Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp ô tô giữ vị trí xung yếu trong nền kinh tế thế giới với tỷ trọng đóng góp đáng kể vào tổng sản phẩm quốc nội (GDP): Hoa Kỳ đạt 3,25%, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đạt 5%, Cộng hòa Liên bang Đức đạt 4%, Thái Lan đạt 12% và tại Việt Nam đạt xấp xỉ 3% GDP vào năm 2019. Động cơ đốt trong đóng vai trò bộ phận trung tâm trong các phương tiện vận tải đường bộ, đường thủy cũng như trạm phát điện dự phòng. Xu thế phát triển kỹ thuật động cơ đòi hỏi giải quyết mâu thuẫn giữa yêu cầu nâng cao công suất phát ra và mục tiêu thu nhỏ kích thước, giảm khối lượng tổng thể. Giải pháp ứng dụng cụm tuabin - máy nén tăng áp cho phép nạp lượng không khí có khối lượng riêng lớn hơn vào xi lanh, qua đó tăng lượng nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn trong một chu trình mà không cần mở rộng thể tích công tác.

Đề tài khóa luận "Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ cho động cơ Toyota 7M-GTE" được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu bản chất làm việc và diễn biến các quá trình nhiệt động của động cơ đốt trong khi áp dụng hệ thống nạp cưỡng bức.
  2. Tổng hợp, phân tích các giải pháp kết cấu và nhiệt động nhằm nâng cao công suất động cơ, so sánh ưu nhược điểm của các phương pháp tăng áp có máy nén và không có máy nén.
  3. Nghiên cứu các đặc tính kết cấu, thông số kỹ thuật và hệ thống phụ trợ của động cơ xăng Toyota 7M-GTE nguyên bản.
  4. Lựa chọn phương án tăng áp tối ưu cho động cơ Toyota 7M-GTE nhằm giải quyết hiện tượng kích nổ và tổn thất năng lượng.
  5. Tính toán, lựa chọn các cụm chi tiết cơ bản của hệ thống tăng áp bao gồm tuabin khí và máy nén khí, xác định sơ đồ bố trí lắp đặt trên động cơ.
  6. Xác định các dạng hư hỏng điển hình, nguyên nhân kỹ thuật và đề xuất quy trình tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng cụm tăng áp.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là hệ thống tăng áp khí nạp và cụm động cơ xăng Toyota 7M-GTE (động cơ 6 xi lanh thẳng hàng, dung tích 3,0 lít). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phân tích kết cấu cơ khí, tính toán lựa chọn kiểu loại tuabin khí và máy nén khí ly tâm dựa trên các thông số làm việc lý thuyết. Đề tài được hoàn thành vào ngày 01 tháng 09 năm 2022 tại Khoa Cơ điện và Công trình, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của khóa luận dựa trên lý thuyết động cơ đốt trong và nguyên lý nhiệt động học của quá trình nén khí. Phương trình xác định công suất có ích của động cơ đốt trong được tác giả sử dụng làm căn cứ phân tích:

$$N_e = \frac{p_e \cdot V_h \cdot i \cdot n}{30\tau}$$

Trong đó:

  • $p_e$: Áp suất có ích trung bình của chu trình ($N/m^2$).
  • $V_h$: Dung tích công tác của một xi lanh ($m^3$).
  • $i$: Số lượng xi lanh của động cơ.
  • $n$: Tốc độ quay của trục khuỷu (vòng/phút).
  • $\tau$: Số kỳ của chu trình công tác.

Theo phân tích lý thuyết, đối với động cơ không tăng áp, áp suất có ích trung bình giới hạn ở mức $p_e < 0,7 \div 0,9 \text{ MPa}$. Khi áp dụng hệ thống tăng áp, thông số này tăng lên mức $1,0 \div 1,2 \text{ MPa}$, và có thể đạt tới $p_e = 4,0 \text{ MPa}$ nếu kết hợp làm mát trung gian khí nạp sau máy nén. Khối lượng riêng môi chất nạp $\rho_k$ tăng lên cho phép nạp thêm nhiên liệu tương ứng.

Về phương diện khí động học đường ống, tác giả sử dụng lý thuyết truyền sóng áp suất và sóng tốc độ trong môi chất khí để phân tích quá trình nạp - thải:

$$a = \sqrt{k \cdot R \cdot T}$$

Với $k$ là chỉ số nén đoạn nhiệt, $R$ là hằng số chất khí và $T$ là nhiệt độ tuyệt đối của môi chất. Diễn biến áp suất và vận tốc dòng khí trong đường ống là hàm số theo không gian và thời gian: $p = f(x, t)$ và $v = f(x, t)$.

Phương pháp nghiên cứu trong đồ án gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết kỹ thuật: Khảo cứu lịch sử phát triển của công nghệ tăng áp trên động cơ xăng, diesel và động cơ máy bay qua các mốc sáng chế lịch sử.
  • Phương pháp so sánh kỹ thuật: Đối chiếu chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa hệ thống tăng áp dẫn động cơ khí, tăng áp tuabin khí liên hệ cơ khí, liên hệ thủy lực, liên hệ khí thể và hệ thống tăng áp hỗn hợp; so sánh hệ thống tăng áp có máy nén với các giải pháp nạp xung dao động, cộng hưởng và trao đổi sóng áp suất.
  • Phương pháp tính toán lựa chọn thiết bị nhiệt - thủy khí: Xác định kiểu loại tuabin khí và máy nén khí dựa trên miền thông số công suất mục tiêu, tốc độ quay, tỷ số tăng áp và dải lưu lượng nạp.

Dữ liệu nghiên cứu được trích xuất từ hồ sơ thông số kỹ thuật chuẩn của động cơ Toyota 7M-GTE lắp trên dòng xe Toyota Supra, các dải thông số làm việc tiêu chuẩn của tuabin hướng trục, tuabin hướng kính và các dòng máy nén khí công nghiệp.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống kỹ thuật được thiết kế là cụm tăng áp tuabin khí liên hệ khí thể (turbocharger) đồng trục dành cho động cơ xăng Toyota 7M-GTE.

Thông số kết cấu động cơ nền Toyota 7M-GTE

Thông số kỹ thuật Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú kỹ thuật
Dung tích xi lanh $V_h$ 2954 $cm^3$ 6 xi lanh thẳng hàng
Đường kính xi lanh $D$ 83 $mm$ -
Hành trình pít tông $S$ 91 $mm$ -
Công suất cực đại $Ne_{max}$ 173 $kW$ Tại tốc độ 5600 v/ph
Mô-men xoắn cực đại $Me_{max}$ 344 $N\cdot m$ Tại tốc độ 4000 v/ph
Khối lượng khô $m$ 210 $kg$ -
Chiều cao bao $h$ 600 $mm$ -
Chiều rộng bao $b$ 760 $mm$ -
Góc mở sớm xu páp nạp $\phi_1$ -18 độ Trước điểm chết trên
Góc đóng muộn xu páp nạp $\phi_2$ 50 độ Sau điểm chết dưới
Góc mở sớm xu páp thải $\phi_3$ -58 độ Trước điểm chết dưới
Góc đóng muộn xu páp thải $\phi_4$ 10 độ Sau điểm chết trên

Lựa chọn cụm tuabin khí và máy nén khí

Căn cứ vào mục tiêu công suất tính toán sau tăng áp ($N_e = 900 \text{ kW}$), tác giả tiến hành so sánh miền làm việc của hai nhóm tuabin:

Tiêu chí kỹ thuật Tuabin tăng áp hướng kính Tuabin tăng áp hướng trục
Đường kính bánh công tác $D_2$ ($mm$) 35 ÷ 220 220 ÷ 1000
Tốc độ quay cực đại $n_{TK}$ (v/ph) 25.000 ÷ 250.000 5.000 ÷ 350.000
Lưu lượng khí $G_k$ ($kg/s$) 0,01 ÷ 2,5 1,5 ÷ 3,5
Tỷ số tăng áp $\pi_k$ 1,4 ÷ 3,5 ~ 4
Nhiệt độ khí thải cực đại cho phép $t_{th}$ ($^\circ C$) 550 ÷ 590 500 ÷ 700
Hiệu suất máy nén $\eta_k$ 0,67 ÷ 0,80 0,75 ÷ 0,86
Phạm vi công suất động cơ thích ứng ($kW$) 15 ÷ 750 150 ÷ 30.000

Kết luận lựa chọn: Cụm tuabin hướng trục được chọn để đáp ứng mức công suất yêu cầu. Đối với máy nén khí, tác giả khảo sát 4 chủng loại (máy nén pít tông, máy nén rôto bản phẳng/vít xoắn, máy nén hướng trục và máy nén ly tâm). Máy nén ly tâm được lựa chọn nhờ ưu điểm kết cấu gọn gàng, dòng nạp liên tục và cấp áp suất ổn định.

Bố trí lắp đặt trên động cơ

Sơ đồ nguyên lý lắp đặt bao gồm tuabin khí và máy nén ly tâm lắp đồng trục trên một trục quay. Khí xả có áp suất và nhiệt độ cao từ đường ống thải của động cơ được dẫn qua cụm vành miệng phun, giãn nở sinh công làm quay bánh công tác tuabin rồi thoát ra môi trường qua ống tiêu âm. Bánh công tác máy nén quay cùng tốc độ với tuabin, hút không khí sạch từ khí quyển qua bầu lọc khí, gia tốc dòng khí qua rãnh cánh ly tâm, chuyển hóa động năng thành áp năng tại vành tăng áp và vỏ xoắn ốc trước khi nạp vào đường ống gom của động cơ.

Nội dung chính theo từng chương

Lời nói đầu và Mục đích ý nghĩa của đề tài

Nêu bật tầm quan trọng của ngành công nghiệp chế tạo ô tô và vai trò của động cơ đốt trong. Khái quát các mốc phát triển công nghệ tăng áp:

  • Năm 1885: Gottlieb Daimler đăng ký phát minh số DRP 34.926 về tăng áp cho động cơ đốt cháy cưỡng bức bằng hộp trục khuỷu. Wilhelm Maybach thử nghiệm trên động cơ chữ V nhưng bị đình chỉ do hiệu quả thấp.
  • Năm 1896: Rudolf Diesel nhận bằng phát minh DRP 67207 và DRP 95 về máy nén hỗ trợ cho động cơ tự cháy.
  • Năm 1910: Máy bay lắp động cơ tăng áp cơ giới đạt trần bay 5,2 km.
  • Năm 1917: Hãng Rateau (Pháp) thử nghiệm động cơ xăng tăng áp bằng tuabin khí.
  • Năm 1929: Hãng Werkspoor lắp động cơ diesel tăng áp bằng hộp trục khuỷu cho tàu chở dầu Megava của Anglo Saxon.
  • Năm 1939: Junkers đưa vào thử nghiệm động cơ 2 kỳ tăng áp tuabin cho máy bay.

Phần này cũng phân tích các phương án tăng công suất cơ học:

  • Tăng tốc độ quay $n$: Dải tối ưu nằm trong khoảng 5.000 ÷ 7.000 v/ph; nếu tăng lên giới hạn 11.000 ÷ 12.000 v/ph sẽ làm gia tăng ma sát, mài mòn và lực quán tính pít tông.
  • Chuyển chu trình 4 kỳ sang 2 kỳ: Tăng công suất từ 50% đến 70% nhưng tổn thất quét khí lớn.
  • Tăng số lượng xi lanh: Động cơ chữ V lên đến 16 xi lanh, động cơ hình sao từ 32 đến 56 xi lanh; việc gia tăng số chi tiết lên mức 50.000 ÷ 100.000 chi tiết làm suy giảm độ cứng vững trục khuỷu và độ an toàn vận hành.

Giới thiệu chung về động cơ và các hệ thống chính trong động cơ Toyota 7M-GTE

Phân tích kết cấu các cụm cơ cấu cơ khí và hệ thống phụ trợ:

  • Nắp máy: Chế tạo bằng hợp kim nhôm đúc nguyên khối cho 6 xi lanh, buồng cháy đỉnh lõm.
  • Thân máy: Đúc bằng gang liền khối với nửa trên hộp trục khuỷu theo cấu trúc chịu lực.
  • Nhóm pít tông: Hợp kim nhôm chịu nhiệt, đỉnh lõm tạo xoáy lốc. Khe hở giữa thân pít tông và vách xi lanh đạt 0,04 ÷ 0,06 mm khi nhiệt độ nước làm mát ở 80 ÷ 90°C. Pít tông bố trí 2 xéc măng khí (xéc măng trên mạ crôm chống mòn, xéc măng dưới mạ thiếc rà khít; khe hở miệng xéc măng 0,3 ÷ 0,5 mm, góc lệch 180°) và 1 xéc măng dầu thép chống gỉ (khe hở miệng 0,1 ÷ 0,5 mm).
  • Chốt pít tông và thanh truyền: Chốt rỗng bằng thép hợp kim Cr-Mn, lắp lỏng với đầu nhỏ thanh truyền và lắp trung gian có độ dôi với bệ chốt pít tông. Thanh truyền bằng thép hợp kim khoan rãnh dẫn dầu dọc thân; bạc đầu to dày 1,6 mm, rộng 25 mm phủ hợp kim nhôm hàm lượng thiếc cao. Độ lệch khối lượng giữa các thanh truyền khi lắp ráp giới hạn trong khoảng 6 ÷ 8 gam.
  • Trục khuỷu và bánh đà: Trục khuỷu rèn từ thép hợp kim Mn-W gồm 6 chốt khuỷu rỗng dẫn dầu, 4 cổ trục và 8 đối trọng đúc liền. Bánh đà bằng gang xám cân bằng động cùng trục khuỷu.
  • Cơ cấu phối khí: Trục cam đôi DOHC đặt trên nắp máy, mỗi trục gồm 12 vấu cam lồi, bề mặt thấm than tôi cứng 0,7 ÷ 2,0 mm đạt độ cứng 52 ÷ 65 HRC. Khe hở nhiệt xu páp điều chỉnh bằng bạc tì trên nắp chụp: xu páp nạp quy định 0,15 ÷ 0,20 mm; xu páp thải quy định 0,25 ÷ 0,30 mm.
  • Các hệ thống phụ trợ: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn một vòng kín; hệ thống bôi trơn cưỡng bức; hệ thống đánh lửa điện tử EIS điều khiển góc đánh lửa sớm ESA qua ECU theo thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4; hệ thống phun xăng điện tử EFI đa điểm.

Lựa chọn phương án tăng áp tối ưu

Khảo sát các phương thức tăng áp:

  • Tăng áp cơ giới: Máy nén dẫn động từ trục khuỷu qua khớp nối ly hợp. Công suất có ích $Ne_T = Ni_T - Nk - Nm_T$. Nhược điểm là tiêu tốn công suất $Nk$ ở dải tải nhỏ, giảm hiệu suất chung.
  • Tăng áp tuabin khí liên hệ cơ khí: Áp suất nạp đạt 3,4 $kG/cm^2$, áp suất khí xả trước tuabin lên tới 16 $kG/cm^2$. Áp suất xả quá lớn làm tăng lượng khí sót trong xi lanh, cản trở nạp khí mới nên không khả thi trong thực tế.
  • Tăng áp tuabin khí liên hệ thủy lực: Sử dụng khớp nối thủy lực, thường ứng dụng trên động cơ tĩnh tại hoặc tàu thủy.
  • Tăng áp hỗn hợp: Kết hợp hai máy nén theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song.
  • Tăng áp không có máy nén: Tăng áp dao động đường ống, tăng áp cộng hưởng buồng ổn áp, trao đổi sóng áp suất (Comprex tiêu tốn 1 ÷ 2% công suất trục khuỷu), tăng áp tốc độ khí động, chu trình Miller và tăng áp siêu cao có buồng đốt phụ phía trước tuabin (tỷ số nén động cơ giảm về mức ~7).
  • Vấn đề nạp cưỡng bức động cơ xăng: Phân tích vị trí đặt máy nén trước và sau bộ chế hòa khí. Tác giả kết luận hệ thống phun xăng điện tử EFI kết hợp cụm tuabin khí liên hệ khí thể là giải pháp tối ưu ngăn ngừa hiện tượng hồi hỏa và kích nổ.

Tính toán thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ Toyota 7M-GTE

Phân tích nguyên lý làm việc của cụm tuabin - máy nén ly tâm:

  • So sánh chỉ tiêu kỹ thuật tuabin hướng kính và hướng trục, chọn tuabin hướng trục dựa trên thông số công suất thiết kế $Ne = 900 \text{ kW}$.
  • Đánh giá 4 nhóm máy nén khí; lựa chọn máy nén ly tâm do đặc tính cấp khí liên tục, độ bền cao và kết cấu nhỏ gọn.
  • Đề xuất các biện pháp triệt tiêu hiện tượng tăng nhiệt độ khí nén đa biến trong máy nén ly tâm: làm mát vỏ máy bằng nước tuần hoàn, bố trí cánh tản nhiệt ngoài vỏ và tích hợp buồng làm mát trung gian.
  • Thiết lập sơ đồ tương quan động lực học và lắp đặt giữa cụm tăng áp với các đường ống dẫn nạp - xả của động cơ Toyota 7M-GTE.

Một số vấn đề lưu ý, xác định hư hỏng và biện pháp khắc phục

Hệ thống hóa các hiện tượng hư hỏng của bộ tuabin - máy nén (mòn ổ đỡ, lọt dầu bôi trơn, kẹt cánh tuabin do muội than, rò rỉ đường ống nạp) và quy trình tháo lắp, kiểm tra kỹ thuật định kỳ.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác lập đầy đủ hệ thống thông số hình học, động học và dung sai lắp ghép của động cơ Toyota 7M-GTE làm cơ sở dữ liệu tính toán nạp cưỡng bức: khe hở pít tông 0,04 ÷ 0,06 mm, khe hở miệng xéc măng 0,3 ÷ 0,5 mm, sai lệch khối lượng thanh truyền dưới 8 gam, khe hở nhiệt xu páp 0,15 ÷ 0,30 mm.
  • Luận chứng kỹ thuật lựa chọn phương án tăng áp bằng tuabin khí liên hệ khí thể, chứng minh tính phù hợp so với phương án dẫn động cơ giới và phương án liên hệ cơ khí vốn gây tổn thất công cản xả (áp suất cản lên tới 16 $kG/cm^2$).
  • Lựa chọn cấu hình tổ hợp tăng áp gồm tuabin hướng trục (cho phép làm việc ở nhiệt độ khí xả 500 ÷ 700°C, dải lưu lượng 1,5 ÷ 3,5 kg/s, hiệu suất nén 0,75 ÷ 0,86) và máy nén khí ly tâm nhằm đáp ứng công suất mục tiêu 900 kW.

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

  • Ứng dụng giải pháp làm mát trung gian (intercooler) kết hợp tuần hoàn nước làm mát tại vỏ máy nén ly tâm để hạn chế công nén đa biến và hạ nhiệt độ khí nạp, triệt tiêu nguy cơ kích nổ trên động cơ xăng.
  • Quy định dung sai lắp ghép chặt chẽ cho cụm pít tông - xi lanh và yêu cầu bố trí miệng các xéc măng lệch nhau 180° nhằm ngăn ngừa hiện tượng lọt khí nạp áp suất cao xuống cacte dầu.

Đóng góp kỹ thuật

Đồ án đã tổng hợp có hệ thống cơ sở lý luận về các phương pháp nạp cưỡng bức, phân tích sâu các trở ngại kỹ thuật đặc thù khi tăng áp cho động cơ xăng (hiện tượng kích nổ, hòa trộn nhiên liệu, phụ tải nhiệt) và xây dựng phương án tính chọn cấu hình tuabin - máy nén đồng trục tương thích với động cơ 6 xi lanh điều khiển điện tử EFI.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nội dung đồ án chủ yếu dừng lại ở mức độ tính toán lựa chọn lý thuyết sơ bộ chủng loại tuabin và máy nén dựa trên các bảng dải thông số công tác; chưa thực hiện tính toán chi tiết hình học biên dạng cánh bánh công tác tuabin và máy nén ly tâm. Chưa tiến hành mô phỏng số dòng chảy khí động học 3D (CFD) qua buồng xoắn và cánh dẫn, đồng thời chưa có điều kiện thử nghiệm thực tế hoặc đo kiểm các thông số trên băng thử động cơ Toyota 7M-GTE thật.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tính toán động học và động lực học chi tiết cho từng tầng cánh của bánh công tác; xây dựng mô hình mô phỏng trường áp suất - vận tốc khí nạp; nghiên cứu cơ chế điều khiển áp suất tăng áp thông qua van xả áp (wastegate) kết nối với khối điều khiển điện tử động cơ ECU.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn cho sinh viên, học viên kỹ thuật ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô, Kỹ thuật cơ khí động lực và Máy công trình khi thực hiện đồ án môn học Động cơ đốt trong hoặc đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống nạp - thải. Các phần dữ liệu có thể kế thừa trực tiếp gồm:

  • Toàn bộ bảng thông số kết cấu, pha phân phối khí và dung sai chế tạo của động cơ xăng Toyota 7M-GTE.
  • Sơ đồ phân loại tổng thể và bảng so sánh miền làm việc của các loại máy nén khí và tuabin khí.
  • Các quy định dung sai căn chỉnh khe hở nhiệt xu páp, khe hở pít tông và quy trình lắp đặt cụm trục khuỷu - thanh truyền.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ Toyota 7M-GTE nguyên bản sở hữu những thông số kỹ thuật cơ bản nào?

Động cơ xăng Toyota 7M-GTE có 6 xi lanh thẳng hàng, dung tích 2954 $cm^3$, đường kính xi lanh 83 mm, hành trình pít tông 91 mm. Công suất cực đại đạt 173 kW tại 5600 v/ph, mô-men xoắn cực đại đạt 344 N.m tại 4000 v/ph, tổng khối lượng khô là 210 kg.

2. Vì sao phương án tăng áp tuabin khí liên hệ cơ khí bị tác giả loại bỏ?

Trong phương án liên hệ cơ khí, trục tuabin, động cơ và máy nén nối cứng với nhau. Dù áp suất nạp đạt 3,4 $kG/cm^2$, áp suất khí xả trước tuabin bị đẩy lên mức 16 $kG/cm^2$. Áp suất xả quá lớn làm tăng công tiêu hao cho quá trình xả và khiến lượng khí sót lưu lại trong xi lanh rất lớn, cản trở việc nạp khí mới.

3. Quy định về khe hở lắp ghép của nhóm pít tông và xu páp trên động cơ 7M-GTE là bao nhiêu?

Khe hở giữa thân pít tông và vách xi lanh ở chế độ nước làm mát 80 ÷ 90°C là 0,04 ÷ 0,06 mm. Khe hở miệng xéc măng khí là 0,3 ÷ 0,5 mm; khe hở miệng xéc măng dầu là 0,1 ÷ 0,5 mm. Khe hở nhiệt xu páp nạp là 0,15 ÷ 0,20 mm; khe hở nhiệt xu páp thải là 0,25 ÷ 0,30 mm.

4. Căn cứ vào đâu tác giả lựa chọn tuabin hướng trục thay vì tuabin hướng kính?

Dựa vào chỉ tiêu công suất thiết kế mục tiêu sau khi tăng áp của động cơ là $Ne = 900 \text{ kW}$. Tuabin hướng kính chỉ có dải công suất thích ứng từ 15 đến 750 kW, trong khi tuabin hướng trục đáp ứng dải công suất từ 150 đến 30.000 kW với hiệu suất máy nén cao hơn (0,75 ÷ 0,86) và chịu được nhiệt độ khí xả lên đến 700°C.

5. Biện pháp nào được đề xuất để hạn chế nhược điểm sinh nhiệt của máy nén ly tâm?

Quá trình nén khí trong máy nén ly tâm là quá trình đa biến làm tăng nhiệt độ không khí nạp, gây tổn hao công nén và dễ sinh kích nổ trên động cơ xăng. Tác giả đề xuất ba giải pháp: cho nước làm mát tuần hoàn qua buồng làm nguội bố trí trong vỏ máy nén, bố trí các cánh tản nhiệt trong ống loe/bộ phận hướng dòng và lắp đặt buồng làm mát trung gian (intercooler) trên đường nạp.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Tống Đức Hòa đã giải quyết bài toán thiết kế lựa chọn cấu hình hệ thống tăng áp cho động cơ xăng Toyota 7M-GTE trên cơ sở lý thuyết nhiệt khí động và kết cấu động cơ đốt trong. Qua quá trình so sánh kỹ thuật, tác giả đã chứng minh phương án tăng áp tuabin khí liên hệ khí thể kết hợp giữa tuabin hướng trục và máy nén ly tâm là giải pháp phù hợp để tăng áp suất có ích trung bình và tối ưu hóa công suất động cơ. Các số liệu hình học, dung sai lắp ghép và quy trình bảo dưỡng được trích xuất chi tiết tạo nên giá trị tham khảo kỹ thuật rõ ràng cho công tác nghiên cứu và đào tạo chuyên ngành ô tô.