Cấu tạo ô tô - Phần 3

61 62 Vßi phun c¬ khÝ 63 64 - Bugi sÊy 65 C. §éng c¬ Diesel t¨ng ¸p Tuabin tăng áp và máy nén khí tăng áp là những thiết bị để nén không khí vào xy-lanh, với áp suất cao hơn áp suất khí quyển, để tăng công suất của động cơ. Nhìn chung, công suất của động cơ được xác định bởi lượng hỗn hợp không khí- nhiên liệu đốt cháy trong một quãng thời gian nhất định và lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu càng tăng thì công suất động cơ càng lớn.Điều đó có nghĩa là, để tăng công suất động cơ thì phải tăng dung tích động cơ hoặc tăng tốc độ của động cơ.Vấn đề là ở chỗ, khi tăng dung tích động cơ thì trọng lượng của động cơ cũng tăng lên, và các yếu tố như là tổn thất do ma sát, rung động, và tiếng ồn lại hạn chế khả năng tăng tốc độ của động cơ. Tuabin tăng áp đáp ứng được cả hai yêu cầu mâu thuẫn nhau này: tăng công suất động cơ mà vẫn giữ cho động cơ gọn nhẹ, bằng cách cung cấp khối lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu lớn hơn mà không thay đổi kích thước động cơ. Thiết bị tăng áp được dẫn động bằng hai phương pháp: Tuabin tăng áp được dẫn động bằng khí xả, còn máy nén tăng áp thì được dẫn động từ động cơ. Toyota đã sử dụng Tuabin nạp khí tăng áp từ năm 1980 và Máy nén tăng áp từ năm 1985 ở Nhật Bản. -HiÖu suÊt n¹p khÝ: Khả năng nạp khí của động cơ được gọi là hiệu suất nạp khí. Các động cơ thông thường có hiệu suất nạp khí khoảng 65-85%, do sức cản trong hệ 66 thống nạp và do khí xả chỉ qua hệ thống xả. Nhưng đối với động cơ có trang bị Tuabin nạp khí hoặc máy nén tăng áp thì hiệu suất nạp có thể đạt trên 100%. - Tuabin tăng áp: Là thiết bị sử dụng năng lượng của khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ cao. Bánh nén khí (rôto) được lắp trên cùng một trục với bánh Tuabin, nó có tác dụng nén không khí vào xy-lanh. Nhờ thế, công suất của động cơ tăng lên. Van cửa xả và bộ điều khiển có tác dụng ngăn ngừa áp suất nạp tăng lên quá cao. Một số kiểu động cơ có trang bị bộ làm mát trung gian để làm giảm nhiệt độ của không khí nạp và tăng hiệu quả nạp. 67 - Bánh tuabin và bánh nén khí được lắp trên cùng một trục. Khi bánh tuabin quay với tốc độ cao nhờ có áp suất của luồng khí xả thì bánh nén khí cũng quay theo và nén không khí vào xy-lanh. Bánh tuabin 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. - Khoang trung tâm đỡ bánh tuabin và bánh nén khí thông qua trục của chúng. Trong khoang trung tâm có đường dẫn dầu để bôi trơn và làm mát cho trục và các ổ trục. Nước làm mát động cơ cũng được tuần hoàn qua kênh làm mát trong khoang trung tâm để nhiệt độ dầu động cơ không bị tăng lên và tránh huỷ hoại dầu. 68 - C¸c cæ trôc tù lùa hoμn toμn: Các bánh tuabin và nén khí chạy với tốc độ đến 100,000 v/ph, vì thế phải sử dụng các ổ trục tự lựa hoàn toàn để đảm bảo hấp thụ các rung động của trục và bôi trơn trục. Những ổ trục này được bôi trơn bằng dầu động cơ, và quay tự do giữa trục và vỏ hộp, nhằm giảm ma sát, cho phép trục quay với tốc độ cao. - Van cửa xả được lắp trong khoang tuabin. Khi van này mở thì một phần khí xả sẽ đi tắt qua ống xả, nhờ thế mà giữ ổn định cho áp suất nạp, khi áp suất nạp đạt đến trị số đã định (khoảng 0,7 kg/cm2). Việc đóng mở van được kiểm soát bởi bộ chấp hành. 69 - Tuabin kÐp hai chÕ ®é: Tuabin kép hai chế độ bao gồm hai Tuabin tăng áp lắp trên cùng một động cơ. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nhẹ hoặc tốc độ thấp, tính thích ứng của động cơ được cải thiện, ví dụ thích ứng với tăng tốc. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nặng hoặc tốc độ cao, động cơ có thể sản ra công suất cao. Khi chỉ có một tuabin thì động cơ khó đạt được hiệu quả cao ở cả hai chế độ làm việc với tải trọng nặng và tải trọng nhẹ. Trong trường hợp này chỉ có thể đạt được hiệu quả cao ở một trong hai chế độ. Tuabin kép sử dụng van điều khiển khí xả và van phân dòng. Nó điều khiển cho một tuabin làm việc ở chế độ tải nhẹ và hai tuabin làm việc ở chế độ tải nặng hoặc tốc độ cao, để tăng tính thích ứng của động cơ ở mọi tốc độ và đạt được công suất cao. * §iÒu khiÓn phun nhiªn liÖu: Động cơ được trang bị Tuabin tăng áp hoặc máy nén tăng áp để đưa vào xy-lanh một lượng không khí lớn hơn. Công suất của động cơ sẽ không tăng lên được khi lượng khí nạp này không được đốt cháy hoàn toàn. Vì thế, phải tăng lượng nhiên liệu để đốt cháy hoàn toàn khí nạp. Như vậy, tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng lên khi tăng công suất động cơ. - §iÒu khiÓn c¬ häc Đối với động cơ Diesel, bộ bù nạp sẽ tăng lượng bơm nhiên liệu cực đại phù hợp với áp suất nạp. 70 - §iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh Trong động cơ điều khiển bằng máy tính, lượng không khí nạp được theo dõi bằng cảm biến lưu lượng khí nạp, còn áp suất nạp được theo dõi bằng bộ cảm biến áp suất của tuabin nạp, và sự tăng lượng phun nhiên liệu cực đại được điều khiển bằ ng ECU của động cơ. -B«i tr¬n vµ lµm m¸t tuabin: - Dầu động cơ được cung cấp từ ống dẫn dầu, đưa vào để bôi trơn và làm mát các ổ trục tự lựa lắp bên trong khoang trung tâm. Sau đó dầu chảy ra theo ống thoát và trở về các te dầu. - Tuabin nạp khí được làm mát bằng nước làm mát động cơ. Nước làm mát động cơ được đưa vào kênh làm mát bên trong khoang trung tâm, thông qua ống dẫn nước làm mát. Sau khi làm mát