Đồ án Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V-396TC14

Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
MỤC LỤC
3.1.2. TỔNG THÀNH CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA ĐỘNG CƠ ..................................5
HÌNH 5-11. ĐỒ THỊ CƠNG CỦA ĐỘNG CƠ MTU 12V-396TC14.........................38
6. TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CỦA ĐỘNG CƠ MTU 12V-396TC14 ..........................................................................................................................38

LỜI NÓI ĐẦU
Sau 5 năm học tập tại giảng đường đại học, đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ cuối
cùng trong chuyên ngành đào tạo kỹ sư của mỗi trường đại học kỹ thuật mà mọi sinh
viên trước khi bước vào công việc thực tế phải thực hiện. Nó giúp sinh viên tổng hợp
và khái quát lại kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành. Qua quá trình làm đồ án sinh
viên tự rút ra nhận xét và kinh nghiệm cho bản thân trước khi bước vào công việc
thực tế của một kỹ sư tương lai
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong thời gian qua động cơ đốt trong
cũng không ngừng được cải tiến để nâng cao công suất.Một trong những phương pháp
nâng cao công suất hiệu quả hiện nay là sử dụng hệ thống tăng áp cho động cơ. Tuy
nhiên vì điệu kiện thời gian nên trên lớp sinh viên chưa được nghiên cứu nhiều về hệ
thống này, chính vì vậy mà em chọn đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP
CỦA ĐỘNG CƠ MTU 12V-396TC14” để làm đề tài tốt nghiệp. Qua đề tài này em
muốn hiểu rõ hơn bản chất cũng như các qua trình làm việc của động cơ khi có hệ
thống tăng áp, đồng thời đưa ra phương pháp tăng áp tốt nhất để nâng cao cơng suất
động cơ và có cách khắc phục các nhược điểm của nó.
Tuy nhiên, do những hạn chế về thời gian, kiến thức cũng như tài liệu tham khảo nên
trong phạm vi đồ án này em khơng thể trình bày được hết các vấn đề liên quan cũng
như tìm hiểu sâu hơn mối quan hệ giữa hệ thống này với hệ thống khác. Vì thế khơng
tránh khỏi những sai sót trong vấn đề thực hiện. Rất mong được sự quan tâm chỉ bảo
hơn nữa của các thầy cô và các bạn
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Văn Nam, các cơ chú trong
phịng kỹ thuật của xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng, các thầy cơ trong khoa cơ khí giao
thơng và các bạn, những người đã trực tiếp giúp đỡ, chỉ dẫn và góp ý cho em trong
suốt thời gian thực hiện đồ án này

Đà Nẵng ngày 2 tháng 6 năm 2010

1


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Sinh viên thực hiện :
Kiều Thanh Khang

1. MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong thời gian qua động cơ đốt trong
cũng khơng ngừng được cải tiến và hồn thiện. Nhờ những ưu điểm vượt trội về nhiều
mặt, đặc biệt là hiệu suất cao trong phạm vi công suất rộng, nhỏ gọn nên động cơ đốt
trong ngày nay chiếm ưu thế tuyệt đối trong mọi lĩnh vực như vận tải đường bộ, đường
thuỷ, phát điện dự phòng,....Với các cải thiện về mặt kỹ thuật cũng như kết cấu đã làm
cho công suất động cơ không ngừng tăng lên. Tuy nhiên, khi thiết kế động cơ người ta
phải cân nhắc giữa một bên là công suất lớn và một bên là kích thước, trọng lượng nhỏ
gọn. Có một cách thoả mãn hai yêu cầu trên là sử dụng tua bin tăng áp hay máy nén
tăng áp. Nó cho phép đốt cháy một lượng lớn hơn nhiên liệu bằng một lượng khơng
khí lớn hơn được nén vào, kết quả là tạo ra một cơng suất lớn hơn cho động cơ có kích
thước xác định.
Nhờ có bộ tua bin tăng áp làm tăng lượng khơng khí nạp cho một chu trình của động
cơ nên có thể :
- Tăng áp đối với khơng khí đưa vào xilanh có thể làm tăng cơng suất động cơ
- Tăng tính năng động lực học của động cơ
- Giảm tiêu hao nhiên liệu cho động cơ, giảm được chất độc hại trong khí xả nhờ hồn
thiện hơn q trình cháy
Với động cơ khơng tăng áp thì áp suất có ích trung bình pe < 0,7÷0,9 Mpa nhưng nếu
sử dụng hệ thống tăng áp có thể nâng áp suất có ích trung bình lên đến 1 ÷1,2 Mpa
(Nếu làm lạnh trung gian cho khơng khí phía sau máy nén có thể đưa áp suất có ích

trung bình pe= 4 Mpa
* Tuy nhiên việc sử dụng hệ thống tăng áp cũng có những nhược điểm sau:
-Làm tăng phụ tải cơ khí cũng như phụ tải nhiệt của động cơ do đó phải đặt ra yêu
cầu khắt khe hơn khi chế tạo các chi tiết của nhóm piston, bạc trục, xupap…..
- Phải tạo ra hệ thống nhiên liệu mới với quy luật cấp nhiên liệu khắt khe hơn, vịi
phun có áp suất phun cao hơn,….

2


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Vì vậy,khi nghiên cứu về đề tài này chúng ta có thể đưa ra lựa chọn phương pháp tăng
áp tốt nhất để nâng cao công suất động cơ đồng thời có cách khắc phục các nhược
điểm của nó.
2 . CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG CÔNG SUẤT CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Nhằm mục đích tăng cơng suất cho động cơ đốt trong người ta phải tìm cách tăng
khối lượng nhiên liệu cháy ở một đơn vị dung tích xilanh trong một đơn vị thời gian,
tức là tăng khối lượng nhiệt phát ra trong một không gian và thời gian cho trước. Vậy
muốn tăng công suất người ta phải tăng khối lượng nhiên liệu đốt cháy trong một đơn
vị thời gian
Công suất động cơ được tính:
Ne =

Vh =

pe .i.Vh .n
30τ

π .D 2..S
4

Trong đó: Pe : Áp suất có áp trung bình (

M .N
)
m2

i : Số xi lanh
Vh : Dung tích xi lanh (l)
n : Số vòng quay trong một phút (v/phút)
τ : Số kỳ xi lanh
Để tăng cơng suất Ne thì có các phương pháp sau :
- Các giải pháp về kết cấu :
+ Tăng số chu trình trong một đơn vị thời gian bằng cách tăng số vòng quay n của
động cơ. Hiện nay, giới hạn số vòng quay lớn nhất của động cơ đốt trong ở khoảng
11000 vg/ph đến 12000 vg/ph, những giá trị số vịng quay thích hợp nhất chỉ ở khoảng
5000 vg/ph đến 7000 vg/ph. Khi tăng số vòng quay của động cơ đốt trong sẽ gây khó
khăn cho việc thực hiện các q trình, đặc biệt là quá trình cháy. Tác hại hơn nữa là
làm cho tốc độ trượt trung bình của piston tăng dẫn đến làm tăng tổn thất ma sát, mài
mòn các chi tiết của nó và tăng lực qn tính.
+ Thay đổi số kỳ từ 4 kỳ thành 2 kỳ. Nhờ tỉ số của kỳ sinh cơng so với vịng quay của
động cơ 2 kỳ gấp đôi của động cơ 4 kỳ nên có thể tăng nhiệt lượng giải phóng trong
một đơn vị thời gian, nhưng thực tế công suất động cơ hai kỳ lớn hơn động cơ 4 kỳ
khoảng 50% đến 70%, song cho đến nay q trình thay đổi khí của động cơ hai kỳ
chưa hoàn chỉnh nên sinh ra tổn thất lớn và ô nhiễm tăng.
3


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
+ Tăng dung tích cơng tác Vh hoặc số xi lanh i sẽ kéo theo kích thước, thể tích, trọng

lượng của động cơ tăng. Hiện nay, động cơ một hàng xi lanh có tới 12 xi lanh, động cơ
cao tốc chử V có tới 16 xi lanh và động cơ hình sao có tới 32 đến 56 xi lanh. Nếu tăng
số xi lanh nhiều hơn nữa sẽ làm cho số chi tiết của động cơ tăng lên quá nhiều (50.000
đến 100.000 chi tiết) làm giảm độ cứng vững của hệ trục khuỷu. Do đó, một mặt làm
giảm độ tin cậy và độ an tồn trong q trình làm việc của động cơ. Mặt khác, việc bảo
dưỡng, sửa chữa và sử dụng thêm phức tạp.
Việc dùng các biện pháp cải tiến và điều chỉnh chính xác các thơng số cấu tạo và
thông số điều chỉnh động cơ nhằm tăng hiệu suất chỉ thị, hiệu suất cơ giới và hệ số nạp
cũng chỉ có thể làm cho cơng suất có ích của động cơ tăng lên rất ít.
- Phương pháp tăng áp
+ Tăng khối lượng khơng khí nạp vào xi lanh bằng cách tăng khối lượng riêng của
khơng khí ρ K . Muốn vậy phải tiến hành nén môi chất nạp trước khi đưa vào xi lanh,
tức là tăng áp suất của môi chất nạp. Do khối lượng nạp vào xi lanh tăng nên người ta
có thể tăng thêm nhiên liệu để đốt cháy trong dung tích đó. Như vậy, cho ta khả năng
tăng lượng nhiệt phát ra trong dung tích cho trước. Biện pháp làm tăng khối lượng
riêng của môi chất trước khi nạp vào động cơ bằng cách tăng áp suất của nó được gọi
là tăng áp cho động cơ.
3 . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ VÀ CÁC HỆ THỐNG CHÍNH
TRONG ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14
3.1 . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14
Động cơ MTU12V-396TC14 là động cơ dùng cho ngành đường sắt của hãng Messrs
Motoren Und Turbinen Union (MTU).
Động cơ được kí hiệu : 12V-396-TC14. Trong đó :
12 : Số xy lanh động cơ
V : Động cơ chữ V
396 : Số sêri động cơ
T : Tăng áp khí nạp bằng tuabin khí xả
C : Bộ làm mát khí nạp bên trong bằng nước làm mát động cơ
1 : Động cơ dùng cho đường sắt
4 : Số ký hiệu thiết kế

4


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14

3.1.2. TỔNG THÀNH CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA ĐỘNG CƠ .

12
11
10
9
8
7

6
5
4

13
14
15
16
17
18
19

20
21

22
3
2

23
24

1
25

Hình 3-1. Mặt cắt ngang động cơ MTU 12V-396-TC14
1-Lưới lọc dầu bôi trơn ; 2 - Máy đề ; 3 - Trục khuỷu ; 4 - Thanh truyền ;
5 - Trục cam ; 6 - Con đội con lăn dẫn động cò mổ ; 7 - Ống dẫn khí xã
8 - Lị xo xupap ; 9 - Xupap xả ; 10 - Xupap nạp ; 11- Cò mổ
12 - Bộ khởi động lạnh ; 13 - Bơm cao áp ; 14 - Ống đẫn dầu cao áp
15 - Vòi phun ; 16 - Bọng nước làm mát nắp máy ; 17 - Chốt định vị
18 - Xéc măng ; 19 - Piston ; 20 - Chốt piston ; 21 - Đường nước làm mát xilanh
5


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
22- Bộ trao đổi nhiệt dầu ; 23 - Bầu lọc dầu bôi trơn ;
24 - Bơm dầu bôi trơn ; 25 - Vỏ hộp cácte
a) Trục khuỷu.
Trục khuỷu có nhiệm vụ chuyển đổi sự chuyển động tịnh tiến của piston thành
chuyển động quay. Trục khuỷu là một khối thép được rèn theo định dạng. Tất cả các bề
mặt đều được làm nhẵn. Các cổ trục và cổ khuỷu đều được đánh bóng và tơi cứng.
Trục khuỷu được lắp cùng với 7 bộ bạc trục và 1 vòng bi phía đối diện bánh đà trong
blốc động cơ.

Hình 3-3. Trục khuỷu.
1- Bánh răng trục khuỷu; 2- Cổ khuỷu; 3- Đối trọng; 4- Cổ trục.
b) Thanh truyền (biên).
.

Hình 3-4. Thanh truyền.

6


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
1- Thanh truyền; 2.Thân thanh truyền; 3- Nắp đầu to thanh truyền; 4- Bulông thanh
truyền; 5- Bạc đầu nhỏ thanh truyền; 6- Chốt định vị; 7- Bạc đầu to thanh truyền.
Thanh truyền hai dãy xylanh đều giống nhau. Nó được rèn và làm nhẵn các bề mặt.
Thanh truyền của hai xylanh đối diện nhau được lắp gần nhau (liên tiếp) trên trục
khuỷu. Bạc lót thanh truyền có thể thay được và được định vị bởi chốt định vị. Bạc
được bơi trơn bằng dầu bơi trơn động cơ có áp lực được dẫn từ các lỗ khoan trên trục
khuỷu. Bạc đầu nhỏ thanh truyền được ép vào đầu nhỏ thanh truyền. Nắp đầu to thanh
truyền và thân thanh truyền được liên kết bằng bulông chịu lực gọi là bulông thanh
truyền
c) Piston.

Hình 3-5. Piston.
1- Thân piston; 2- Đỉnh piston; 3- Bulơng chịu lực; 4- Êcu sau cạnh; 5;6- Séc măng
khí; 7- Séc măng dầu; 8- Chốt piston; 9- Vòng đệm; 10- Vịng chặn; 11- Chốt định vị;
12- Ống lót chốt định vị.
Piston tiếp nhận lực sinh ra do quá trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền qua chốt
piston.
Piston được làm mát bằng dầu động cơ và gồm hai phần: Đỉnh và thân piston
Thân piston được chế tạo từ hợp kim nhẹ và có lỗ chốt piston. Giữa thân và đỉnh

piston có lắp một séc măng dầu. Trên thân piston có các lỗ khoan và đường dẫn dầu
đến và đi để làm mát đỉnh piston.
7


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Đỉnh piston được chế tạo từ thép và được lắp ghép với thân piston bằng những
bulông chịu lực. Trong thân piston có bắt những êcu đặc biệt để nâng cao độ cứng
vững cho cho mối ghép này. Trên đầu piston có 2 rãnh để lắp séc măng khí làm kín
khoang buồng cháy.
d) Nắp máy. (mặt quy lát)
Động cơ có các mặt quy lát đơn lẻ riêng biệt được đúc từ gang đặc biệt. Mặt quy lát
được bắt chặt với blốc động cơ bằng bulông và êcu chịu lực và đậy phía trên khoang
xylanh. Giữa blốc động cơ và nắp máy có một roăng làm kín bề mặt lắp ghép. Mỗi mặt
quy lát có hai xupap nạp và hai xupap thải, chúng được bố trí đối xứng xung quanh vịi
phun. Roăng làm kín xupap nạp có nhiệm vụ khơng cho dầu bơi trơn chảy xuống
buồng cháy. Các xupap có bộ phận xoay xupap.
Các xupap được lắp trong ống lót dẫn hướng và mỗi xupap có hai lị xo. Các xupap
xả có thân ngắn hơn xupap nạp. Đĩa van xupap nạp lớn hơn xupap xả.
Vịi phun được lắp từ phía trên của mặt quy lát và có roăng làm kín để ngăn
cách khoang dầu bơi trơn trong mặt quy lát.

Hình 3-6. Nắp máy.
1- Roăng xupap; 2- Ống lót vịi phun; 3- Bulơng áp lực; 4- vịi phun; 5- Roăng vịi
phun; 6- Đĩa lò xo; 7- Chốt giữ xupap; 8- Lò xo lớn xupap; 9- Lò xo nhỏ xupap; 10bộ phận làm xoay xupap; 11- Đế xupap xả; 12- Xupap xả; 13- Ống lót dẫn hướng
xupap; 14- Ống bảo vệ vịi phun; 15- Xupap nạp; 16- Đế xupap nạp; a- Nước làm mát
động cơ; b- Dầu động cơ; c- Khí xả; d- Khí nạp.
8

Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
e) Cơ cấu phối khí.
Mỗi dãy xylanh có một trục cam riêng và được bố trí trong khoang chữ V của blốc
động cơ. Trục cam được định vị bởi các gối cam bắt chặt với blốc động cơ và bánh
răng dẫn động ở phía ngược chiều bánh đà. Trục cam được dẫn động từ trục khuỷu
thông qua hệ thống bánh răng truyền động và tác động lên con đội, đũa đẩy, cò mổ tới
các van xupap. Đũa đẩy được lắp trong các ống dẫn hướng và tỳ lên con đội. Đũa đẩy
truyền chuyển động từ con đội đến cị mổ. Mỗi cị mổ có hai nhánh và xoay được nhờ
bạc trượt. Cò mổ dài cho xupap xả, cò mổ ngắn cho xupap nạp.
Bulông điều chỉnh khe hở nhiệt cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt của các xupap.
Bôi trơn trục cam bằng dầu từ các lỗ khoan trên blốc máy. Đối với giàn cị mổ dầu
bơi trơn được phân nhánh từ các vị trí ắc cị mổ và các gối trục cam. Dầu chảy từ giàn
cò mổ về đũa đẩy sẽ bôi trơn cho con đội. Qua các lỗ khoan ở khoang trục cam dầu
chảy tự do về cacte động cơ. Dầu từ bạc cò mổ chảy ra mặt quy lát sẽ qua các lỗ khoan
trong mặt quy lát trở về cacte.

Hình 3-7. Cơ cấu phối khí.
1- Con đội; 2- Chốt định vị; 3- Tấm ghép chốt định vị; 4- Bánh răng truyền động;
5- Trục cam; 6- Đũa đẩy; 7- Chốt đũa đẩy; 8- Ắc giàn cò mổ; 9- Cò mổ xupap nạp;
10- Cò mổ xupap thải; 11- Bulông điều chỉnh khe hở nhiệt.
3.2 . CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRONG ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14
9


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
3.2.1. Hệ thống làm mát.
Nước làm mát được bơm nước làm mát bơm khi động cơ hoạt động. Bơm đẩy nước
qua bộ trao đổi nhiệt vào các vị trí làm mát động cơ.
Ở bộ trao đổi nhiệt nước được phân nhánh và đưa tới két làm mát khí nạp. Nước
làm mát chảy xung quanh xylanh từ dưới lên trên qua các lỗ khoan tới mặt quy lát.

Trong mặt quy lát, các chi tiết đáy mặt quy lát, ống dẫn hướng xupap, vịi phun và
đường dẫn khí xả được làm mát.
Nước ra khỏi mặt quy lát được tập hợp lại tại ống tập hợp nước làm mát. Nước từ
ống tập hợp được chia thành hai hướng. Đường nước hướng về phía ngược với bánh
đà qua bộ hạn chế lưu lượng chảy vào ống về hai bên sườn động cơ. Đường nước
hướng về phía bánh đà sẽ kết hợp nước từ két làm mát khí nạp vào làm mát vỏ tăng áp
và ống xả. Nước từ vỏ tăng áp và ống xả và từ ống tập hợp nước về sẽ được dẫn tới
van hằng nhiệt.
Trên mỗi đường ống dẫn nước về từ vỏ ống xả đều có lắp một bộ lọc để kiểm tra
hỗn hợp nước làm mát thường xuyên. Để tránh áp lực thấp ở đầu vào của bơm và tránh
trường hợp cánh bơm quay khơng có nước, trên đường ống hút có lắp một bộ phận để
nâng áp lực nước. Bộ phận này nối liền với thùng chứa nước làm mát và dẫn nước làm
mát từ thùng chứa tới bơm bằng một đường ống riêng. Ở thùng chứa nước làm mát có
lắp một van đóng kín. Van này mở ra khi áp lực nước cao hoặc thấp.

Hình 3-8. Sơ đồ hệ thống làm mát.
1- Ống thông hơi xả khí; 2- Ống tập hợp khí nạp và nước làm mát; 3- Vị trí kiểm tra;
4- Ống tập hợp nước; 5- Tới két nước làm mát; 6- Lưới lọc; 7- Ống tập hợp khí xả;

10


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
8- Từ két làm mát nước; 9- Bơm; 10- Ống nối; 11- Bơm nước; 12- Mặt quy lát; 13Bộ trao đổi nhiệt dầu; 14- Xylanh; 15- Tới dãy xylanh trái; 16- Két làm mát khí nạp;
E- Khóa xả nước; M- Vị trí đo.

3.2.2. Hệ thống bơi trơn.

Hình 3-9. Hệ thống bôi trơn động cơ.
1- Tăng áp; 2- Đường dẫn dầu bôi trơn xupap; 3- Đường dẫn dầu đến tăng áp phía

phải; 4- Điều tốc; 5- Điều khiển động cơ; 6- Đường dầu chính; 7- Truyền động tới
bơm cao áp; 8- Van; 9- Bơm cao áp; 10- Van điện từ ; 11- Khóa tắt máy; 12- Vị trí đo;
13- Vị trí lấy dầu thử nghiệm; 14- Bầu lọc ly tâm; 15- Van khóa; 16- Bơm dầu;
17- Bầu lọc dầu; 18- Bộ trao đổi nhiệt; 19- Van an toàn (15 bar); 20- Đường dẫn dầu;
21- Van xả dầu; 22- Ổ bi; 23- Vịi phun; 24- Vị trí nối rắc co.
Bơm dầu động cơ hút dầu qua bộ lọc, từ thùng dầu và dẫn dầu vào bộ trao đổi nhiệt
dầu phía bên phải động cơ. Một van an toàn bảo vệ bơm dầu động cơ.

11


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Dầu được cấp cho mỗi cổ trục khuỷu và từ đó qua đường dầu nằm trong trục khuỷu
tới cổ biên để bôi trơn các bạc biên.
Từ bộ trao đổi nhiệt dầu, dầu chảy vào bầu lọc dầu và sau dó chảy về đường dầu
chính. Từ các đường dầu chính này dầu chảy đến từng điểm bơi trơn riêng và bộ phận
phân phối dầu.
Dầu cũng được cấp cho từng bạc của trục khuỷu và từ đó qua các đường dẫn tới
từng nắp xylanh để bôi trơn cho bạc của cò mổ và các khớp cầu, dầu sẽ đi ra khỏi có
mổ chảy tự do về đũa đẩy bơi trơn con đội xupap.
Dầu được dẫn về vòi phun làm mát piston. Những vòi phun này phun tia dầu vào
piston.
Dầu cấp cho bộ dẫn động bơm cao áp được dẫn qua một rãnh hình vành khuyên và
các lỗ trong trục dẫn động của bộ điều chỉnh góc phun sớm, khớp nối then bơm cao áp
và tiếp tục tới bộ điều chỉnh góc phun sớm.
Dầu được dẫn đến cụm đo và hệ thống cô lập xylanh, từ nắp cuối của hộp số. Dầu
được dẫn từ cụm đo này đến bôi trơn bơm phun nhiên liệu và bộ dẫn động máy phát
xoay chiều.
Từ bộ phân phối dầu, dầu được cung cấp tới bộ tăng áp và tới bơm dầu để bơi trơn
cửa đóng của van. Dầu thừa quay về thùng dầu qua các đường dầu và ống dẫn dầu.

3.2.3.Hệ thống nhiên liệu.
-Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu.
Bơm chuyển nhiên liệu (5) được dẫn động bằng trục cam bên trái của động cơ. Nó
hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô (3) và đẩy nhiên liệu qua ống cung cấp
vào bầu lọc kép (7). Nhiên liệu theo ống dẫn đến bơm cao áp (10).
Bầu lọc kép được thơng khí thường xun. Nhiên liệu lẫn khơng khí nếu có sẽ bị
dẫn quay trở lại đường hồi nhiên liệu qua van một chiều được điều chỉnh mở ở áp lực
0,5 bar đến bộ hạn chế lưu lượng (bộ tập hợp nhiên liệu). Bầu lọc kép có thể thay thế
lõi lọc ngay cả khi động cơ đang hoạt động nhờ một van ba ngả được lắp trên bầu lọc.
Bơm cao áp cung cấp một lượng nhiên liệu định trước qua đường ống cao áp đến
vòi phun (16), vòi phun phun nhiên liệu trực tiếp vào xylanh động cơ theo chế độ làm
việc của động cơ.
Đường hồi nhiên liệu từ bơm cao áp dẫn nhiên liệu thừa về thùng nhiên liệu. Trên
đường hồi nhiên liệu này có lắp van một chiều (mở tại áp lực 2 bar) để đảm bảo duy trì
thường xuyên áp suất cấp nhiên liệu nhỏ nhất và để bơm cao áp làm việc hiệu quả.
Nhiên liệu thừa cùng với nhiên liệu rò rỉ từ các vòi phun cũng được dẫn về thùng
nhiên liệu. Trên mỗi đường hồi dầu từ vịi phun đều có lắp 1 van một chiều (mở tại áp
lực 0,5 bar).
12


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14

9

10

11

12

13

14

15

19

8

7

6

5

4

16

17

18

20

3

2

1

GHI CHỤ
Âỉåìng nhiãn liãû
u vãưthng chỉ
ïa
Âỉ
åìng nhiãn liãû
u âãú
n bư
ng âäú
t

Hình 3-10. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ MTU 12V.
1- Đường dầu về thùng chứa; 2- Dầu từ thùng chứa lên; 3- Lọc thô nhiên liệu;
4- Van một chiều; 5- Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Chổ nối ống xả khơng khí bầu lọc;
7- Bầu lọc kép nhiên liệu; 8- Van tam thông; 9- Đường dầu tới bơm cao áp;
10- Trục dẫn động; 11- Thanh răng nhiên liệu;12- Đầu nối ống cao áp;
13- Đường dầu về từ vòi phun; 14- Đường dầu cao áp tới vòi phun;
15- Đường dầu về từ bơm cao áp; 16- Hộp tập hợp nhiên liệu; 17- Vòi phun;
18- Đầu nối ống dầu về hộp góp; 19- Bơm xả khơng khí nhiên liệu; 20- Van an toàn.

13


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Ngồi bơm chuyển nhiên liệu chính trên hệ thống cịn lắp một bơm xả khơng khí nhiên
liệu dự phòng đặc biệt dẫn động bằng điện để bơm mồi và thơng khí cho hệ thống khi
động cơ khơng hoạt động hay chưa hoạt động. Nó hút nhiên liệu từ thùng chứa nhiên
liệu và đẩy qua van một chiều vào đường cấp của bơm chuyển nhiên liệu chính, van

một chiều này giữ cho nhiên liệu không bị chảy ngược trở về khi động cơ đang hoạt
động.
Trong quá trình bơm mồi và thơng khí hệ thống nhiên liệu được bảo vệ bởi một van
an toàn (mở tại áp lực 4 bar)
Hệ thống nhiên liệu cũng được bảo vệ nhờ một van một chiều (mở tại áp lực 6,5
bar) được lắp trong bơm chuyển nhiên liệu chính.
Ngồi ra để đề phịng trở ngại trong quá trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống nhiên
liệu động cơ MTU 12V còn trang bị một bơm tay. Nó dùng để xả khí trong đường ống
nhiên liệu khi bảo dưỡng và sửa chữa.
3.2.4. Hệ thống khởi động.

Hình 4-11. Sơ đồ hệ thống khởi động
1- Êcu ép; 2- Khớp nối; 3- Vòng đệm; 4- Đĩa lò xo; 5- Rô to; 6- Chổi than; 7- Giá đỡ
chổi than; 8- Lị xo đóng bánh răng; 9- Rơle điều khiển; 10- Rơle đóng bánh răng;
11- Lị xo mở khớp nối; 12- Cổ góp; 13- Cuộn dây kích từ; 14- Lỏi sắt; 15- Then
nghiên; 16- Cuộn dây hãm; 17- Cuộn dây từ chính; 18- Chốt khóa; 19- Rơle đóng;
20- Cơng tắc điện; 21- Rơle điều khiển; 22- Rô to; E- Cuộn dây hút; G- Cuộn dây
đẩy; H- Cuộn dây giữ.

14


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Máy đề gồm có một mơ tơ điện, bánh răng cùng một khớp nối. Máy đề có nhiệm vụ
tạo ra một mômen lớn cần thiết để làm khởi động động cơ và đưa động cơ vào làm
việc.
Bánh răng của máy đề, khi khởi động sẽ ăn khớp với bánh răng lớn của trục khuỷu
động cơ. Tỷ lệ truyền giữa hai bánh răng này phải đảm bảo phù hợp được mơmen
truyền cần thiết cho động cơ và tính chất kinh tế, hiệu quả và kích thước của máy đề.
Thời gian cấp điện cho mô tơ điện là 10 giây, trong khoảng thời gian đó nó thực hiện

chức năng khởi động.
3.2.5. Hệ thống nạp thải .
- Hệ thống nạp: Động cơ có hai tăng áp và một két làm mát khí nạp.Ở nắp đầu ra của
két làm mát có lắp khố ngắt khí nạp. Khi động cơ bị siêu tốc thì khí nạp bị đóng lại và
động cơ bị tắt máy. Ống dẫn khí nạp đồng thời là ống tập hợp khí nạp và ống làm mát

Hình 3-12.Hệ thống nạp khí.
1:Tăng áp,2:Két làm mát khí nạp
3:Khố ngắt khí nạp,4:Ống tập hợp khí nạp
-Hệ thống khí thải: Khí xả của động cơ được dẫn qua ống xả có lớp vỏ làm mát được
bố trí bên ngồi động cơ, để tới tăng áp khí xả từ tăng áp sẽ qua ống tập hợp khí xả lên
ống khí ra ngồi

15


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14

Hình 3-13.Hệ thống khí thải.
1:Tăng áp,2:vỏ làm mát, 3:vỏ ống xã
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14.LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .
Hệ thống tăng áp cho động cơ đốt trong có nhiều loại khác nhau và sơ đồ phân loại
được biểu diễn như hình 4-1
Tăng áp
Có máy nén

Dẫn
động cơ
khí

Liên
hệ cơ
khí

Tua
bin
khí

Liên
hệ khí
thể

Khơng có máy nén

Hỗn hợp

Liên
hệ
thuỷ
lực

Lắp
nối
tiếp

Dao động và
cộng hưởng

sóng

áp
suất

Tốc
độ

Lắp
song
song

Hình 4-1. Sơ đồ các phương pháp tăng áp.
4.1.Biện pháp tăng áp có máy nén
Nếu mơi chất được nén nhờ máy nén được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thì tổ
hợp động cơ đốt trong- máy nén được gọi là động cơ tăng áp cơ khí (hoặc cơ giới).
Nếu máy nén được dẫn động nhờ tua bin tận dụng năng lượng khí thải của động cơ đốt
trong thì tổ hợp động cơ đốt trong- tua bin - máy nén được gọi là động cơ tăng áp tua
bin khí.
a) Tăng áp cơ khí
Các loại máy nén được sử dụng trong phương pháp tăng áp cơ khí có thể là: máy
nén kiểu piston, quạt root, trục xoắn, quạt li tâm, hoặc quạt hướng trục được dẫn động
từ trục khuỷu của động cơ. Các sơ đồ tăng áp cơ giới (Hình 5.2)

16


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
P
T
P
T'

P
K
MN

ÂC

P0

a)

MN

b)

PK

LM
P
K

P0

P
T

ÂC
KN
c)

TB

ÂC

TB

MN

P
T'

P0

Hình 4-2 Sơ đồ tăng áp cơ giới
a- Sơ đồ tăng áp cơ giới không tận dụng năng lượng khí xả; b- Sơ đồ tăng áp cơ giới
có tận dụng khí xả; c- Sơ đồ tăng áp cơ khí sử dụng ly hợp lắp giữa động cơ và máy
nén; MN- máy nén; TB- Tua bin; ĐC- Động cơ; LM- làm mát; KN- Khớp nối; P0- áp
suất môi trường; Pk- áp suất khí tăng áp; PT- Áp suất khí thải ra môi trường.
Phương pháp dẫn động máy nén rất phong phú, trong nhiều trường hợp giữa máy
nén và trục khuỷu của động cơ có bố trí ly hợp nhằm cho phép điều khiển phạm vi
hoạt động của máy nén dẫn động cơ khí cho phù hợp với chế độ làm việc của động cơ
đốt trong.
Máy nén thể tích đáp ứng tốt nhất đối với động cơ làm việc theo đường đặc tính tải,
cịn máy nén ly tâm đối với động cơ làm việc theo đường đặc tính chong chóng. Đối
với động cơ hai kỳ có đầu chữ thập thường dùng hốc dưới xi lanh để nén khí bổ sung.
Cơng suất của động cơ đốt trong được xác định theo công thức sau:
NeT = NiT . NmT . Nk
Công suất có ích được lấy từ trục khuỷu động cơ N eT có được từ cơng suất chỉ thị NiT
sau khi bị khấu trừ đi tổn thất cơ giới của bản thân động cơ N mT và công suất Nk để dẫn
động máy nén.

• Nhận xét :
-

Ưu điểm :Vì máy nén được đẫn động trực tiếp từ trục khuỷu của động cơ
nên chất lượng khởi động và tăng tốc động cơ tốt vì lượng khơng khí cấp
cho động cơ trong một chu trình phụ thuộc vào vịng quay trục khuỷu mà
khơng phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải
17


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
-

Nhược điểm : Máy nén được đẫn động trực tiếp từ trục khuỷu của động cơ
nên công suất dẫn động máy nén chỉ phụ thuộc vào số vòng quay của nó, vì
vậy nếu động cơ làm việc ở chế độ tải nhỏ thì số phần trăm cơng suất tổn
thất cho việc dẫn động máy nén tăng lên làm giảm mạnh hiệu suất tổng của
động cơ đốt trong.
b) Động cơ tăng áp bằng tua bin khí
Tăng áp bằng tua bin khí là phương pháp tăng áp dùng tua bin (TB) làm việc nhờ
năng lượng khí xả của động cơ đốt trong (ĐCĐT) để dẫn động máy nén (MN). Khí xả
của ĐCĐT có nhiệt độ và áp suất rất cao nên nhiệt năng của nó tương đối lớn. Muốn
khí thải sinh cơng, nó phải được giãn nở trong một thiết bị để tạo ra cơng cơ học. Nếu
để nó giãn nở trong xi lanh của ĐCĐT thì dung tích của xilanh sẽ rất lớn, làm cho kích
thước của ĐCĐT quá lớn, nặng nề. Điều này mặc dù làm tăng hiệu suất nhiệt nhưng
tính hiệu quả được đánh giá bằng giá trị áp suất trung bình sẽ rất nhỏ. Để tận dụng tốt
năng lượng khí xả, người ta cho nó giãn nở đến áp suất môi trường và sinh công trong
các cánh của tua bin (TB). Ta lần lượt xem xét các phương án kết nối đó:
b.1.Tăng áp bằng TB khí liên hệ cơ khí
Trong phương án này trục tua bin, động cơ đốt trong và máy nén được nối liền

nhau. (Hình 5.3) giới thiệu kết cấu và sơ đồ nguyên lý của phương án này.

5
PT

PK
1

4
2

PT'

3
P0

Hình 4-3 Kết cấu và sơ đồ nguyên lý của tăng áp tuabin
1-Động cơ; 2-Khớp nối; 3-Máy nén; 4-Tua bin; 5-Làm mát
• Nhận xét :
- Ưu điểm : Áp suất của khí nạp vào xy lanh động cơ đạt 3.4 kG/cm2, khí xả sau
khi ra khỏi xy lanh động cơ đốt trong trước khi vào tua bin đạt áp suất 16 kG/cm 2.
- Nhược điểm : + Cơng xả của khí xả ĐCĐT tăng lên q cao.
+ Khí xót trong xy lanh rất lớn làm cho lượng khí mới nạp
vào xy lanh giảm.

18


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Phạm vi sử dụng : Do các nhược điểm trên mà phương án này không được sử dụng

trong thực tế
b.2. Tăng áp bằng TB khí liên hệ khí thể
Sơ đồ nguyên lý của tăng áp này thể hiện trên Hình 4-4. Theo phương án này, tua
bin và máy nén được nối đồng trục với nhau. Khí xả được giãn nở trong cánh tua bin
sẽ làm tua bin quay và dẫn động máy nén nén khơng khí tới áp suất tăng áp và đưa vào
động cơ
2

PT
PK

5
1

4

PT'

3

P0

Hình 4-4 Tăng áp bằng TB khí liên hệ khí thể
1-Động cơ; 2-Thiết bị làm mát; 3-Máy nén; 4-Tua bin; 5-Bình xả.
Ưu điểm : Cho phép lợi dụng tối đa năng lượng khí xả, tạo ra hiệu suất cũng
như tính hiệu quả cao cho ĐCĐT.
Phạm vi sử dụng : Được sử dụng rộng rãi trong thực tế
b.3. Tăng áp bằng TB khí liên hệ thuỷ lực
Các phương án kết nối giữa động cơ đốt trong và cụm tua bin, máy nén cũng rất
phong phú. Hình 4-5 trình bày các phương pháp kết nối này :

-Hình 4-5a là cách ghép nối thơng dụng nhất, nó cho phép điều chỉnh chế độ tăng áp
theo chế độ làm việc của động cơ đốt trong.
-Hình 5-5b, c là các phương pháp kết nối nhằm tận dụng năng lượng khí xả. Ở đây,
ngồi cụm TB-MN dùng tăng áp cho động cơ cịn có TB tận dụng năng lượng cịn thừa
của khí xả cung cấp cho thiết bị cơng tác.
Loại kết cấu này được sử dụng nhiều trong động cơ 2 kỳ tốc độ thấp cũng như động
cơ 4 kỳ tốc độ trung bình và ngay cả động cơ sử dụng trên xe tải.

19


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
4

3

3

1

1
4
2

2

3

5

4

1

6

5

7
2

8

Hình 4-5 Tăng áp TB khí có liên hệ thuỷ lực
a) Cơ cấu nối có liên hệ thuỷ lực; b) Cơ cấu nối có liên hệ thuỷ lực và tua bin tận dụng
năng lượng khí xả; c) Cơ cấu nối qua hộp số có tua bin tận dụng năng lượng khí xả dẫn
động máy phát điện; 1. Động cơ; 2. Khớp thuỷ lực; 3,4. Cụm TB-MN dẫn động khí
thể; 5. TB tận dụng; 6. Hộp số; 7. Máy phát điện; 8. Hộp tốc độ.
c) Tăng áp hỗn hợp
Trong tăng áp hỗn hợp người ta sử dụng hai hệ thống máy nén khác nhau, một được
dẫn động bằng tua bin khí và một được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ.
Tuỳ thuộc vào vị trí của máy nén người ta có các dạng ghép nối:
- Lắp nối tiếp thuận (Hình 4-6a): Tầng thứ nhất là bộ "máy nén tua bin" quay tự do và
tầng thứ hai là máy nén truyền động cơ giới.
- Hệ thống tăng áp hai tầng nối tiếp ngược (Hình 4-6b): 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 tua
bin khí" quay tự do
- Lắp song song (Hình 4-6c): Người ta dùng một máy nén dẫn động cơ giới hoặc dùng
không gian bên dưới của xi lanh làm máy nén (trường hợp động cơ có guốc trượt)
cung cấp khơng khí cho động cơ, song song với bộ "máy nén tuốc bin khí" quay tự do.

Như vậy, mỗi máy nén trong hệ thống chỉ cần cung cấp một phần khơng khí nén vào
bình chứa chung.

20


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Ưu điểm chủ yếu của hệ thống tăng áp lắp song song là khí tăng áp nạp vào động cơ
được cung cấp đồng thời nhờ hai máy nén, lưu lượng khơng khí qua mỗi máy nén đều
nhỏ. Do đó, kích thước của mỗi máy nén đều nhỏ so với hệ thống tăng áp lắp nối tiếp.
P0,T0
4
PT

3

PT'

5
PT

2

6
1
PK

4
PT'
2

3

5

5

GHEÏP NÄÚ
I TIÃÚ
P THÛ
N

PK

2

6
1

1
5

P0,T0

GHẸP NÄÚ
I TIÃÚ
P NGHËCH

4
PT'

PT

PK

3
P0,T0

7

6
P0,T0

GHẸP SONG SONG

Hình 4-6 Sơ đồ hệ thống tăng áp hỗn hợp cho động cơ
a. Tăng áp hỗn hợp 2 tầng lắp nối tiếp thuận; b- Tăng áp hỗn hợp 2 tầng lắp nối
tiếp nghịch; c- Tăng áp hỗn hợp 2 tầng lắp song song
1- Động cơ; 2- Khớp nối; 3- Tua bin; 4- Máy nén ; 5- Bộ làm mát; 6-Máy nén
dẫn động cơ khí; 7-Bình nạp chung
Nhận xét :
-Phương pháp lắp nối tiếp: Được sử dụng nhiều trong trường hợp tăng áp có áp suất
tăng áp cao, đặc biệt là khi ở tải nhỏ
-Phương pháp lắp song song: Được sử dụng cho động cơ tăng áp có áp suất trung bình,
nhất là đối với xe tải nhỏ
-Về mặt cấu tạo thì hệ thống tăng áp hỗn hợp phức tạp hơn nhiều so với các hệ thống
truyền động cơ giới và tăng áp tua bin khí, vì trong thiết bị tăng áp có 2 máy nén, mặt
khác bình chứa khơng khí nén chung cũng phức tạp hơn. Vì vậy, chỉ trong các trường
hợp đặc biệt ví dụ cần đạt được P k tương đối lớn, cần có tính năng tăng tốc tốt hoặc
đảm bảo chất lượng làm việc tốt trong mọi chế độ làm việc của động cơ người ta mới

dùng hệ thống tăng áp hỗn hợp
4.2. Biện pháp tăng áp khơng có máy nén
Phương pháp làm cho áp suất nạp vào động cơ đốt trong lớn hơn giá trị thông
thường mà không cần dùng đến máy nén cũng như một số phương pháp tăng áp cao
đang phổ biến trong thực tế.

21


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
a)Tăng áp dao động và cộng hưởng

3

4

2

1

Hình 2-7. Sơ đồ nguyên lý tăng áp cộng hưởng.
1- Bình ổn áp; 2- Ống cộng hưởng; 3- Xi lanh; 4- Bình cộng hưởng.
Hệ thống nạp tăng áp cộng hưởng gồm một hệ thống bình và ống có khả năng gây
ra dao động trong đường nạp được nối với nhiều xilanh. Nguyên tắc bố trí các nhánh
ống đến xilanh là làm cho q trình có tính chu kỳ của các xilanh phù hợp với tần số
của hệ thống đường ống nạp. Khi đó các xilanh được nối với nhau ở số vịng quay
cộng hưởng sẽ nhận được áp suất nạp tăng áp.
Sự dao động của sóng áp suất khí nạp trong đường ống nạp phù hợp với sự chuyển
động của piston. Chuyển động của piston trong mỗi xilanh sinh ra dao động sóng áp
suất và sóng này có thể truyền đến đường nạp của các xilanh khác. Như vậy để ngăn

không cho dao động của xilanh này ảnh hưởng đến xilanh khác, ta phải bố trí sao cho
các xilanh chung đường ống nạp phải có các kỳ trùng tên xa nhất có thể được. Ví dụ,
động cơ 4 xilanh có thứ tự nổ là 1-3-4-2 thì để tạo hệ thống nạp cộng hưởng, phải có
hai nhánh ống nạp cho hai nhóm xilanh: Nhóm các xilanh 1 và 4, nhóm các xilanh 2
và 3. Khi đó trong một nhánh ống, nếu xilanh này đang ở kỳ nạp thì xupáp ở xilanh kia
đang đóng kín, sóng áp suất của chúng khơng ảnh hưởng đến nhau.
Phạm vi sử dụng : Chỉ được sử dụng trên động cơ đời mới vì khi tăng áp cho động cơ
bằng phương pháp cộng hưởng thì kết cấu đường ống nạp sẽ rất phức tạp, giá thành
cao
b) Tăng áp trao đổi sóng áp suất
3
Giới thiệu sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ tăng áp bằng sóng khí
được biểu diễn ở Hình 5-8
4

2

22
1


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14

Hình 5-8 Sơ đồ hệ thống tăng áp bằng sóng khí
1. Khơng khí thấp áp; 2- Dây đai; 3- Khơng khí cao áp ;4- Động cơ;
5- Khí thải cao áp; 6- Khí thải thấp áp; 7- Rơto.
• Nhận xét :
- Ưu điểm : Áp suất tăng áp càng cao, khi tốc độ động cơ càng thấp, nhờ đó động cơ sẽ
có mơmen lớn tại tốc độ thấp
- Nhược điểm : Thiết bị cồng kềnh chiếm không gian lớn, trục khuỷu động cơ dẫn

động rơto tiêu thụ 1÷ 2% công suất động cơ, tiếng ồn lớn, tuổi thọ của rôto thấp nên
chưa được sử dụng rộng rãi.
c)Tăng áp tốc độ
Trong các động cơ đặt trên máy bay hoặc trên ơtơ đua cịn có thể sử dụng dịng
khơng khí ngược với chiều chuyển động của máy bay và ôtô để làm tăng khối lượng
môi chất nạp vào động cơ. Phương pháp này được gọi là phương pháp tăng áp tốc độ.
Hiện nay, phương án này ít được sử dụng nên chỉ giới thiệu sơ lược như trên.
d)Tăng áp cao
Để đạt được tăng áp cao và tránh được một số hạn chế do tăng áp gây ra, người ta
thực hiện các phương pháp tăng áp sau:
- Tăng áp hai cấp.
Sơ đồ nguyên lý của phương pháp tăng áp hai cấp được biểu diễn trên Hình 5.9. Ở
đây có hai cụm TB-MN một áp suất cao, một áp suất thấp. Với cách bố trí này có thể
đạt được ưu điểm sau:
+ Sử dụng được cụm TB-MN thông thường.

23


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
+ Cho phép tận dụng tốt hơn năng lượng khí xả nên khi cùng áp suất tăng áp, hiệu suất
sẽ cao hơn so với tăng áp TB khí thơng thường.
+ Khoảng làm việc TB rộng hơn, ít xảy ra trường hợp rơi vào vùng làm việc không ổn
định của cụm TB-MN.

K

K

T

T

Hình 5-9 Sơ đồ nguyên lý tăng áp 2 cấp
K- Máy nén T- Tuabin
+ Tốc độ vòng của rôto nhỏ hơn.
Nhược điểm cơ bản của tăng áp hai cấp là chiếm không gian lớn và gia tốc kém. Vì
tăng áp cao nên địi hỏi phải có hệ thống phụ để giải quyết chế độ khởi động và làm
việc không tải.
e)Tăng áp Miller.
Sự tăng ứng suất nhiệt và ứng suất cơ tác dụng lên các chi tiết của động cơ đốt trong
ngay cả ở chế độ tải trọng nhỏ, đặc biệt khi tăng áp hai cấp đã hạn chế khả năng tăng
áp suất cho động cơ đốt trong. Cụm TB-MN cung cấp lưu lượng khí giảm khi chế độ
tải trọng nhỏ làm giảm hệ số dư lượng khơng khí dẫn đến tăng tải trọng nhiệt lên động
cơ đốt trong. Trong phương pháp tăng áp Miller, trạng thái của môi chất ở đầu q
trình nén được thay đổi nhờ có thay đổi thời gian đóng của xupáp nạp theo chế độ
công tác của động cơ đốt trong. Khi tải của động cơ đốt trong càng tăng, tỉ số tăng áp
càng tăng do năng lượng cấp cho TB-MN tăng, xupap nạp ln có xu hướng đóng sớm
hơn, thậm chí đóng trước cả điểm chết dưới. Cuối hành trình, khi xupap nạp đóng,
xilanh được điền đầy hồn tồn bởi khí mới với áp suất tăng áp rất cao.
f)Tăng áp siêu cao
Biện pháp tăng áp này được thực hiện cho động cơ diesel nhằm đáp ứng yêu cầu đạt
pe cao trong phạm vi rộng của số vòng quay trong khi vẫn cho khả năng gia tốc tốt. Sơ
đồ nguyên lý được thể hiện trên Hình 5-10.

24


Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 - TC14
Đối với loại tăng áp siêu cao, phía trước TB có bố trí buồng đốt 7 phụ thuộc vào chế

độ làm việc của động cơ, một lượng nhiên liệu và khơng khí được đưa thêm vào buồng
đốt cùng với khí xả. Khơng khí đưa thêm được trích từ máy nén, được điều chỉnh để
có số lượng thích hợp, đi qua một ống nhánh sau đó trộn với khí xả và đi vào buồng
đốt. Phương pháp này có thể được sử dụng trong động cơ diesel có tỉ số nén rất thấp
(có thể ~7) và tỉ số tăng áp rất cao.

Hình 5-10 : Sơ đồ nguyên lý của biện pháp tăng áp siêu cao
1- Động cơ khởi động ; 2- Làm mát khí tăng áp ; 3- Ống vịng ; 4- Bơm nhiên liệu
5- Bộ điều chỉnh ; 6 - Ống xả ; 7 – Buồng đốt ; 8 – Bộ đánh lửa
Phạm vi sử dụng : Vì giá thành của hệ thống cao và tiêu hao nhiên liệu lớn, nên nó
chỉ sử dụng ở nơi mà cần trọng lượng nhỏ, kích thước nhỏ mà khả năng tăng tốc lớn.
g)Tăng áp chuyển dòng
Khi áp suất tăng áp cao người ta thường sử dụng TB đẳng áp vì nó có hiệu suất
cao ở chế độ làm việc định mức, nhưng ở các chế độ tải khác nó có nhiều nhược điểm,
nhất là chế độ tải nhỏ của ĐCĐT. Để khắc phục nhược điểm này, người ta bố trí nhiều
bộ tăng áp nhỏ làm việc theo chế độ lắp song song mà phạm vi hoạt động của chúng
phụ thuộc vào chế độ tải của động cơ. Tăng áp chuyển dịng có thể là tăng áp một cấp
hoặc hai cấp. Việc đóng hoặc mở TB phụ thuộc vào tải và số vòng quay của động cơ
được điều khiển từ bên ngoài.

25