Thiết bị tăng áp: mô tả, nguyên lý hoạt động, các yếu tố chính

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Trước khi tiến hành xem xét bản thân thiết bị tăng áp, bạn nên biết rằng sức mạnh của động cơ đốt trong phụ thuộc hoàn toàn vào lượng không khí và nhiên liệu đi vào nó. Do đó, nếu bạn tăng các chỉ số này đồng nghĩa với việc tăng sức mạnh của động cơ đốt trong.

Mô tả Tuabin

Thiết bị tăng áp và sự xuất hiện của nó là kết quả của một cuộc chạy đua không ngừng của con người nhằm tăng công suất động cơ. Điều quan trọng cần nói thêm ở đây là tuabin như vậy đã trở thành một giải pháp hữu hiệu không chỉ cho động cơ xăng, mà còn cho các mẫu động cơ diesel. Thông thường, các thiết bị như vậy được lắp đặt trên những động cơ có một lượng không khí được cung cấp nhỏ. Ở đây, điều quan trọng là phải hiểu những điều sau: bản thân động cơ càng lớn, càng tiêu thụ nhiều không khí và nhiên liệu và càng có nhiều công suất. Để đạt được công suất tương tự từ động cơ nhỏ hơn, bạn cần tăng lượng không khí phù hợp với xi lanh.

Tăng áp là một thiết bị được thiết kế đểđể đẩy một lượng lớn không khí vào động cơ bằng cách sử dụng khí thải. Một bộ tăng áp có hai phần tử chính - một tuabin và một máy bơm ly tâm. Giữa chúng, hai phần này được kết nối bằng một trục cứng. Các phần tử quay với tốc độ lên đến 100.000 vòng / phút và chúng cũng dẫn động máy nén.

Bộ phận tuabin

Thiết bị tăng áp bao gồm 8 bộ phận. Có một bánh tua-bin quay trong vỏ có hình dạng đặc biệt. Mục đích chính là truyền năng lượng của các khí thải đến máy nén. Vật liệu ban đầu để lắp ráp các phần tử này là vật liệu chịu nhiệt, chẳng hạn như gốm sứ.

Thiết bị tăng áp cũng bao gồm một bánh máy nén có chức năng hút không khí vào. Nó cũng giải quyết vấn đề nén và phun vào xi-lanh động cơ. Bánh xe nằm trong một vỏ đặc biệt, giống như một tuabin. Cả hai bánh xe này đều được gắn trên trục rôto, chuyển động quay của chúng được thực hiện trên các ổ trục trơn.

Việc thiết kế và vận hành bộ tăng áp, đặc biệt là trong động cơ xăng, cần phải làm mát bổ sung. Thông thường đây là hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Ngoài việc làm mát bản thân hệ thống, không khí nén cũng được làm mát. Đối với điều này, tuabin có một bộ làm mát không khí hoặc chất lỏng. Làm mát không khí là điều cần thiết vì nó làm tăng mật độ và do đó áp suất.

Hệ thống này được điều khiển bởi một bộ điều chỉnh áp suất. Van bypass này có khả nănghạn chế dòng khí thải. Bằng cách này, một số sẽ đi ngang qua bánh tuabin.

Bản chất của tác phẩm

Thiết bị của bộ tăng áp và nguyên lý hoạt động của nó dựa trên việc sử dụng khí thải. Năng lượng của các khí này sẽ truyền động cho bánh tua bin. Để truyền năng lượng này, bánh tuabin được gắn vào trục rôto, làm quay nó. Bằng cách này, năng lượng được truyền đến bánh máy nén. Phần tử này tham gia vào việc ép không khí vào hệ thống, cũng như nén nó. Không khí nén đi qua bộ làm mát trung gian, làm mát nó. Sau đó, chất này đi trực tiếp vào xi-lanh động cơ.

Thông tin thêm

Thiết bị tăng áp và nguyên lý hoạt động về mặt nào đó, một mặt độc lập với động cơ đốt trong, vì không có mối liên kết cứng với trục động cơ. Mặt khác, tốc độ quay vẫn ở một khía cạnh nào đó ảnh hưởng đến hiệu suất của tuabin. Nó được kết nối theo cách sau. Động cơ càng quay nhiều vòng thì dòng khí thải càng mạnh. Do đó, tốc độ quay của trục tuabin sẽ tăng lên, đồng nghĩa với việc lượng không khí đi vào xi lanh sẽ tăng lên.

Thiết kế và hoạt động của bộ tăng áp có một số mặt tiêu cực. Một trong những hạn chế được gọi là "độ trễ turbo". Với một cú nhấn mạnh vào chân ga, việc tăng sức mạnh nhanh chóng sẽ phần nào bị trì hoãn. Sau khi đi qua "turbojam", áp suất tăng mạnh,được gọi là "tăng áp turbo".

Khắc phục khuyết điểm

Sự xuất hiện của nhược điểm đầu tiên là do hệ thống là quán tính. Do hiện tượng này, có sự khác biệt giữa hiệu suất của tuabin và công suất được yêu cầu từ động cơ. Có ba cách để giải quyết vấn đề này. Vì thiết bị của bộ tăng áp diesel tương tự như động cơ xăng nên chúng cũng phù hợp với nó. Đây là những gì bạn có thể làm:

1. Sử dụng tuabin hình học biến đổi.
2. Sử dụng hai máy nén song song hoặc hai máy nén nối tiếp.
3. Sử dụng hệ thống tăng cường kết hợp.

Đối với tuabin biến hình học, nó có khả năng giải quyết vấn đề bằng cách thay đổi diện tích của van đầu vào. Hệ thống như vậy rất thường được sử dụng trong động cơ diesel.

Mô tả các hệ thống khác nhau

Mục đích, thiết bị của bộ tăng áp cũng giống như thiết bị của tuabin thông thường. Sự khác biệt chính là nhạc cụ chỉ có 5 bộ phận chính, không phải 8.

Một hệ thống các tuabin được kết nối song song được sử dụng. Hệ thống như vậy là phù hợp nhất cho động cơ chữ V đủ mạnh. Trong trường hợp này, một bộ tăng áp nhỏ được lắp cho mỗi hàng xi lanh. Ưu điểm là quán tính của một số thiết bị nhỏ hơn quán tính của một tuabin lớn.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động của máy nén không khác nhau tùy thuộc vàoTuy nhiên, từ khối lượng của nó, điều này đóng một vai trò quan trọng, ví dụ, khi sử dụng kết nối nối tiếp của hai tuabin. Trong trường hợp này, mỗi thiết bị sẽ được kích hoạt ở một tốc độ nhất định.

Hệ thống tăng áp cũng được sử dụng, sử dụng cả động cơ cơ khí và bộ tăng áp. Nếu tốc độ động cơ thấp, thì thiết bị cơ khí để bơm không khí được bật. Nếu vượt quá một ngưỡng nhất định, thiết bị cơ khí sẽ tắt và bộ tăng áp sẽ bắt đầu hoạt động.

Tua bin có những lợi ích gì

Những lợi ích sau nổi bật khi sử dụng máy nén:

1. Việc sử dụng rộng rãi thiết bị này đã trở nên khả thi do tính đơn giản và đáng tin cậy trong thiết kế của nó. Ngoài ra, việc đưa thiết bị này vào hệ thống động cơ đốt trong giúp tăng công suất động cơ lên khoảng 20-35%.
2. Bản thân máy nén không thể gây ra sự cố, vì hiệu suất của nó phụ thuộc trực tiếp vào các hệ thống khác, ví dụ, phân phối khí.
3. Có thể tiết kiệm từ 5 đến 20% nhiên liệu. Nếu bạn lắp tuabin trong một động cơ nhỏ, quá trình đốt cháy nhiên liệu sẽ trở nên hiệu quả hơn, đồng nghĩa với việc hiệu suất sẽ tăng lên.
4. Ưu điểm tốt của những động cơ như vậy được quan sát thấy trên những con đường đi qua, ví dụ như trên núi. Điều này đặc biệt đáng chú ý khi so sánh với các đối tác trong khí quyển.
5. Thiết kế và nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp cho phép nó hoạt động như một bộ giảm thanh bổ sung trong hệ thống xả.

Tính năng ứng dụng

Mặc dù thực tế là bản thân máy nén thực tế không bị lỗi, nhưng đôi khi vẫn phát sinh các tình huống khi hoạt động của nó dừng lại.

Ngày nay, nguyên nhân phổ biến nhất của việc bộ tăng áp ngừng hoạt động là hộp mực trung tâm của tuabin bị tắc dầu. Thông thường, sự cố như vậy xảy ra do thực tế là sau khi tăng áp tải trong thời gian dài và nghiêm trọng, công việc của nó dừng đột ngột. Để thoát khỏi rắc rối này, cần phải lắp đặt hệ thống làm mát bằng nước. Các dòng của hệ thống này sẽ tạo ra hiệu ứng hấp thụ nhiệt, giúp giảm nhiệt độ trong hộp mực trung tâm. Cần lưu ý rằng hiệu ứng này sẽ xảy ra trong một thời gian sau khi động cơ dừng hoàn toàn, cũng như sau khi ngừng hoàn toàn việc lưu thông chất làm mát.

Các loại tuabin

Đối với các loại tăng áp, có loại ống bọc và loại ổ bi.

Nếu chúng ta nói về bộ tăng áp kiểu ống góp, chúng đã được sử dụng trong một thời gian khá dài. Tuy nhiên, chúng có một số thiếu sót, liên quan đến các tính năng thiết kế của chúng. Điều này không cho phép sử dụng 100% tiềm năng của một hệ thống như vậy. Các bộ ổ bi mới hơn, đã tính đến những thiếu sót, và do đó chúng đang dần thay thế các máy nén dạng ống lót.

Khi so sánh hai loại tuabin này, ổ bi được coi là kinh tế hơn, vì nó tiêu thụ đáng kểít dầu hơn loại tay áo. Ngoài ra, máy nén có một chỉ báo chịu trách nhiệm về phản ứng của tuabin khi nhấn bàn đạp ga. Đối với các loại tuabin ổ bi, chỉ số này tốt hơn, cho phép cải thiện phản ứng khoảng 15% so với loại có ống bọc.

Trục trặc thiết bị

Ở đây cần phải nói rằng bộ tăng áp là bộ phận gắn liền duy nhất của động cơ, được kết nối chặt chẽ trong quá trình vận hành với hầu hết các hệ thống khác của xe. Dựa trên điều này, hiển nhiên là những sai lệch nhỏ nhất trong hoạt động của bất kỳ hệ thống nào cũng sẽ dẫn đến độ mài mòn của máy nén sẽ tăng lên đáng kể. Cho đến nay, có một số lý do thường trở thành trở ngại nhất trong hoạt động của tuabin:

• Có thể có vật lạ lọt vào cơ chế. Do tốc độ quay lớn của động cơ, điều này có thể dẫn đến hư hỏng, chẳng hạn như các cánh quạt.
• Thiếu dầu nhờn. Tải động càng cao thì khả năng xảy ra phá hủy "màng" dầu càng cao. Điều này, sẽ dẫn đến ma sát "khô", ảnh hưởng đến hệ thống một cách tiêu cực nhất. Nguyên nhân của sự cố này có thể là bất kỳ lý do nào mà dầu không đạt đầy đủ. Ví dụ, xi lanh dầu bị tắc, bộ lọc, mòn bơm dầu, v.v.