Tiểu luận Tăng áp ĐCĐT Sinh viên thực hiên : Phạm Minh
Tuyến
Mục lục
Lời nói đầu 2
Các chương:
Chương I: Tổng quan 3
Chương II: Tương tác giữa động cơ và máy nén 4
2.1, Động cơ bốn kì và biểu đồ đặc tính máy nén 4
2.2, Tăng áp cơ khí 5
2.3, Tăng áp sử dụng tuabin khí thải 6
Chương III: Tăng áp cơ khí 12
Chương IV: Tăng áp dùng tua bin khí 14
4.1, Cấu tạo bộ tăng áp Turbocharger 15
4.2, Thiết kế tăng áp trên động cơ Mercedes Smart 15
Chương V: Công nghệ turbo tăng áp điều khiển cánh 16
4.1, Hiện tượng “ì turbo tăng áp” 17
4.2, Turbo tăng áp điều khiển cánh 18
Kết luận 20
Tài liệu tham khảo 20
1
Tiểu luận Tăng áp ĐCĐT Sinh viên thực hiên : Phạm Minh
Tuyến
Lời nói đầu
Với những ưu điểm nổi bật của mình như tăng công suất, tăng hiệu suất cháy, giảm
khí thải động cơ tăng áp ngày càng được sử dụng phổ biến. Kể từ khi Gottlieb nhận
bằng phát minh sáng chế số DRP 34.926 về tăng áp cho động cơ đốt trong cưỡng bức
năm 1885 cho đến nay tăng áp đã trả qua một qua trình phát triển lâu dài. 06/03/1896
Rudolf Diesel nhận bằng phát minh sáng chế sô DRP 95.680 về tăng áp cho động cơ
tự bốc cháy. Phát minh chỉ ra khả năng thực hiện nén nhiều cấp trong động cơ 1
xylanh bằng cách bố trí thêm một bơm nén trước đường nạp. Tuy nhiên người đã thực
sự gắn liền tên tuổi của mình với tăng áp chính là kỹ sư người Thụy Sĩ Alfred Buchi.

vào buồng đốt. Vào những năm 1970, chỉ tiêu công suất/lít trung bình của động cơ chỉ
đạt khoảng 60 mã lực/lít. Kỹ thuật tăng áp tuy được biết đến từ lâu nhưng lại gặp
những khó khăn không nhỏ khi phải đối mặt với vấn đề gia tăng áp suất, nhiệt độ của
động cơ và hỗn hợp nhiên liệu. Đó chính là lý do khiến hệ thống này ban đầu chỉ được
thiết kế cho các cỗ máy lớn, tốc độ chậm hoặc với các mục đích đặc biệt như quân sự,
hàng không... Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ vật liệu, cơ khí và điện tử, cơ
cấu tăng áp đã có mặt trong nhiều lĩnh vực, trên nhiều chủng loại động cơ. Đến năm
2000 chỉ số công suất/lít trung bình của động cơ đã đạt tới 121 mã lực/lít nhờ những
kỹ thuật tăng áp tiên tiến. Không chỉ nâng cao hiệu suất và công suất động cơ, giải
pháp này còn giúp cắt giảm đáng kể lượng khí thải độc hại với môi trường.
So sánh hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu
của động cơ xăng tăng áp và không tăng áp có cùng thông số kỹ thuật
Điều kiện thử nghiệm
Không
tăng áp
Tăng
áp
Xe chạy trong thành phố, chở 1 người, vận tốc 50 km/h
(lít/100 km)
19,9 17,7
Xe chạy ngoài thành phố, chở 1 người, vận tốc 50 km/h
(lít/100 km)
17,9 15,9
Phân tích thành phần khí xả (gram/chu trình)
HC 5,32 4,71
CO 116,19 68,90
NO 8,01 5,05
Như vậy tăng áp là bộ phận không thể thiếu trên các động cơ diesel hiện đại. Trong
giới hạn của bài tiểu luận này em chỉ xin trình bày một phần nhỏ của tăng áp sử dụng
máy nén. Đề tài em chọn là: “Tăng áp sử dụng máy nén, công nghệ và ứng dụng”.

1
n
2
n
3
n
Khi tăng góc trùng điệp và giữ tốc độ động cơ không đổi, thể tích dòng khí
lưu động (nạp) V
1
tăng lên rõ rệt hơn cùng với tăng tỷ số tăng áp p
2
/p
1
.
Tăng áp thể tích
Một vài ví dụ về tăng áp thể tích như máy nén kiểu piston ( piston quay và
piston tịnh tiến), bơm root, máy nén dạng quay...
1
2
3
<
<
2
n
3
n
1
v
L
p

L
p
Đường tốc độ giảm nhẹ về bên phải giới hạn bơm, càng gần phía đường
dặc tính giới hạn chúng giảm càng chậm. Tương úng với mức độ tăng áp ta
có được các điểm làm việc 1, ,2 hay 3 tại những tốt độ vòng quay xác định.
2.2, Tăng áp cơ khí
Tăng áp thể tích dẫn động cơ khí bới động cơ 4 kỳ trên hình 4.
L
1/4n
m
1/4n
m
1/ 2n
L
3/ 4n
m
n
m
3/ 4n
L
1/ 2n
L
p
1
v
Với mỗi tỷ số truyền đưa ra, chúng ra có được một đường đặc tính làm
việc 1-2-3-4. Bằng cách thay đổi tỷ số truyền chúng ta cũng thu được đường
đặc tính làm việc 1’-2’-3’-4’ khi có mặt của tăng áp.
Máy nén hướng tâm- dẫn động cơ khí từ động cơ 4 kỳ.
Như trên hình 5 lưu lượng và áp suất khí nạp tăng xấp xỉ với bình phương

nhiệt cụm TB-MN
J
TL
= Momen quán tính cum TB-MN
P
v
= Năng lượng hấp thụ của máy nén
P
T
= Năng lượng cung cấp bởi turbine
Ở trạng thái tĩnh, vế trái của phương trình bằng 0
P
V
+ P
T
= 0 (3.2)
m’
V
+ m’
B
= m’
T
(3.3)
trong đó:
m’
T
= Khối lượng khí xả qua turbine
m’
V
= Khối lương không khí qua máy nén


h
sT
.
sT
.
mT
(3.5)
Where:
h
sT
= Bin thiờn entanpy on nhit trong turbine

mT
= Hiu sut c gii ca turbine
1
1
K 1
K
1 2
sV 1 1
1 1
K p
h R .T . . 1
K 1 p
-
ộ ự
ổ ử
ờ ỳ
ữ

3
3
1
3
4
3 3
3 3
. . . 1
1
K
K
sT
K
p
h R T
K p

=
ữ (3.7)
R
3




V
= p
2
/p
1



V
= T s tng ỏp sut mỏy nộn.
v vi
K
1
= 1,4
phng trỡnh chớnh ca cm TB-MN:
7
Tiểu luận Tăng áp ĐCĐT Sinh viên thực hiên : Phạm Minh
Tuyến
3
3
3,5
K 1
K
3
T 4
V 1 TL
V 1 3

4
1 3
T
p
V V TL
T p
p p ( ; ; )
= η
(3.10)
Áp suất khí nạp p
2
do vậy tăng theo mức độ tăng của nhiệt độ khí thải T
3
và
mức độ tăng áp suất trước turbine p
3
(khi sự biến thiên của hiệu suất tổng
theo hàm của T
3
và p
3
đã vẫn được bỏ qua).
Áp suất p
3
thu được với một turbine đã cho như một hàm của lưu lượng
khối lượng và trạng thái của khí và có thể tính quy về piston như sau
T T T 3 3
m' A . 2.p .
= ψ ρ
(3.11)

K
3
= Hệ số đoạn nhiệt khí xả
Nếu chúng ta coi turbine như một điểm tiết lưu (với p
3
đầu vào và p
4
đầu ra
của điểm tiết lưu), Chúng ta có được quan hệ sau:
( )
2
2
M H 2
2
3 3
r
3 4 3
2 2
3 r 3
n .V .
m
p p .r .
2 p A
ρ
ρ ρ
− =
ρ
: :

(3.13)