Khái quát tuabin tăng áp

-1-
Tuabin tăng áp
Bố cục của chương
Chương này trình bày về Tuabin tăng áp.


ã Mô tả
ã Tua bin tăng áp


-2-

Mô tả Sự cần thiết của Tuabin tăng áp và Máy nén tăng áp
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 được xác định bởi lượng
hỗn hợp không khí-nhiên liệu đốt cháy trong một quãng thời
gian nhất định vàlượng 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 lượng
của động cơ cũng tăng lên, và các yếu tố như 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 được 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 lượng hỗn hợp không
khí-nhiên liệu lớn hơn mà không thay đổi kích thước động

cơ.
Thiết bị tăng áp được dẫn động bằng hai phương pháp:
Tuabin tăng áp được dẫn động bằng khí xả, còn máy nén
tăng áp thì được 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 được sử dụng trong
các kiểu động cơ ở nước ngoài.
(1/1)


Đặc điểm của Tuabin tăng áp và Máy nén tăng áp
Tuabin nạp khí tăng áp cũng như máy nén tăng áp đều là
những máy bơm không khí, dùng để nén khí vào xy-lanh
nhằm tăng lượng khí nạp. Các động cơ thông thường hút khí
vào xy-lanh nhờ có áp suất chân không được tạo ra khi
pittông đi xuống.
Nhờ có Tuabin nạp khí tăng áp hoặc máy nén tăng áp mà
không khí được nén vào xy-lanh với áp suất cao hơn áp suất
khí quyển. Nhờ thế, lượng không khí nạp vào xy-lanh cũng
tăng lên.






-3-

Tham khảo

Hiệu suất nạp khí
1. Hiệu suất nạp khí
Khả năng nạp khí của động cơ được gọi là hiệu suất nạp khí. Các động cơ thông thường có hiệu suất nạp
khí khoảng 65-85%, do sức cản trong hệ thống nạp và do khí xả chỉ qua hệ thống xả. Nhưng đối với động
cơ có trang bị Tuabin nạp khí hoặc máy nén tăng áp thì hiệu suất nạp có thể đạt trên 100%.
2. Tỷ số nén
Khi áp suất nén tăng lên thì động cơ xăng càng có nguy cơ phát sinh tiếng gõ.
Vì không khí được 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 thường, 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 được đặt thấp hơn
động cơ thông thường để ngăn ngừa tiếng gõ.

Lượng không khí thực tế được nạp vào
Hiệu suất nạp khí (%) = X100
Lượng 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)


Tuabin tăng áp Mô tả
Tuabin tăng áp là thiết bị sử dụng năng lượng
của khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ
cao. Bánh nén khí (rôto) được 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)

-4-


Các bộ phận
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)

Bánh tuabin và bánh nén khí
Bánh tuabin và bánh nén khí được 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 được 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 được
làm bằng hợp kim siêu chịu nhiệt hoặc bằng
gốm.



-5-

Khoang trung tâm
Khoang trung tâm đỡ bánh tuabin và bánh nén
khí thông qua trục của chúng.
Trong khoang trung tâm có đường dẫn dầu để
bôi trơn và làm mát cho trục và các ổ trục.
Nước làm mát động cơ cũng được 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.

Các ổ trục tự lựa hoàn toàn
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 được 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.