Tính toán,thiết kế và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng FORD trên xe FORD EVEREST 2021

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Tính toán,thiết kế và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơcủa hãng FORD trên xe FORD EVEREST 2021

Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tôLớp: 21DOTB1

Giảng viên hướng dẫn: Bùi Văn Tâm

Sinh viên thực hiện:Võ Hoàng An Khang Mã SV:2182503879 Sinh viên thực hiện:Văn Thiện DuyMã SV:2182503836 Sinh viên thực hiện:Lê Phước Nguyên Mã SV:2182505376 Sinh viên thực hiện:Võ Tấn LongMã SV:2182503338

Tp.HCM, ngày 26 tháng 12 năm 2023

Trang 2

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH:CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 4):Sinh viên thực hiện:

(1) Võ Hoàng An KhangMSSV: 2182503879Lớp: 21DOTB1 (2) Lê Phước NguyênMSSV: 2182505376Lớp: 21DOTB1 (3) Văn Thiện DuyMSSV: 2182503836Lớp: 21DOTB1 (4) Võ Tấn LongMSSV: 2182503338Lớp: 21DOTB1

2 Tên đề tài: Tính toán,thiết kế và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng

trên xe FORD EVEREST 2O21

3 Các dữ liệu ban đầu:

Các thông số kết cấu của hệ thống tham khảo dựa trên hệ thống tăng áp (turbo kép) trên xe Ford Everest.

Tài liệu thông qua giáo trình,tạp chí,sách,nguồn internet có nội dung liên quan.Từ đó,so sánh và rút ra được các đánh giá nhận xét

4 Nội dung nhiệm vụ:

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống tăng áp

- Tìm hiểu chức năng và các yêu cầu đối với hệ thống tăng áp động cơ đốt trong - Tìm hiểu các thông số kỹ thuật, tính toán các tải trọng, thiết kế hệ thống

- Nhóm thực hiện vẽ các chi tiết của turbo tăng áp trên bản vẽ kĩ thuật qua phần mềm SOLID WORDS để vẽ 2D và 3D

- Tìm hiểu, phân tích đánh giá những ưu, nhược điểm vượt trội trên các hãng xe khác.

5 Kết quả tối thiểu phải có:

- Bài báo cáo đồ án theo quy định - Bản vẽ solid word 2D 3D

- Mô hình mô phỏng hoặc mô hình thực nghiệm( nếu có)

Ngày giao đề tài: 18/09/ 2023Ngày nộp báo cáo: 26/12/2023

TP HCM, ngày 26 tháng 12 năm 2023.

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 3

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGNGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

1 Tên đề : Tính toán,thiết kế và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơ của

hãng FORD TRÊN XE FORD EVEREST 2O21

2 Giảng viên hướng dẫn: Bùi Văn Tâm

3 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 4):

(1) Võ Hoàng An KhangMSSV: 2182503879Lớp:21DOTcủa sinh viên(Giảng viên hướng

Trang 4

5

Trang 5

Kết quả thực hiệncủa sinh viên(Giảng viên hướng

Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án = 50% x Tính chủ động, tích cực, sáng tạo

+ %50 x Đáp ứng nội dung nhiệm vụ

Tổng điểm kết thúc học phần = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án x 40% +

Điểm chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30%

Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án môn học; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển điểm vào bảng điểm Viện đã giao.

Trang 6

4 Đánh giá bài tiểu luận

Họ tên sinh viênMã số SV

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

TP HCM, ngày 26 tháng 12 năm 2023.

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 7

LỜI MỞ ĐẦU

🙠🙠🙠🙠🙠 -Hiện nay ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thông dụng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật các trang thiết bị, bộ phận trên ô tô phát triển ngày một hoàn thiện và hiện đại hơn Nó đóng vai trò quan trọng đối với việc đảm bảo độ tin cậy, an toàn cho người vận hành ô tô.

Ngành công nghệ ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, trên xe ô tô hiện đại đã xuất hiện những hệ thống như: Hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), bộ phận phân bố lực phanh điện tử (EBD)… và đặc biệt đó là hệ thống điều khiển động cơ Và nhóm chúng em sẽ đi sâu vào phân tích kết cấu và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng FORD.

“Đồ án động cơ đốt trong” là một trong những môn học đóng vai trò quan trọng đối với sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô như chúng em Trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ và sự hiểu biết còn nhiều hạn chế Nhưng nhờ có sự chỉ bảo quan tâm giúp đỡ của thầy “Bùi Văn Tâm” giảng viên trường đại học Công Nghệ TP.HCM (HUTECH), nay đề tài của chúng em đã được hoàn thành đúng thời hạn Tuy đã cố gắng nghiên cứu nhiều tài liệu chuyên ngành song do kiến thức thực tiễn còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em kính mong nhận được sự quan tâm, góp ý kiến của thầy Tâm cũng như các thầy cô trong viện để những đồ án tiếp theo chúng em sẽ làm tốt hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 8

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

2.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống tăng áp 4

2.2 TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG BẰNG CƠ KHÍ (SUPERCHARGER) 4

Trang 9

2.6.1 Động cơ Honda 1.5L VTEC Turbo 11

2.6.2 Động cơ BMW TwinPower Turbo 12

2.6.3 Công nghệ tăng áp siêu nạp E-Turbo trên Audi 13

2.7 HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA HÃNG FORD 14

2.7.1 Khái quát về Bi-Turbo 14

2.7.2 Tìm hiểu chi tiết về hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo của hãng Ford 15

2.7.3 Cách thức hoạt động và nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp kép Bi- Turbo 16 2.7.4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo 21

2.7.5 Phân biệt hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo và Twin Turbo 21

2.8 SO SÁNH HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA FORD VỚI HỆ THỐNG TĂNG ÁP CÁCDÒNG XE KHÁC 21 2.8.1 Với hệ thống tăng áp Bi-Turbo của Mercedes-Benz 22

2.8.2 Với hệ thống tăng áp Twin Turbo của BMW 22

2.8.3 Với hệ thống tăng áp Single-Scroll Turbocharger của Toyota 23

2.8.4 Với công nghệ VGT Turbo trên động cơ diesel trên xe Chevrolet Colorado 2.5 AT 2018 24

2.9 KẾT LUẬN VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA FORD 25

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA HÃNG FORD 26

3.1 BẢN VẼ THÁO RỜI CÁC BỘ PHẬN TURBO KÉP 26

4.2 KHÓ KHĂN VÀ THUẬN LỢI 34

4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

Trang 10

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Động cơ sử dụng hệ thống tăng áp3

Hình 2.7 Sơ đồ động cơ tăng áp dùng tua-bin khí7 Hình 2.8 Động cơ sử dụng hệ thống Turbocharger8

Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý động cơ tăng áp hỗn hợp hai tầng nối tiếp10

Hình 2.14 Công nghệ siêu tăng áp trên xe Audi13 Hình 2.15 Công nghệ tăng áp trên động cơ của Audi14 Hình 2.16 Động cơ sử dụng hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo của hãng Ford15

Hình 2.19 Mô tả cấu tạo của động cơ diesel 2.0L Bi-Turbo của Ford Everest17 Hình 2.20 Động cơ Diesel 2.0L Bi-Turbo (tăng áp kép) sản sinh công suất 213 mã lực

Hình 2.21 Động cơ Diesel 2.0L Bi-Turbo (tăng áp kép) cho công suất mạnh mẽ nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu

Hình 2.22 Ford Everest 2021 được trang bị Bi-Turbo 202119 Hình 2.23 Động cơ Ford Everes 2021 và biểu đồ momen xoắn của động cơ20 Hình 2.24 Động cở tăng áp kép Bi-Turbo của Ford20

Hình 2.29 Hệ thống nén khí trong hệ thống tăng áp của Toyota24

Trang 11

●CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

● ĐẶT VẤN ĐỀ

○ Từ những năm 80 của thế kỷ XIX những chiếc ô tô đầu tiên của thế giới đã ra đời, cho tới nay nó đã trở thành một ngành công nghiệp phát triển hàng đầu trên thế giới Ở Việt Nam hiện nay nó đã được Đảng và nhà nước xem là một ngành công nghiệp mũi nhọn thúc đẩy công cuộc xây dựng và phát triển đất nước Cho tới nay thì trên ô tô đã có rất nhiều những cải tiến về tất cả các hệ thống, cho nên công việc sửa chữa – bảo dưỡng cũng ngày một phức tạp hơn ○ Cùng với sự phát triển của thế giới thì ngành cơ khí của nước ta cũng đã và

đang dần hoà nhập với thế giới Trong ngành động cơ nói riêng thì việc phát triển nhất là động cơ ô tô, ô tô là một loại xe có cấu tạo rất phức tạp với rất nhiều các hệ thống các bộ phận khác nhau Thân máy là một trong những cơ cấu quan trọng của ô tô, nó không thể thiếu được ở bất cứ một động cơ nào, nó có nhiệm vụ là bộ phận dùng để lắp đặt và bố trí hầu hết các cụm chi tiết của động cơ như: xilanh, nhóm trục khuỷu, nhóm pistong, thanh truyền, trục cam, bơm nhiên liệu, bơm dầu, bơm nước

○ Và sau thời gian tìm hiểu suy nghĩ và với gợi ý của giảng viên hướng dẫn cũng như nhận thấy tầm quan trọng của một kỹ sư trong tương lai thì chúng em quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu công nghệ mới của hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng Ford”.

● MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

○ Đề tài giúp sinh viên ngành ô tô củng cố lại các kiến thức đã được học trước đó, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế xã hội.

○ Đề tài về “Tìm hiểu công nghệ mới của hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng Ford” không chỉ giúp chúng em tiếp cận thực tế mà còn trở thành nguồn tài liệu để cho sinh viên các khóa sau có thêm tài liệu nghiên cứu, học tập ● ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

● PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

○ Sinh viên thực hiện:

○ 3 Các dữ liệu ban đầu:

○ 4 Nội dung nhiệm vụ:

Trang 12

○ 5 Kết quả tối thiểu phải có:

○ Sinh viên thực hiện

○ Giảng viên hướng dẫn

● PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

○ TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

○ 4 Đánh giá bài tiểu luận

● LỜI MỞ ĐẦU

● DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

● CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

○ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

○ 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

○ 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

○ 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

○ 1.5 KẾT CẤU ĐỒ ÁN

● CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN Ô TÔ

○ 2.1 HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN Ô TÔ

○ 2.1.1 Khái niệm

○ 2.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống tăng áp

○ 2.2 TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG BẰNG CƠ KHÍ (SUPERCHARGER)

○ 2.6 HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN MỘT SỐ HÃNG XE HIỆN NAY

○ 2.6.1 Động cơ Honda 1.5L VTEC Turbo

○ 2.6.2 Động cơ BMW TwinPower Turbo

○ ● Động cơ xăng BMW TwinPower Turbo

○ ● Động cơ dầu diesel BMW TwinPower Turbo

○ 2.6.3 Công nghệ tăng áp siêu nạp E-Turbo trên Audi

○ 2.7 HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA HÃNG FORD

○ 2.7.1 Khái quát về Bi-Turbo

○ 2.7.2 Tìm hiểu chi tiết về hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo của hãng Ford

Trang 13

○ ● Độ trễ Turbo là gì ?

○ ● Tại sao có độ trễ của Turbo ?

○ 2.7.3 Cách thức hoạt động và nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp kép Bi- Turbo của hãng Ford

○ 2.7.4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo

○ 2.7.5 Phân biệt hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo và Twin Turbo

○ 2.8 SO SÁNH HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA FORD VỚI HỆ THỐNG TĂNG ÁP CÁC DÒNG XE KHÁC

○ 2.8.1 Với hệ thống tăng áp Bi-Turbo của Mercedes-Benz

○ 2.8.2 Với hệ thống tăng áp Twin Turbo của BMW

○ 2.8.3 Với hệ thống tăng áp Single-Scroll Turbocharger của Toyota

○ 2.8.4 Với công nghệ VGT Turbo trên động cơ diesel trên xe Chevrolet Colorado 2.5 AT 2018

○ 2.9 KẾT LUẬN VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA FORD

● CHƯƠNG 3:MÔ PHỎNG CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO

○ 3.1 BẢN VẼ THÁO RỜI CÁC BỘ PHẬN TURBO KÉP

○ 4.3 Hướng phát triển đề tài

● TÀI LIỆU THAM KHẢO

○

Trang 14

● NỘI DUNG ĐỀ TÀI

○ Đề tài giới thiệu về “Tìm hiểu công nghệ mới của hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng Ford” Đồng thời trình bày một cách cụ thể về hệ thống tăng áp kép Bi-Turbo của hãng Ford.

● PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

○ Để hoàn thành được đề tài, nhóm em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu Đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó tìm ra những ý tưởng phù hợp để hoàn thành.

● KẾT CẤU ĐỒ ÁN

● Đồ án gồm 4 chương: ●

● Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

● Chương 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN Ô TÔ Chương 3: MÔ PHỎNG CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA HÃNG FORD

● Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ● ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Trang 15

Trang 16

● CHƯƠNG 4:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

○ 4.1 Kết luận

○ 4.2 Thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đồ án Thuận lợi:

○ Khó khăn:

●

Trang 17

●CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNGTĂNG ÁP TRÊN Ô TÔ

● HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN Ô TÔ○ Khái niệm

○ Bộ tăng áp động cơ (Turbocharger): là hệ thống nạp nhiên liệu cưỡng bức trong động cơ để một động cơ có kích thước nhất định tạo nhiều công suất hơn Bộ tăng áp khác với bơm tăng nạp thông thường ở chỗ bộ tăng nạp được chạy bằng lực kéo cơ khí của động cơ thông dây cu-loa nối với maniven còn bộ tăng áp động cơ được chạy bằng năng lượng khí thải tua-bin Bộ tăng áp được gắn vào họng xả động cơ, khi động cơ hoạt động, khí xả làm quay tua-bin của nó, tua-tua-bin này vận hành máy nén (lắp giữa bộ lọc gió và họng nạp nhiên liệu) máy nén nạp nhiên liệu cho động cơ, khí xả thoát ra từ động cơ thổi vào các cánh tua-bin làm quay tua-bin, vì thế lượng khí thải càng đi qua tua-bin càng nhiều thì tua-bin quay càng nhanh.

○ Bộ tăng áp động cơ thường được dùng cho xe tải, xe hơi, tàu hoả và các máy xây dựng Các bộ tăng áp thường dùng với động cơ đốt trong chu kỳ ô tô, chu kỳ diesel Chúng cũng tỏ ra hữu ích trong tế bào nhiên liệu.

○ Bộ tăng áp hoạt động dựa vào luồng khí thải tạo ra khi động cơ hoạt động Khí thải được dẫn qua bộ tăng áp làm quay một tua-bin, tua-bin này quay máy nén khí Tua-bin quay với tốc độ rất cao, lên đến 150.000 vòng/phút (gấp 30 lần tốc độ của hầu hết các động cơ ô tô hiện nay).

● Hình 2 1: Động cơ sử dụng hệ thống tăng áp

● ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Trang 18

Trang 19

Trang 20

○ Nhiệm vụ của hệ thống tăng áp

○ Nhiệm vụ chính của Turbo là tăng lượng không khí đi vào động cơ, hệ thống điều khiển sẽ phun nhiều nhiên liệu hơn để đạt tỷ lệ hòa trộn tối ưu, từ đó tăng sức mạnh cho động cơ Ở tốc độ động cơ thấp thì vận tốc của luồng khí xả chưa đủ nhanh để quay máy nén khí đến số vòng quay tối thiểu này.

○ Lợi ích của việc nén nhiên liệu là xilanh được nạp nhiều nhiên liệu hơn, vì thế công suất máy sẽ tăng Động cơ tăng áp luôn mạnh hơn động cơ không tăng áp có cùng dung tích xilanh.

● TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG BẰNG CƠ KHÍ (SUPERCHARGER)○ Khái niệm

○ Trong tăng áp cơ khí, máy nén được dẫn động từ trục khuỷu động cơ Còn trong tăng áp tua-bin khí máy nén được dẫn động nhờ tua-bin tận dụng năng lượng khí xả của động cơ đốt trong.

○ Máy nén cơ khí chạy bằng lực kéo trích ra từ trục động cơ, do vậy nó cũng tiêu tốn một phần động năng có ích Tăng áp bằng nguồn động lực lấy từ trục khuỷu động cơ, sử dụng máy nén khí, được gọi bằng tên Supercharger, dùng cho động cơ diesel truyền thống.

○ Supercharger là một thiết bị (giống như máy quạt gió hoặc là máy nén khí) để điều áp trong buồng lái máy bay hoặc làm tăng áp suất dòng khí nạp vô buồng cháy của động cơ.

Trang 21

Trang 22

● Hình 2 2: Bộ siêu nạp (Supercharger)

Trang 23

○ Sơ đồ hệ thống

● Hình 2 3: Tăng áp dẫn động bằng cơ khí

○ Nguyên lý hoạt động

● Máy nén trong thiết bị tăng áp truyền động cơ khí thường là máy nén piston, máy nén roto, máy nén ly tâm hoặc máy nén chiêu trục được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ thông qua các bánh răng, xích hoặc các cơ cấu truyền động khác.

● Khi trục khuỷu động cơ quay, công suất từ trục khuỷu sẽ dẫn động cho máy nén làm việc Máy nén hút không khí ngoài trời với áp suất Po, sau khi qua máy nén áp suất của không khí tăng lên Pk>Po qua đường ống nạp và nạp vào xilanh động cơ.

● Supercharger được đặt trên động cơ được dẫn động bằng trục khuỷu thông qua một bộ truyền đai với puly Khí nạp qua Supercharger sẽ được nén lại bởi bánh công tác (kiểu Supercharger ly tâm) hoặc một cặp cánh quạt quay (kiểu Supercharger cánh quạt) hoặc là roto đối lập (kiểu Supercharger chân ren) sau đó khí nạp sẽ được nạp vào buồng đốt Tốc độ động cơ càng cao thì sự cung cấp khí nạp của hệ thống Supercharger tăng lên Tốc độ tối thiểu để hệ tống Supercharger bắt đầu hoạt động là ● 15.000 vòng/phút (kiểu Supercharger cánh quạt và chân vịt) 40.000 vòng/phút (kiểu

Supercharger ly tâm).

Trang 24

Trang 25

Trang 26

○ Phạm vi ứng dụng

○ Khi nghiên cứu các chu trình lý tưởng của động cơ tăng áp chúng ta đã biết hiệu quả tăng áp của phương pháp truyền động cơ giới kém hơn so với phương pháp tăng áp tua- bin khí, vì vậy phạm vi sử dụng phương pháp tăng áp này chỉ giới hạn cho những động cơ mà áp suất tăng áp không vượt quá (1.5÷1.6)Kg/cm² Nếu áp suất tăng áp lớn hơn nữa thì công suất tiêu thụ cho máy nén sẽ rất lớn (vượt quá 10%N) và hiệu suất của động cơ sẽ giảm.

○ Loại tăng áp truyền động bằng cơ khí thường áp dụng cho động cơ 2 kỳ trong tàu thủy, ô tô, động cơ tĩnh tại.

● TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG BẰNG TUA-BIN KHÍ (TURBOCHARGER)

○ Khái niệm

○ Hệ thống này tận dụng sức mạnh của dòng khí thải Nhờ bố trí một tua-bin nằm trên ống thoát khí thải, khi khí thải đi qua sẽ làm cho tua-bin này quay và nhờ thế nó làm quay máy nén khí vào xilanh của động cơ.

○ Hình 2 5: Động cơ tăng áp Tua-bin khí

○ Cấu tạo của Turbocharger gồm có hai cánh quạt tua-bin được gắn trên cùng một trục nhưng lại được đặt trong 2 ngăn riêng biệt với nhau trong một hình xoắn ốc Lượng khí

Trang 27

Trang 28

○

Trang 29

● thải từ động cơ sẽ được dẫn qua ngăn đầu tiên làm quay tua-bin Do đó mà tua-bin trong ngăn còn lại cũng quay.

○ Hai chiếc tua-bin này giống như máy nén khí, khi chúng hút không khí từ bên ngoài và nén lại rồi tiến hành bơm vào buồng đốt Buồng đốt có nhiều oxi khiến quá trình đốt cháy diễn ra nhanh, nhiên liệu được đốt cháy hết từ đó cho công suất của động cơ được tăng đáng kể.

● Hình 2 6: Hệ thống Turbocharger

○ Sơ đồ hệ thống

● Hình 2 7: Sơ đồ động cơ tăng áp dùng tua-bin khí

○ 1- Xilanh động cơ; 2- Máy làm mát không khí; 3- Dòng khí nén; 4- Đầu ra dầu tăng áp; 5- Máy nén; 6- Đầu vào không khí; 7- Bánh xe máy nén ; 8- Đầu ra dầu; 9- Thùng rác; 10- Trao đổi khí thải; 11- Bánh Tua-bin

○ Tăng áp tua-bin khí là biện pháp tốt nhất để làm tăng công suất và nâng cao các chi tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ, vì vậy biện pháp này đã được sử dụng rất rộng rãi

Trang 30

Trang 31

○

Trang 32

● trong các loại động cơ Diesel Trên hình 2.7 giới thiệu sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ tăng áp, năng lượng để tua-bin hướng dẫn được lấy từ năng lượng của khí

○ Nguyên lý hoạt động của Turbo tăng áp cũng khá đơn giản Nó được hoạt động dựa vào luồng khí thải được sinh ra khi động cơ hoạt động Khí thải sau khi được dẫn qua bộ tăng áp và làm quay tua-bin, đồng thời tua-bin này cũng làm quay máy nén khí Lúc này, tua-bin quay với tốc độ rất nhanh, có thể đạt đến mức 150.000 vòng/phút Vì bộ tăng áp được gắn với họng xả của động cơ, do đó khi tua-bin hoạt động nhiệt độ sẽ ở mức cao.

○ Bằng cách nén thêm nhiên liệu vào xilanh trong mỗi một chu kỳ nổ bộ tăng áp Turbocharger sẽ giúp cho động cơ đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn Không những thế, một bộ tăng áp có thể giúp áp suất lên hút nhiên liệu từ 0.42–0.56 Kg/cm2.

○ Phạm vi ứng dụng

○ Do tăng áp bằng tua-bin khí được dẫn động bằng năng lượng khí thải, không phải tiêu thụ công suất từ trục khuỷu của động cơ như tăng áp dẫn động bằng cơ khí, nên có thể làm tăng tính kinh tế của động cơ Phương pháp này có thể giảm suất tiêu hao nhiên liệu khoảng 3÷10%.

○ Trong các động cơ tăng áp cao hoặc động cơ xăng, thường lắp kép làm mát trung gian trước khi không khí đi vào động cơ nhằm giảm nhiệt độ, qua đó nâng cao mật độ không khí tăng áp vào động cơ Vì vậy, nâng cao được công suất và suất hiệu suất của động cơ.

Trang 33

○ 2.8 SO SÁNH HỆ THỐNG TĂNG ÁP KÉP BI-TURBO CỦA FORD VỚI HỆ THỐNG TĂNG ÁP CÁC DÒNG

Trang 34

XE KHÁC

○ ●

● Hình 2 8: Động cơ sử dụng hệ thống Turbocharger

Trang 35

● TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG BẰNG ĐIỆN (ELECTRIC TURBO)○ Khái niệm

○ Full Electric Turbocharger Technology là công nghệ mới cho phép các nhà sản xuất xe đáp ứng luật pháp về khí thải nghiêm ngặt trong tương lai, đồng thời cung cấp phản ứng tuyệt vời trong phạm vị vận hành động cơ, ngay cả ở vòng tua động cơ thấp và tốc độ xe.

● Hình 2 9: Động cơ tăng áp điện

○ Đây sẽ là hệ thống sẽ giải quyết được tất cả nhược điểm của tăng áp và siêu nạp Bên cạnh đó tăng áp điện cũng giải quyết được vấn đề nhiệt độ trong khoang máy và tất nhiên nó cũng không cần tản nhiệt đi kèm.

○ Ưu điểm và nhược điểm

● Ưu điểm:

○Bằng cách kết nối trực tiếp một động cơ điện với bánh răng máy nén, độ trễ Turbo và khí thải có thể được loại bỏ gần như bằng cách quay máy nén bằng năng lượng điện khi cần thiết.

○Bằng cách kết nối một động cơ điện với tua-bin khí thải, năng lượng lãng phí có thể được phục hồi.

● Nhược điểm:

○Chi phí và độ phức tạp cao.

○Trọng lượng trở thành một vấn đề, đặc biệt là việc bổ sung pin trên xe, sẽ cần thiết để cung cấp đủ năng lượng cho Turbo khi cần thiết.

Trang 36

Trang 37

○

Trang 38

● TĂNG ÁP HỖN HỢP○ Sơ đồ nguyên lý

● Hình 2 10: Sơ đồ nguyên lý động cơ tăng áp hỗn hợp hai tầng nối tiếp

○ a- Hai tầng nối tiếp thuận; b- Hai tầng nối tiếp ngược; c- Hai tầng lắp song song

○ T- Tua-bin; N- Máy nén; LM- Thiết bị làm mát trung gian không khí nén

○ Tăng áp hỗn hợp là biện pháp sử dụng cùng một lúc cả máy nén Tua-bin khí (dùng năng lượng khí xả) và máy nén truyền động cơ khí (dùng năng lượng từ trục khuỷu).

○ Trong hệ thống hai tầng lắp nối tiếp thuận (Hình 2.10a), tầng thứ nhất là bộ “máy nén tua-bin 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 có thể tận dụng năng lượng của khí thải, mặt khác có thể nâng cao áp suất trên đường ống nạp, từ đó nâng cao mật độ khí nạp.

○ Hệ thống tăng áp hai tầng nối tiếp ngược (Hình 2.10b) Trong hệ thống tăng áp hai tầng nối tiếp ngược không thể nào tiến hành cường hoá động cơ bằng biện pháp làm tăng lượng khí nạp đưa vào xilanh vì khối lượng không khí cung cấp cho xilanh trong mỗi chu trình thay đổi rất ít.

○ Trong hệ thống tăng áp hai tầng lập song song (Hình 2.10c), 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 tua-bin (T) ● ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Trang 39

○ 2.7.3 Cách thức hoạt động và nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp kép Bi- Turbo của hãng

Trang 40

○

Tính toán,thiết kế và mô phỏng hệ thống tăng áp trên động cơ của hãng FORD trên xe FORD EVEREST 2021

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan