Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống Turbo điện dùng cho động cơ không có tăng áp

Thông qua "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống Turbo điện dùng cho động cơ không có tăng áp" đề tài đã thu được một số kết quả sau: phân tích được sự cần thiết của turbo điện dùng cho động cơ không có tăng áp; phân tích được các yêu cầu công nghệ, tính toán lựa chọn được thiết bị phù hợp với turbo điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống Turbo điện dùng cho động cơ không có tăng áp Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TURBO ĐIỆN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG CÓ TĂNG ÁP Giảng viên hướng dẫn: ThS. Vũ Văn Định Sinh viên thực hiện: Hà Mạnh Cường Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 K59 Trịnh Duy Khiêm Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 K59 Cao Khắc Ái Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 K59 Nguyễn Bảo Đạt Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 K59 Hồ Văn Cường Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 K59 Tóm tắt: Hiện nay các dòng xe sử dụng động cơ hút khí tự nhiên thường không đáp ứng đủ nhu cầu công suất với người sử dụng xe, thông thường để có một chiếc xe có động cơ mạnh người sử dụng phải bỏ thêm một khoản tiền lớn để sở hữu và chi phí nhiên liệu cũng tăng theo, hoặc những dòng xe có Turbo tăng áp thì tuổi thọ của Turbo cũng không cao, chi phí sửa chữa cho bộ tăng áp lớn. Vì vậy turbo điện giải quyết được nhu cầu khách hàng về công suất động cơ, tăng 10 - 30% công suất ban đầu cho cảm giác tăng tốc phấn khích, vận hành trơn tru mà tiêu hao nhiên liệu như ban đầu. Từ khóa: Hệ thống tăng áp điện, hệ thống turbo điện, electric turbo, turbo điện. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay trên trên thế giới hệ thống turbo điện hoàn toàn mới mẻ và chưa được ứng dụng vào thực tiễn, hệ thống chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu và thử nghiệm sản phẩm. Turbo tăng áp điện là sản phẩm có tính đột phá về khả năng linh hoạt khi hoạt động, giải quyết được những nhược điểm của turbo tăng áp thông thường. Turbo tăng áp điện triệt tiêu hoàn toàn độ trễ động cơ, sẵn sàng cung cấp áp suất khí nạp ngay lập tức, tối ưu hóa hệ thống tăng áp vì loại bỏ được hệ thống làm mát khí nạp, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ truyền từ khí xả. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH Dựa trên cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống turbo tăng áp thông thường, tìm ra những nhược điểm, từ đó tiến hành nghiên cứu và chế tạo mô hình hệ thống turbo điện. Hoàn thiện hệ thống turbo điện với 5 giai đoạn chính: 2.1. Lên phương án tính toán thiết kế hệ thống cơ khí - Chọn động cơ: Thử nghiệm các loại động cơ 1 pha model 775, không đáp ứng đủ tốc độ cánh tua ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 225 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- bin đạt 50.000 vòng/phút, vì vậy chọn động cơ 3 pha không chổi than model 3650 phiên bản 4500 kV. Hình 1. Động cơ 775 một pha Hình 2. Động cơ 3 pha model 3650 Hình 3. Thông số động cơ điện 3 pha model 3650 - Pin Lithium-polymer (lipo): Thử nghiệm các loại pin, chọn pin lipo vì có dòng xả cao phù hợp với động cơ 3 pha, thông số 45C trên pin lipo, trong đó C là số Ampe => 45C=45*6=270A, vậy dòng xả pin của pin có thể lên đến 270A hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu của động cơ (75A). Hình 4. Pin lipo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 226 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - Bộ truyền đai: Thiết kế bộ truyền đai để tăng tốc độ cánh tuabin, thông thường tốc độ hoạt động cánh tua bin dao động từ 50.000 - 150.000 vòng/phút, số vòng quay tối đa của động cơ model 3650 khoảng 50.000 vòng/phút, khi động cơ quay tối đa nhưng chỉ ở mức tối thiểu để tạo ra áp suất nén, động cơ hoạt động ở mức công suất cao trong thời gian dài sẽ giảm độ bền và hư hỏng, vì vậy phải thiết kế bộ truyền với tỷ số ½ để tăng tốc độ cánh tua bin mà motor không hoạt động quá công suất, nhưng vẫn đạt được áp suất nén mong muốn. Hình 5. Bộ truyền đai 2.2. Thiết kế hệ thống turbo điện bằng phần mềm INVENTOR Việc thiết kế dựa trên thông số có sẵn của các chi tiết như: Động cơ, puly, dây đai, cánh turbin, mặt nén bên turbo (thiết kế tái hiện), hệ trục turbo, hệ gắn bộ truyền (thiết kế mới). Hình 6. Mô hình 3D ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 227 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.3. Thiết kế hệ thống điều k ...