Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải

Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1 - TC trên xe tải ISUZU - QKR 2011
0
LỜI NÓI ĐẦU
Sau quá trình học tập tại giảng đường đại học, đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ
cuối cùng để sinh viên hoàn thành khi ra trường. Việc làm đồ án giúp sinh viên tổng
hợp và khái quát lại những kiến thức cơ sở ngành cũng như chuyên ngành. Qua quá
trình làm đồ án sinh viên tự rút ra nhận xét và kinh nghiệm cho bản thân trước khi
bước vào công việc thực tế của một kỹ sư tương lai.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong thời gian qua động cơ đốt
trong cũng không ngừng được cải tiến để nâng cao công suất. Một trong những
phương pháp nâng cao công suất hiệu quả hiện nay là sử dụng hệ thống tăng áp cho
động cơ. Tuy nhiên, vì điệu kiện thời gian học tập trên lớp sinh viên chưa được
nghiên cứu và tìm hiểu nhiều sâu về hệ thống này. Chính vì vậy mà chúng em chọn
đề tài “Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải ISUZU – QKR-
2011” để làm đề tài tốt nghiệp. Qua đề tài này chúng em muốn hiểu rõ hơn bản chất
cũng như các quá trình làm việc của động cơ khi có hệ thống tăng áp, đồng thời đưa
ra phương pháp tăng áp tốt nhất để nâng cao công suất động cơ và có cách khắc
phục các nhược điểm của nó.
Cuối cùng! Chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo trong Bộ
Môn Máy Thủy Khí. Đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, dạy dỗ, góp ý cho chúng em
trong suốt thời gian thực hiện đồ án này. Nhưng do trình độ của chúng em có hạn,
tài liệu tham khảo khó khăn, thời gian ngắn nên trong quá trình thực hiện sẽ không
tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự góp ý của quý Thầy Cô để chúng em
ngày một hoàn thiện hơn.
Đà Nẵng, ngày11 tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Trần Quang Trung Võ Xuân Hoanh

1
1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài
Với xu thế hội nhâp hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam nói chung và ngành
cơ khí Động lực nói riêng đang đứng trước những cơ hội và thách thức. Đặc biệt với
sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng truyền thống đã ảnh hưởng không nhỏ đến sự
phát triển của nền kinh tế. Nó tác động trực tiếp đến sự phát triển của nền khoa học
kỹ thuật, trong đó ngành cơ khí động lực chịu ảnh hưởng trực tiếp. Cùng với những
yêu cầu ngày càng cao của nhu cầu cuộc sống, nó đòi hỏi sự cải tiến lớn trong tất cả
các lĩnh vực khoa học nói chung và đối với ngành Động lực nói riêng cũng không
nằm ngoài quy luật phát triển đó. Yêu cầu đặc ra cho các ngành kinh tế là phải làm
sao để tiết kiệm hơn nữa nguồn năng lượng truyền thống mà không làm thay đổi cở
bản nền khoa học công nghệ truyền thống.
Để cải tiến và hoàn thiện hơn cho động cơ đốt trong, ngành Động lực đã
nghiên cứu và chế tạo ra nhiều những loại động cơ với tính năng ưu việt nhất, tiết
kiệm nhiên liệu nhất, bằng cách cải tiến và hoàn thiện những hệ thống trên động cơ
như: Hệ thống nhiên liệu (phun xăng điện tử, phun dầu điện tử), hệ thống đánh lửa
điện tử, sử dụng hệ thống tăng áp..v..v.. Và một trong những biện pháp hữu hiệu
nhất để nâng cao công suất cho động cơ diezel được sử dụng rộng rãi ngày nay đó
chính là sử dụng hệ thống tăng áp bằng tuốc bin chạy bằng năng lượng khí thải của
chính động cơ để góp phần tiết kiệm nhiên liệu.
Trong thời gian thực tập vưa qua tại Công ty ô tô ISUZU em đã lựa chọn
nghiên cứu đề tài này và làm Đồ Án Tốt Nghiệp cho mình sau thời gian được học
tập tại Khoa Cơ Khí Giao Thông của Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng. Tên đề
tài chính thức mà nhóm em thực hiện đó là: Thiết kế hệ thống tăng áp bằng tuốc
bin khí xả trên động cơ 4JB1-TC lắp trên xe tải QKR sản xuất năm 2011.
Các biện pháp cường hoá đối với động cơ diesel được thực hiện theo hai cách:
Thứ nhất là tăng số vòng quay n của động cơ, phát triển động cơ cao tốc, thứ hai là
tăng áp suất và giảm nhiệt độ môi chất mới trước khi nạp vào xy lanh động cơ, phát
triển động cơ tăng áp có làm mát trung gian cho không khí nén.
Việc nâng cao số vòng quay n của động cơ bị hạn chế bởi nhiều yếu tố liên
quan đến việc tổ chức chu trình, vật liệu và công nghệ chế tạo. Sử dụng hệ thống
tăng áp trên cơ sở không thay đổi số vòng quay n mà chỉ là tăng mật độ môi chất
qua đó làm tăng khối lượng môi chất mới nạp vào xylanh trong mỗi chu trình. Ngày

2
nay sử dụng rộng rãi biện pháp tăng áp bằng tuốc bin khí xả nhằm tránh dùng công
suất có ích để dẫn động máy nén khí, nhờ đó tiết kiệm năng lượng của động cơ.
Xã hội ngày càng phát triển, nhưng theo cùng với sự phát triển này là những
nguy cơ đe dọa đến sự tồn tại của nơi chúng ta đang sống đó chính là Trái Đất. Và
một trong những nguy cơ đó xuất phát từ sự ô nhiễm môi trường mà do chính chúng
ta đã tạo ra. Vì vậy để tạo ra một sự phát triển bền vững cho xã hội, mỗi chúng ta
đều phải có những hành động cụ thể để góp phần bảo vệ sự phát triển bền vững đó.
Sử dụng hệ thống tăng áp bằng tuốc bin khí xả cho động cơ là một trong những biện
pháp vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ tiết kiệm năng lượng nhưng đồng thời
cũng mang một ý nghĩa xã hội rất to lớn chính nhờ vào việc hạn chế ô nhiễm môi
trường do khí thải từ động cơ gây ra. Để hạn chế mức độ ô nhiễm do khí thải của
động cơ trên ôtô là một trong những tiêu chuẩn không thể thiếu ở các quốc gia, và
các tiêu chuẩn này ngày càng khắc khe hơn. Chính những yêu cầu khắt khe này đòi
hỏi nhà sản xuất phải có những biện pháp cải tiến thiết thực cho những động cơ
đang và sẽ được sản xuất mới, và một trong những biện pháp đó chính là sử dụng hệ
thống tăng áp bằng tuốc bin khí xả.
1.2. Lịch sử phát triển của tăng áp cho động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong có những bước phát triển thăng trầm do nhiều nguyên nhân
khác nhau như người ta hy vọng vào một nguồn động lực khác có các đặc tính tốt
hơn, hoặc lo sợ về sự cạn kiệt của nguồn nhiên liệu, vấn đề ô nhiễm môi trường do
nó gây ra đối với môi trường và sức khỏe con người. Với những bước phát triển kỳ
diệu, vượt bậc trong nghiên cứu, chế tạo động cơ xăng cũng như động cơ diesel đã
đánh bại mọi nghi ngờ về sự tồn tại và phát triển của nó.Với những ưu điểm vượt
trội về nhiều mặt, đặc biệt là hiệu suất cao trong phạm vi công suất rộng, nhỏ gọn
nên ĐCĐT hiện nay chiếm ưu thế tuyệt đối trong một số lĩnh vực như vận tải đường
bộ, đường thủy, phát điện dự phòng…Lịch sử phát triển của hệ thống tăng áp luôn
gắn liền với lịch sử phát triển của ĐCĐT.
1.2.1. Lịch sử phát triển tăng áp cho động cơ xăng
Năm 1885 Gottlieb Deimler đã có đăng ký phát minh số DRP 34.926 về tăng
áp cho động cơ đốt cháy cưỡng bức. Trong thời kỳ này, hộp trục khuỷu được dùng
như một máy nén, quá trình nạp vào xy lanh lúc này chia thành 3 giai đoạn :
- Cuối quá trình giãn nở, khí ở hộp trục khuỷu tràn vào xy lanh và đẩy khí
cháy ra ngoài.

3
- Quá trình nạp bình thường
- Quá trình nạp thêm vào xylanh ở cuối hành trình nạp.
Với nguyên lý tăng áp tương tự, Wilhelm Maybach đã thiết kế cho động cơ
chữ V, nhưng công suất tăng lên không đáng kể nên hãng Deimler đã loại bỏ
phương án này.
Sau chiến tranh thế giới thứ nhất, hãng Deimler khôi phục những thí nghiệm
và phát triển hệ thống tăng áp cho động cơ máy bay, xe đua và xe thể thao. Ngày
nay các động cơ xăng đều sử dụng tăng áp không có máy nén như tăng áp dao động
và cộng hưởng, tăng áp sóng áp suất…hoặc kết hợp các tăng áp này với tăng áp
tuốc bin khí.
1.2.2. Lịch sử phát triển tăng áp cho động cơ diesel
Năm 1896 Rudolf Diesel đã đăng ký phát minh số 67207 về tăng áp cho động
cơ tự bốc cháy thực hiện quá trình nén nhiều cấp trong động cơ một xylanh bằng
cách bố trí thêm một bơm nén trước đường nạp, phát minh này được đăng ký dưới
tên DRP 95.680 ngày 06/03/1896.
Cuối năm 1896 Rudoif Diesel đã chế tạo thành công động cơ dùng thể tích
phía dưới piston để nén khí nạp vào trong một bình phụ, đế hành trình nạp, khí có
áp suất cao từ bình nén vào xylanh. Qua phân tích các kết quả có từ thí nghiệm thì
phát minh này không được ứng dụng vì tổn thất lớn.
Năm 1929 hãng Werkspoor cho ra đời động cơ tăng áp bằng hộp trục khuỷu
lắp trên tàu chở dầu Megava của tập đoàn dầu mỏ Anglo Saxon. Thành tựu phát
triển tăng cho động cơ diesel được phát triển từ đây và là thành tựu tăng áp đáng kể
nhất cho ĐCĐT.
1.2.3.Tăng áp cho động cơ máy bay
Động cơ đốt trong được sử dụng cho máy bay thì tăng áp cho nó đóng một vai
trò rất quan trọng vì mật độ không khí giảm rất nhiều khi tăng độ cao.
Năm 1910 chiếc máy bay tăng áp dẫn động bằng cơ khí đầu tiên xuất hiện và
đạt độ cao 5,2km.
Năm 1917 hãng Rateau của Pháp chế tạo và thử nghiệm động cơ xăng tăng áp
bằng tuốc bin khí đầu tiên nhưng chưa được sử dụng vào thời điểm đó được, và mãi
đến chiến tranh thế giới lần thứ II mới được hoàn chỉnh.
Năm 1939 hãng Junkers chế tạo và đưa vào bay thử động cơ 2 kỳ tăng áp bằng
tuốc bin cho máy bay.

4
1.2.4.Tăng áp bằng tuốc bin khí
Ngày 16/11/1905 kỹ sư Alfred Buchi người Thụy Sỹ đăng ký phát minh số
DRP 204630 về liên hợp máy bao gồm: Máy nén chiều nhiều tầng, một động cơ
diesel và một máy nén nhiều cấp tất cả đều nối chung trên một trục dẫn động bằng
cơ giới.
Năm 1911 đến 1914 Alfred Buchi đã bố trí dẫn động máy nén từ thiết bị bên
ngoài và khí xả của động cơ được đưa đến sinh công trong tuốc bin.
Năm 1923 hãng MAN của Đức đã đóng tàu vận tải khách được trang bị 2
động cơ 4 kỳ 10 xylanh tăng áp dựa trên nguyên lý của Alfred Buchi.
Ngày 30/11/1925 Alfred Buchi đã phát minh số 122664 về hệ thống tăng áp
gọi là sóng áp suất mà ngày nay gọi là tăng áp bằng tuốc bin biến áp hay tuốc bin
xung.
Năm 1926 Alfred Buchi đã thực hiện thí nghiệm tăng áp trên nhà máy đầu
tàu hỏa tại Winterthur Thụy Sỹ và thu được nhiều thành tựu rực rỡ.
2. GIỚI THIỆU CHUNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TẢI QKR
VÀ ĐỘNG CƠ 4JB1-TC
2.1. Giới thiệu chung về xe tải ISUZU-QKR 2011
Tập đoàn ISUZU MOTORS Nhật Bản được thành lập năm 1937, là tập đoàn
có lịch sử lâu đời nhất trong ngành sản xuất ôtô tại Nhật Bản. Trải qua nhiều thập
kỷ, ISUZU luôn là một trong những nhà sản xuất hàng đầu thế giới về các loại xe
tải ( bao gồm xe tải nhẹ, tải trung bình và xe tải nặng), xe Bus, xe khách và động cơ
Diezel dùng trong công nghiệp.
Sau gần 10 năm thành lập, ISUZU Việt Nam đã khẳng định vị trí và đẳng cấp sản
phẩm tiết kiệm nhiên liệu nhất. Động cơ ISUZU nổi tiếng với công nghệ tiên tiến,
hiện đại, bền bỉ, thân thiện với môi trường. Ở thị trường Việt Nam nói riêng và thế
giới nói chung thì xe tải ISUZU luôn là lựa chọn hàng đầu của khách hàng để đáp
ứng bài toán kinh tế, tiết kiệm và lâu dài.
Nhằm mang đến những sự lựa chọn đa dạng hơn cho việc vận chuyển hàng hóa, sản
phẩm của khách hàng, ISUZU Việt Nam vừa ra mắt hai loại xe tải mới:
- Xe tải ISUZU QKR55F.
- Xe tải ISUZU QKR55H
Giới thiệu tổng quan về xe QKR 55F và những ký hiệu của xe: Xe tải ISUZU

5
55F tải trọng 1,4 tấn, động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp, Công suất
lớn nhất: 67kw/3400( v/ph ), mômen xoắn cực đại 196 Nm / 2900 rpm, chiều dài
toàn bộ chiếc xe OAL = 5085, chiều rộng xe OW = 1806, chiều cao tính từ mặt
đường tới sát xi của xe là EH = 770, chiều dài cơ sở của xe WB= 2750, khoảng sáng
gầm xe HH = 190, chiều dài sát xi lắp thùng là CE = 3545. Xe sử dụng hộp số 5 cấp
với 5 số tiến và 1 số lùi. Tốc độ tối đa của xe là 101 km / h, khả năng leo dốc tối đa
44,6 %, lốp 7.0015R ( cỡ vỏ 700- 15 ), động cơ sử dụng máy phát điện xoay chiều
có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho acquy. Nguồn điện luôn
đảm bảo một điện áp ổn định ( 12 V – 50 A ) ở mọi chế độ phụ tải và thích ứng với
mọi điều kiện môi trường làm việc, máy phát điện có công suất và độ tin cậy làm
việc cao ( chịu đựng được sự rung lắc, bụi bẩn, hơi dầu máy, hơi nhiên liệu và do
ảnh hưởng bởi nhiệt độ khá cao của động cơ ), bên cạnh đó máy phát còn có kích
thước nhỏ gọn đặc biệt có giá thành rẻ, việc chăm sóc và bảo dưỡng trong quá trình
sử dụng ít .
Q : Xe tải hạng trung.
K : Tổng trọng tải 3,5 – 5,5 tấn.
R : 4  2
55 : Sử dụng động cơ 4JB1
Xe tải QKR 55F – 1,4 tấn, màu ngoại ( màu trắng), màu nội thất trong xe được
trang trí bởi màu xám hết sức trang nhã và giản dị. Xe được thiết kế với 2 chỗ ngồi
và có hai cửa lên xuống. Xe tải ISUZU QKR 55F – 1,4 tấn thùng lửng. Đồng thời
còn trang bị những thiết bị phục vụ và cải thiện tiện nghi của con người như: Điều
hòa không khí, hệ thống gạt nước và rửa kính chắn gió, hệ thống nâng hạ kính cửa
đầu đọc CD/MP3....
Điều hòa không khí: Hệ thống điều hòa không khí làm nhiệm vụ duy trì nhiệt
độ và độ ẩm thích hợp, cung cấp một lượng không khí đã được lọc sạch lưu thông
qua trong khoang hành khách của ôtô. Khi thời tiết nóng, hệ thống điều hòa nhiệt độ
có nhiệm vụ giảm nhiệt độ còn khi thời tiết lạnh thì hệ thống cung cấp khí nóng để
tăng nhiệt độ trong khoang hành khách. Không khí trong ôtô thích hợp nhất là khi
sự trao đổi nhiệt giữa người trong xe với môi trường xung quanh thực hiện ở điều
kiện cường độ cực tiểu của hệ thống tự điều chỉnh thân nhiệt của con người. Để tạo
vùng vi khí hậu trong xe thích hợp với con người và độc lập với ngoài xe, trên ôtô
hiện nay thường dùng hệ thống điều hòa không khí.

6
Hình 2 - 1 Sơ đồ Tổng thể chiếc xe QKR 2011
Hệ thống gạt nước kính chắn gió: Để an toàn lái xe lúc trời mưa, luật giao
thông bắt buộc ôtô phải trang bị máy gạt nước kính chắn gió ở phía trước của xe.
Nhiệm vụ của nó là phải trang bị của nó là phải gạt nước trong một khung khá rộng
giúp người lái xe thấy rõ mặt đường phía trước khi trời mưa.
Hệ thống nâng hạ kính: Cửa kính của xe được nâng – hạ (đóng – mở ) bằng
tay quay và bằng điện nếu có. Một động cơ điện bố trí trong xe và một cơ cấu
truyền lực dùng thanh răng – bánh răng làm nhiệm vụ và nâng hạ kính xe bằng công
tắc riêng dành cho từng cửa bố trí ngay thành cửa của xe.
Máy rửa kính: Máy rửa kính là một bộ phận trong hệ thống gạt nước kính chắn
gió. Khi người lái xe ấn nút rửa kính sẽ có những tia nước xịt lên mặt kính, đồng
thời hệ thống gạt nước sẽ làm việc lau sạch bụi và các chất gây bẩn khác bám vào
kính chắn gió trong quá trình xe chạy.
Đầu đọc CD/MP3: Hệ thống âm thanh là một thiết bị để tạo ra môi trường làm
việc thoải mái cho người lái giống như điều hòa không khí. Các bản nhạc từ CD
hoặc chương trình phát thanh âm nhạc từ hệ thống âm thanh sẽ làm cho người lái
ISUZU
190
7
1 2 3 4 5 6
8
9
10
4155
5085
770
9753360750
1806
1528
1945
2660
1480

7
được thoải mái. Bên cạnh đó, người lái cũng cần có các thông tin về tình trạng hệ
thống giao thông cũng như thông tin về thời sự. Ở hệ thống âm thanh của ôtô người
ta trang bị đầu đọc đĩa CD và chức năng thu sóng radio, cấu tạo của hệ thống âm
thanh của xe gồm:
Radio: Ăng ten thu sóng radio được truyền đi từ đài phát thanh và chuyển
thành tín hiệu âm thanh rồi gửi tới bộ khuyếch đại. Radio trên xe ISUZU có bộ thu
sóng AM/FM:
Đầu đọc CD: Dùng để đọc tín hiệu số trên đĩa quang rồi thực hiện sự chuyển
đổi D – A ( số/ Analog ) và gửi âm thanh tới bộ khuyếch đại.
Bộ khuyếch đại: Dùng để khuyếch đại tín hiệu từ radio, đĩa CD và gửi tín hiệu
này tới các loa.
Loa: Loa được dùng để chuyển tín hiệu điện đã được khuyếch đại thành dao
động âm thanh trong không khí . Để nghe được tín hiệu âm thanh stereo nhất thiết
phải có 2 loa.
Xe cũng được trang bị hệ thống chiếu sáng dạng đèn thuộc hệ Châu Âu, với
loại bóng đèn có dây tóc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm có dạng thẳng được bố trí phía
trước tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học, bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ ngăn
không cho các chùm ánh sáng phản chiếu làm lóa mắt người đi xe ngược chiều. Dây
tóc ánh sáng gần có công suất nhỏ hơn dây tóc ánh sáng xa khoảng 30 – 40 %. Hiện
nay miếng phản chiếu nhỏ bị cắt phần bên trái một góc 0
150 , nên phía phải của
đường được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái. Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu
thường có hình tròn , hình chữ nhật hoặc có 4 cạn, và xe tải ISUZU QKR đã xử
dụng loại đèn có hình dạng 4 cạnh này:
Do nơi nhu nhu cầu tải trọng và vận chuyển, ôtô ngày nay được chế tạo càng
ngày càng lớn, càng nặng thêm, công suất động cơ động cơ càng khỏe thêm, nhiều
ôtô dùng bánh xe có hông rộng hơn (đặc biệt là xe tải). Với những thay đổi tính
năng này của ôtô, hệ thống lái xe cơ khí thông thường bằng tay gặp phải nhiều bất
lợi. Để giải quyết vấn đề này thì người ta thiết kế bộ lái trợ lực. Bộ này cung cấp
một lực đẩy phụ với lái xe để lái hai bánh xe hướng dẫn . Động cơ 4JB1 – TC trên
xe tải ISUZU - QKR dùng bộ trợ lực thủy lực, so với các bộ trợ lực khác như (như
trợ lực khí nén, trợ lực điện, trợ lực điện thủy lực) thì trợ lực thủy lực có ưu điểm
cấu tạo đơn giản, tác động nhanh hiệu suất trợ lực cao. Với công nghệ chế tạo hiện
đại cho phép thiết kế được những bộ trợ lực thủy lực có kết cấu nhỏ gọn nên nó
được sử dụng trên hầu hết trên các loại xe ôtô, trong đó xe tải hầu hết sử dụng loại
trợ lực này:

8
Chúng ta biết rằng ma sát là đặc tính để kháng cự lại sự di động giữa hai vật
thể trượt lên nhau, thắng ôtô được chế tạo dựa trên đặc tính ma sát. Trong hệ thống
phanh của xe có trọng tải nhỏ và vừa thì hầu hết sử dụng phanh thủy lực loại dùng
tambua ( Brake drums – trống thắng ). Hệ thống phanh của xe tải ISUZU QKR sử
dụng loại phanh tang trống, cấu tạo gồm: Xylanh cái, xylanh con ở các bánh xe, các
ống dẫn từ xylanh cái tới xylanh con, cơ cấu tác động phanh nơi mỗi bánh xe....
Xylanh cái: Trong hệ thống phanh thủy lực, xylanh cái được xem như bơm thủy lực
chính có công dụng tạo ra áp suất thủy lực truyền xuống các xylanh con để tác động
hãm xe. Trong đầu xylanh cái có bố trí một van liên hợp, đây là van hai chiều (van
này gồm một đế cao su được lò xo ấn sát xylanh, trên đế cao su có van một chiều
cho dầu bơm đi. Bình dầu xylanh có thể được kết cấu dính liền với xylanh cái hoặc
bố trí rời.
Xylanh con: Chức năng của xylanh con trong bánh xe là tiếp nhận áp suất thủy
lực từ xylanh cái để tác động càng phanh cọ vào tambua hãm xe. Tùy theo kiểu thiết
kế, mỗi bánh xe có thể có một hoặc hai xylanh con. Xylanh con được đúc bằng
gang, bên trong xylanh có hai piston nhôm và hai cuppen:
Khung xe nhằm mục đích xây dựng một cấu trúc thật bền vững cho thân xe
bao gồm các vấu với giá đỡ an toàn để chặt chẽ hệ thống treo xe và hệ thống giảm
xóc. Xe tải ISUZU sử dụng kiểu khung thép thiết kế rời khỏi thân xe, thân xe được
bắt chặt nhiều điểm vào khung xe bằng bulông qua trung gian là các đệm cao su
nhằm giảm chấn rung động. Khung xe được cấu trúc bằng hai thanh đà dọc gọi là
dầm dọc, các dầm này được gia cố vững chắc nhờ các dầm ngang. Dầm dọc và dầm
ngang của khung xe được chế tạo bằng thép lá dày tiết diện hình máng chữ U.
Cầu xe là cụm chi tiết được đặt dưới gầm xe, hai phần đầu của cầu để tỳ lên
moayơ của bánh xe do đó cầu xe được làm giá đỡ cho hệ thống treo để toàn bộ tải
trọng của xe đặt lên khung gầm thông qua hệ thống treo truyền tới được phân bố
đều trên các bánh xe. Xe sử dụng cầu sau làm cầu chủ động với kết cấu kiên cố và
vật liệu tốt, thông thường vỏ cầu chủ động được kết cấu do nhiều phần làm bằng
thép lá dày hàn dính vào nhau. Phần giữa của vỏ cầu được chế tạo bằng thép đúc
làm nơi gắn bộ vi sai.
Hệ thống treo ôtô là hệ thống liên kết đàn hồi giữa bánh xe và khung xe hoặc
vỏ xe. Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc với bộ phận đàn hồi là nhíp, vì nhíp có
ưu điểm: kết cấu đơn giản, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, nhíp làm nhiệm vụ đàn
hồi và dẫn hướng bên cạnh đó thì nhíp cũng có khả năng giảm chấn

9
2.2. Giới thiệu chung về động cơ 4JB1-TC
Động cơ 4JB1-TC là động cơ 4 xylanh thẳng hàng, được thiết kế để lắp đặt
trên các model xe tải nhẹ của hãng ISUZU như model NHR, NLR, và nay được lắp
trên dòng xe QKR.
Động cơ 4JB1-TC được thiết kế đạt tiêu chuẩn khí thải UERO 2. Được trang
bị hệ thống tăng áp Turbo Charge. Hệ thống nhiên liệu được cung cấp bởi bơm cao
áp VE. Đặc điểm cấu tạo của động cơ 4JB1-TC: Mỗi xylanh có 2 xupap một xupap
hút và một xupap thải, được điều khiển bởi một dàn cò mổ và đũa đẩy.
2.2.1.Thông số kỹ thuật của động cơ 4JB1-TC
Bảng 2 - 1 Các thông số kỹ thuật của động cơ 4JB1-TC
Động cơ 4JB1-TC
Loại động cơ 4 xylanh, dầu diesel
Loại xylanh Xy lanh khô, mạ crôm, thép không rỉ
Thứ tự nổ 1 - 3 - 4 - 2
Số xylanh – đường kính x hành trình
(mm)
4 xylanh – 93 x 102 (mm)
Dung tích xylanh (cc) 2772
Tỷ số nén 18,1
Áp suất nén (kg/cm2
) 31
Loại buồng đốt Phun trực tiếp
Tốc độ cầm chừng 750 – 790 vòng/phút
Hệ thống nhiên liệu Bơm phân phối Bosch
Loại bơm cao áp VE
Loại kim phun nhiên liệu Cơ khí
Áp suất mở kim phun
Giai đoạn 1: 199 kg/cm2
Giai đoan 2: 270 kg/cm2
Loại lọc Lọc giấy có bộ tách nước
Loại xupap Trục cam có đũa đẩy

10
Loại truyền động Bánh răng
Van hút mở sớm (o
) 24,5 o
Van hút đóng muộn (o
) 55,5 o
Van xả mở sớm (o
) 54 o
Van xả đóng muộn (o
) 26 o
Khe hở xupap hút khi nguội 0,4 (mm)
Khe hở xupap xả khi nguội 0,4 (mm)
Phương pháp làm mát Bằng nước
Loại bơm nước Bơm ly tâm cánh gạt
Loại van hằng nhiệt Wax pellet
Nhiệt độ mở van hằng nhiệt 82 o
C, mở hoàn toàn 95 o
C
Phương pháp bôi trơn Áp suất bơm nhớt
Loại bơm nhớt Bơm bánh răng
Lượng nhớt 6,6 – 7,1 lít
Loại lọc nhớt Lọc giấy dạng lõi
Loại lọc không khí Loại lọc giấy khô
Hệ thống xông máy Bugi xông
Công suất máy khởi động 12V -2 kW
Công suất máy phát 12V - 50A
Loại tiết chế IC

11
2.3. Các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ 4JB1- TC
a. Kết cấu trục khuỷu
Trục khuỷu được làm từ thép cacbon, gồm năm cổ trục và tám khối lượng cân
bằng đặt trên nó. Có một loại vật liệu đặc biệt được phủ lên bề mặt của trục khuỷu
để tăng cường độ cứng chống ăn mòn do ma sát sinh ra.
Hình 2 - 1 Kết cấu trục khuỷu động cơ 4JB1-TC
1- Cổ khuỷu; 2, 3- Nút ren; 4- Chốt khuỷu; 5- Đường dầu bôi trơn
+ Đầu trục khuỷu:
Trên đầu trục có lắp đai ốc khởi động trong trường hợp acquy gặp sự cố không
cung cấp điện được cho hệ thống khởi động, mặt khác nó còn bố trí puly dẫn động
quạt gió và bơm nước cho hệ thống làm mát, ngoài ra nó còn lắp bánh răng dẫn động
trục cam.
+ Cổ trục khuỷu:
Do điều kiện làm việc của trục khuỷu động cơ 4JB1-TC là luôn tiếp nhận tải
trọng lớn nên nó được thiết kế với 5 cổ trục chính. Trong cổ trục chính có khoan
đường dầu bôi trơn để dầu đi bôi trơn các cổ biên.
+ Chốt khuỷu:
Chốt khuỷu động cơ 4JB1-TC có đường kính  = 56 (mm) nhỏ hơn đường
kính cổ trục. Ngoài ra chốt khuỷu được chế tạo rỗng vừa giảm khối lượng trục
khuỷu vừa dùng để chứa dầu bôi trơn.
+ Má khuỷu:
Hình dạng và kích thước của má khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào đường kính cổ
trục và chốt khuỷu. Kết cấu má khuỷu của động cơ 4JB1-TC như hình vẽ trên.
+ Đối trọng:
Đối trọng của động cơ 4JB1-TC có hai nhiệm vụ chủ yếu là:

12
- Cân bằng các lực và mômen của lực quán tính chưa được cân bằng như lực
quán tính ly tâm, mômen của lực quán tính ly tâm.
- Giảm mômen uốn cổ trục.
Ở động cơ 4JB1-TC, đối trọng được đúc liền với trục khuỷu.
+ Đuôi trục khuỷu:
Đuôi trục khuỷu là nơi truyền công suất của động cơ ra ngoài. Ở đuôi trục
khuỷu có lắp bánh đà nhằm duy trì và cân bằng mômen cho động cơ, ngoài ra nó
còn lắp ổ bi đỡ trục khuỷu và phớt chắn dầu không cho dầu rò rỉ ra bên ngoài.
b. Nhóm piston, thanh truyền
+ Nhóm piston:
Piston động cơ 4JB1-TC được chế tạo bằng hợp kim nhôm và bên ngoài
được tráng một lớp nhựa hợp kim để gia tăng độ cứng và chống ăn mòn hóa học.
Piston được chế tạo lệch tâm để không những giảm ứng suất va đập mà còn giảm
tiếng ồn khi vận hành.
Các đường làm mát được đúc ngầm trong piston để gia tăng hiệu quả làm mát cho
piston. Piston có đường kính  = 93 (mm).
Đỉnh piston có khoét lõm dạng ômêga để tạo ra dòng khí xoáy lốc ở cuối quá
trình nén. Khi nhiên liệu được phun vào gặp dòng xoáy lốc này sẽ được xé nhỏ hơn,
sấy nóng và hoà trộn đều hơn với không khí tạo hỗn hợp hoà khí tốt hơn cho quá
trình cháy của động cơ.
Đầu piston có 3 rãnh để lắp xécmăng, hai rãnh xécmăng khí ở phía trên và 1
rãnh xécmăng dầu ở phía dưới.
Ø93
Hình 2 – 2 Kết cấu piston động cơ 4JB1-TC
- Xécmăng khí được lắp trên đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn
không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống cacte. Trong động cơ, khí cháy có thể

13
lọt xuống cacte theo ba đường: Qua khe hở giữa mặt xylanh và mặt công tác (mặt
lưng xécmăng); qua khe hở giữa xécmăng và rãnh xécmăng; qua khe hở phần miệng
sécmăng. Xécmăng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu bôi trơn sục lên buồng cháy, và gạt
dầu bám trên vách xylanh trở về cacte, ngoài ra khi gạt dầu xécmăng dầu cũng phân
bố đều trên bề mặt xylanh một lớp dầu mỏng.
Điều kiện làm việc của xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao,
ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu bôi trơn. Xéc
măng của động cơ 4JB1-TC được chế tạo từ gang xám.
A A
A - A
a)
B B
B - B
b)
Hình 2 – 3 Kết cấu xécmăng của động cơ 4JB1-TC
a – xécmăng dầu; b – xécmăng khí
- Chốt piston là chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền
lực khí thể từ piston qua thanh truyền để làm quay trục khuỷu.
Trong quá trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn,
các lực này thay đổi theo chu kỳ và có tính chất va đập mạnh. Chốt piston được lắp
với piston và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp tự do. Khi làm việc chốt piston có
thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu
nhỏ thanh truyền và trên bệ chốt piston có lỗ để đưa dầu vào bôi trơn chốt piston.
Chốt piston động cơ 4JB1-TC được chế tạo từ thép 15XA có mặt cắt ngang
dạng hình trụ tròn rỗng.
Hình 2 – 4 Kết cấu chốt piston
+ Nhóm thanh truyền:

14
Thanh truyền được làm từ thép các bon, loại có hình dáng đặc biệt. Đầu
nhỏ của thanh truyền được chế tạo thon nhỏ để tăng cường khả năng cứng vững và
chịu lực tốt hơn.
Hình 2 – 5 Kết cấu thanh truyền
1- Thân thanh truyền; 2- Bu lông thanh truyền; 3- Bạc lót thanh truyền;
4- Đầu to thanh truyền
- Thanh truyền là chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu và biến chuyển
động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
Khi làm việc thanh truyền chịu tác dụng của: Lực khí thể trong xylanh, lực
quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Thanh truyền
động cơ 4JB1-TC được chế tạo từ thép C45 và gia công bằng phương pháp rèn
khuôn.
- Thân thanh truyền dạng hình chữ I, có gân gia cố nhằm tăng độ cứng vững
cho thanh truyền. Ngoài ra trên thân thanh truyền gần đầu nhỏ có dấu của hãng
ISUZU
- Đầu nhỏ thanh truyền có khoan lỗ để hứng dầu bôi trơn.
- Đầu to thanh truyền động cơ 4JB1-TC gồm hai nửa và chúng được nối với
nhau bằng bulông thanh truyền. Để chống lại sự mài mòn nhanh của chốt khuỷu thì
giữa đầu to và chốt khuỷu người ta có thêm bạc lót, bạc lót đầu to thanh truyền
được chế tạo từ hợp kim babit nên có tính chịu mòn cao, độ bám với thép tốt, có độ
cứng HB = 25  30 nên dễ rà khít với bề mặt trục.
c. Hệ thống nhiên liệu động cơ 4JB1-TC
Hệ thống phun nhiên liệu diesel truyền thống, sử dụng hệ thống bơm phun
phân phối kiểu VE. Các bộ phận chính trong hệ thống nhiên liệu bao gồm :

15
Hình 2 – 6 Hệ thống nhiên liệu động cơ 4JB1-TC
Thùng nhiên liệu, đường ống dẫn, lọc tách nước, lọc nhiên liệu, bơm cao áp
VE, kim phun nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp VE với công
nghệ chế tạo bơm cao áp bằng một bộ piston vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến
bên trong một xylanh. Áp suất cao áp của nhiên liệu sẽ chuyển đến từng kim phun
thông qua bộ chia dầu và đường ống dẫn dầu độc lập cho từng kim phun. Với dầu
có áp suất cao sẽ thắng được lực lò xo bên trong kim phun và nhiên liệu được phun
ra ngoài.
Để đảm bảo nhiên liệu được phun đúng thời điểm ta cần cân bơm và cân cam
đúng tài liệu sửa chữa.
+ Bơm cung cấp nhiên liệu:
Là loại bơm bánh răng được dẫn động từ trục cam làm quay đĩa cam, chốt
được gắn vào đĩa cam đồng thời ngàm chặt piston làm cho piston quay cùng đĩa
cam.

16
Hình 2 - 7 Bơm cung cấp nhiên liệu động cơ 4JB1-TC
Để piston chuyển động tịnh tiến, đĩa cam có các vấu cam được bố trí đều nhau
quanh chu vi đĩa cam. Các đĩa cam luôn tiếp xúc với các con lăn bởi vì piston cũng
luôn tỳ lên các con lăn này. Do đó khi đĩa cam quay sẽ làm cho piston quay theo và
nhờ các vấu cam piston cũng có thể chuyển động tịnh tiến một cách đồng thời. Vì
piston vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay nên có thể hút nhiên liệu
vào buồng áp suất, tạo áp suất trong đó và phân phối đến các xylanh.
+ Bộ điều tốc:
Bộ điều tốc được đặt ở phần trên của bơm cao áp, bốn quả văng và một vành
của bộ điều tốc được gắn trên trục của bộ điều tốc.
Van
phân phối

17
Hình 2 – 8 Bộ điều tốc
Cụm giữ, quả văng quay và tăng tốc được là nhờ bánh răng trục cam bơm
thông qua khớp nối cao su. Cụm cần điều tốc được đỡ bởi bu lông vỏ bơm và chốt
cầu ở dưới gài vào vành điều khiển đồng thời trượt trên vành ngoài của piston.
Phía trên cùng cụm điều tốc được nối với lò xo điều tốc bằng một chốt chặn,
còn đầu kia của lò xo được nối với bộ điều khiển.
Trục cần điều khiển được gài với vỏ của bộ điều tốc và trục cần điều khiển
được gắn trên trục. Bàn đạp ga được gắn trực tiếp với trục điều khiển bằng dây cáp
và lò xo bộ điều tốc sẽ thay đổi tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga.
Lượng phun nhiên liệu được tiết nhờ 2 lực đối kháng nhau, lực ly tâm quả
văng và lực ly tâm bộ điều tốc.
Lực ly tâm của quả văng thay đổi theo tốc độ động cơ và tác động lên cần của
bộ điều tốc qua vành của bộ điều tốc.
Lực lò xo bộ điều tốc tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga, sẽ tác động lên cần bộ
điều tốc qua chốt chặn.
+ Bộ điều khiển phun sớm:
Ở phía buồng áp thấp có lắp một lò xo định sẵn lực ép, áp suất nhiên liệu
buồng bơm tác dụng lên phía đối diện.
Bộ điều khiển phun sớm được bố trí phía dước bơm cao áp, trong đó có một
piston.

18
Vị trí piston của bộ phun sớm phụ thuộc vào lực tạo ra từ hai bộ áp suất này,
nó tác động lên giá đỡ và con lăn. Khi piston nén lò xo thì thời điểm phun sẽ sớm
lên và ngược lại.
Hình 2 – 9 Bộ điều khiển phun sớm
+ Bơm tiếp vận nhiên liệu:
Bơm cung cấp nhiên liệu gồm rôto, các cánh gạt và nòng xylanh bơm.
Hình 2 – 10 Sơ đồ bơm tiếp vận nhiên liệu
Trục dẫn động bơm quay truyền qua then và kéo rôto quay theo. Mặt trong của
nòng xylanh được thiết kế lệch tâm với rôto. Trên rôto có lắp bốn cánh gạt.
Lực ly tâm sẽ làm văng cánh gạt ra trong khi quay và cánh sẽ tiếp xúc với mặt
trong nòng xylanh để tạo ra bốn buồng nhiên liệu.

19
Do đó, thể tích của bốn buồng này tăng lên nhờ việc quay này để hút nhiên
liệu từ thùng nhiên liệu. Ngược lại, khi thể tích bốn buồng này giảm đi thì nhiên
liệu được nén lại và áp suất tăng lên.
+ Van điều tiết:
Áp suất nhiên liệu ở bơm cung cấp tăng tỷ lệ thuận với tốc độ bơm. Tuy nhiên
tổng lượng nhiên liệu được sử dụng cho việc phun cần thiết cho động cơ ít hơn
nhiều so với lượng nhiên liệu đến từ bơm cung cấp.
Hình 2 – 11 Van điều tiết
Vì vậy, để tránh việc tăng nhiên liệu quá mức áp suất nhiên liệu ở buồng bơm
do thừa nhiên liệu và để điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở buồng bơm luôn nằm trong
một áp suất nhất định, ở gần đường ra bơm cung cấp có gắn một van điều tiết áp
suất (van điều áp). Bộ điều khiển thời điểm phun hoạt động nhờ áp suất buồng bơm
được điều tiết bằng van điều áp.
+ Van điện từ ngắt nhiên liệu:
Van điện từ được ngắt và mở bởi một chìa khóa công tắc, công dụng là ngắt
hoặc cho nhiên liệu đi vào buồng cao áp.
Khi mở công tắc, dòng điện được cấp qua van điện, phần ứng ở tâm của van
điện từ được hút lên và nhiên liệu được cho chảy vào piston bơm. Khi ngắt dòng
điện, dưới áp lực của lò xo sẽ đóng đường dầu vào piston và động cơ ngừng hoạt
động.

20
Hình 2–12 Van điện từ ngắt nhiên liệu
d. Cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải ra
ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khí nạp mới vào xylanh động cơ trong kỳ nạp. Động
cơ 4JB1-TC có cơ cấu phân phối khí loại dùng xupáp treo, trục cam được bố trí
trong thân máy, với cách bố trí này tạo cho buồng cháy có kích thước nhỏ gọn, giảm
được tổn thất nhiệt, dễ dàng bố trí đường nạp và đường thải, tạo điều kiện thuận lợi
cho việc thải sạch và nạp đầy.
Hiện nay trên động cơ diesel chỉ dùng phương án bố trí xupáp này. Tuy vậy
nhược điểm của phương pháp bố trí xupáp treo là dẫn động xupáp phức tạp, làm
tăng chiều cao động cơ, và khi bố trí xupáp treo thì làm kết cấu của nắp xylanh
phức tạp.
Hình 2 – 13 Các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
Mỗi xylanh của động cơ được bố trí hai xupáp, một xupáp nạp và một xupáp
xả, các xupáp được đặt xen kẽ nhau. Đường nạp và đường thải được bố trí về hai
phía của động cơ, do đó giảm được sự sấy nóng không khí nạp.

21
Trục cam được bố trí trong hộp trục khuỷu, được dẫn động từ trục khuỷu
thông qua cơ cấu bánh răng. Xupáp được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy
và đòn bẩy.
Xupáp là chi tiết có điều kiện làm việc khắc nghiệt. Khi làm việc nấm xupáp
chịu tải trọng động và tải trọng nhiệt rất lớn nên yêu cầu nấm xupáp phải có độ
cứng vững cao, nên xupáp của động cơ 4JB1-TC được chế tạo từ thép hợp kim
40Cr.
Động cơ 4JB1-TC dùng xupáp có đáy bằng, mặt làm việc quan trọng của
xupáp là mặt côn, xupáp nạp có mặt côn này nghiêng một góc  = 300
, còn xupáp
thải thì có mặt côn nghiêng một góc  = 450
. Mặt làm việc được gia công rất kỹ và
được mài rà với đế xupáp.
Khi làm việc thân xupáp trượt dọc theo ống dẫn hướng xupáp, ống dẫn hướng
xupáp gắn chặt với nắp máy.
Đuôi xupáp có một rãnh hãm hình trụ để lắp ghép với đĩa lò xo, đĩa lò xo
được lắp với xupáp bằng hai móng hãm hình côn, mặt trên của đuôi xupáp được tôi
cứng để tránh mòn.
Để giảm hao mòn cho thân máy và nắp xylanh khi chịu lực va đập của xupáp,
người ta dùng đế xupáp ép vào họng đường thải và đường nạp.
Đế xupáp là một vòng hình trụ, trên đó có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn
của nấm xupáp, mặt côn trên đế xupáp thường lớn hơn mặt côn trên nấm xupáp
khoảng (0,5  1)0
, mặt ngoài của đế xupáp có dạng hình trụ trên có tiện rãnh đàn hồi
để lắp cho chắc.
Để đảm bảo cho xupáp ép chặt vào đế xupáp thì giữa xupáp và đòn bẫy phải có
một khe hở nhất định gọi là khe hở nhiệt.
Lò xo xupáp dùng để đóng kín xupáp trên đế xupáp và đảm bảo xupáp chuyển
động theo đúng quy luật của cam phân phối khí, do đó trong quá trình mở đóng
xupáp không có hiện tượng va đập trên mặt cam.
Ở động cơ 4JB1-TC dùng một lò xo trên xupáp nạp, và hai lò xo lồng vào
nhau trên xupáp thải nhằm tránh cho xupáp không bị bật ra khi động cơ làm việc ở
tốc độ cao.
Trục cam là chi tiết quan trong nhất, nó dùng để dẫn động xupáp đóng mở theo
quy luật nhất định. Trục cam bao gồm các phần cam nạp, cam thải và các cổ trục,
các cam được làm liền với trục.
Với động cơ 4 kỳ 1 hàng xylanh, góc lệch 1 giữa hai đỉnh cam cùng tên của
hai xylanh làm việc kế tiếp nhau bằng một nửa góc công tác k của hai xylanh đó.

22
Ở động cơ 4JB1-TC thì vật liệu dùng để chế tạo trục cam là thép hợp kim
thành phần các bon thấp 15X, cổ trục có độ cứng (52  65)HRC, độ thấm tôi từ
(0,07  2)mm, độ cứng bên trong cổ từ (30  40)HRC.
Vì vậy thường dùng loại thép hợp kim có thành phần các bon thấp rồi thấm
than, nhiệt luyện các bề mặt cần có độ cứng cao.
e. Hệ thống bôi trơn
+ Sơ đồ hệ thống bôi trơn
Hình 2 – 14 Hệ thống bôi trơn
+ Nguyên lý làm việc
Bôi trơn bằng phương pháp bôi trơn cưỡng bức sử dụng bơm bánh răng ăn
khớp trong. Bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thông qua bánh răng dẫn
động trên trục bơm. Dầu bôi trơn được hút từ cạcte thông qua lưới lọc, qua các
đường dầu chính để đến các ổ trục khuỷu, ổ trục cam, bôi trơn ổ chốt (ổ đầu to
thanh truyền) bôi trơn chốt piston (trên thanh truyền có bố trí đường dầu để dẫn dầu
đi bôi trơn chốt piston (đầu nhỏ thanh truyền), bôi trơn cơ cấu phân phối khí xupáp,

23
đòn bẩy, cò mỏ....). Đặc biệt, một lượng dầu được bơm liên tục để bôi trơn cho ổ
trược trục tuốc bin của hệ thống tăng áp động cơ.
Khi nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn 800
C, làm giảm độ nhớt, van điều chỉnh sẽ
mở cho dầu đi qua két làm mát. Van an toàn của bơm đảm bảo áp suất trên toàn hệ
thống không đổi. Trong trường hợp đường dầu bôi trơn bị kẹt vì một nguyên nhân
nào đó, van an toàn sẽ mở cho dầu xả về lại cạcte.
Mặt gương xylanh, piston, các chốt piston và các bánh răng được bôi trơn bằng
phương pháp dầu vung toé.
Sau khi bôi trơn bạc đầu to thanh truyền nhờ trục khuỷu đang quay với một tốc
độ lớn, dầu được vung toé và tạo thành một lớp sương mù trong không gian của
cạcte bên dưới piston. Những giọt dầu bám trên mặt gương xylanh, piston trên các
vẫn làm nhiệm vụ bôi trơn những chi tiết này rồi rơi về cạtte.
f. Hệ thống làm mát
+ Sơ đồ hệ thống làm mát
Hình 2 – 15 Sơ đồ hệ thống làm mát
1 - Két nước làm mát; 2 - Nắp két nước; 3 - Bình nước phụ; 4- Quạt gió; 5 - Van hằng
nhiệt; 6 - Bơm nước; 7 - Turbo; 8- Nắp máy; 9 - Van nhiệt bộ làm mát EGR; 10 - Van
nhiệt bộ làm mát dầu bôi trơn; 11- Bộ làm mát két dầu bôi trơn; 12 - Bộ làm mát EGR;
13 - Car Heater
+ Nguyên lý làm việc
Nước từ bình chứa nước, qua két làm mát, được dẫn vào bơm nước, đi vào làm
mát động cơ. Trong thời gian chạy ấm máy, nhiệt độ động cơ nhỏ hơn nhiệt độ làm

24
việc của van hằng nhiệt (82o
C) thì nước sẽ không qua két làm mát mà đi thẳng đến
bơm nước rồi đi vào động cơ.
Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt thì van sẽ
mở ra và cho nước từ động cơ qua két làm mát rồi đến bơm. Như vậy, nước sẽ được
tuần hoàn cưỡng bức trong quá trình làm việc của động cơ.
Nắp két nước có một van áp suất để duy trì áp suất bên trong ở mức độ nhất
định nhằm làm tăng hiệu quả của bơm nước. Nắp két nước cũng có một van chân
không để cân bằng với áp suất bên ngoài khi áp suất trong động cơ giảm khi động
cơ nguội để tránh trường hợp két nước bị móp méo.
Bình nước phụ để tránh hao hụt nước làm mát và để điều khiển áp suất bên
trong của kết nước, nhằm đảm bảo hiệu quả làm mát.
Khi động cơ nóng, thể tích nước làm mát giãn nở khoảng 30% khi nhiệt độ lớn
hơn 900
C và lượng nước giãn nở này sẽ tràn ra vì vậy phần trên của két nước có
kích thước thích hợp để đáp ứng sự giãn nở đó.
Khi nhiệt độ giảm, áp suất nước trong két giảm nước được hút trở lại két nước.
Tránh được hao hụt nước làm mát và luôn giữ đủ nước cho két nước.
g. Hệ thống khởi động
+ Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động
10 9 8 7 6
5
4 3 2
11 1
Hình 2 – 16 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động
1- Bánh răng trục khuỷu; 2- Nút dừng; 3- Vành răng khởi động; 4- Rãnh xoay một
chiều; 5- Đòn bẩy; 6- Đĩa tiếp điểm; 7- Lò xo hồi vị; 8- Vị trí nối dây dẫn; 9- Nút
khởi động; 10- Khoá nguồn; 11- Nguồn ắc quy

25
+ Nguyên lý hoạt động
Động cơ sử dụng hệ thống khởi động điện, nguồn khởi động 24V, công suất
của động cơ khởi động 2 (KW), cường độ dòng của nguồn ắcquy 160 (A.h).
Khi đóng công tắc nguồn 10 và ấn nút khởi động 9, dòng điện lúc náy đi từ:
(+) ắc quy khoá 10  nút khởi động 9  điểm nối 8  cuộn dây W1 và W2
trên rơ le động cơ khởi động  cuộn dây kích từ của động cơ khởi động  ( -) ắc
qui, đóng tiếp điểm 6, kéo đòn điều khiển 5 dịch chuyển qua trái, đẩy cơ cấu bánh
răng khởi động ăn khớp với bánh răng trục khuỷu, dòng điện từ (+) ắcquy đĩa
tiếp điểm 6  cuộn dây của động cơ khởi động, động cơ khởi động quay kéo bánh
răng trục khuỷu quay và động cơ chính được khởi động.
Khi ngắt nút khởi động, cuộn W1, W2 mất nguồn tiếp điểm mở, động cơ dừng
khởi động, cần điều khiển 5 dịch chuyển qua phải trả cơ cấu trở về vị trí ban đầu.
Rãnh xoay một chiều 4 có tác dụng ngăn cản hiện tượng động cơ chính quay
kéo quay động cơ khởi động quay làm hỏng thiết bị, nguyên lý như sau:
Khi động cơ chính đã được khởi động, tốc độ của trục khuỷu sẽ tăng lên và
lớn hơn tốc độ quay của bánh răng khởi động 3, lúc này trên rãnh xoay một chiều 4
xuất hiện phản lực N tự động kéo cơ cấu dịch chuyển qua trái, thông qua đòn điều
khiển 5, ngắt tiếp điểm 6 và động cơ khởi động tự động ngừng, lúc này vành răng
khởi động 3 cũng không còn ăn khớp với bánh răng trục khuỷu động cơ chính nữa.
3. TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ 4JB1- TC
Mục đích của việc tính toán nhiệt động cơ nhằm giúp sinh viên vận dụng kiến
thức đã học trong môn nguyên lý động cơ đốt trong để tính toán các quá trình nhiệt
trong động cơ, qua đó hiểu rõ các quan hệ giữa các thông số nhiệt động của chu
trình, xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và kiểm tra các kích thước cơ bản của
động cơ.
Từ kết quả tính toán nhiệt sinh viên có thể xây dựng đồ thị công lý thuyết của
động cơ. Từ số liệu kết cấu và chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ cho trước, sinh viên lựa
chọn các thông số khác đặc trưng cho điều kiện vận hành để xác định các thông số
nhiệt động của từng quá trình.
Các thông số chọn dựa trên cơ sở loại động cơ, đặc điểm kết cấu. Các thông số
được ký hiệu và trích dẫn từ tài liệu Nguyên lý động cơ đốt trong của GS. Nguyễn
Tất Tiến (NXB Giáo dục 2000).

26
3.1. Thông số kỹ thuật của động cơ 4JB1 – TC
Bảng 3 - 1 Thông số ban đầu [3]
Stt Tên thông số Kí hiệu Giá trị Thứ nguyên
1 Công suất có ích Ne 67 kW
2 Tỉ số nén  18,1
3 Số vòng quay định mức n 3400 v/phút
4 Đường kính xylanh D 93 mm
5 Hành trình piston S 102 mm
6 Số xylanh i 4 xylanh
7 Góc mở sớm xupap nạp 1 24,5 Độ
8 Góc đóng muộn xupap nạp 2 55,5 Độ
9 Góc mở sớm xupap thải 3 54 Độ
10 Góc đóng muộn xupap thải 4 26 Độ
11 Góc phun sớm s 14 Độ
12 Loại buồng cháy Thống nhất
13 Loại động cơ Tăng áp

27
Bảng 3 - 2 Các thông số chọn
Stt Tên thông số
Kí
hiệu
Khoảng giá
trị
Giá trị
chọn
Thứ
nguyên
Tài liệu
TK
14 Áp suất khí nạp Pk 0,14  0,4 0,14 MN/m2
[2]
15 Nhiệt độ khí nạp Tk 298 0
K [1]
16
Hệ số dư lượng không
khí
 1,5 ÷ 1,9 1,7 [3]
17
Áp suất cuối quá trình
nạp
Pa
(0,9÷0,96)
Pk
0,90.pk MN/m2
[1]
18 Áp suất khí sót Pr
0.104 
0,118
0,104 MN/m2
[3]
19 Nhiệt độ khí sót Tr 700 ÷ 900 750 0
K [1]
20
Độ sấy nóng khí nạp
mới
T 20 ÷ 40 30 o
C [1]
21
Chỉ số giãn nỡ đa biến
của khí sót
m 1,45 ÷ 1,5 1,5 [1]
22
Hệ số lợi dụng nhiệt tại
z
z 0,65 ÷ 0,85 0,7285 [3]
23
Hệ số lợi dụng nhiệt tại
b
b 0,8 ÷ 0,9 0,9 [3]
24 Tỉ số tăng áp  1,5 ÷ 1,8 1,7 [3]
25 Hệ số nạp thêm 1 1,02 ÷ 1,07 1,07 [1]
26 Hệ số quét buồng cháy 2 0,95 [1]
27 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt t 1,1 [1]
28 Hệ số điền đầy đồ thị d 0,92 ÷ 0,97 0,95 [1]

28
3.2. Tính toán các thông số của chu trình công tác
3.2.1. Quá trình nạp
1. Hệ số khí sót r ,[1]
m
a
r
t
a
r
r
k
r
p
p
p
p
T
TT
1
21
2
..
1
..
).(











 (3.1)
  01231,0
))
126,0
104,0
.(95,0.1,107,1.1,18.(126,0.750
1.104,0.30298.95,0
5,1
1



r
2. Hệ số nạp v ,[1]



















m
a
r
t
k
a
k
k
p
p
p
p
TT
T
1
21V ..
)(
.
)1(
1
η 

(3.2)
v = 0,926
3. Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta ,[1]
Ta =
r
m
1m
r
a
rrtk
1
p
p
.T..TT









018596,01
)
104,0
126,0
.(750.018596,0.1,130298 5,1
15,1




aT
3,336
o
K
(3.3)
4. Số mol không khí để đốt cháy 1 kg nhiên liệu M0, [1]
M0 = 






32
O
4
H
12
C
21,0
1
Trong đó: C, H, O thành phần trong 1kg nhiên liệu chọn theo thực nghiệm
M0 = 495,0
32
004,0
4
126,0
12
87,0
21,0
1






 kmol kk/kg nl
5. Số mol khí nạp mới M1,[3]
M1 = .M0 = 1,7.0,495 = 0,8409 kmol kk/kg nl

















5,1
1
126,0
104,0
95,0.1,107,1.1,18
14,0
126,0
)30298(
298
)11,18(
1
v

29
3.2.2. Quá trình nén
6. Tỷ nhiệt của không khí vkkCm (kJ/kmol.o
K),[3]
84,22.
2
00419,0
806,19.
2
 K
v
vvkk TT
b
aCm kJ/kmol.o
K (3.5)
7. Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy v"mC kJ/kmol.o
K, [3]
r
v
vv T
b
aCm .
2
''
''''
 (3.6)
Nếu 0,71 thì: .504,3997,17" va
  5
10..4,25234,360" 
 vb
Nếu 1 thì:


634,1
867,19"a v
5
10.
36,184
38,427" 








vb
 r
v
vv T
b
amC .
2
''
''''

rv TmC .10.
36,184
38,427
2
1634,1
867,19" 5








rv TmC .10.
7,1
36,184
38,427
2
1
7,1
634,1
867,19" 5







KkmolKJTmC o
rv /84,22.10.
2
827,535
828,20" 5
 
8. Tỷ nhiệt mol của hỗn hợp cháy v'Cm [kJ/kmol.o
K], [3]
T.
2
'b
'a
1
"Cm.Cm
'Cm v
v
r
vrv
v 


 (3.7)
Có thể viết dưới dạng :
018596,01
828,20.018596,0806,19
1
".
'






r
vrv
v
aa
a


8246,19' va
018596,01
10.58,53.018596,000419,0
1
".
'
4







r
vrv
v
bb
b


0042113,0' vb
KkmolKJTCm o
av /53,20.
2
0042113,0
824,19' 

30
9. Chỉ số nén đa biến trung bình n1 [3]
Tính gần đúng bằng phương trình nén đa biến:
 1.T.'b'a
314,8
1n 1n
avv
1 1

 
(3.8)
Chọn n1=1,37 thay vào vế phải của phương trình trên
Ta có:
 11,18.068,338.
2
0042113,0
8246,19
314,8
1
137,1
1



n
3676,11 n
Vậy chọn n1=1,3676
10. Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc [o
K], [1]
 1n
ac
1
.TT 
 (3.9)
 13676,1
1,18.3,336 
cT
8,953cT
o
K
11. Áp suất cuối quá trình nén pc [MN/m2
], [1]
1n
ac .pp 
3676,1
1,18.126,0cp
6125,6cp MN/m2
3.2.3. Quá trình cháy
12. Tính M, [3]
M =
32
O
4
H

M
32
004,0
4
126,0
 =0,0314.
13. Số mol sản phẩm cháy, [3]
MMM 12 
M2 = 0,8415 + 0,0316 = 0,872 kmol/kgnl
14. Hệ số biến đổi phân tử lý thuyết, [3]
8415,0
8731,0
1
2
0 
M
M
 (3.13)
037,10  3

31
15. Hệ số biến đổi phân tử thực tế, [3]
018596,01
018596,003758,1
1
0






r
r


 (3.14)
0369,1
16. Hệ số biến đổi phân tử tại z, [3]
b
z
r
0
z .
1
1
1





9,0
7285,0
.
018596,01
103758,1
1


z
0328,1z
17. Hệ số tỏa nhiệt xz tại z, [3]
8889,0
9,0
7285,0

b
z
zx


(3.16)
18. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z, [3]
z
vz
vzvz T
b
aCm .
2
"
""  (3.17)
 
 z
r
z
zv
r
zv
vz
xMxM
xMaxMa
a















1..
1.'."
"
1
0
2
1
0
2




(3.18)
Thay các số liệu vào phương trình (3.18) ta tính được :
88237,17" vza
Tương tự, ta tính được :
 
 z
r
z
zv
r
zv
vz
xMxM
xMbxMb
b















1..
1...."
"
1
0
2
1
0
2




00511,0" vzb
6952,30.
2
00511,0
8823,17"  zvz TCm kJ/kmolo
K]
19. Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz , [3]
Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz được tính theo phương trình sau:
 
  zpzzcvc
r1
Hz
T."Cm.T..314,8'Cm
1.M
Q.



(3.19)
Đưa về dạng phương trình bậc hai: ATz
2
+ BTz +C = 0

32
Trong đó: Đối với động cơ diesel các hệ số A, B,C được tính theo [3]
002631,0
2
00511,0
.02986,1
2
"
.  vz
z
b
A 
   314,88823,17.02986,1314,8".  vzz aB 
9785,26B
  cc
v
v
r
Hz
TT
b
a
M
Q
C ..314,8.
2
'
'
1.
.
1








 


86,71456C
086,71456.9785,26.002631,0
2
 zz TT
Giải phương trình bậc hai và loại nghiệm âm ta tìm được:
Tz = 2183,64 o
K
20. Áp suất cực đại của chu trình lý thuyết pz ,[1]
24,117,1.6125,6.  cz pp MN/m2
(3.20)
3.2.4. Quá trình giãn nở
21.Tỷ số giãn nở sớm, [3]
227,980
64,2183
.
7,1
02986,1
. 
c
zz
T
T


 (3.21)
3495,1
22. Tỷ số giãn nở sau, [3]
412,13
3495,1
1,18



 (3.22)
23. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở, [1]
1n
z
b 2
T
T 

 (3.23)
Chọn n2 = 1,269
138,1086
412,13
64,2183
1269,1
 bT o
K
24. Kiểm nghiệm lại trị số n2, [3]
Ta có đối với động cơ điesel thì 28,115,12 n theo công thức :
Trị số n2 được kiểm nghiệm lại theo phương trình:
).(
2).().1(
)).((
314,8
1 //
//
1
2
bz
vz
vz
bzr
HHzb
TT
b
a
TTM
QQ
n






(3.24)
n2 = 1,0008346

33
Vậy chọn n2 = 1,269
25. Áp suất của quá trình giãn nở, [1]
269,1
412,13
24,11
2
 n
z
b
p
p

416847,0bp MN/m2
3.3. Các thông số chỉ thị
26. Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết, [3]
  


























  1n
1
1n
2
c
i 12
1
1
1n
11
1
1n
.
1.
1
p
'p (3.26)
  























  13676,11269,1
1,18
1
1.
1367,1
1
3495,1
1
1
1269,1
3495,1.7,1
13495,1.7,1
11,18
6125,6
'ip
7923,0' ip MN/m2
27. Áp suất chỉ thị trung bình động cơ, [3]
955,0.7923,0.,
 dii pp  (3.27)
pi =0,7567 MN/m2
28. Hiệu suất chỉ thị động cơ, [1]
kvH
ki1
i
p..Q
T.p.M.314,8


30048,0
14,0.88178,0.42530
298.7567,0.8415,0.314,8
i
29. Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị, [3]
iH
i
.Q
3600000
g

 (3.29)
30048,0.42530
3600000
ig
73,197ig g/KW.h
3.4. Các thông số có ích
30. Tổn thất cơ giới pm [MN/m2
]
Theo công thức kinh nghiệm, [3]
armm ppC.bap  (3.30)
Các hệ số a, b được chọn theo cấu tạo buồng cháy động cơ:
a = 0,09 ; b = 0,012
Cm - Vận tốc trung bình của piston.

34
56,11
30
3400.102,0
30
.

nS
Cm m/s
126,0104,056,11.012,009,0 mp
2067,0mp MN/m2
31. Áp suất có ích trung bình, [3]
mie ppp 
2067,07567,0 ep
Pe= 0,55 MN/m2
32. Hiệu suất cơ giới, [3]
7268,0
7567,0
55,0

i
e
m
p
p
 (3.32)
7268,0m %
33. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích, [3]
014,272
7268,0
73,197

m
i
e
g
g

g/KW.h (3.33)
34. Hiệu suất có ích của động cơ, [3]
30048,0.7268,0.  ime  (3.34)
31838,0e %
35. Thể tích công tác của động cơ, [1]
n.i.p
.30.N
V
e
e
h


3400.4.55,0
4.30.67
hV  69143,0hV dm3
36. Kiểm nghiệm đường kính xylanh, [3]
S.
V.4
1000D h
t

 (3.36)
102.14,3
69143,0.4
1000tD = 92,9267 mm
07328,0939267,92  DDD t mm
3.5 Xây dựng đồ thị công
Để vẽ được đồ thị công cần phải xác định các điểm trung gian trên đường nén
và đường giãn nở.

35
3.5.1 Xác định các điểm trên đường nén với chỉ số đa biến n1
Phương trình đường nén constVp n
1
. , do đó nếu gọi x là điểm bất kỳ trên
đường nén thì.
11
..
n
nxnx
n
cc VpVp   1
1
n
c
nx
cnx
V
V
pp







Đặt i
V
V
c
nx
 ta có 1n
c
nx
i
p
p 
n1 - là chỉ số nén đa biến trung bình, xác định thông qua tính toán nhiệt.
3.5.2. Xây đựng đường cong áp suất trên đường giãn nở
Phương trình của đường giãn nở đa biến constVp n
2
. , do đó nếu gọi x là điểm
bất kỳ trên đường giãn nở thì:
22
..
n
gnxgnx
n
zz VpVp   2
1
n
z
gnx
gnx
V
V
p







Ta có: cz VV . , đặt i
V
V
c
gnx

 2
2
.
n
n
z
gnx
i
p
p

 .
n2 - là chỉ số giãn nở đa biến trung bình, xác định thông qua tính toán nhiệt.
Từ bảng giá trị dưới ta tiến hành vẽ đường nén và đường giãn nở, vẽ vòng tròn của
đồ thị Brick để xác định các điểm đặc biệt. Ta tiến hành lập bảng các giá trị đặc
biệt. Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R = S/2 = 102/2 = 51 mm.
Chọn tỷ lệ xích: s = 0,425 mm/mm
Giá trị biểu diễn của R là:
120
425,0
51

S
R
R

mm
Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía điểm chết dưới một đoạn :
Ở đây:  - thông số kết cấu;  = 0,25
 375,6
2
25,0.51
2
.
' 
R
OO mm
Giá trị biểu diễn là : 15
425,0.2
25,0.51
2
.
' 
s
R
OO


mm

36
Bảng 3 - 3 Các giá trị trên đường nén và đường giãn nở
Vx i
Đường nén Đường giãn nở
Giá trị biểudiễn
[mm]
in1
1/in1
Pc/in1
in2
1/in2
Pz.n2
/in2
Vbd Pnbd Pgnbd
1.00 1.00 1.00 6.60 1.00 1.00 16.48 9.24 162.44
0.05 1.35 1.51 0.66 4.36 1.47 0.68 11.22 12.51 107.36 276.15
0.06 1.50 1.74 0.57 3.79 1.67 0.60 9.85 13.86 93.32 242.46
0.08 2.00 2.58 0.39 2.56 2.41 0.41 6.84 18.48 62.98 168.30
0.10 2.50 3.50 0.29 1.89 3.20 0.31 5.15 23.10 46.42 126.80
0.12 3.00 4.49 0.22 1.47 4.03 0.25 4.09 27.72 36.18 100.61
0.14 3.50 5.54 0.18 1.19 4.90 0.20 3.36 32.34 29.31 82.73
0.16 4.00 6.65 0.15 0.99 5.81 0.17 2.84 36.96 24.42 69.84
0.18 4.50 7.82 0.13 0.84 6.74 0.15 2.44 41.58 20.79 60.14
0.20 5.00 9.03 0.11 0.73 7.71 0.13 2.14 46.20 18.00 52.61
0.22 5.50 10.28 0.10 0.64 8.70 0.11 1.89 50.82 15.80 46.62
0.24 6.00 11.58 0.09 0.57 9.72 0.10 1.70 55.44 14.03 41.75
0.26 6.50 12.92 0.08 0.51 10.75 0.09 1.53 60.06 12.57 37.71
0.28 7.00 14.30 0.07 0.46 11.81 0.08 1.40 64.68 11.36 34.33
0.30 7.50 15.71 0.06 0.42 12.90 0.08 1.28 69.30 10.34 31.45
0.32 8.00 17.16 0.06 0.38 14.00 0.07 1.18 73.92 9.47 28.98
0.34 8.50 18.64 0.05 0.35 15.12 0.07 1.09 78.54 8.71 26.83
0.36 9.00 20.16 0.05 0.33 16.25 0.06 1.01 83.16 8.06 24.96
0.38 9.50 21.70 0.05 0.30 17.41 0.06 0.95 87.78 7.48 23.30
0.40 10.00 23.28 0.04 0.28 18.58 0.05 0.89 92.40 6.98 21.83
0.43 10.50 24.89 0.04 0.27 19.76 0.05 0.83 97.02 6.53 20.52
0.45 11.00 26.52 0.04 0.25 20.97 0.05 0.79 101.64 6.13 19.35
0.47 11.50 28.18 0.04 0.23 22.18 0.05 0.74 106.26 5.76 18.28
0.49 12.00 29.87 0.03 0.22 23.41 0.04 0.70 110.87 5.44 17.32
0.51 12.50 31.58 0.03 0.21 24.66 0.04 0.67 115.49 5.14 16.45
0.53 13.00 33.32 0.03 0.20 25.92 0.04 0.64 120.11 4.87 15.65
0.55 13.50 35.09 0.03 0.19 27.19 0.04 0.61 124.73 4.63 14.92
0.57 14.00 36.88 0.03 0.18 28.47 0.04 0.58 129.35 4.40 14.25
0.59 14.50 38.69 0.03 0.17 29.77 0.03 0.55 133.97 4.20 13.62
0.61 15.00 40.52 0.02 0.16 31.08 0.03 0.53 138.59 4.01 13.05
0.63 15.50 42.38 0.02 0.16 32.40 0.03 0.51 143.21 3.83 12.52
0.65 16.00 44.26 0.02 0.15 33.73 0.03 0.49 147.83 3.67 12.02
0.67 16.50 46.16 0.02 0.14 35.07 0.03 0.47 152.45 3.52 11.56
0.69 17.00 48.09 0.02 0.14 36.43 0.03 0.45 157.07 3.38 11.13
0.71 17.50 50.03 0.02 0.13 37.79 0.03 0.44 161.69 3.25 10.73
0.73 18.00 51.99 0.02 0.13 39.17 0.03 0.42 166.31 3.12 10.36
0.73 18.10 52.39 0.02 0.13 39.45 0.03 0.42 167.24 3.10 10.28

37
Xác định các điểm đặc biệt:
Bảng 3 – 4 Các giá trị của các đặc biệt
Điểm V[dm3
] P[Mpa]
a 0.73336 0.126
b 0.73336 0.416847
c 0.0405 6.6125
z 0.54318 11.4
r 0.0405 0.104
c'' 0.0405 8.155
z'' 0.2715 11.24
Với tỷ lệ xích:
p = 0,032114 MN/m2
.mm
v = 0,0028927 dm3
/mm
s = 0,452 mm
Giá trị biểu diễn của các điểm đặc biệt là :
Bảng 3 – 6 Giá trị biểu diễn của các điểm đặc biệt
Điểm V[mm] P[mm]
c'' 14 254.35
z'' 9.396 350.56
a 253.52 3.9298
r 14 3.2437
c 14 206.24
b 253.52 13.001
z 18.98 355.56
Hiệu chỉnh đồ thị công: Trên đoạn cy lấy điểm c”
với c”
c =1/3cy
Trên đoạn yz lấy điểm z”
với yz”
=1/2yz
Trên đoạn ba lấy điểm b”
với bb”
=1/2ba

38
a
b
c
z
c,,
z,,
r
b,
O OÐCT ÐCD
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80° 90° 100°
110°
120°
130°
140°
150°
160°
170°
180°
0 2Vc 4Vc 6Vc 8Vc 10Vc 12Vc 14Vc 16Vc 18Vc
P0
Pa
Pk
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Pkt
[MN/m ]
Vc[dm ]
=14


=26
=54

=55,5
c
Pr
r
r
b
a
s
o
o
o
o
o
4
1
3
2
3
2
Ñoà thò Brick
p = 0,032114 [MN/m .mm]
v = 0,0028927 [dm /mm]
Hình 3-1 Đồ thị công

39
4. ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRONG THỰC TIỄN
4.1. Tăng áp cho động cơ lắp trên ôtô du lịch
Tăng áp cho động cơ lắp trên du lịch ngoài những đặc điểm chung đối với
tăng áp cho động cơ đốt trong còn cần thỏa mãn một số yêu cầu sau:
- Mômen động cơ phát ra tăng khi số vòng quay giảm để có thể thắng được
sức cản lớn hơn, ví dụ khi xe lên dốc mà không phải sang số hoặc tạo điều kiện để
có thể có điểm làm việc cố định ở số vòng quay thấp đối với xe có hộp số với biến
mô thủy lực.
- Đáp ứng nhanh khi có yêu cầu về tăng công suất mà lực quán tính không
đáng kể, tức là khả năng tạo ra sự tăng áp suất tăng áp nhanh nhất.
- Làm việc ở phạm vi thay đổi số vòng quay lớn.
- Cho khả năng thể tích, trọng lượng và giá thành nhỏ nhất.
Tăng áp bằng tuốc bin máy nén cho xe du lịch cần đáp ứng được các điều kiện tiên
quyết là tuốc bin, máy nén nhỏ và rẻ, có số vòng quay cao, hiệu suất đạt được tương
đối cao ở lưu lượng nhỏ, đồng thời tuốc bin máy nén phải có độ bền nhiệt cao.
4.2. Tăng áp cho động cơ xăng
Chúng ta đã biết ngay ở thời kỳ đầu của sự phát triển của động cơ đốt trong,
tăng áp cho động cơ xăng đã được quan tâm thích đáng nhằm thỏa mãn cho động cơ
dùng trong máy bay.
Tăng áp cho động cơ xăng lắp trên máy bay có những ưu điểm sau:
Tỷ trọng không khí giảm khi chiều cao tăng vì vậy nếu có sử dụng tăng áp thì
sẽ bù đắp được tổn thất công suất do mật độ không khí giảm mà không tăng tải
trọng cơ học do áp suất trong xylanh cao nếu như mức độ tăng áp tuyệt đối không
vượt quá công suất đạt được khi động cơ trên mặt đất.
Nhiệt độ của không khí lên cao giảm cho phép tránh được nhiệt độ cuối quá
trình nén và của chu trình quá cao, cũng như tránh được khả năng gây ra kích nổ do
tăng áp.
Tăng áp làm tăng làm tăng khả năng kích nổ nhưng do số vòng quay của động
cơ cũng tăng nên hạn chế được hiện tượng này.
Khả năng sử dụng các loại nhiên liệu có tính chống kích nổ cao (trị số ốc tan
lớn) vì ở đây không chú ý nhiều đến giá cả nhiên liệu.
Có khả năng ứng dụng loại nhiên liệu đặc biệt hoặc phun nước để đạt công
suất cao trong thời gian ngắn khi cất cánh.

40
Tuy nhiên, những ưu việt trên không thể áp dụng cho động cơ ôtô du lịch. Sự kích
thích cho việc phát triển tăng áp cho động cơ xe du lịch không được chú trọng một
cách đầy đủ vì để tăng áp công suất thì có thể sử dụng một biện pháp đơn giản và rẻ
tiền hơn đó là tăng dung tích động cơ, biện pháp tăng áp chỉ dùng cho xe đua và xe
thể thao.
Động cơ xăng có sử dụng tăng áp cho xe du lịch đầu tiên xuất hiện vào năm
1962 ở Mỹ. Từ năm 1962 đến 1976, một loạt lớn động cơ tăng áp cho ôtô du lịch
được sản xuất tại Mỹ, riêng hãng Chevrodet Corvai đã có 60.000 chiếc trong
khoảng thời gian đó, tuy nhiên vẫn chưa đạt được sự đột phá trong lĩnh vực này.
Nhờ tăng áp công suất của động cơ đã được cải thiện từ 74 KW lên tới 110 KW rồi
130 KW song đặc tính động học của ôtô vẫn không được cải thiện.
So với động cơ diesel thì tăng áp cho động cơ xăng gặp ba trở ngại chính là
vấn đề kích nổ, nhiệt độ khí xả cao và đặc tính về điều chỉnh về số lượng khí hỗn
hợp.
4.3. Tăng áp cho động cơ diesel dùng cho ôtô du lịch
Như đã nhấn mạnh, việc thực hiện tăng áp cho động cơ diesel dễ dàng hơn và
thuận lợi hơn nhiều so với động cơ xăng, tuy vậy trong lĩnh vực ôtô du lịch, trước
đây động cơ diesel nói chung và động cơ diesel tăng áp không được sử dụng rộng
rãi. Song rất nhiều hãng như BMW, Diemler – Benzen đã tập trung nhiều nghiên
cứu rất sớm và tung ra thị trường rất nhiều ôtô du lịch có động cơ tăng áp khác
nhau. Dưới đây chỉ giưới thiệu một vài mẫu động cơ của hai hãng BMW- và
Deimler – Benz.
BMW bắt đầu sản xuất động cơ diesel tăng áp dùng cho động cơ du lịch tương
đối muộn hơn các hãng khác, năm 1982–1983 cho ra đời động cơ D x S = 80x
81mm, dung tích công tác Vh= 2443cm3
, buồng cháy ngăn cách,  = 22, đạt công
suất Ne = 85 kw ở 4800 (v/ph), moomen cực đại 210 Nm ở 2400(v/ph). Gần đây
nhất năm 1999 cho ra đời động cơ diesel tăng áp có các chỉ số sau : Động cơ chữ V,
8 xylanh, D x S = 8488, Vh= 3901cm3
, buồng cháy thống nhất (với 4 xupap ).
Nhằm tạo xoáy lốc, động cơ này có bố trí hai đường nạp, một bố trí tiếp tuyến và
một dạng xoáy lốc.
Trong sự phát triển động cơ diesel tăng áp dùng cho xe du lịch mới đây
Merced Benz đã sản xuất hàng loạt động cơ OM660 CDI lắp trên xe du lịch cỡ nhỏ
Smart. Động cơ 660 CDI là động cơ diesel phun trực tiếp ( buồng cháy thống nhất )
được tăng áp có kích thước nhỏ nhất thế giới:

41
- Động cơ 3 xylanh thẳng hàng, D x S = 65,5 x 79 mm, phun nhiên liệu trực
tiếp, tỷ số nén  = 18,5
- Hệ thống nhiên liệu Common Rail
- Luân hồi khí xả được điều khiển bằng điện
- Cụm tuốc bin máy nén được điều chỉnh bằng van xả, áp suất tăng áp tối đa là
2,2 bar.
- Làm mát khí tăng áp
Điều đặc biệt ở động cơ này là ở chỗ đường kính xylanh rất nhỏ, chỉ 65,5mm mà
dùng kim phun trực tiếp. Bộ tuốc bin - máy nén được chọn bảo đảm có hiệu suất tốt
và khả năng tăng tốc tốt ở chế độ tốc thấp vì vậy đường kính tuốc bin chỉ có 31 mm
(chỉ bằng đường kính của mặt đồng hồ đeo tay) và số vòng quay lớn nhất là 280.000
(v/ph).
Qua việc nghiên cứu tìm hiểu về tăng áp động cơ dùng cho xe du lịch, một lần
nữa khẳng định rằng các thành tựu hiện đại nhất của khoa học kỹ thuật được ứng
dụng một cách kịp thời, nhanh chóng trong ngành chế tạo động cơ nhằm đạt được
công suất lớn, đạt được mômen như mong muốn, song vẫn bảo đảm tiêu hao nhiên
liệu và lượng khí xả độc hại thấp nhất, độ tin cậy và độ bền cao.
4.4. Tăng áp cho động cơ ôtô tải
Mặc dầu vào những năm 30 đã xuất hiện loại tăng áp cơ khí dùng cho động cơ
ôtô tải và vào năm 1983 đã có những thí nghiệm ứng dụng tăng áp bằng tuốc – máy
nén cho động cơ xe tải song mãi đến năm 1972 nó mới được đưa vào thực tế. Như
vậy so với động cơ có công suất lớn nó xuất hiện muộn hơn nhiều. Sở dĩ như vậy là
do ngoài nhược điểm về gia tốc thì việc thiếu các bộ tuốc bin – máy nén có kích
thước nhỏ song hiệu suất cao ở lưu lượng nhỏ phù hợp ở chế độ số vòng quay nhỏ
của động cơ.
Ngoài ra, vào thời gian đó các yêu cầu giảm về thể tích, trọng lượng và giá
thành cho động cơ có công suất nhỏ lắp trên xe tải không gay gắt như động cơ có
công suất lớn. Song với động cơ sử dụng cho xe du lịch thì cũng còn sớm hơn là do
những điều kiện để thực hiện tăng áp bằng tuốc bin – máy nén cho xe tải còn đơn
giản hơn. Đó là do các lý do sau:
Phạm vi làm việc (số vòng quay) của động cơ dùng cho xe tải hẹp hơn nhiều
so với động cơ dùng cho ôtô du lịch.
Động cơ dùng cho xe tải thường được sử dụng ở chế độ tải lớn hoặc toàn tải.
Ngoài ra, xe tải còn thường hoạt động ở phạm vi rộng, đường dốc ít nên sử dụng ở

42
chế độ gia tốc.
Cũng chính do những nguyên nhân này mà ở những động cơ tăng áp bằng tuốc
bin – máy nén dùng cho xe tải ít khi sử dụng các biện pháp cải thiện tính năng gia
tốc như dùng van xả mà người ta thường chú trọng đến các biện pháp cải thiện đặc
tính ngoài của động cơ.
Nói về sự phát triển của động cơ tăng áp dùng cho xe tải phải nhắc đến hãng
Saurer vì nó là hãng đầu tiên sử dụng tăng áp cho xe tải. Động cơ tăng áp cơ khí
được sản xuất hàng loạt vào năm 1956. Năm 1972, hãng Saurer thực hiện chế tạo
động cơ tăng áp tuốc bin – máy nén thay vì tăng áp cơ khí cho động cơ xe tải. Năm
1978 Saurer cho ra đời động cơ tăng áp hỗn hợp tuốc bin- máy nén với tăng áp dao
động và cộng hưởng.
Hãng DAF của Hà Lan cho ra đời động cơ tăng áp bằng tuốc bin – máy nén có
làm mát khí tăng áp bằng không khí sử dụng cho xe tải vào năm 1973, động cơ 6
xylanh, D x S = 130 x 146 mm, công suất 206 KW, mômen cực đại 1260 Nm ở
1300 (v/ph) và tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất là 207 (g/ KW.h).
Nói đến tăng áp cho ôtô tải cũng không thể không nhắc đến hãng Deimler – Benz.
Vào khoảng đầu thập kỷ 80 hãng này đã cho ra đời động cơ OM 442 LA là động cơ
V8 có DxS = 128x142 mm, làm mát khí tăng áp bằng nước.
4.5. Tăng áp cho động cơ sử dụng ở các lĩnh vực khác
4.5.1. Sử dụng tăng áp hai cấp cho động cơ công suất cao
Các biện pháp tăng áp gồm (tăng áp cơ khí, tăng áp bằng tuốc bin khí, tăng áp
hỗn hợp, tăng áp dao động và cộng hưởng, tăng áp nhờ sóng áp suất – tăng áp
COMPREX, tăng áp cao), về đặc điểm của các phương pháp tăng áp cao này cho ta
thấy vì sự tốn kém và phức tạp nên biện pháp này chỉ được áp dụng ở nơi có yêu
cầu công suất rất cao song thể tích và trọng lượng lại bé, ví dụ: Sử dụng cho mục
đích quốc phòng như (xe tăng, tàu cao tốc ...), khi sử dụng tăng áp cao phải có các
biện pháp để giảm tải trọng và nhiệt cho các chi tiết của động cơ mà một trong các
biện pháp đó là giảm tỷ số nén của động cơ và cũng chính vậy, mà làm tăng tiêu
tiêu hao nhiên liệu. Dưới đây giới thiệu hai ví dụ tăng áp cao theo nguyên lý Miller,
chuyển dòng và hyperbar.
Hãng Grandi Motori Trieste (GMT) có động cơ B320 thực hiện tăng áp 2 cấp
kết hợp với Miller. Ở động cơ này áp suất cực đại của quá trình cháy gần như không
đổi so với tăng áp một cấp là Pzmax = 127 bar.

43
Nhờ có thay đổi góc đóng muộn của xupap nạp làm cho tỷ số nén thực tế khi
khởi động và tải nhỏ là  = 11,8 và toàn tải là  = 8,5.
Nhờ đó động cơ B320DV có D x S = 230 x 270 mm, chữ V, 20 xylanh có tỷ số tăng
áp là 4,9 đạt công suất 5260 kw ở 1200 v/ph (263 KW/1 xylanh) và Pe = 23,5bar,
trong khi đó nếu tăng áp một cấp thì chỉ đạt Pc = 16,58 bar.
Giải pháp tăng áp 2 cấp hyperbar được thực hiện ở động cơ chữ V, 12 xylanh
V12M3 của hãng Poyaud có D x S = 135 x 122 mm,  = 9,2, mỗi hàng xylanh có
một cặp tuốc bin – máy nén thấp áp và một cặp tuốc bin – máy nén cao áp. Động cơ
đạt công suất 885 KW ở 2375(v/ph) và 1030 KW ở 2500 (v/ph) tương đương với áp
suất có ích Pe = 27,1 bar.
4.5.2. Động cơ diesel cho ngành đường sắt
Động cơ 2 kỳ ở phạm vi công suất trung bình này chỉ được sản xuất ở một số ít
hãng chế tạo động cơ. Một trong các hãng tiêu biểu là GMC Electromotiv Division.
Có thể lấy kiểu động cơ làm ví dụ, động cơ này được sử dụng đặc biệt trong ngành
đường sắt và nó thống trị trong ngành đường sắt ở Mỹ. Động cơ sử dụng biện pháp
quét thẳng qua 4 xupap bố trí ở nắp xylanh và cửa quét ở thân xylanh.
Tuốc bin – máy nén được kết nối với trục khuỷu qua bộ ly hợp tự động với
một tỷ số truyền nhất định, nhờ đó khi động cơ đạt đến một giá trị công suất xác
định, năng lượng khí xả cung cấp cho tuốc bin đủ lớn thì cụm tuốc bin – máy nén
tách khỏi sự dẫn động của trục khuỷu động cơ. Ví dụ điển hình của EMD là động cơ
EMD645 có D x S = 230 x 245 mm, Vh=10,57 lít và động cơ EMD 16 - 645E5 đạt
công suất 2500 KW ở n = 900 (156 KW/1 xylanh). Nếu động cơ này sử dụng cho
tàu thủy hoặc tĩnh tại thì công suất được giới hạn là 148 KW/1 xylanh.
Qua ví dụ trên cho thấy, trong phạm vi số vòng quay này, động cơ 2 kỳ không
có được sự hơn hẳn về công suất trên 1 xylanh nên những ưu điểm về thể tích, trọng
lượng đã mất đi. Ngoài ra tải trọng nhiệt ở động cơ 4 kỳ nhỏ hơn nhiều so với động
cơ 2 kỳ. Chính vì vậy, trong phạm vi công suất và tốc độ này nên hiện nay động cơ
2 kỳ rất ít được sử dụng. Vì những lý do trên mà động cơ dùng cho tàu hỏa và tàu
thủy ở công suất trung bình phổ biến là động cơ 4 kỳ.
Động cơ thích hợp với tàu hỏa có công suất lớn phải kể đến kiểu
PAGV280/của hãng SEMT Pielstick có D x S = 280 x 290 mm, ở số vòng quay
khoảng 1000 1050 (v/ph) cho công suất 295 KW/xylanh, tức Pe = 20,8 bar. Loại
động cơ này cũng còn được sử dụng cho tàu thủy và máy phát điện.

44
4.5.3. Động cơ diesel tốc độ trung bình dùng cho tàu thủy và máy
phát điện
Xem xét xu hướng phát triển và đặc điểm của động cơ diesel tăng áp có tốc độ
trung bình, tức là động cơ có số vòng quay từ 300 v/ph đến 1200 v/ph.
Từ năm 1973, thời gian xảy ra cuộc khủng hoảng nhiên liệu đến nay số lượng
các kiểu động cơ ở phạm vi tốc độ trung bình này tăng một cách đáng kể. Vào năm
1984, có khoảng 174 kiểu và công suất của động cơ cũng được cải thiện rất nhiều.
Điều đó cho thấy vai trò cũng như sự thích thú đối với động cơ này. Để làm
nguồn động lực cho tàu thủy, phụ thuộc vào yêu cầu công suất và số lượng động cơ
bố trí trên tàu thủy mà phải có hộp số hoặc có cả hộp thu công suất. Tuy vậy, nó vẫn
phải bảo đảm gọn nhẹ và rẻ hơn động cơ cỡ lớn có cùng công suất mà xylanh không
lớn quá làm giá thành bảo dưỡng, sửa chữa tăng.
Trong một số loại tàu thủy như phà,... do điều kiện phải thường xuyên di
chuyển, do kích thước lớn, đặc biệt là chiều cao lớn do có hành trình lớn mà không
thể sử dụng động cơ 2 kỳ tốc độ thấp. Trong lĩnh vực tĩnh tại (trạm phát điện) khi sử
dụng động cơ có số vòng quay lớn sẽ có kích thước nhỏ và như vậy kích thước của
máy phát điện cũng nhỏ nên giá thành cũng vừa phải.
Ngoài ra, với kỹ thuật hiện nay động cơ thuộc loại tốc độ trung bình này có thể
sử dụng các loại nhiên liệu có chất lượng thấp (dầu nặng) như động cơ tốc độ thấp.
Các yếu tố trên kết hợp với kỹ thuật và công nghệ tăng áp ở động cơ diezel khá
hoàn chỉnh cho phép tăng cao công suất riêng, song trong lĩnh vực này số kiểu động
cơ đã giảm đi rất nhiều, trong 174 kiểu động cơ loại này chỉ có 8 kiểu là động cơ 2
kỳ. Các kiểu động cơ loại này thường sử dụng tăng áp xung, bảo toàn xung hoặc
nhiều xung.
5. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP
5.1. Phân loại các phương pháp tăng áp cho động cơ đốt trong
Tất cả các biện pháp nhằm tăng áp suất của khí nạp vào trong xylanh ở cuối
quá trình nạp lúc xupap nạp chưa đóng, qua đó làm tăng lượng khí nạp mới vào
xylanh được gọi là tăng áp và được biểu diễn ở hình 5 - 1.

45
Dựa vào nguồn năng lượng để nén không khí trước khi đưa vào động cơ,
người ta chia tăng áp cho động cơ thành hai nhóm: tăng áp có máy nén và tăng áp
không có máy nén, theo sơ đồ trên hình 5-1.
Hình 5 - 1 Các phương pháp tăng áp trên động cơ đốt trong
5.1.1. Phân tích sơ đồ tăng áp tuốc bin khí liên hệ cơ khí
3
1
5
4
2 Po,To
Hình 5–2 Sơ đồ nguyên lý tăng áp cơ khí
1- Động cơ đốt trong; 2- Bánh răng truyền động; 3- Máy nén; 4- Đường nạp;
5- Thiết bị làm mát
Tăng áp cơ khí là bộ tăng áp do bản thân động cơ dẫn động qua bánh răng,
bánh đai hoặc xích, đôi khi còn có cả ly hợp, tỉ số truyền giữa chúng là không đổi.
Máy nén cơ khí chạy bằng lực kéo trích ra từ trục khuỷu động cơ, do vậy nó cũng
Hiện đại
Tuốc
bin
khí
Dẫn
động cơ
khí
Hỗn
hợp
Sóng
áp suất
Tốc độDao động
và cộng
hưởng
Liên hệ
khí thể
Liên hệ
cơ khí
Liên hệ
thủy lực
Lắp nối
tiếp
Lắp song
song
Tăng áp
Truyền thống

46
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 Superchanger được dùng cho động
cơ truyền thống.
Hệ thống tăng áp dẫn động bằng cơ khí được đặt trên động cơ và được dẫn
động bằng trục khuỷu thông qua một bộ truyền đai (Hình 5-3) hoặc bánh răng,
xích...
Hình 5 - 3 Tăng áp cơ khí dẫn động bằng đai răng
Khí nạp qua Supercharger sẽ được nén lại bởi bánh công tác (kiểu
supercharger ly tâm) hoặcmột cặp cánh quạt quay (kiểu Superchager cánh quạt)
hoặc roto đối lập (kiểu Superchager chân ren) sau đó khí nạp sẽ được nạp vào
buồng cháy. Tốc độ càng cao thì sự cung cấp khí nạp của hệ thống Supercharger
tăng lên. Tốc độ tối thiểu để hệ thống Supercharger bắt đầu hoạt động là 15.000v/ph
(kiểu cánh quạt và chân vịt) 40.000 v/ph (kiểu Supercherger ly tâm).
Các loại máy nén được sử dụng trong phương pháp tăng áp cơ khí có thể là:
máy nén kiểu piston, quạt roto, trục xoắn, quạt ly tâm, hoặc quạt hướng trục được
dẫn động từ trục khuỷu của động cơ.
Phương pháp dẫn động máy nén rất phong phú, trong nhiều trường hợp giữa
máy nén và trục khuỷu của động cơ có bố trí ly hợp nhằm cho phép điều khiển
phạm vi hoạt động của máy nén dẫn động cơ khí cho phù hợp với chế độ làm việc
của động cơ đốt trong.
Công suất của động cơ đốt trong được xác định theo công thức sau:
NeT = NiT - NmT - Nk

47
Công suất có ích được lấy từ trục khuỷu động cơ NeT có được từ công suất chỉ
thị NiT sau khi bị khấu trừ đi tổn thất cơ giới của bản thân động cơ NmT và công suất
Nk để dẫn động máy nén.
Công suất dẫn động máy nén chỉ phụ thuộc vào số vòng quay của nó, vì vậy
nếu động cơ làm việc ở chế độ tải nhỏ thì số phần trăm công suất tổn thất cho việc
dẫn động máy nén tăng lên làm giảm mạnh hiệu suất tổng của động cơ đốt trong.
Công suất dẫn động máy nén tăng nhanh hơn mức độ tăng áp suất chỉ thị pi.
Vì vậy, khi sử dụng tăng áp dẫn động cơ khí làm cho hiệu suất động cơ giảm khi áp
suất tăng áp tăng.
Chính vì vậy, phương pháp tăng áp dẫn động cơ khí chỉ được áp dụng ở những
mục đích cần thiết và áp suất tăng áp p1 nhỏ hơn hoặc bằng 1,6 kG/cm2
, nếu pk lớn
hơn 1,6 kG/cm2
thì Nk sẽ lớn hơn 10%Ne.
Với phương pháp tăng áp cơ khí, chất lượng khởi động và tăng tốc tốt, vì
lượng không khí cấp cho động cơ một chu trình phụ thuộc vào vòng quay trục
khuỷu mà không phụ thuộc nhiệt độ khí thải.
Đối với tăng áp cơ giới, năng lượng tiêu hao để dẫn động máy nén tăng lên,
giảm hiệu suất, giảm tính kinh tế động cơ.
ÂC
a)
P
K
P0
MN ÂC
b)
PK P0
MN
TB
P
T
P
T'
P
K
c)
ÂC
P
T'
TB
KN
MN
P0
LM
P
T
Hình 5 - 4 Các sơ đồ nguyên lý tăng áp cơ khí
a - Sơ đồ tăng áp cơ khí không tận dụng năng lượng khí xả; b- Sơ đồ tăng áp
cơ khí có tận dụng khí xả; c- Sơ đồ tăng áp cơ khí sử dụng ly hợp lắp giữa động cơ
và máy nén; MN- máy nén; TB- Tuốc bin; ĐC- Động cơ; LM- làm mát; KN- Khớp
nối; P0- áp suất môi trường; Pk- áp suất khí tăng áp; PT- Áp suất khí thải ra môi
trường.

48
* Ưu điểm của tăng áp cơ khí:
Với phương pháp tăng áp cơ khí, chất lượng khởi động và tăng tốc động cơ tốt
vì lượng không khí cấp cho động cơ trong một chu trình phụ thuộc vào vòng quay
trục khuỷu mà không phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải.
Nổi bật của tăng áp cơ khí là tính hưởng ứng rất nhanh khi tăng tốc. Bộ tăng áp
trong hệ thống tăng áp cơ khí thường dùng máy nén thể tích, động cơ cỡ nhỏ thường
dùng máy nén rôto. Bên trong máy nén rôto không có quá trình nén nhưng không
khí tại cửa ra gặp dòng khí nén đi ngược bị nén trong không gian kín giữa rôto và
vỏ nên hiệu suất hơi thấp và gây tiếng ồn. Ưu điểm của máy nén rôto là không có sự
tiếp xúc giữa rôto và vỏ cũng như giữa rôto với nhau nên không cần bôi trơn, vì vậy
khí nén do bơm rô to cung cấp lẫn rất ít dầu nhờn.
Áp suất pk càng lớn, rò rỉ qua khe hở càng nhiều, vì vậy làm giảm hiệu suất
dung tích và hiệu nén, nếu tăng tốc độ quay tính năng của máy nén sẽ khá hơn. Máy
nén kiểu phiến gạt và kiểu vít vô tận hiệu suất cao hơn và tiếng ồn ít hơn, nhưng
chúng lại có cấu tạo phức tạp nên hiện nay ít dùng ngoài bộ tăng áp nhãn hiệu
Bendix (Mỹ) còn có thị trường tiêu thụ trên động cơ cỡ nhỏ.
Ưu điểm chính của các loại máy nén thể tích so với máy nén ly tâm là không
bị hạn chế bởi tốc độ mất ổn định trong phạm vi hoạt động của động cơ, mặc khác
lưu lượng không khí lại tỷ lệ thuận với tốc độ, tương tự như đặc tính lưu lượng của
động cơ. Vì vậy rất dễ phối hợp với hoạt động của động cơ nhất là ở khu vực tốc độ
thấp, hiệu quả tăng áp rất rõ rệt. Chính vì vậy hiện nay tăng áp cơ khí vẫn được sử
dụng để cải thiện tính năng tấp tốc của động cơ tăng áp.
* Nhược điểm của tăng áp bằng cơ khí:
- Đối với tăng áp cơ khí, năng lượng tiêu hao để dẫn động máy nén tăng lên
nên làm giảm hiệu suất cơ giới, làm giảm tính kinh tế của động cơ. Bên cạnh đó, thì
bộ tăng áp này phù hợp với các loại động cơ diesel thấp tốc, và do có khối lượng
lớn nên không sử dụng trên động cơ cao tốc ngày nay.
- Tăng áp được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ, nên động cơ phải tiêu hao
một phần công suất để dẫn động. Vì thế hiệu quả tăng áp không được cao.
- Ở tăng áp sử dụng máy nén thể tích (đối với động cơ 2 kỳ) được dẫn động
bằng cơ khí nên tồn tại những khuyết điểm: Không tận dụng được một phần năng
lượng khí xả, mất một phần công suất của động cơ đốt trong để dẫn động máy nén,
lượng lọt khí tăng khi số vòng quay giảm.
Vì vậy, nếu bảo đảm sử dụng công suất dẫn động máy nén một cách hợp lý sẽ
không thể đáp ứng một cách hoàn hảo yêu cầu tăng mômen khi số vòng quay giảm.

49
Muốn đáp ứng tốt nhất đặc tính mômen buộc phải sử dụng máy nén có kích thước
lớn. Điều này dẫn đến máy nén cung cấp năng lượng khí thừa so với yêu cầu.
- Những nhược điểm của hệ thống tăng áp dẫn động cơ khí được khắc phục
khi sử dụng tổ hợp tuốc bin–máy nén để tăng áp. Và phương pháp này được áp
dụng rộng rãi trong động cơ đốt trong lắp trên ôto và máy kéo.
Cần tìm mọi cách giảm tổn hao trong tăng áp cơ khí, muốn vậy khi chạy ở tải
vừa và nhỏ cần tách ly hợp. Đồng thời cũng cần đảm bảo các yêu cầu khác như tính
năng giảm tốc tức thời, tuổi thọ cao......Muốn vậy cần cài trước bánh răng truyền
động, cài răng ở tốc độ cao, giảm tần số cài và khi cài không tạo ra tăng áp, qua đó
kéo dài tuổi thọ của ly hợp.
5.1.2. Phân tích sơ đồ tăng áp tuốc bin khí liên hệ khí thể
+ Công dụng:
Tăng áp tuốc bin khí là phương án tăng áp dùng tuốc bin làm việc nhờ năng
lượng khí xả của động cơ đốt trong để dẫn động máy nén. Khí xả của động cơ đốt
trong có áp suất và nhiệt độ cao nên nhiệt năng của nó tương đối lớn, muốn khí xả
sinh công nó phải được giãn nở trong một thiết bị để tạo ra công cơ học, nếu để nó
giãn nở trong xylanh động cơ đốt trong thì dung tích của xylanh rất lớn làm cho
kích thước của động cơ đốt trong quá lớn, nặng nề, điều này mặc dù làm tăng hiệu
suất nhiệt nhưng tính hiệu quả được đánh giá bằng giá áp suất trung bình sẽ rất nhỏ.
Để tận dụng tốt năng lượng khí xả, người ta cho nó giãn nở đến áp suất môi trường
và sinh công trong cánh tuốc bin.
3
2 4
1 5
Hình 5- 5 Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng tuốc bin khí chỉ liên hệ khí thể
1- Máy nén; 2- Thiết bị làm mát; 3- Động cơ; 4- Bình xả; 5- Tuốc bin

Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải

Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải

Similar to Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (17)

Đề tài: Thiết kế hệ thống tăng áp động cơ 4JB1- TC trên xe tải