Đề tài
PHÂN TÍCHCÁC PHƯƠNG
ÁN BỐTRÍTRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯUNHƯỢCĐIỂM VÀ
PHẠM VIỨNGDỤNG
1
LỜI NÓI ĐẦU
Nếu kết cấu thân tàu được coi là cơ thể thì trang bị động lực được xem như là trái tim của cả
con tàu. Nhờ các trang thiết bị động lực, con tàu mới có thể vận hành, đưa vào hoạt động đem
lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật mong muốn.
Trang bị động lực là môn học không thể thiếu đối với ngành tàu. Nó giúp mỗi sinh viên nắm
bắt được cácphươngánbố trí, lắp đặt các thiết bị năng lượng tàu một cách hợp lý nhằm đảm
bảo cho con tàu hoạt độngan toàn, ổn định . . . đem lại hiệu quả mong muốn.
Trong đó, việc bố trí, lắp đặt hệ truyềnđộng của tàu sao cho đạt hiệu quả cao nhất cũng là một
vấn đề cần chú ý khi lắp đặt, bốtrí TBNL.
Được sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Đình Long và sự cố gắng, nỗ lực của bản thân. Hôm
nay, tôi xin trình bày chuyên đề:
PHÂN TÍCHCÁCPHƯƠNGÁNBỐTRÍTRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯUNHƯỢCĐIỂMVÀPHẠMVIỨNG DỤNG.
Mỗi loại tàu khác nhau, hoạt động trong phạmvi khác nhau yêu cầu về sử dụng năng lượng
khác nhau. Tùy thuộc vào hình thức sử dụng năng lượng cũng như yêu cầu về tính cơ động
cũng như hiệu quả truyềnđộng mà trên các tàu có các cách bốtrí hệ truyềnđộng khác nhau.
Việc bốtrí hệ truyềnđộng hợp lý không chỉ đảm bảo các tính năng hàng hải của tàu mà còn
đem lại hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật, thuận tiện trong công tác chăm sóc, bảo quản . . .
2
Trong quá trình học tập, nghiên cứu, tôi đã biết được cácphươngánbốtrítruyềnđộng như
sau:
3
GGGĐ
C
GGGĐ
C
L HLHĐC
GĐĐC
Đ
HS
G
MPMP
THLĐ
GĐTHĐCG
T
BT
L
GĐĐCĐ
GĐBTTLL
GĐĐC
Đ
BB KNTL
GĐBT
L
Đ
CTL
TH
THĐCGTTL
BB
BTTLT
THTHĐCG
T
GĐTBĐDGX
H
HS
KNM
GĐHSĐ
C
GĐTHĐCGTĐ
C
DDĐMP
C
CV
ĐB
CVB
B
ĐCĐCC
DDĐCC
ĐCĐCC
ĐCC
ĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
GG1
22
2
11
14
13
111
2
111
1
111
0
99
9
3
44
4
G5
5
66
6
77
7
88
8
ĐCĐCTL
ĐCBTL
ĐCBTTLL
ĐKKNT
L
ĐCLHĐC
ĐBBTTLT
ĐCTHĐCGTTL
ĐCHSĐC
ĐCTHĐCGTĐC
ĐCTBĐDGX
ĐKKNM
GĐC
TT THĐCGT
ĐCĐCĐ
BBBTL
ĐTTHĐCGT
ĐCĐCĐ
HHHSG
ĐDĐCĐ
ĐCĐMPC
Đ MP
ĐCTHLĐ
ĐCHS
ĐCC: Động cơ diesle chính
GĐC: Gối đỡ chặn
CVĐB: Chân vịt định bước
KNM: Khớp nối mềm (đàn hồi)
CVBB: Chân vịt biến bước
LHĐC: Ly hợp đảo chiều
THĐCGT: Tổ hợp động cơ diesle
– Hộp giảm tốc.
HS: Hộp số
HSG: Hộp số góc
TBĐDGX: Thiết bị đẩy, duỗi,
gập xoay được
THĐCGTĐC: Tổ hợp động cơ
diesle – hộp số đảo chiều
HSĐC: Hộp số đảo chiều
THĐCGTTL: Tổ hợp động cơ
diesel – giảm tốc thủy lực
BTTLT: Biến tốc thủy lực tiến
KNTL: Khớp nối thủy lực
BTTLL: Biến tốc thủy lực lùi
BTL: Bơm thủy lực
ĐCTL: Động cơ thủy lực (thể
tích)
THLĐ: Tổ hợp lái đẩy
ĐCMPC: Động cơ – máy phát
điện chính
MP: Máy phát
ĐCĐ: Động cơ điện lai chân vịt
Hìn
h
Phương ántruyền động
1 Truyềnđộng trực tiếp đến chân vịt có bước xoắn không đổi (cố định) bằng khớp nối
cứng (động cơ có tốc độ quay thấp, đảo chiều)
2 Truyềnđộng trực tiếp đến chân vịt có bước xoắn cố định bằng khớp nối đàn hồi (mềm)
(Động cơ có tốc độ quay thấp, đảo chiều)
3 Truyềnđộng trực tiếp đến chân vịt biến bước bằng khớp nối cứng (động cơ có tốc độ
quay thấp, không đảo chiều
4 Truyềnđộng trực tiếp với ly hợp đảo chiều (động cơ có tốc độ quay thấp, không đảo
chiều)
5 Truyềnđộng gián tiếp qua hộp số thẳng (động có có tốc độ quay trung bình và cao,
đảo chiều)
6 Truyềnđộng gián tiếp qua hộp số góc nhằm thay đổi góc truyền
7 Truyềnđộng gián tiếp tách công suất
8 Truyềnđộng gián tiếp qua thiết bị đẩy xoay, gập, duỗi được
9 Truyềnđộng gián tiếp qua hộp số đảo chiều (động cơ có tốc độ quay trung bình và cao,
không đảo chiều)
10 Truyềnđộng thủy lực bới biến tốc thủy lực và khớp nối thủy lực
11 Truyềnđộng thủy lực thể tích với bơm cấp có lưu lượng thay đổi vàđộng cơ thủy lực
lưu lượng không đổi.
12 Truyềnđộng thủy lực thể tích với tổ hợp lái, đẩy
13 Truyềnđộng điện với dòng một chiều và xoay chiều kiểu tách công suất
14 Truyềnđộng phối hợp với động cơ diesel chính vàđộng cơ điện tăng tốc.
Mỗi phươngántruyềnđộng có mỗi ưunhượcđiểmvàphạmvi sử dụng cho từng loại cụ thể
riêng.
Phương án 1.
Sử dụngphươngántruyềnđộng cơ khí trực tiếp với chân vịt định bước.
Việc sử dụng hệ truyềnđộng cơ khí trực tiếp nên hệ truyềnđộng có một số ưuđiểm sau:
- Hiệu suất truyềnđộng cao. Không sử dụng hộp giảm tốc nên truyềnđộng không bị phí tổn
năng lượng do ma sát của hộp giảm tốc, mômen được truyền trực tiếp từ động cơ đến chân
vịt nên đem lại hiệu suất truyềnđộng cao.
- Suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ thấp. Bộtruyền có hiệu suất cao, tổn thất năng lượng ít
làm cho hiệu quả sử dụng năng lượng cao.
4
- Hiệu suất chân vịt cao khi tàu hoạt động ở chế độ khai thác định mức. Việc sử dụng hệ
truyền động cơ khí trực tiếp nên tốc độ quay chân vịt bằng tốc độ quay của động cơ. Khi
thiết kế bộ truyền, người thiết kế đã tính chọn động cơ có tốc độ quay gần bằng với tốc độ
quay tối ưu của chân vịt nên chân vịt đạt hiệu suất cao khi khai thác ở chế độ định mức.
- Hệ động lực đơn giản, làm việc chắc chắn, tin cậy, tuổi thọ cao, làm việc ít chấn động. Hệ
động lực đơn giản ở chỗ không sử dụng hộp giảm tốc, giảm bớt sự cồng kềnh choáng chỗ
của hộp số. Càng ít các chi tiết làm việc nên hệ trục làm việc chắc chắn, tin cậy, giảm chấn
động.
Bên cạnh một số ưuđiểm trên, vì là bộtruyền trực tiếp, số lượng chi tiết làm việc không nhiều
nên yêu cầu động cơ vàcác chi tiết có kích thước và khối lượng. Tính cơ động kém linh hoạt. Ít
phù hợp với tàu có nhiều chế độ khai thác.
Hệ truyềnđộng sử dụng gối đỡ chặn giảm áp lực dọc trục cho trục động cơ. Gối đỡ chặn nhận
lực đẩy từ chân vịt truyền lên các kết cấu thân tàu làm tàu chuyển động.
Từ cácưunhượcđiểm trên, hệ truyềnđộng này được sử dụng trên các tàu lớn
Phương án 2:
Đây cũng là phươngánbốtrítruyềnđộng trực tiếp như phươngán 1. Điểm khác biệt là sử
dụng thêm khớp nối mềm.
Ngoài cácưunhượcđiểm nêu ở phươngán 1. Ở phươngán này, khớp nối mềm có tác dụng
khắc phục hiện tượng lắp trục không chính xác. Vì 1 số nguyên nhân mà đường tâm của 2 trục
không trùng nhau. Khớp nối mềm cho phép 2 trục có với nhau 1 góc tương đối. Như vậy, động
cơ có thể làm việc bình thường khi tâm 2 trục không trùng nhau. Ngoài ra, khớp nối đàn hồi
nối từ trục động cơ ra trục trung gian có tác dụng chống rung cho trục trung gian, giúp trục
quay êm, không nhạy cảm với độ ẩm và bụi, không cần sự chăm sóc đặc biệt.
Phương án này cũng được sử dụng trên các tàu cỡ lớn.
Phương án 3:
Cũng như 2 phươngán trên, phươngán này sử dụngphương thức truyềnđộng trực tiếp. Điểm
khác nhau cơ bản là sử dụng chân vịt biến bước.
5
Ưu điểm của hệ truyềnđộng này là khả năng xoay mặt chân vịt đổi chiều chuyển động của tàu,
có thể khởi độngđộng cơ ở chế độ không tải khi xoay vịtrí cánh chân vịt hợp lý nhằm giảm
sức cản, tăng tuổi thọ động cơ. Tăng tính cơ động của tàu và thuận tiện cho điều khiển từ xa.
Nhượcđiểm cơ bản là hiệu suất của chân vịt biến bước không cao, cơ cấu xay cánh phức tạp,
không tin cậy, tổn thất lớn trên hệ trục. Để tăng sự tin cậy cho hệ truyền động, người ta sử dụng
động cơ đảo chiều quay được phòng khi cơ cấu xoay cánh chân vịt không hoạt động.
Phương án này được sử dụng trên các tàu thường xuyên thay đổi chế độ làm việc như tàu kéo,
tàu đánh cá lưới rê vàcác tàu container.
Phương án 4
Là dạng truyềnđộng gián tiếp sử dụngđộng cơ quay 1 chiều, chân vịt định bước và ly hợp đảo
chiều.
Ưu điểm của phương pháp này là sử dụngđộng cơ quay 1 chiều nên kết cấu động cơ đỡ phức
tạp hơn vàdễ vận hành hơn sơ với động cơ đảo chiều quay. Việc sử dụng ly hợp đảo chiều có
khả năng làm giảm nhẹ xung lực, dao động xoắn, do đó có khả năng bảo vệđộng cơ và hệ trục
an toàn. Ly hợp đảo chiều có thể đóng mở bằng tay, thủy lực, khí nén. Với kích thước nhỏ gọn,
nhưng làm việc hiệu quả, tin cậy, loại truyềnđộng này được sử dụng trên các tàu yêu cầu khả
năng cơ động cao như tàu kéo tàu đánh cá.
Phương án 5
Dạng truyềnđộng gián tiếp sử dụng tổ hợp động cơ diesel – hộp giảm tốc để thay đổi tốc độ
quay của động cơ.
Nhược điểm chính của dạng truyềnđộng này là sử dụng hộp số bánh răng nên kích thước lớn
và giá thành cao đối với cácđộng cơ công suất lớn, tỉ số truyền bị hạn chế, hệ trục dài, hiệu
suất của bộtruyền thấp hơn so với truyềnđộng trực tiếp do tổn thất trên bộ truyền.
Là dạng truyềnđộng gián tiếp, có thể khắc phục được cácnhượcđiểm của hệ truyền trực tiếp.
Đó là có thể sử dụngđộng cơ cao tốc (có kích thước và trọng lượng nhỏ), giảm đáng kể kích
thước và trọng lượng của hệ truyền động; bên cạnh đó có thể kết hợp với bộ giảm tốc nhiều cấp
tỉ số truyềnđể thu được nhiều chế độ vòng quay của chân vịt. Một ưuđiểm nổi bậc của dạng
truyền động gián tiếp này là có thể làm tăng hiệu suất khi tải ngoài thay đổi.
Đây là dạng truyềnđộng được sử dụng trên các tàu vừa và nhỏ.
6
Phương án 6
Sử dụng hộp số góc là đặc điểm chú ý nhất của hệ truyềnđộng gián tiếp này. Việc bốtrí nhiều
trang thiết bị phía mũi làm tàu mất cân bằng. Để tạo sự cân bằng, người ta bốtrí máy chính về
phía đuôi và sử dụng hộp số góc đổi phươngtruyền động.
Ưu điểm của phươngán này là tạo đối trọng khắc phục hiện tượng chúi mũi.
Nhược điểm của phươngán này là khó khăn trong việc chế tạo hộp số góc, chiếm thể tích rất
lớn do hệ trục bốtrí gấp khúc, hệ trục nhiều chi tiết, khó khăn trong việc bảo dưỡng kiểm tra.
Loại truyềnđộng này ít được sử dụng, chỉ sử dụng trên 1 số tàu chuyên dùng, các loại tàu hàng,
tàu cá, tàu khách không sử dụng loại truyềnđộng này.
Phương án 7
Phương ántruyềnđộng gián tiếp thông qua tổ hợp động cơ diesel – hộp giảm tốc ra 2 chân vịt.
Ưu điểm của phươngán này là tách công suất truyền ra 2 chân vịt phục vụ cho nhu cầu cơ
động, quay trở của tàu, hiệu suất truyềnđộng cao.
Nhược điểm của hệ truyềnđộng là tốn kém chi phí chế tạo, lắp đặt, bảo dưỡng cho 2 hệ trục
thay vì 1 như cácbộtruyền trên.
Loại truyềnđộng này thường sử dụng cho tàu yêu cầu tính quay trở tốt như tàu kéo; các loại
tàu có mặt đuôi lớn, cần bốtrí nhiều chân vịt như phà; các tàu cỡ nhỏ cũng sử dụngphương án
truyền động này do việc bốtrí 2 trục chân vịt, đường kính chân vịt nhỏ lại, chìm hoàn toàn vào
trong môi trường nước.
Phương án 8
Truyền động từ động cơ đến thiết bị đẩy duỗi gập xoay được.
7
Ưu điểm của dạng truyềnđộng này là hệ trục đơn giản, nhỏ gọn, thiết bị đẩy linh hoạt, co duỗi
được, động cơ không cần đảo chiều quay. Thiết bị đẩy có chức năng đẩy tàu, thay đổi tốc độ,
thay đổi hướng chuyển độngvà có thể co lên khi không cần sử dụng.
Sử dụng trên các tàu nhỏ cần tính cơ động cao (tàu cao tốc, ca nô . . . )
Phương án 9
Cũng như phươngán 5, hệ truyềnđộng gián tiếp từ động cơ chính qua hộp số đến chân vịt. Chỉ
khác phươngán 5 ở chỗ sử dụng hộp số đảo chiều. Vì vậy động cơ chính không cần đảo chiều
quay. Do đó, kích thước và khối lượng của động cơ giảm.
Phương án 10
Sử dụng tổ hợp động cơ diesel giảm tốc thủy lực. Sử dụngbộ biến tốc thủy lực làm giảm tốc độ
quay và có tác dụng đổi chiều quay cho trục chân vịt.
Thiết bị nối trục thủy lực vàbộ giảm tốc thủy lực có khả năng hoàn thành các nhiệm vụ sau:
- Ly hợp trục động với chân vịt
- Điều chỉnh phụ tàivà số vòng quay với trục công tác, nếu kết cấu thích đáng thì có thể
hoàn thành nhiệm vụ quay ngược chiều trục bị động.
- Cải thiện thay đổi tính năng kéo của tàu.
- Lúc phụ tải của chân vịt thay đổi có thể không ảnh hưởng đến tính ổn định công tác của
động cơ, khi chân vịt quá tải có khả năng bảo vệđộng cơ
- Có tác dụng giảm chấn độngvà giảm nhẹ ảnh hưởng chấn động của các thiết bị xung
quanh đối với động cơ.
- Có tác dụng giảm tiếng ồn
- Thuận tiện cho việc điều khiển từ xa
Vì các đặc điểm trên, dạng truyềnđộng này rất phù hợp cho tàu kéo, tàu phá băng.
Phương án 11
Sử dụngđộng cơ thủy lực làm trung gian truyềnđộng từ động cơ diesel chính đến chân vịt.
8
Ưu điểm của hệ truyềnđộng là kích thước nhỏ gọn, dễbố trí, động cơ thủy lực làm việc êm,
hiệu quả, hệ trục ngắn; tránh quá tải của động cơ; tránh quá tải cho động cơ; thuận tiện cho
điều khiển từ xa và tự động hóa
Truyền động thông qua động cơ thủy lực nên vịtrí đặt động cơ chính không cần phải khắc khe.
Có thể bốtrí ở vịtrí thuận tiện cho các thao tác vận hành, sửa chữa.
Được sử dụngtruyềnđộng cho các tàu vừa và nhỏ.
Phương án 12
Hệ truyềnđộng sử dụngđộng cơ thủy lực làm trung gian cấp năng lượng cho thiết bị lái đẩy.
Ưu điểm của hệ truyềnđộng này là gọn nhẹ, hệ trục ngắn gọn. Sử dụng thiết bị lái đẩy nên
không cần hệ thống bánh lái, cơ động cao, chất lượng động cơ tốt, không gây ồn, rung động.
Nhược điểm cơ bản là hiệu suất thấp.
Hệ truyềnđộng này được sử dụng trên các tàu cần tính cơ động cao như tàu kéo, tàu cá.
Phương án 13
Phương ántruyềnđộng này có ưuđiểm là không cần hệ trục dài. Tính cơ động cao, dễ dàng
trong việc tự động hóa; tính linh hoạt và khả năng dự trữ lớn. Hai động cơ điện có thể đặt gần
chân vịt. Nếu là truyềnđộng điện 1 chiều thì có khả năng thay đổi tỉ số truyền vô cấp.
Nhược điểm của hệ truyềnđộng là phức tạp, hiệu suất thấp, giá thành cao, yêu cầu về trang bị
kỹ thuật và giá thành cao. Nếu là đồng cơ điện xoay chiều thì khó thay đổi tỉ số truyềnvà chất
lượng động cơ thấp.
Được trang bị trên các tàu cần tính cơ động cao như tàu cá, tàu kéo, tàu phá băng. . .
Phương án 14
Hệ truyềnđộng sử dụngđộng cơ diesel vàđộng cơ điện tăng tốc.
Ưu điểm của phươngán này là sử dụng thêm động có điện, tăng tốc cho hoạt động quay của
chân vịt.
9
Nhược điểm của hệ truyền là tính phức tạp của hệ thống. Hệ thống cồng kềnh, chiếm diện tích.
Các tàu thường phải làm việc với tải nặng và cần cơ động cao như tàu kéo, tàu phá băng , tàu
cá . . . sử dụng hệ truyềnđộng này.
10
. bày chuyên đề:
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG.
Mỗi loại tàu khác nhau, hoạt động trong phạm vi khác nhau. Đề tài
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG
ÁN BỐ TRÍ TRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ
PHẠM VI ỨNG DỤNG
1
LỜI NÓI ĐẦU
Nếu kết cấu thân