BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH


KHOA KỸ THUẬT – CƠNG NGHỆ

CHUN ĐỀ 1
TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ TURBO VÀ MỘT SỐ LỖI
THƯỜNG GẶP
NHÓM 4

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11/2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH


KHOA KỸ THUẬT – CƠNG NGHỆ

CHUN ĐỀ 1

TÌM HIỂU ĐỘNG CƠ TURBO VÀ MỘT SỐ LỖI
THƯỜNG GẶP

Sinh viên thực hiện:

ĐINH TƯỜNG NGHIÊM

1900007331

PHẠM ĐĂNG KHOA

1900007279

LƯU MINH NHỨT

1900007315

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. ĐĂNG QUỐC CƯỜNG

Lớp:

19DOT1C

Khố:

2019 - 2023

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11/2023

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ


Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ mơn: Ơ tơ

NHIỆM VỤ KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện:

ĐINH TƯỜNG NGHIÊM

MSSV: 1900007331

PHẠM ĐĂNG KHOA

MSSV: 1900007279

LƯU MINH NHỨT

MSSV: 1900007315

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Ngành:

1.
Tên đề tài: TÌM HIỂU ĐỘNG TURBO VÀ MỘT SỐ LỖI THƯỜNG gặp
…………….………..……….……………………………………………………………
2. Nội dung chính:
_ Tìm hiểu về động cơ sử dụng turbo
– Phân tích cấu tạo các chi tiết của turbo.

– Các hư hỏng, cách sửa chữa, và khắc phục hư hỏng trong hệ thống.
…………….………..……….……………………………………………………………
4. Kết quả đạt được:
Hiểu rõ về turbo trên động cơ xe, mở rộng thêm kiến thức chun mơn có thể ứng
dụng vào thực tế. Đồng thời tìm hiểu về cách khắc phục lỗi trên turbo.
…………….………..……….……………………………………………………………
5. Ngày giao: 13/10/2022

Ngày nộp: 15/12/2022

6. Kết luận: Nội dung và yêu cầu của Khoá luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi:
Họ và tên người hướng dẫn
Ký tên
1/ ĐẶNG QUỐC CƯỜNG

…………………………………..

2/……………………………………………

…………………………………..

Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm…….
TRƯỞNG BỘ MƠN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)


2


(Mẫu trang Lời cảm ơn)

LỜI CẢM ƠN
Lời nói đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Nguyễn Tất
Thành đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và rèn luyện để nâng cao kiến thức cho bản thân
trong suốt thời gian qua. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đặng Quốc Cường
trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, chỉ bảo cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện và
hồn thiện khóa luận này. Do thời gian có hạn và chưa có đủ các điều kiện cần thiết nên bài tiểu
luận này không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự góp
ý, bổ sung ý kiến của quý Thầy cơ.
Một lần nữa chúng em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô đã tạo điều kiện
giúp đỡ chúng em trong những năm học vừa qua. Đặc biệt là Thầy Đặng Quốc Cường đóng góp
ý kiến hướng dẫn tận tình để hồn thành khóa luận này. Chúng em xin trân thành cảm ơn !

(Sinh viên thực hiện)

3


TĨM TẮT KHỐ LUẬN
TÌM HIỂU DỘNG CƠ TURBO VÀ MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP
Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì trong ngành cơng nghệ ơ tơ cũng có
những thay đổi mạnh mẽ. hàng loạt các linh kiện bán dẩn, thiết bị điện tử được trang bị
trên động cơ ơ tơ nhằm mục đích giúp tăng cơng suất của động cơ giảm suất tiêu hao
nhiên liệu, đặc biệt là giảm được mức ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra, và hàng loạt
các ưu điểm khác nhau mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho công nghệ chế tạo ô
tô hiện nay.

Với việc khảo sát cụ thể về động cơ Turbo tăng áp đã giúp cho em có cái nhìn
tổng quan hơn về các vấn đề này. Trong quá trình học tập và mày mị tìm kiếm, em đã
tìm hiểu tài liệu và các kiến thức tổng quan nhất về các động cơ Turbo tăng áp hãng xe
HUYNDAI qua đó đây cũng là đề tài tiểu luận cuối kì với mong muốn sẽ bổ sung và tìm
hiểu sâu hơn về những kiến thức về động cơ này.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều tài liệu tham khảo cịn ít
nên bài tiểu luận giữa kì của em khơng tranh nhưng sai sót kinh mong thầy chỉ bảo để bài
tiểu luận của em được hoan thiện hơn.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy ThS.Đặng Quốc Cường đã giúp đỡ em
hoàn thành đề tài này.

4


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP....................................................................................2
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................3
TĨM TẮT KHỐ LUẬN...............................................................................................................4
DANH MỤC BẢNG BIỂU.............................................................................................................7
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ....................................................................................................8
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................................9
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI..............................................................................................10
1.1: Giới thiệu tổng quát của đề tài:..........................................................................................10
1.2 Tính cấp thiết của đề tài:......................................................................................................10
1.3: Ý nghĩa đề tài......................................................................................................................10
1.4: Mục tiêu của đề tài:............................................................................................................11
1.5: Đối tượng và phạm vi tìm...................................................................................................11
1.7: Phương pháp tìm hiểu.........................................................................................................11
1.8: Cấu trúc của khóa luận.......................................................................................................11
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................................12

2.1 Kiến thức cơ sở về cấu tạo và nguyên lý hoạt động............................................................12
2.1.1 Khái niệm về turbo tăng áp:.........................................................................................12
2.1.2 lịch sử phát triển động cơ turbo tăng áp:......................................................................12
2.1.3 Đặc điểm của động cơ Turbo tăng áp:..........................................................................12
2.2 Phân loại các động cơ tăng áp:............................................................................................13
2.2.1. Tăng áp cơ khí.............................................................................................................13
2.2.2 Tăng áp hỗn hợp...........................................................................................................15
2.2.3. Tăng áp nhờ sóng áp suất:...........................................................................................17
2.2.4. Tăng áp chuyển dòng:..................................................................................................17
2.2.5. Tăng áp dao động cộng hưởng:...................................................................................18
2.3 các hư hỏng thường gặp trên động cơ turbo:.......................................................................18
CHƯƠNG 3: CẤU TAO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ TURBO TĂNG
ÁP..................................................................................................................................................19
3.1 Cấu tạo của động cơ Turbo tăng áp.....................................................................................19
3.2. Nguyên lý hoạt động:.........................................................................................................22
3.3 Kết cấu của hệ thống tăng áp nhờ tua bin- máy nén............................................................23
3.3.1 Máy nén li tâm:.............................................................................................................23
3.3.2 Tuabin...........................................................................................................................26
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG TĂNG ÁP................................................26
4.1 Hư hỏng và biện pháp khắc phục........................................................................................26
4.1.1 Động cơ khó tăng tốc, tụt cơng suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn................................27
4.1.2 Có tiếng ồn bất thường.................................................................................................27
5


4.1.3 Tiêu hao dầu lớn và khói xanh.....................................................................................28
4.2 Phân tích các hư hỏng và biện pháp khắc phục...................................................................28
4.2.1 Bôi trơn khơng đầy đủ..................................................................................................28
4.2.2 Dầu bị ơ nhiễm.............................................................................................................29
4.2.3 Rị rỉ dầu ở turbo tăng áp..............................................................................................31

4.2.4 Do các yếu tố bên ngoài...............................................................................................32
4.2.5 Nhiệt độ turbo tăng quá cao..........................................................................................33
4.3 Kiểm tra và sửa chữa hệ thống tăng áp của động cơ...........................................................33
4.3.1 Kiểm tra bên ngoài.......................................................................................................34
4.3.2 Kiểm tra hệ thống nạp..................................................................................................36
4.3.3 Kiểm tra hệ thống thải..................................................................................................37
4.3.4 Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp.......................................................................39

6


DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Sơ đồ 1.1: <Tên sơ đồ > ................................................................................................ 11
Sơ đồ 1.2: <Tên sơ đồ > ................................................................................................ 12
Sơ đồ 1.3: <Tên sơ đồ > ................................................................................................ 16
…
Sơ đồ 3.7: <Tên sơ đồ > ................................................................................................ 37
…
Hình 2.1: Động cơ tăng áp trên Hyunhdai Santafe 2018 .............................................. 13
Hình 1.2: <Tên hình > ................................................................................................... 15
Hình 1.3: <Tên hình > ................................................................................................... 18
…
Hình 4.3: <Tên hình > ................................................................................................... 43

Ghi chú:
- Chữ số thứ nhất chỉ tên chương
- Chữ số thứ hai chỉ thứ tự sơ đồ, hình, … trong mỗi chương
- Ở cuối mỗi sơ đồ, hình, … trong mỗi chương phải có ghi chú, giải thích, nêu rõ
nguồn trích hoặc sao chụp, …


7


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

MN

Máy nén

TB

Tua bin

ĐCĐT

Động cơ đốt trong

TBLM

Thiết bị làm mát

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Võ nghĩa, Lê Anh Tuấn (2005): “Cơ sở tăng áp động cơ đốt trong”, Nhà xuất bản
khoa học và kĩ thuật.
[2]. Nguyễn Tất Tiến (2007): “Nguyên lí động cơ turbo tăng áp “, Nhà suất bản giáo dục.

8



CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu tổng quát của đề tài:

Cùng với sự phát triển của thời đại mới thì trong ngành cơng nghệ ơ tơ
cũng có những thay đổi mạnh mẽ. hàng loạt các linh kiện bán dẩn, thiết bị điện
tử được trang bị trên động cơ ô tô nhằm mục đích giúp tăng công suất của động
cơ giảm suất tiêu hao nhiên liệu, đặc biệt là giảm được mức ơ nhiễm mơi trường
do khí thải tạo ra, và hàng loạt các ưu điểm khác nhau mà động cơ đốt trong
hiện đại đã đem lại cho công nghệ chế tạo ô tô hiện nay.
Với việc khảo sát cụ thể về động cơ Turbo tăng áp trên hãng xe Hyndai
đã giúp cho em có cái nhìn tổng quan hơn về các vấn đề này. Trong quá trình
học tập và mày mị tìm kiếm, em đã tìm hiểu tài liệu và các kiến thức tổng quan
nhất về các động cơ Turbo tăng qua đó đây cũng là đề tài tiểu luận cuối kì với
mong muốn sẽ bổ sung và tìm hiểu sâu hơn về những kiến thức về các loại động
cơ xử dụng tăng áp.
1.2 Tính cấp thiết của đề tài:
Động cơ đốt trong (ĐCĐT) đầu tiên được ra đời vào năm 1860 do Lenoir, một kỹ
thuật nghiệp dư chế tạo. Trải qua hơn một thế kỷ, ngành ĐCĐT đã liên tục phát triển
và đạt được nhiều thành tựu rực rỡ. Hiện nay, thế giới đang đứng trước nguy cơ cạn
kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch và ô nhiễm bầu khí quyển nghiêm trọng. Trong tình
hình đó, cần áp dụng các công nghệ tiến tiến để chế tạo mẫu động cơ tiết kiệm nhiên
liệu và thân thiện với môi trường. Tăng áp cho động cơ là một trong những biện pháp
hiệu quả nhằm tăng công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu cũng như các thành phần phát
thải.
1.3 Ý nghĩa đề tài

- Giúp em hiểu rõ hơn cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống động
cơ Turbo tăng áp.

9



- Giúp em biết được ưu nhược điểm của động cơ, giúp em tiết kiệm được
rất nhiều thời gian trong việc kiểm tra mà không biết nguyên nhân hư hỏng, từ
đó đốn ra cách kiểm tra, sửa chữa phù hợp.
- Vận dụng những kiến thức đó để khắc phục những hạn chế vẫn còn tồn
tại của động Turbo tăng áp, tìm ra giải pháp khắc phục để hệ thống của động cơ
turbo tăng áp trên động cơ và ngày càng hoàn thiện hơn, được nhiều người tiêu
dùng tin cậy.
1.4 Mục tiêu của đề tài:

- Tìm hiểu về yêu cầu, nhiệm vụ chung của động cơ Turbo tăng áp
- Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động chung của hệ thống Turbo tăng
áp và cấu tạo, nguyên lý làm việc của từng bộ phận trong động cơ Turbo.
- Phân tích được nguyên nhân hư hỏng từ đó được ra phương pháp kiểm
tra, sửa chữa đồng thời đưa ra các giải pháp kiến nghị để hệ thống nhiên liệu
động cơ nhằm để hoạt động tốt hơn.
1.5 Đối tượng và phạm vi tìm hiểu
_Tìm hiểu về động cơ turbo
_Các lỗi thường gặp và cách khắc phục
1.7 Phương pháp tìm hiểu
Trong quá trình thực hiện đề tài em có sử dụng một số phương pháp tim hiểu sau:
Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm
nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng HyunhDai .
Nghiên cứu, tìm kiếm thơng tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài
nước. So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
Tham khảo ý kiến của các Giảng viên trong ngành cơ khí ơ tơ, và cả những người
có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe…
1.8 Cấu trúc của khóa luận
_Tim hiểu về động cơ turbo nhầm mục đích tìm ra những lỗi thường gặp và các

phương pháp khắc phục

10


CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Kiến thức cơ sở về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

2.1.1 Khái niệm về turbo tăng áp:
-Turbo tăng áp là một hệ thống bơm khơng khí cưỡng bức vào buồng đốt động
cơ, vận hành bằng cách lợi dụng luồng khí xả ra từ kì nén trước đó để làm quay cánh
tua-bin. Nhờ vậy khơng khí được nén ép vào trong xi lanh nhiều hơn, khiến nhiên liệu
cũng được đưa vào nhiều hơn nên ở mỗi kỳ nổ, động cơ sẽ sản sinh công suất lớn hơn.
Một động cơ trang bị turbo tăng áp (gọi tắt là động cơ tăng áp) có thể tạo ra cơng suất
tương đương với động cơ hút khí tự nhiên có dung tích xi lanh lớn gấp đơi
2.1.2 lịch sử phát triển động cơ turbo tăng áp:
-Vào cuối thể kỉ 19, kĩ sư người Thụy Sĩ Alfred Büchi (1879-1959) đã được cấp
bằng sáng chế kĩ thuật khi đưa ta ý tưởng về một máy nén khí đưa khơng khí vào bên
trong buồng đốt của động cơ (1885).
-Nhưng phải đến 20 năm sau, hệ thống này mới được hiện thực hóa trên những
mẫu máy bay chiến đấu.
2.1.3 Đặc điểm của động cơ Turbo tăng áp:
Động cơ tăng áp giúp nhà sản xuất khơng chỉ tiết kiệm được chi phí sản xuất,
nguyên vật liệu, cắt giảm trọng lượng mà còn giúp cho động cơ hoạt động với hiệu
suất vượt trội so với loại hút khí tự nhiên. Quan niệm về một mẫu xe với động cơ có
dung tích và số lượng xi lanh lớn thì sức mạnh sẽ tỉ lệ thuận theo đã khơng cịn sự
chính xác tuyệt đối.

11



Hình 2.1 Động cơ tăng áp trên Hyunhdai Santafe 2018
-Nhờ hiệu quả cao, động cơ tăng áp turbo nhanh chóng được “phổ thơng hóa” và
ứng dụng rộng rãi. Hyunhdai giới thiệu động cơ Theta II 2.4 GDI.
-Ngoài ra trên thị trường Việt Nam, những hãng xe như BMW, Mercedes-Benz,
Audi cũng đang ứng dụng rộng rãi động cơ tăng áp cho nhiều mẫu xe. Cụ thể, BMW
đang chuyển dần sang động cơ tăng áp cho dòng 3-Series và 5-Series, Mercedes-Benz
với hầu hết những mẫu CLA-Class và những mẫu AMG, hay những mẫu xe như Audi
A1, A3 đều có hệ thống turbo.
-Trong tương lai, sẽ ngày càng nhiều mẫu xe chuyển đổi sang sử dụng động cơ
tăng áp và không loại trừ khả năng động cơ hút khí tự nhiên sẽ bị xóa sổ vĩnh viễn.
2.2 Phân loại các động cơ tăng áp:
2.2.1. Tăng áp cơ khí
Máy nén trong thiết bị tăng áp cho động cơ thường dùng là máy nén piston, quạt
root, quạt li tâm, hoặc là quạt hướng trục. Máy nén được dẫn động từ trục khuỷu
ĐCĐT. Hình 1 dưới đây thể hiện sơ đồ nguyên lý tăng áp cơ khí.

12


1. Động cơ đốt trong; 2. Bánh răng truyền động;
3. Máy nén; 4. Đường nạp; 5. Thiết bị làm mát
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý tăng áp cơ khí
Phương pháp dẫn động máy nén rất phong phú, trong nhiều trường hợp giữa
máy nén và trục khuỷu của động cơ bố trí ly hợp nhằm cho phép điều chỉnh phạm vi
hoạt động của máy nén dẫn động cơ khí cho phù hợp với các chế độ làm việc của
động cơ đốt trong. Trong tăng áp hỗn hợp có sự kết hợp giữa dẫn động cơ khí với dẫn
động bằng TB khí xả thì máy nén dẫn động cơ khí chỉ làm việc ở phạm vi số vòng
quay và tải trọng nhỏ của động cơ đốt trong nhằm cải thiện đặc tính của động cơ tăng
áp.

Trong tăng áp dẫn động cơ khí thì công suất của động cơ được xác định theo quan hệ:
Ne= Ni - Nm - Nk
Trong đó:
Ne: Cơng suất có ích được lấy ra từ trục khuỷu của động cơ
Ni: có được từ công suất chỉ thị
Nm: khi bị khấu trừ đi tổn thất cơ giới của bản thân động cơ
Nk: để dẫn động máy nén.
Do một phần công suất của động cơ được trích ra để dẫn động máy nén nên
hiệu quả tăng áp của phương pháp cơ khí này kém hơn so với phương pháp tăng áp
bằng tuabin khí. Vì vậy, phạm vi sử dụng của phương pháp tăng áp này chỉ giới hạn

13


cho những động cơ mà áp suất tăng áp không vượt quá 1,6 kG/cm 2. Nếu P1 lớn hơn
1,6 kG/cm2 thì NK sẽ lớn hơn 10% cơng suất có ích Ne. Tức là công suất tiêu thụ cho
máy nén tăng và hiệu suất của động cơ sẽ giảm.
Ở phương pháp tăng áp truyền động cơ khí khi số vòng quay của động cơ
không đổi, lượng không khí nén đưa vào động cơ sẽ không thay đổi và không phụ
thuộc vào chế độ tải của động cơ, vì vậy dẫn đến tiêu hao công suất cho động cơ để
cung cấp lượng khí nạp không cần thiết làm giảm đáng kể hiệu suất cho động cơ khi
giảm tải.
2.2.2 Tăng áp hỗn hợp
Tăng áp bằng tuabin khí là phương pháp dùng tuabin làm việc nhờ năng lượng
khí xả của động cơ đốt trong để dẫn động máy nén. Khí xả của động cơ có áp suất và
nhiệt độ rất cao nên năng lượng của nó tương đối lớn. Muốn khí thải sinh công nó
phải được giãn nở trong một thiết bị để tạo ra công cơ học. Nếu để nó giãn nở trong
xylanh của động cơ thì dung tích của xylanh sẽ rất lớn, làm cho kích thước của động
cơ quá lớn. Mặc dù điểu này 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 và sinh công trong cánh tuabin. Thực tế đã chứng minh được
rằng khí xả của động cơ đốt trong ở tất cả mọi chế độ sử dụng trong thực tế đảm bảo
được các điều kiện sau:
-

Năng lượng đủ cao để có thể sử dụng một phần cho giãn nở trong tuabin và
sinh công cơ khí.

-

Nhiệt độ không quá cao nên có thể tránh được việc hư hỏng các chi tiết của
tuabin. - Tuabin khí có thể dẫn động máy nén ly tâm hoặc chiều trục mà
không tạo ra sức cản quá lớn trên đường xả của động cơ đốt trong. Trong
động cơ, diesel khoảng 35-40% năng lượng nhiệt phát ra mất do theo khí xả
ra ngồi.

-

Khoảng 1/4 ng̀n năng lượng do khí thải mang đi bị mất do ma sát, tiết lưu
vì không thể thải khí ra ngoài với áp suất và nhiệt độ của môi trường.

14


-

Áp suất tự động tăng áp thay đổi theo tải trọng của động cơ. Khi công suất
của động cơ tăng năng lượng chứa trong khí thải càng lớn làm cho tubin khí
dẫn động máy nén quay với số vòng quay càng lớn và do đó khối lượng
không khí nạp vào trong xylanh càng nhiều.


-

Không làm thay đổi đáng kể kết cấu của động cơ khi cường hóa động cơ bằng
tăng áp.

Nhược điểm của phương pháp tăng áp tuabin khí:
-

Ở chế độ tải thấp, năng lượng của khí thải không đủ để quay tuabin máy nén
để cung cấp lượng không khí cần thiết cho động cợ. Do đó, để khắc phục
người ta làm tuabin máy nén lớn hơn. Nhưng ta cũng không thể đi quá xa
theo hướng này bởi vì khi tăng kích thước của tuabin, máy nén sẽ làm quán
tính của chúng tăng lên mà yêu cầu về thời gian đáp ứng của tuabin, máy nén
phải ngắn do đó làm giảm tính năng tốc độ của động cơ.

Hình 2.3 Bộ tăng áp tuabin khí thải
Bộ tăng áp đặt ngay sát động cơ và có cấu tạo như hình trên. Nguyên lý hình thành
tăng áp dựa trên cơ sở tận dụng động năng của dòng khí xả, khi đi ra khỏi động cơ,
làm quay máy nén khí. Dòng khí xả đi vào bánh tuabin 1, truyền động năng làm quay
trục 2, dẫn động bánh 3, khí nạp được tăng áp đi vào đường ống nạp động cơ. Áp suất
khí nạp phụ thuộc vào tốc độ động cơ (tốc độ dòng khí xả hay tốc độ bánh 1). Với
mục đích ổn định tốc độ quay của bánh 1 trong khoảng hoạt động tối ưu theo số vòng
quay của động cơ, trên đường nạp có bố trí mạch giảm tải 9. Mạch giảm tải làm việc
nhờ van điều tiết 6, thông qua đường khí phản hồi 7 và cụm xylanh điều khiển 8. Khi
15


áp suất tăng áp tăng, van 6 mở, một phần khí xả không qua bánh tuabin 1, thực hiện
giảm tốc độ cho bánh nén khí nạp, hạn chế sự gia tăng quá mức áp suất khí nạp.

2.2.3. Tăng áp nhờ sóng áp suất:
Trong nghiên cứu và thực tế về tăng áp tuabin khí cho thấy khó khăn chủ yếu
của loại tăng áp này là đặc tính momen kém, khả năng gia tốc của ĐCĐT và các thiết
bị khác kém. Nhược điểm này được khắc phục rất nhiều trong hệ thống tăng áp dựa
vào sóng áp suất.
Trong phương án này, người ta sử dụng năng lượng động học của khí xả để nén khí
nạp. Sự tăng hay giảm áp suất được truyền với cùng tốc độ của các xung nén hình
thành từ phía có áp suất cao lên phía có áp suất thấp. Dòng khối lượng và xung của
sóng áp suất tác dụng trực tiếp lên phía có áp suất thấp chuyển động với tốc độ âm
thanh trong môi trường xem xét. Trong lúc đó dòng năng lượng lại chuyển động với
tốc độ chậm hơn, nhờ vậy mà tránh được hiện tượng trộn lẫn khí xả và khí mới.
2.2.4. Tăng áp chuyển dòng:
- Khi áp suất tăng cao người ta thường sử dụng tuabin đẳng áp vì nó có hiệu
suất cao ở chế độ làm việc định mức, nhưng ở các chế độ tải trọng khác nó có nhiều
nhược điểm, nhất là ở chế độ tải trọng 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 trọng của động cơ. Tăng áp chuyển
dòng có thể là tăng áp 1 cấp hoặc 2 cấp. Việc đóng hoặc mở tuabin phụ thuộc vào tải
trọng và số vòng quay của động cơ và được điều khiển từ bên ngoài. Về phía đường
nạp, trước các máy nén có bố trí van ngược nhằm phân tách khí nạp mới và môi
trường khi hệ thống này không hoạt động. Hệ thống tăng áp chuyển dòng có ưu điểm
sau:
- Ở chế độ khởi động và tải trọng nhỏ toàn bộ khí xả chỉ đi qua 1 tuabin (hoặc
hệ thống tuabin ở tăng áp 2 cấp) có tiết diện nhỏ, có áp suất cao nên tạo được áp suất
tăng áp cao hơn khi sử dụng 1 tuabin có tiết diện lớn.
- Cụm tuabin có tiết diện nhỏ nên gia tốc tốt hơn.

16



- Sự kết hợp giữa ĐCĐT và cụm tuabin – máy nén dễ dàng hơn và tốt hơn vì
mỗi cấp cho một cùng tối ưu về tiêu hao nhiên liệu.
- Ở tải trọng thấp chỉ còn một bộ tuabin – máy nén làm việc và có phạm vi làm
việc tối ưu của nó nên được cải thiện được tiêu hao nhiên liệu ở tải của ĐCĐT.
- Động cơ có đặc tính mômen tốt hơn và phạm vi làm việc rộng hơn
Tất nhiên nó cũng mang một số nhược điểm mà đặc biệt là kết cấu phức tạp và giá
thành cao.
2.2.5. Tăng áp dao động cộng hưởng:
Ở đây ta sử dụng sự dao động của dịng khí và tính cộng hưởng của dao động để
tăng áp suất của môi chất trong xylanh lúc đóng xupap nạp. Quá trình đóng và mở
của các xupap một cách có chu kì kích thích sự dao động của dịng khí. Sự dao động
của áp suất tại mỗi vị trí trên đường chuyển động của khí thay đổi theo thời gian, sự
thay đổi này phụ thuộc vào pha và tần số của ĐCĐT cũng như thời gian đóng mở các
xupap. Do vậy, sự dao động này có thể làm tăng hoặc giảm lượng mơi chất nạp vào
xylanh theo pha và tần số của ĐCĐT.
Theo phương pháp tăng áp này, cơng nạp của piston được chuyển hóa thành
năng lượng động học của cột khí và chính năng lượng này sẽ chuyển hóa thành cơng
nén làm tăng áp suất trong xylanh ở cuối quá trình nạp.

17


CHƯƠNG 3: CẤU TAO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ
TURBO TĂNG ÁP
3.1 Cấu tạo của động cơ Turbo tăng áp

Hình 3.1. Sơ đồ cấu tạo turbo tăng áp
-Turbo tăng áp bao gồm khoang tuabin, khoang nén khí, khoang trung tâm, cánh
TB, cánh nén khí, các ổ trục tự lực hoàn toàn, van cửa xả, bộ chấp hành...
-Turbo tăng áp được cố định trên đường ống xả khí bằng các bu lơng. Khí xả từ các

xilanh sẽ làm quay các cách turbin, nó hoạt động theo nguyên lý giống một động cơ
TB khí. TB được gắn lên cùng một trục với cánh nén khí, cánh nén khí được đặt giữa
bộ lọc khí và đường ống dẫn khí nạp. Nhờ cánh nén khí, khơng khí được nén vào trong
các xilanh với áp suất cao.

18


Hình 3.2. Dịng khí dịch chuyển trong cánh tuabin và cánh nén.
-Dịng khí xả từ các xilanh thổi ra tạo áp lực lên các cánh TB làm cánh TB quay.
Càng nhiều khí xả đi qua các cánh tuabin thì cánh TB quay càng nhanh. Cánh TB 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. Các cánh TB được làm bằng gốm thường nhẹ hơn các cánh tuabin được làm
bằng kim loại phổ biến trong hầu hết các turbo tăng áp. Trái lại, chúng lại cho phép
các cánh TB quay nhanh hơn, và giảm được độ trễ tác dụng.
-Mặt khác trên một đầu còn lại của trục TB, cánh nén khí được gắn vào để đẩy
khơng khí vào trong các xilanh. Các cánh nén khí là một loại bơm ly tâm, nó hướng
dịng khơng khí từ tâm quay theo biên dạng cánh hướng ra ngồi.
-Để có thể tăng tốc độ quay lến đến 150.000 vòng/phút, trục của tuabin được đỡ bởi
một ô bi đặc biệt. Hầu hết các ổ bi đều bị quá hủy ở tốc độ như thế, cho hầu hết các
turbin tăng áp đều sử dụng loại ổ đỡ chất lỏng. Loại ổ bi này đỡ lấy trục TB bằng một
lớp dầu cực mỏng. Điều này đạt được hai mục đích: trục quay của tuabin được làm
mát và nó cho phép trục quay với lực cản ma sát thấp…

19