3.2. Nguyên lý làm việc
Trong hệ thống hai tầng lắp nối tiếp thuận (10.4a), tầng thứ nhất là bộ“máy nén tuabin khí” quay tự do và tầng thứ hai là máy nén truyền động cơ khí. Dùng hệ thống
tăng áp hai tầng lắp nối tiếp thuận một mặt cĩ thể tận dụng năng lượng của khí thải, mặt khác cĩ thể nâng cao áp suất trên đường ống nạp Pk, từđĩ nâng cao mật độ khí nạp.
Hệ thống tăng áp cĩ tầng thứ nhất là một máy nén thể tích hoặc máy nén ly tâm do trục khuỷu dẫn động và tầng thứ hai là “máy nén tuabin khí” quay tự do được gọi là hệ thống tăng áp hai tầng nối tiếp ngược (hình 10.4b). Trong hệ thống tăng áp hai tầng nối tiếp ngược khơng thể nào tiến hành cường hố động cơ bằng biện pháp làm tăng lượng khí nạp đưa vào xylanh vì khối lượng khơng khí cung cấp cho xylanh trong mỗi chu
trình thay đổi rất ít.
Trong hệ thống tăng áp hai tầng lắp song song, máy nén N1 được dẫn động từ trục khuỷu động cơ cung cấp vào bình làm mát LM cùng với máy nén N2 được dẫn động từ năng lượng khí thải bởi tuabin T.