Đồ án Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL

Lời nói đầu Đề tài đồ án tốt nghiệp được giao là công việc cuối cùng trong chuyên ngành đào tạo kỹ sư của trường đại học Bách khoa Đà Nẵng mà mọi sinh viên trước khi bước vào thực tế công việc phải thực hiện. Nó giúp cho sinh viên tổng hợp và khái quát lại kiến thức từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyên ngành. Qua quá trình thực hiện 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. Ngành động cơ đốt trong đã có lịch sử phát triển hàng trăm năm. Để hiểu rõ hơn về lịch sử phát triển của các quá trình tăng áp cho tới các biện pháp tăng áp và cuối cùng là những hư hỏng thông thường cũng như việc tính toán kiểm nghiệm bộ tuabin tăng áp. Trong đó, Tăng áp tuabin khí là một loại tăng áp phổ biến hiện nay. Do vậy, việc nghiên cứu tìm hiểu một cách toàn diện về vấn đề tăng áp cho động cơ đốt trong nói chung và cho một hệ thống tăng áp tuabin khí cụ thể của một động cơ nói riêng là rất cần thiết. Chính vì vậy, em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp là: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL” Tuy nhiên do những hạn chế về thời giạn, kinh nghiệm thực tiễn, kiến thức cũng như tài liệu tham khảo, nên trong phạm vi đồ án này em không thể trình bày được hết các vấn đề liên quan cũng như tìm hiểu sâu hơn mối quan hệ giữa hệ thống này với hệ thống khác. Vì thế chắc chắn không tránh khỏi những sai sót trong vấn đề thực hiện. Rất mong có được sự quan tâm chỉ bảo hơn nữa của các thấy cô cùng các bạn. Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo DƯƠNG VIỆT DŨNG cùng toàn thể thầy cô khoa cơ khí giao thông và các bạn, những người đã trực tiếp giúp đỡ chỉ dẫn, góp ý kiến cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án này. Đà Nẵng, ngày 26 tháng 2 năm 2009 Sinh viên thực hiện. Nguyễn Đức Hùng MỤC LỤC Lời nói đầu 1 MỤC LỤC 2 1. MỤC ĐÍCH, Ý GHĨA CỦA ĐỀ TÀI 5 2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 490ZL 6 2.1 Các đặc điểm và thông số kỹ thuật của động cơ 490ZL 7 2.2. Đặc điểm các cụm chi tiết,cơ cấu và hệ thống của động cơ 490ZL 10 2.2.1. Đặc điểm các cụm chi tiết, cơ cấu trên động cơ 490ZL 10 2.2.2. Đặc điểm các hệ thống trên động cơ 490ZL 14 3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP 18 3.1. Định nghĩa tăng áp 18 3.2. Mục đích của tăng áp 18 3.3. Phân loại tăng áp 18 3.3.1. Biện pháp tăng áp nhờ máy nén 19 3.3.2. Biện pháp tăng áp không có máy nén 23 3.4. Tăng áp cho động cơ diesel 28 3.4.1. Tăng áp cho động cơ diesel bốn kỳ 28 3.4.2.Tăng áp cho động cơ diesel hai kỳ 30 3.5. Tăng áp cho động cơ xăng và động cơ ga 30 3.5.1. Tăng áp cho động cơ xăng 30 3.5.2. Tăng áp cho động cơ ga. 31 3.6.2. Đặc tính của tuabin. 33 4. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL 35 4.1. Hệ thống nạp, thải của động cơ 490ZL 35 4.2. Hệ thống nạp động cơ 490ZL 36 4.2.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống nạp động cơ 490ZL 36 4.2.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống nạp 37 4.3. Hệ thống thải động cơ 490ZL 37 4.3.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống thải động cơ 490ZL 37 4.3.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống thải động cơ 490ZL 38 4.4. Đặc điểm hệ thống tăng áp động cơ 490ZL 39 4.4.1. Đặc điểm kết cấu hệ thống tăng áp động cơ 490ZL 41 4.4.2. Nguyên lý làm việc máy nén khí trong TURBO GA 1088K 48 4.4.3 Nguyên lý làm việc của tuabin khí trong turbo tăng áp GA 1088K 50 4.4.4. Hệ thống bôi trơn và làm mát trong bộ tuabin 51 4.4.5. Phối hợp giữa tuabin- máy nén với động cơ đốt trong 52 5. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỘ TUABIN TĂNG ÁP 53 5.1. Các số liệu cho trước và các thông số chọn 53 5.2. Tính toán các thông số làm việc tuabin-máy nén 55 5.3. Tính toán bộ tuabin tăng áp 57 5.3.1. Tính toán máy nén. 57 5.3.2. Tính toán tuabin. 62 6.1. Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục 66 6.1.1. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn 67 6.1.2. Có tiếng ồn bất thường. 67 6.1.3. Tiêu hao dầu lớn và khói xanh. 68 6.2. Hệ quả các hư hỏng và biện pháp khắc phục 68 6.2.1. Thiếu dầu 68 6.2.2. Vật lạ rơi vào TB 68 6.2.3. Dầu bẩn 69 6.3.2. Kiểm tra hệ thống thải 69 6.4. Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp 69 6.5. Tháo và lắp cụm tuabin - máy nén 70 6.5.1. Các chú ý khi tháo lắp 71 6.5.2. Các chú ý khi bảo dưỡng, sửa chữa 72 6.5.3. Kiểm tra tuabin tăng áp 72 Kết luận 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 1. MỤC ĐÍCH, Ý GHĨA CỦA ĐỀ TÀI Ngành động cơ đốt trong đã có lịch sử phát triển hơn một trăm năm, trong quá trình phát triển đã trải qua nhiều thăng trầm do nhiều nguyên nhân khác nhau. Ví dụ người ta hy vọng vào một nguồn tài nguyên khác có đặc tính khác tốt hơn hoặc do lo sợ về sự cạn kiệt của nguồn nguyên liệu được biểu hiện ở cuộc khủng hoảng những năm 70 của thế kỷ XX, thêm vào đó là vấn đề ô nhiễm do nó gây ra đối với môi trường và sức khỏe con người. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, động cơ đốt trong đă có những bước phát triển kỳ diệu, vượt bậc trong nguyên cứu chế tạo động cơ xăng cũng như động cơ diesel đời mới có tính năng kinh tế, kỹ thuật vượt trội ra đời đã đánh bại mọi sự nghi ngờ về sự phát triển của nó. Nhờ những ưu điểm vượt trội về nhiều mặt, đặc biệt là hiệu suất cao trong phạm vi công suất rộng, nhỏ gọn, nên động cơ đốt trong ngày nay chíêm ưu thế tuyệt đối trong mọi lĩnh vực như vận tải đường bộ, đường thủy, đường sắt, hàng không, phát điện dự phòng,… Lịch sử phát triển ngành động cơ đốt trong luôn gắn liền với lịch sử phát triển hệ thống tăng áp của nó. Ngày nay, hầu hết các động cơ xăng hiện đại đều sử dụng các loại 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 tua bin khí. Động cơ diesel ngày nay có nhu cầu tăng áp rất lớn và được áp dụng với hầu hết các hình thức tăng áp cũng như tổ hợp của nhiều hình thức tăng áp. Thành tựu tăng áp cho động cơ diesel là thành tựu tăng áp đáng kể nhất cho động cơ đốt trong. Nhằm mục đích tăng công suất cho động cơ đốt trong, người ta phải tìm cách tăng khối lượng không khí và nhiên liệu cháy ở một dung tích xilanh trong một đơn vị thời gian, tức là tăng khối lượng nhiệt nhiên liệu phát ra trong một không gian và thời gian cho trước. Mục đích cơ bản của tăng áp động cơ là làm cho công suất của nó tăng lên. Nhưng đồng thời tăng áp cho phép cải thiện một số chỉ tiêu sau. + Giảm thể tích toàn bộ của động cơ đốt trong ứng với một đơn vị công suất. + Giảm trọng lượng riêng của toàn bộ động cơ ứng với một đơn vị công suất. + giảm giá thành sản suất ứng với một đơn vị công suất. + Hiệu suất động cơ tăng, đặc biệt là tăng áp bằng tua bin khí và do đó suất tiêu hao nhiên liệu giảm. + Có thể làm giảm lượng khí thải độc hạ + Giảm độ ồn của động cơ. Để hiểu rõ hơn về vấn đề tăng áp cho động cơ đốt trong nói chung và tăng áp bằng tuabin khí nói riêng em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống tăng áp động cơ 490ZL” 2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 490ZL Động cơ 490ZL do hãng JIANGSU SIDA của Trung Quốc sản xuất được lắp trên xe THAICO FOTON tải 2 tấn. Động cơ gồm 4 xylanh thẳng, hàng thứ tự làm việc là 1- 3- 4 -2. Động cơ sử dụng nhiên liệu diesel và được phun gián tiếp vào buồng cháy. Buồng cháy trên động cơ 490ZL là loại buồng cháy ngăn cách kiểu xoáy lốc. Không gian buồng cháy được chia làm hai phần: Buồng cháy xoáy lốc và buồng cháy chính, được nối với nhau bằng đường thông lớn. Đỉnh pittông được khoét lõm.Trên mỗi xylanh gồm có 1 xupáp nạp và một xupáp thải. Chính những đặc điểm đó đảm bảo cải thiện quá trình cháy của động cơ. Nhờ vào đặc tính của buồng cháy xoáy lốc mà quá trính cháy vẫn kết thúc kịp thời và động cơ có thể chạy ở tốc độ cao kể cả trường hợp phun nhiên liệu rất trễ, hạn chế tốc độ cháy, tốc độ tăng áp khi cháy và động cơ làm việc ít ồn hơn. Tuy nhiên động cơ 490ZL cũng có những nhược điểm: hiệu suất không cao, gây ra tiếng ồn ở chế độ không tải và ít tải. Kích thước động cơ 490ZL nhỏ gọn nhưng công suất động cơ đạt được vẫn lớn nhờ hệ thống nạp sử dụng tuabin tăng áp.
Hình 2-1 Hình mô phỏng động cơ 490ZL 2.1 Các đặc điểm và thông số kỹ thuật của động cơ 490ZL
Hình 2-2 Mặt cắt dọc động cơ 490ZL 1-Van hằng nhiệt ; 2- Trục cò mổ ; 3- Nắp xy lanh ; 4- Xu páp nạp ; 5- Xu páp xả 6- Đũa đẩy ; 7- Con đội ; 8- Lót xy lanh ; 9-Trục cam ; 10- Lỗ dầu bôi trơn 11- Vỏ bánh đà ; 12- Bánh đà ; 13- Lưới lọc dầu bôi trơn ; 14- Đai ốc xả dầu 15- Vòng chặn chốt pittông ; 16- Chốt pittông ; 17- Pittông ; 18- Pu ly
Hình 2-3 Mặt cắt ngang của động cơ 490ZL 1- Thân máy ; 2- Trục khuỷa ; 3- Bộ điều tốc ; 4- Thanh truyền ; 5- Đường nạp không khí ; 6- Vòi phun ; 7- Lò xo xu páp ; 8- Trục cò mổ ; 9- Đường thải ; 10- Xu páp ; 11- Đũa đẩy ; 12- Pittông ; 13- Con đội ; 14- Trục cam;15- Đối trọng ; 16- Chân máy ; 17- Bầu lọc dầu ; 18- Cát te Bảng 2-4 thông số kỹ thuật chính của động cơ 490ZL Thông số  Ký hiệu  Thứ nguyên  Giá trị   Công suất có ích định mức  Ne  kW  60   Tỷ số nén  ε   17   Số vòng quay định mức  n  vòng/phút  3200   Đường kính xylanh  D  mm  89.5   Hành trình pittông  S  mm  89.5   Số xilanh  i   4   Số kì  (   4   Góc mở sớm xupáp nạp  Φ1  Độ  12   Góc đóng muộn xupáp nạp  Φ2  Độ  38   Góc mở sớm xupáp thải  Φ3  Độ  50   Góc đóng muộn xupáp thải  Φ4  Độ  14   Buồng cháy ngăn cách      Động cơ tăng áp      Dung tích xi lanh   Lít  2.545   Thứ tự nổ của động cơ    1-3-4-2   Momen cực đại của động cơ  Me
 N.m  205   Dài x Rộng x Cao  LxWxH  Mm  692x566x672   Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất  g
 g/kw.h  220   2.2. Đặc điểm các cụm chi tiết,cơ cấu và hệ thống của động cơ 490ZL 2.2.1. Đặc điểm các cụm chi tiết, cơ cấu trên động cơ 490ZL 2.2.1.1. Nhóm Pittông Nhóm pittông gồm: pittông, chốt pittông, xéc măng khí, xéc măng dầu và các chi tiết hãm chốt pittông. Pittông là một chi tiết quan trọng của động cơ, cùng với xy lanh và nắp máy tạo thành buồng cháy. Điều kiện làm việc của pittông rất khắc nghiệt: chịu lực tác dụng rất lớn, chịu nhiệt độ và áp suất cao, chịu mài mòn lớn. Trong quá trình làm việc, nhóm pittông có nhiệm vụ chính sau: - Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho không khí cháy lọt xuống các te và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy; - Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu, nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải ra khỏi xy lanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp.
Hình 2 – 5 Nhóm pittông 1-Chốt pittông ; 2- Vòng hãm chốt pittông ; 3- Xéc măng dầu; 4- xéc măng khí ; 5- xéc măng khí 2.2.1.2. Nhóm thanh truyền. Nhóm thanh truyền bao gồm: thanh truyền, bulông thanh truyền và bạc. -Thanh truyền là chi tiết dùng để nối pittông với trục khuỷu. Nó có tác dụng truyền lực tác dụng trên pittông xuống trục khuỷu để làm quay trục khuỷu.Trong quá trình làm việc, thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể trong xy lanh, lực quán tính của thanh truyền, lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm pittông. - Đầu nhỏ thanh truyền (đầu lắp với chốt pittông) bị biến dạng dưới tác dụng của lực quán tính chuyển động tịnh tiến(không kể lực quán tính do khối lượng đầu nhỏ gây ra ) . Đầu to thanh truyền (đầu lắp với chốt khuỷa ) chịu tác dụng của lực quán tính của nhóm pitttông và thanh truyền .Thân thanh truyền chịu nén dưới tác dụng của lực khí thể và chịu uốn trong mặc phẳng lắc của thanh truyền dưới tác dụng của lực quán tính . - Khi động cơ làm việc , lực khí thể và lực quán tính thay đổi theo chu kỳ về trị sồ và hướng.Do đó tải trọng tác dụng trên thanh truyền là tải trọng thay đổi và có tính chất va đập .
Hình 2 – 6 Kết cấu thanh truyền động cơ 490ZL 1-Lỗ hứng dầu; 2-Đầu nhỏ; 3-Rãnh dầu; 4-Bulông thanh truyền; 5-Bạc lót đầu to; 6-Đầu to;7-Thân thanh truyền. 2.2.1.3. Trục khuỷu Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất. Nó tiếp nhận lực tác dụng trên pittông truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục để đưa công suất ra ngoài. Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể và lực quán tính. Những lực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kì nhất định nên có tính chất va đập mạnh, gây ra ứng suất uốn và xoắn trục đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn làm rung động cơ, gây mất cân bằng. Để đảm bảo cân bằng cho động cơ trong quá trình làm việc người ta bố trí hai trục cân bằng. Kết cấu trục khuỷu gồm các phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu và đuôi trục khuỷu. Trục khuỷu của động cơ 490ZL được đúc liền thành một khối bằng thép hợp kim, bao gồm 5 cổ khuỷu và 4 chốt khuỷu. bên trong trục khuỷu có khoang các đường dầu để bôi trơn các bề mặt ma sát như chốt khuỷu, má khuỷu... đầu trục khuỷu có hai rảnh then để lắp bánh răng dẩn động bơm cao áp, puly dẩn động bơm nước và máy phát. Bánh đà được lắp ở đui trục khuỷu bằng các bulông.
Hình 7-2 Kết cấu trục khuỷu động cơ 490ZL 1-Đầu trục khuỷu; 2-Cổ trục;3-Đường dầu bôi trơn; 4-Chốt khuỷa; 5-Má khuỷa ;6-Đuôi trục khuỷu. 2.2.1.4. Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: thải sạch khí thải ra khỏi xy lanh và nạp đầy khí hỗn hợp hoặc không khí mới vào xy lanh để động cơ làm việc được liên tục. Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Đóng mở đúng thời gian quy định; - Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông; - Khi đóng phải đóng kín, xu pap thải không tự mở trong quá trình nạp; - Ít mòn, tiếng kêu bé; - Dễ điều chỉnh và sửa chữa Động cơ 490ZL có cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo. Cách bố trí này tạo cho buồng cháy có kích thước nhỏ gọn, giảm được tổn thất nhiệt, giảm sức cản khí động, tạo điều kiện thận lợi cho việc thải sạch và nạp đầy. Động cơ sử dụng 8 xupáp, gồm 4 xupáp thải và 4 xupáp nạp, xupáp được bố trí hợp lý làm tăng tiết diện lưu thông của dòng khí. Tuy nhiên nó vẫn tồn tại một số nhược điểm là việc dẫn động xupáp phức tạp và làm tăng chiều cao động cơ, kết cấu nắp xy lanh phức tạp hơn và rất khó đúc. Trên mỗi xy lanh được bố trí một xupáp nạp và một xupáp thải. Xupáp nạp được bố trí về một phía. Đường thải và đường nạp được bố trí về hai phía để giảm sự sấy nóng khí nạp, do đó nâng cao hệ số nạp. Trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua cơ cấu bánh răng. Xupap được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy và đòn bẩy.
Hình 2-8 Cơ cấu phân phối khí của động cơ 490ZL 2.2.2. Đặc điểm các hệ thống trên động cơ 490ZL 2.2.2.1. Hệ thống làm mát Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy, như: pittông, xécmăng, xupap, nắp xy lanh, thành xy lanh chiếm khoảng 25÷35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng, nhiệt độ của chúng rất cao, gây ra những hậu quả xấu, như: làm giảm độ bền, tuổi thọ của chi tiết máy, giảm độ nhớt dầu bôi trơn, tăng tổn thất do ma sát. Hệ thống làm mát có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy rồi truyền đến môi chất làm mát để đảm bảo nhiệt độ làm việc của động cơ. Động cơ 490ZL có hệ thống làm mát bằng nước, tuần hoàn cưỡng bức, gồm: két nước, áo nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió, nắp máy và các đường ống dẫn. Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu Nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt là (800 ÷ 840). Két làm mát lắp trên phía đầu xe. Két làm mát có đường nước vào từ van hằng nhiệt và có đường nước ra đến bơm, trên két nước có các dàn ống dẫn nước gắn cánh tản nhiệt.
 Hình 2 – 9 Sơ đồ hệ thống làm mát của động cơ 490ZL 1- Van hằng nhiệt ; 2,4- Ống dẫn hơi nước 3-Bơm nước; 5-Ống phân phối hơi nước; 6- Van xả nước; 7-Quạt gió; 8-Két làm mát Nguyên lý hoạt động: 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 việc của van hằng nhiệt (80o ÷ 84o) 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. 2.2.2.2. Hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu đến bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát. Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu loại bánh răng, lọc dầu, cácte, đường ống dẫn dầu, két làm mát dầu và van an toàn. Hệ thống bôi trơn động cơ 490ZL kiểu cưỡng bức cácte ướt và vung toé, dùng để đưa dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết.
Hình 2 – 10 Sơ đồ khối hệ thống bôi trơ 1-Cát te; 2-Bơm dầu; 3-Bình lọc dầu thô; 4-Đồng hồ đo áp suất dầu; 5-Đũa đẩy; 6-Giàn cò mổ; 7-Xupap ; 8- Trục cam; 9- Bình lọc dầu tinh;10-Đường dầu chính ; 11-Trục khuỷa. Để bôi trơn bề mặt làm việc giữa mặt cam và cò mổ, trong thân trục cam có khoan một đường ống dầu và từ đường dầu này sẽ có các đường dầu nhỏ để bôi trơn từng từng mặt cam như trên hình vẽ.
Hình 2-11. Trục cam và cách bố trí đường dầu bôi trơn. 1-Bạc ; 2- Đường dầu; 3- Bulông; 4- Cam; 5- Cổ trục. Ngoài ra, động cơ 490ZL có sử dụng tubin tăng áp, nên trên đường dầu chính của hệ thống bôi trơn có đường dầu đến bộ tuabin để bôi trơn ổ trục tuabin. 2.2.2.3. Hệ thống nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel có nhiệm vụ chính sau: Chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định. Lọc sạch nước và tạp chất bẩn trong nhiên liệu. Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh đúng thời điểm theo quy luật đã định. Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào xy lanh theo trình tự làm việc của động cơ.
Hình 2 – 12 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 490ZL 1-Bu lông xả khí; 2-Bầu lọc nhiên liệu; 3,5,6,11-Ống dẫn nhiên liệu; 4-Vòi phun;7-Van tràn; 8-Bơm cao áp; 9- Bơm chuyển; 12-Thùng chứa nhiên liệu ;13- Bu lông xả nước Nguyên lý làm việc : Bơm chuyển nhiên liệu 9 hút nhiên liệu từ thùng chứa 12 , sau đó đẩy tới bầu lọc tinh 2 .Tại bầu lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch tạp chất , sau đó nhiên liệu theo đường ống 3 tới bơm cao áp 8 . Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu một áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp 6 đến vòi 4 cung cấp cho xi lanh động cơ, nhiên liệu rò qua khe hở trong kim phun xả trong các tổ bơm cao áp theo đường ống dẫn 5 và 11 trở về thùng chứa . Nhiên liệu đi vào trong xi lanh bơm cao áp không được lẫn không khí vì không khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm không ổn định thậm chí có thể làm gián đoạn quá trình cấp nhiên liệu 3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP 3.1. Định nghĩa tăng áp - Tăng áp là biện pháp làm tăng áp suất không khí nạp, qua đó làm tăng mật độ không khí và lượng nhiên liệu nạp vào xy lanh động cơ trong mỗi chu trình, do đó công suất động cơ sẽ được tăng lên. 3.2. Mục đích của tăng áp Tăng áp làm cho công suất động cơ diesel tăng lên, đồng thời cho phép cải thiện một số chỉ tiêu: - Giảm thể tích toàn bộ của ĐCĐT ứng với một đơn vị công suất; - Giảm trọng lượng riêng của toàn bộ động cơ ứng với một đơn vị công suất; - Giảm gía thành sản xuất ứng với một đơn vị công suất; - Hiệu suất của động cơ tăng đặc biệt là khi tăng áp tuabin khí, do đó suất tiêu hao nhiên liệu giảm; - Có thể làm giảm lượng khí thải độc hại; - Giảm độ ồn của động cơ. 3.3. Phân loại tăng áp 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 sau:
Hình 3 -1 Sơ đồ phân loaị và các phương pháp tăng áp trên động cơ đốt trong. 3.3.1. Biện pháp tăng áp nhờ máy nén 3.3.1.1. Tăng áp cơ giới
Hình 3 - 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. Các loại máy nén được sử dụng trong phương pháp tăng áp cơ khí có thể là máy nén kiểu piston, quạt root, trục xoắn, quạt li tâm, hoặc quạt hướng trục, được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ. Công suất của động cơ đốt trong được xác định theo công thức sau: Ne = Ni - Nm - Nk Trong đó: Ne: Công suất có ích được lấy từ trục khuỷu động cơ Ni: Công suất chỉ thị Nm: Công suất tổn thất cơ giới của bản thân động cơ Nk: Công suất 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 sẽ 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 pk 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 giới, 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 tốc độ trục khuỷu mà không phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải. Tuy nhiên, đối với tăng áp cơ giới, năng lượng tiêu hao để dẫn động máy nén tăng lên, nên làm giảm hiệu suất, làm giảm tính kinh tế của động cơ. 3.3.1.2. Động cơ tăng áp bằng tuabin khí Tăng áp bằng tuabin khí: là biện pháp tăng áp mà máy nén được dẫn động nhờ tuabin tận dụng năng lượng khí thải của động cơ đốt trong. Khí xả của ĐCĐT có nhiệt độ và áp suất cao, nên nhiệt năng của nó tương đối lớn. Muốn khí thải sinh công, nó phải được giãn nở trong một thiết bị để tạo ra công cơ học. Nếu để nó giãn nở trong xi lanh của ĐCĐT thì dung tích của xilanh sẽ rất lớn, làm cho kích thước của ĐCĐT quá lớn, nặng nề. Điều này mặc dù làm tăng hiệu suất nhiệt nhưng tính hiệu quả được đánh giá bằng giá trị áp suất trung bình sẽ rất nhỏ. Để tận dụng tốt năng lượng khí xả, người ta cho nó giãn nở đến áp suất môi trường và sinh công trong các cánh của tua bin (TB). a). Tăng áp bằng tuabin khí có liên hệ cơ khí Trong phương án này, trục tuabin, động cơ đốt trong và máy nén được nối liền nhau. Kết cấu này bao gồm máy nén hướng trục nhiều cấp, động cơ diesel 4 kỳ và tuabin hướng trục nhiều cấp được nối đồng trục. Áp suất của khí nạp vào xi lanh động cơ đạt 3÷4 kG/cm2, khí xả sau khi ra khỏi xi lanh động cơ đốt trong trước khi vào tuabin đạt áp suất 16 kG/cm2. Tuy nhiên phương án này gặp phải các hạn chế : - Công xả của khí xả ĐCĐT tăng lên quá cao; - Khí sót trong xilanh rất lớn làm cho lượng khí mới nạp vào xilanh giảm. b) Tăng áp bằng tuabin khí liên hệ khí thể Theo phương án này, tuabin và máy nén được nối đồng trục với nhau. Khí xả được giãn nở trong cánh tuabin sẽ làm tuabin quay và dẫn động máy nén, nén không khí tới áp suất tăng áp và đưa vào động cơ. Phương án này cho phép tận dụng tối đa năng lượng khí thải, tạo ra hiệu suất cao cho động cơ.
 Hình 3 - 3 Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng tuabin khí chỉ liên hệ khí thể 1-Máy nén; 2-Thiết bị làm mát; 3-Động cơ; 4-Bình xả; 5-Tuabin.