Điều khiển quá trình cấp nhiên liệu

Giảm quán tính của hệ thống (động cơ, các bầu góp nạp xả và tua bin-máy nén tăng áp)

Sử dụng hộp số nhiều cấp để thay đổi mô men.

Sử dụng thiết bị giới hạn nhiên liệu theo áp suất gió nạp trong phương án 1 tương đối phổ biến và đã thu được những thành công nhất định do làm giảm được khói đen nhưng lại làm chậm lại đáp ứng chuyển tiếp, đồng thời làm xấu đi tính điều động. Điều này thật dễ hiểu vì chúng ta chỉ xử lý hậu quả “khói đen” mà không tác động tới nguyên nhân của hiện tượng là do sự “trễ của tua bin-máy nén tăng áp”. Phương án này do vậy còn được gọi là phương án “thụ động”.

Các phương án “chủ động” tập trung vào việc cải thiện đáp ứng chuyển tiếp của động cơ, các bầu góp nạp xả và bản thân tua bin máy nén tăng áp. Nói chung, sự đáp ứng chậm trễ của động cơ Diezel là một hiện tượng tương đối phức tạp, chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố như động học, nhiệt động học và các thông số thiết kế, kết cấu.

Từ hình 1 ta có thể thấy rằng, để cải thiện đáp ứng của động cơ, thực hiện bằng cách tác động lên phía ống góp xả để gia tốc cho tua bin. Cách khác là tác động lên phía nạp, để tăng trực tiếp áp suất khí nạp, khi đó phải chú ý tới giới hạn “ho”.

Theo một cách phân loại khác, các giải pháp cải thiện chế độ chuyển tiếp của động cơ Diezel được chia ra:

Giải pháp trong: bao gồm các giải pháp tập trung vào thay đổi, hoán cải kết cấu của động cơ, hệ thống nhiên liệu, các bầu góp nạp thải…

Các giải pháp ngoài: tập trung giải quyết vấn đề trễ của tổ hợp tua bin máy nén tăng áp.

Một số giải pháp ngoài cải thiện chế độ chuyển tiếp của động cơ Diezel

Phun khí nén

Ở giai đoạn đầu khi tải hoặc tốc độ đặt tăng lên, do sự trễ của tua bin máy nén tăng áp mà áp suất khí nạp chưa kịp tăng, dẫn đến dư lượng không khí giảm, quá trình cháy kém đi. Để có thể cải thiện được đáp ứng chuyển tiếp của động cơ, chúng ta sử dụng giải pháp phun không khí nén được tích trữ trong một bình chứa vào máy nén, bầu góp khí nạp hoặc bánh cánh tua bin. Việc phun không khí vào bánh cánh máy nén thường hiệu quả hơn nhiều so với cấp khí nén vào các vị trí khác.

Tính chất và kết cấu của tổ hợp tua bin máy nén tăng áp đóng một vai trò quan trọng trong đáp ứng của động cơ do đặc tính của tua bin ảnh hưởng trực tiếp đến độ trễ. Xuất phát từ quan điểm để giảm độ trễ của tổ hợp tua bin máy nén chúng ta sẽ sử dụng các tua bin có quán tính nhỏ hơn, nghĩa là giảm kích thước và khối lượng của rô to. Để đáp ứng đủ nhu cầu về không khí cho động cơ thì các tổ hợp này phải có tốc độ quay rất cao và tiết diện ống phun nhỏ.

Ở các chế độ tải và tốc độ cao, có thể dẫn đến áp suất gió nạp tăng lên quá cao, gây nguy hiểm cho động cơ và tổ hợp tua bin máy nén. Trở ngại này khắc phục bằng cách lắp thêm một van để thoát khí xả tự động. Van này gồm một lò xo luôn cân bằng với áp suất khí nạp. Khi áp suất khí nạp tăng lên, nó sẽ mở ra để thoát một phần khí xả ra môi trường và một phần qua tua bin. Khi đó, phản áp trên đường xả sẽ giảm đáng kể, giúp giảm công nén của động cơ, góp phần làm tăng hiệu suất của động cơ.