Giáo trình động cơ diesel tàu thuỷ 1 (nghề sửa chữa máy tàu thuỷ trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY NGHỀ: SỬA CHỮA MÁY TÀU THỦY TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm…… Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Môn học thực sau học xong mô đun, môn học: Hàn bản, Tiện bản, Thực hành nguội Động Diesel môn học chuyên môn nghề quan trọng thuộc mô đun, môn học đào tạo nghề Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức nguyên lý làm việc động Diesel, cấu tạo phận động cơ, sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống phục vụ cho động Diesel Giới thiệu phương pháp kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa phân hệ thống nâng hạ thùng xe điều khiển thiết bị cơng tác xe cẩu Trong q trình biên soạn tài liệu khơng tránh khỏi sai sót Mọi ý kiến góp ý xin gửi về: Khoa Cơ Khí Động Lực, trường Cao đẳng nghề Cơ Giới Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mơ đun MĐ 18 chương trình đào tạo nghề Sửa chữa máy tàu thủy cấp trình độ trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơ đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày tháng năm Tham gia biên soạn Ngô Minh Việt Chủ biên MỤC LỤC ST T Nội dung Chương 1: Giới thiệu chung động Diesel dùng cho tàu thủy Khái niệm ưu nhược điểm động Diesel Phân loại động Diesel dùng tàu thủy Các định nghĩa quy ước môn học Chương 2: Động Diesel kỳ Các chi tiết động Diesel kỳ Nguyên lý làm việc động Diesel kỳ Chương 3: Động Diesel kỳ Nguyên lý làm việc động Diesel kỳ So sánh động Diesel kỳ kỳ Chương 4: Kết cấu động Diesel Các chi tiết thuộc phần tĩnh Các chi tiết thuộc phần động Chương 5: Các hệ thống phục vụ động Diesel Hệ thống phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bơi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống tăng áp Hệ thống khởi động - đảo chiều Các thuật ngữ - Tài liệu tham khảo Trang 12 12 15 16 19 20 22 27 28 32 34 35 39 52 53 67 75 78 79 81 87 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY Mã mơ đun: MĐ 18 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí dạy sau môn học/ mô đun sau: Hàn bản, Tiện bản, Thực hành nguội - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề Động Diesel môn học chuyên môn nghề quan trọng thuộc mô đun, môn học đào tạo nghề Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức nguyên lý làm việc động Diesel, cấu tạo phận động cơ, sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống phục vụ cho động Diesel - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Có ý nghĩa vai trị quan trọng việc cung cấp phần kiến thức, kỹ nghề, nghề sửa chữa máy tàu thủy - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Cơng nghệ tơ Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: A1 Trình bày nguyên lý hoạt động động Diesel kỳ kỳ A2 Mô tả cấu tạo chi tiết động Diesel nắm vững nguyên lý làm việc hệ thống phục vụ động Diesel tàu thuỷ A3 Trình bày chi tiết động Diesel cụ thể A4 Trình bày chi tiết hệ thống phục vụ động Diesel tàu thuỷ - Kỹ năng: B1 Phân tích nguyên lý hoạt động động Diesel kỳ kỳ đồ thị cơng B2 Phân tích khác biệt đặc điểm kết cấu động Diesel kỳ kỳ B3 Hình thành kỹ khai thácvận hành hệ thống phục vụ động - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chấp hành quy trình, quy phạm nghề sửa chữa máy tàu thủy; C2 Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ học viên Chương trình khung nghề sửa chữa máy tàu thủy Mã MH/ MĐ/HP Tên mơn học, mơ đun Số tín Thời gian học tập (giờ) Tổng Trong số Lý Thực Kiểm thuyết hành tra /thực tập/ I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 II II.1 MH 07 MH 08 MH 09 MH 10 MH 11 II.2 MH 12 MH 13 MĐ 14 MĐ 15 MĐ 16 MH 17 MH 18 MH 19 MH 20 MH 21 MH 22 MH 23 MĐ 24 MĐ 25 MĐ 26 Các môn học chung 12 255 94 Chính trị 30 15 Pháp luật 15 Giáo dục thể chất 30 Giáo dục quốc phòng - An ninh 45 21 Tin học 45 15 Ngoại ngữ (Anh văn) 90 30 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Các môn học, mô đun 15 240 155 sở Vẽ kỹ thuật 60 30 Cơ kỹ thuật 60 40 Vật liệu khí 45 35 Dung sai đo lường kỹ 30 20 thuật An toàn lao động bảo vệ 45 30 môi trường Các môn học, mô đun 56 1425 409 chuyên môn Lý thuyết tàu 45 35 Kỹ giao tiếp 30 20 Vẽ Autocad 45 15 Hàn - Nguội 90 15 Tiện 45 Tiếng Anh chuyên ngành 45 30 Động Diesel tàu thủy 60 40 Máy phụ hệ thống 45 30 tàu thủy Công nghệ sửa chữa 30 24 Điện tàu thủy 60 38 Hệ thống động lực tàu thủy 45 30 Tháo động Diesel tàu 60 thủy Sửa chữa chi tiết tĩnh 45 động Diesel tàu thủy Sửa chữa chi tiết động 45 động Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống phân 45 phối khí tàu thủy thí nghiệm/ tập 148 13 24 13 2 21 29 56 71 14 27 16 8 12 922 88 8 28 72 38 12 16 2 3 13 19 12 3 50 35 35 33 MĐ 27 MĐ 28 MĐ 29 MĐ 30 MĐ 31 MĐ 32 MĐ 33 MĐ 34 MĐ 35 MĐ 36 MĐ 37 MĐ 38 MĐ 39 MĐ 40 Sửa chữa máy nén khí Sửa chữa hệ thống nhiên liệu Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống bôi trơn Sửa chữa hệ thống làm mát Sửa chữa hệ thống khởi động đảo chiều tàu thủy Sửa chữa máy phân ly dầunước Sửa chữa máy lọc dầu Sửa chữa thiết bị điện tàu thủy Lắp ráp tổng thành động Diesel Vận hành động Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống lái Sửa chữa hệ thống tời Sửa chữa hệ trục tàu thủy Thực tập Tổng cộng: 30 20 45 33 2 45 45 33 32 4 60 10 46 30 24 30 24 45 33 60 10 46 30 22 1 83 30 30 30 180 1920 6 15 663 22 22 22 161 1142 2 115 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên chương, mục Tổng số Chương 1: Giới thiệu chung động Diesel dùng cho tàu thủy Khái niệm ưu nhược điểm động Diesel Phân loại động Diesel dùng tàu thủy Các định nghĩa quy ước môn học Chương 2: Động Diesel kỳ Các chi tiết động Diesel kỳ Nguyên lý làm việc động Diesel kỳ Chương 3: Động Diesel kỳ Các chi tiết động Diesel kỳ Thời gian (giờ) thực hành, thí Lý nghiệm, thảo thuyết luận, tập 1 1 1 5 3 1,5 1,5 Kiểm tra 0 0 Nguyên lý làm việc động Diesel kỳ So sánh động Diesel kỳ kỳ Chương 4: Kết cấu động Diesel Các chi tiết thuộc phần tĩnh Các chi tiết thuộc phần động Chương 5: Các hệ thống phục vụ động Diesel Hệ thống phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống tăng áp 2,0 2,0 0,5 20 12 27 0,5 12 16 5 3 2 3 3 0 Hệ thống khởi động - đảo chiều Bộ điều tốc Cộng 60 2 40 16 Điều kiện thực mơ đun: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Phịng học chun mơn có đầy đủ điều kiện giảng dạy học tập mô đun, Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề sửa chữa máy tàu thủy,… - Học liệu: + Hình ảnh minh họa kết cấu chi tiết động Diesel + Một số trang mạng Internet,… + Ảnh, CD ROM cấu tạo hệ thống động Diesel + Phiếu kiểm tra - Dụng cụ: + Bộ dụng cụ cầm tay nghề sửa chữa máy tàu thủy + Máy chiếu, máy vi tính + Phịng học chun mơn + Mơ hình, chi tiết thật để giảng dạy lý thuyết lớp + Động Diesel thực tế xưởng thực hành 3.4 Các điều kiện khác: Cơ sở bảo dưỡng, sửa chữa ô tô có đầy đủ trang thiết bị hiện đại để người học thực tập nâng cao tay nghề Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: + Nguyên lý hoạt động động Diesel kỳ kỳ theo sơ đồ nguyên lý theo đồ thị công + Kết cấu chi tiết động Diesel + Nguyên lý hoạt động hệ thống phục vụ động Diesel + Qua kiểm tra viết trắc nghiệm đạt yêu cầu 60% - Kỹ năng: + Phân biệt động Diesel kỳ kỳ + Vận hành hệ thống phục vụ động Diesel + Chuẩn bị, bố trí xếp nơi làm việc vệ sinh, an toàn hợp lý + Qua sản phẩm kiểm tra, chẩn đoán sai hỏng đạt yêu cầu kỹ thuật 90% thời gian quy định - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập + Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn và tiết kiệm bảo dưỡng, sửa chữa; + Có tinh thần trách nhiệm hoàn thành công việc đảm bảo chất lượng, đúng thời gian + Cẩn thận, chu đáo công việc, quan tâm đúng, đủ không xảy sai sót 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Thường xuyên Định kỳ Phương pháp tổ chức Viết/ Thuyết trình Viết thực hành Hình thức kiểm tra Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo Tự luận/ Trắc nghiệm/ Chuẩn đầu đánh giá Số cột Thời điểm A1, C1, C2 kiểm tra Sau A2, B1, C1, C2 Sau 13 Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành thực hành Vấn đáp A1, A2, A3, B1, B2, thực hành C1, C2, mơ hình Sau 60 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm mơn học theo thang điểm 10 làm trịn đến chữ số thập phân, sau quy đổi sang điểm chữ điểm số theo thang điểm 10 theo quy định Bộ Lao động Thương binh Xã hội đào tạo theo tín Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Sửa chữa máy tàu thủy 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hoàn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm 10 2.2.2 Vịi phun  Nhiệm vụ: Phun thời điểm lượng nhiên liệu yêu cầu bơm cao áp cung cấp với áp suất cao vào buồng đốt dạng sương mù, tạo điều kiện nhiên liệu hòa trộn tốt với khơng khí buồng đốt Vịi phun thừơng có dạng sau: Vòi phun nhiên liệu kiểu hở Vòi phun nhiên liệu kiểu kín dùng van Vịi phun nhiên liệu kiểu kín dùng kim phun (dùng nhiều nhất)  Cấu tạo: Hình 59: Vịi phun nhiên liệu hãng MAN B&W 401 - Kim phun 161 Nắp vòi phun 065 – Kim phun 185 – Lò xo 090 – Vỏ vịi phun 220 – Lị xo đóng vịi phun 78 Hệ thống bôi trơn 3.1 Giới thiệu chung hệ thống 3.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống bôi trơn  Nhiệm vụ Nhiệm vụ quan trọng hệ thống bôi trơn động cung cấp liên tục dầu nhờn cho bề mặt tiếp xúc chi tiết có chuyển động tương động như: Cổ trục, cổ truyền, chốt piston, sơmi xylanh, trượt, chốt ngang cấu trượt, phận khác gối trục cam, gối đòn gánh supáp, bánh truyền động Mục đích tạo nêm dầu để giảm lực ma sát Ngoài tác dụng giảm ma sát bơi trơn cịn có tác dụng: - Tẩy rửa bề mặt tiếp xúc (dầu bôi trơn đưa hạt, phoi kim loại bị mài mòn khỏi bề mặt tiếp xúc) - Làm mát bề mặt ma sát: Dầu nhờn mang nhiệt bề mặt ma sát nhả nhiệt cho nước làm mát bầu làm mát dầu - Bao kín khe hở nhỏ (giữa piston với xilanh, trục với phớt chắn ) có màng dầu bơi trơn đệm chung - Ngồi dầu nhờn cịn dùng làm mát cho đỉnh piston, làm môi chất cho hệ thống điều khiển, đảo chiều - Dầu bôi trơn bao phủ chi tiết để chống oxy hóa chi tiết…  Yêu cầu - Trong hệ thống có nhiều động động phải có hệ thống bơi trơn độc lập chúng có liên hệ hỗ trợ - Dầu nhờn phải đến tất vị trí cần bơi trơn, lưu lượng áp suất dầu bôi trơn phải phù hợp với vị trí bơi trơn - Hệ thống dầu nhờn phải đơn giản, làm việc tin cậy đảm bảo suất tiêu hao dầu nhờn nhỏ 3.1.2 Phân loại hệ thống bôi trơn  Theo phương pháp cung cấp dầu nhờn đến hệ thống bôi trơn Hệ thống bơi trơn tuần hồn cưỡng áp suất thấp Tất động diesel có hệ thống bơi trơn tuần hồn cưỡng áp suất thấp (áp suất hệ thống nằm khoảng 1,5 - Kg/cm2) - Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn cho bề mặt ma sát ổ trục chính, ổ khuỷu, ổ trục đầu nhỏ truyền, ổ trục phân phối Hệ thống bơi trơn tuần hồn cưỡng áp suất cao Áp suất hệ thống 8-50Kg/cm2 Hệ thống bơi trơn tuần hồn cưỡng áp suất cao phục vụ cho bôi trơn sơmi xilanh, đầu chữ thập trượt động diesel có cơng suất lớn, hành trình piston dài Đặc trưng hệ thống cung cấp định lượng thời điểm dầu bôi trơn cho mặt gương xilanh nhờ bơm dầu kiểu piston, điểm bôi trơn có piston riêng Dầu bơi trơn xong phần bị hoá cháy sơmi xilanh, phần bị khí xả mang ngồi, phần cịn lại chảy xuống phận chứa dầu bố trí ngăn xylanh hộp trục khuỷu Nhờ ngăn dùng loại dầu bơi trơn riêng để bơi trơn cho nhóm sơmi xilanh - piston nhóm sơmi xilanh - piston động sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, mục đích nhằm giảm hao mịn sơmi xilanh vịng xéc măng 79  Phương pháp bơi trơn vung t Dùng cho động cơng suất nhỏ, kích thước xilanh bé Đối với phương pháp này, lắp thêm thiết bị đặc biệt vào trục khuỷu động để làm việc văng té dầu lên bôi trơn mặt gương xilanh, đầu nhỏ truyền, chốt piston… (một lượng dầu sau bôi trơn cho cổ khuỷu tràn bên mép có lực li tâm vung lên bôi trơn cho xylanh) Tuy nhiên dầu bẩn (có chứa nhiên liệu sản phẩm cháy) chảy từ xilanh xuống nên trường hợp q trình ơxi hố q trình làm bẩn dầu tăng lên nhanh, yêu cầu phải thay dầu sau thời gian sử dụng ngắn so với phương pháp khác 3.1.2.1 Hệ thống bôi trơn te ướt  Sơ đồ nguyên lý Hình 60: Hệ thống bôi trơn cac-te ướt  Nguyên lý hoạt động Dầu nhờn chứa cac-te động bơm hút qua lưới lọc thô đến phin lọc tinh Trước đến bầu làm mát (sinh hàn) dầu qua van điều tiết nhiệt độ tay hay tự động, van có tác dụng cảm ứng nhiệt độ dầu để điều chỉnh lượng dầu qua sinh hàn nhiều hay nhằm trì nhiệt độ dầu nhờn ổn định trước vào động (khi nhiệt độ thấp cho tắt không qua sinh hàn) Hệ thống cịn bố trí van điều chỉnh áp suất Bằng cách điều chỉnh sức căng lò xo van ta điều chỉnh áp suất hệ thống Còn để điều chỉnh áp lực dầu đường ống dùng van dầu hồi Để cung cấp dầu bôi trơn trước khởi động trường hợp động làm việc với số vòng nhỏ, cần tăng thêm áp lực dầu đến giá trị định mức, dùng bơm độc lập (bơm truyền động điện động tàu thuỷ cỡ lớn, tay động cỡ nhỏ) Toàn dầu nhờn sau bôi trơn xong rơi xuống cac-te (cac-te làm nhiệm vụ chứa dầu nên gọi cac-te ướt) 80 Hệ thống bôi trơn cac-te ướt cấu tạo đơn giản tính tin cậy, an tồn khai thác khơng bảo đảm Vì lượng dầu chứa te khơng nhiều, vịng tuần hồn lớn, dầu chóng bẩn Khi tàu nghiêng lắc sóng miệng hút dầu bị nhơ lên khỏi mặt thống dầu, làm cho việc cung cấp dầu bị gián đoạn, gây áp lực 3.1.2.2 Hệ thống bôi trơn te khô Dầu nhờn chứa két đặt cac-te Dầu nhờn sau bôi trơn cho chi tiết bên động rơi xuống cac-te bơm chuyển két chứa riêng Trong hệ thống lưu lượng bơm hút dầu từ cac-te két chứa lớn lưu lượng bơm đưa dầu bôi trn S nguyờn lý Đ ộng Diesel Sinh hàn dầu nhờn V-1 Máy lọc dầu nhờn Fin lọc V-3 Các te Bầu hâ m V-2 Bơm V-7 V-6 V-8 V-4 Két dầu tuần hoàn Bơm V-5 Lư í i läc th« Hình 61: Hệ thống bơi trơn cac-te khô  Nguyên lý hoạt động Mạch bôi trơn: Hệ thống bao gồm két tuần hoàn bố trí cac-te, chứa dầu từ cac-te chảy xuống Dầu nhờn từ két bơm bánh hút đưa qua lưới lọc, qua phin lọc tới sinh hàn vào đường ống dẫn bơi trơn máy Trước đến sinh hàn dầu qua van điều tiết nhiệt độ để điều chỉnh lượng dầu nhờn qua sinh hàn nhiều hay nhằm trì nhiệt độ thích hợp trước vào bơi trơn, van an tồn V-2 dùng để điều chỉnh áp lực dầu bôi trơn (bằng cách thay đổi sức căng lò xo) Van dầu hồi V-3 điều chỉnh áp lực dầu đường ống Mạch lọc dầu: Ngồi cịn hệ thống khác khơng mắc nối tiếp với hệ thống trên, dầu nhờn từ két tuần hoàn bơm bánh hút qua bầu hâm để vào máy lọc dầu phân ly, nước tạp chất tách cho két dầu bẩn (khơng vẽ hình), cịn dầu bơm đẩy hồi két tuần hoàn Hai bơm hút đẩy thường lắp máy lọc Lượng dầu chứa két tuần hồn phụ thuộc vào cơng suất động kiểu loại động Nếu động có cơng suất trung bình trở xuống động khụng có 81 patanh bàn trượt, người ta dùng loại dầu bôi trơn chung cho ổ đỡ sơmi xilanh Nếu động patanh bàn trượt động có cơng suất lớn, dùng dầu bơi trơn xilanhriêng, hệ thống bôi trơn riêng cho sơ mi xilanh bơm riêng, cỏc bơm đưa dầu xilanh đến bôi trơn thành vách sơ mi xilanh Ưu điểm: Thời gian sử dụng dầu nhờn dài hơn, an toàn tránh nổ dầu cac te (phần bên te người ta lắp van an toàn để xả bớt dầu áp suất cao) Hệ thống làm mát 4.1 Giới thiệu chung hệ thống 4.1.1 Nhiệm vụ hệ thống làm mát Hệ thống làm mát động có nhiệm vụ trì trạng thái nhiệt cho chi tiết động cơ, ngồi hệ thống làm mát cịn trì nhiệt độ cho dầu bơi trơn, khí nạp… đảm bảo cho động hệ thống phục vụ hoạt động trạng thái nhiệt ổn định Để làm mát xilanh nắp xilanh người ta thường dùng nước hay nước biển Để làm đỉnh piston, thường dùng dầu bôi trơn hay nước làm mát riêng Công chất làm mát nước hay dầu diesel nhẹ 4.1.2 Phân loại Hệ thống làm mát dùng cho diesel tàu thuỷ chia làm loại: - Hệ thống làm mát hở - Hệ thống làm mát kín  Hệ thống làm mát hở (1 vịng) Hệ thống dùng nước mạn tàu để làm mát trực tiếp cho động sau lại xả mạn Hệ thống làm mát hở thường dùng cho động cơng suất nhỏ Sơ đồ hệ thống: Hình 62: Hệ thống làm mát hở Nguyên lý làm việc: Nước ngồi mạn tàu qua van thơng biển, qua bầu lọc đến bơm đưa làm mát cho dầu sinh hàn dầu, làm mát cho nước sinh hàn nước ngọt, sau làm mát cho sinh hàn gió nạp máy chính, máy đèn xả ngồi mạn tàu thơng qua van thơng mạn Để tránh nước vào làm mát cho động lạnh, người ta nối đường đường vào nước biển làm mát đường ống bố trí van 82 điều tiết nhiệt độ Van điều tiết nhiệt độ có nhiệm vụ hà trộn nước biển có nhiệt độ cao sau làm mát cho thiết bị với nước biển có nhiệt độ thấp lấy từ mạn vào Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ Nhược điểm: Có nhiều nhược điểm lớn sau: Nhiệt độ nước làm mát khỏi động không vượt 50 – 55 o C để tránh tạo tượng kết tủa muối làm giảm khả trao đổi nhiệt hệ thống, ngồi lượng muối đóng cặn (tích tụ) đường ống làm tắc ống Nhiệt độ nước tàu thay đổi lớn (từ – 30 o C) tuỳ thuộc vào vùng hoạt động tàu thời tiết dẫn đến nhiệt độ vách làm mát thay đổi làm cho ứng suất nhiệt chi tiết tăng lên Ngoài nhiệt độ thấp có khả ngưng tụ nước kết hợp với sản phẩm cháy tạo thành loại axít làm tăng mức độ ăn mòn sơmi xilanh Dù lọc qua bầu lọc nước bị bẩn (do bùn, cát ) nên khoang làm mát xilanh nắp xilanh bị bẩn nhanh, gây nên điểm nóng cục dẫn đến việc tạo vết nứt bề mặt  Hệ thống làm mát kín (2 vịng) Hệ thống gồm vịng tuần hồn Vịng tuần hồn nước ngọt: Làm mát trực tiếp cho động cơ, máy nén tăng áp, tua-bin khí xả tuần hồn chu trình kín Vịng làm mát nước mặn: Dùng nước mạn tàu làm mát cho dầu nhờn, nước ngọt, khơng khí tăng áp xả mạn tàu Sơ đồ hệ thống: 83 Hình 63: Hệ thống làm mát kín Ngun lý làm việc: Vịng tuần hồn hở: Nước từ ngồi mạn tàu qua van thông biển, qua phin lọc nhờ bơm qua sinh hàn dầu nhờn, sinh hàn nước đồng thời qua làm mát cho sinh hàn khí tăng áp máy chính, máy đèn xả ngồi thơng qua van thơng mạn Vịng tuần hồn kín: Nước sau động qua sinh hàn nước bơm hút đưa vào động Một phần nước nóng khỏi động đưa vào két dãn nở để hơi, khí (tránh tích khoang nước) Sau lại trước bơm Lượng nước hao hụt bổ sung qua két dãn nở Các van điều tiết nhiệt độ trì nhiệt độ cần thiết cho hệ thống Nhiệt độ nước khỏi động khoảng 65- 80 o C, hiệu số nhiệt độ nước cửa vào động khoảng ∆T = đến 10 o C Trước khởi động động cần hâm động ta mở hâm vào bầu hâm, sau chạy bơm nước Ưu điểm: Khống chế chất lượng nước làm mát nên hệ thống đường ống, khoang chứa nước làm mát Mặt khác đảm bảo nhiệt độ nước vào động không thấp nên giảm ứng suất nhiệt Nhược điểm: Hệ thống cồng kềnh, phải mang theo nước 84 Hệ thống tăng áp 5.1 Giới thiệu chung hệ thống Trong động tăng áp, người ta sử dụng máy nén thể tích cánh dẫn để nén khơng khí nạp Máy nén thể tích máy nén piston, máy nén trục vít, máy nén dùng hốc piston động … Các máy nén truyền động trực tiếp từ động cơ, dùng động điện dùng tua bin khí xả Tuỳ theo việc dẫn động máy nén, người ta phân biệt hình thức tăng áp giới, tăng áp tua bin khí máy nén tăng áp hỗn hợp 5.2 Các hệ thống tăng áp thường gặp 5.2.1 Hệ thống tăng áp giới Hình 64: Động diesel tăng áp giới Máy nén khí thường máy nén thể tích máy nén cánh dẫn truyền động trực tiếp từ động Sơ đồ khối kết cấu động tăng áp truyền động giới hình 6.4, bao gồm: động diesel, cấu truyền động, máy nén khí, sinh hàn gió tăng áp bầu chứa khí nạp Tăng áp giới có ưu điểm đảm bảo khơng khí cung cấp cho động thay đổi chế độ khai thác động Nhược điểm phương pháp phí cơng để dẫn động máy nén, cơng dẫn động máy nén vượt 10% công suất thị hiệu tăng áp khơng cao suất tiêu hao nhiên liệu tăng g e > 180g/(mlci.h) Tính đến tiêu kinh tế kỹ thuật, người ta áp dụng tăng áp giới cho cac động có áp suất tăng áp pk < 1.5 - 1.6 kG/cm2 5.2.2 Hệ thống tăng áp tuabin khí xả Tăng áp tua bin khí xả lai máy nén phương pháp dùng tua bin sử dụng lượng khí xả lai máy nén gió kiểu ly tâm gắn đồng trục với roto tua bin Trên hình 7.2 thể sơ đồ khối động diesel tăng áp tua bin khí máy nén Khí xả sau khỏi động qua biến đổi sơ cấp vào tua bin Công suất động tua bin trực tiếp sử dụng để dẫn động máy nén gió tăng áp Khơng khí nén trước cấp vào động làm mát thiết bị sinh hàn 85 Hình 65: Động diesel tăng áp tua bin khí máy nén Tăng áp tua bin khí máy nén đơn cho phép tăng công suất động diesel từ 50 - 70%, tăng hiệu suất động từ 46%, suất tiêu hao nhiên liệu có ích giảm từ - 13%, nhiệt độ khí xả giảm 50oC Bằng số biện pháp cải tiến, tăng áp tua bin khí máy nén tăng cơng su ấ động từ đến lần Để chủ động định lượng mức độ tăng áp, người tăng áp trích phần lượng khí cháy xy lanh động dành cho tua bin cách tăng góc mở sớm cấu xả Trong trường hợp này, tua bin khí máy nén thiết bị tận dụng lượng khí xả Mặc dù tăng áp tua bin khí máy nén cải thiện tiêu kinh tế kỹ thuật động khả gia tải động Trên thực tế, động diesel thường trang bị tổ hợp tua bin khí máy nén với nhiều thiết bị phụ trợ, nhiều phương án cải tiến Các phương án kể như: biến đổi xung khí xả, ống phun ống khuyếch tán điều chỉnh được, phối hợp tăng áp giới tua bin khí máy nén, sử dụng máy nén hốc piston; sử dụng quạt gió phụ máy nén phụ vào mục đích giảm tải cho tổ hợp tua bin khí máy nén Hệ thống khởi động - đảo chiều 6.1 Hệ thống khởi động: Hệ thống khởi động có nhiệm vụ đưa động vào làm việc từ trạng thái dừng động cơ, hệ thống đảo chiều có nhiệm vụ thay đổi chiều quay, chiều chuyển động động 6.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu: Động Diesel khởi động phương pháp như: khởi động tay, khởi động động điện, khởi động động xăng phụ, khởi động khí nén Trong phương pháp khởi động nói (trừ khởi động khí nén) thiết bị khởi động tác dụng trực tiếp lên trục cổ động tức chuyển động trục (trục dẫn động piston bị dẫn) Với cách khởi động động khởi động với vị trí piston không phụ thuộc vào số xilanh động Khởi động khí nén phương pháp dùng khơng khí nén có áp lực cao (10 – 50 Kg/cm2) tác dụng lên đỉnh piston để đẩy piston xuống qua làm quay trục khuỷu Như khâu dẫn động piston khâu bị dẫn trục Khởi động khơng khí nén phương pháp chủ yếu động diesel tàu thuỷ Yêu cầu khởi động khí nén: - Khí nén phải đủ áp lực để làm quay trục khuỷu dễ dàng (thông thường từ 10 30 Kg/cm2) Lượng khí nén phải đủ để khởi động động 10 - 20 lần 86 - Tuỳ theo loại thiết bị dùng khoảng áp suất khơng khí nén sau: - Khởi động khơng khí nén áp suất thấp: p = 20 - 30 Kg/cm2 - Khởi động khơng khí nén áp suất trung bình: p = 60 - 80 Kg/cm2 - Khởi động không khí nén áp suất cao: p = 150 - 250 Kg/cm2 - Nếu sử dụng khí nén có áp suất trung bình cao hệ thống phải có van giảm áp để giảm áp suất khí khởi động đến 20 - 30 Kg/cm2 - Khí nén vào khởi động động phải thời kỳ sinh công (cháy giãn nở) xilanh theo thứ tự nổ động Thời gian khí nén vào xilanh phải kết thúc trước supáp xả xilanh mở (nếu khơng, khí nén lọt qua supáp xả ngoài) Đối với động diesel muốn khởi động vị trí trục khuỷu để tiết kiệm khí nén khởi động phải thoả mãn điều kiện sau: - Động kì có xi lanh - Động kì có xi lanh Hệ thống khởi động khí nén bao gồm thiết bị sau: Máy nén, bình chứa khơng khí áp suất cao, van khởi động đặt nắp xilanh Khi đưa khí nén vào buồng đốt động để khởi động ta có thể: Lần lượt đưa khí nén vào trước, cấp nhiên liệu sau động công suất nhỏ, đồng thời đưa khí nén nhiên liệu vào xilanh lúc, dùng phổ biến động có cơng suất vừa lớn 6.1.2 Phân loại Hệ thống khởi động khơng khí nén động diesel tàu thuỷ chia làm loại: Hệ thống khởi động trực tiếp hệ thống khởi động gián tiếp  Hệ thống khởi động trực tiếp khí nén Thường sử dụng cho động cao tốc, công suất nhỏ Đặc điểm dùng cam khống chế đường gió Sơ đồ hệ thống Hình 66: Hê thống khởi động trực tiếp Máy nén gió Tay khởi động Chai gió Đĩa chia giú Van chặn Đường gió Van khởi động Các supap khởi động Nguyên lý làm việc: Trước khởi động phải kiểm tra áp lực chai gió (2) 87 Khi mở van (3) khí nén từ bình (2) vào hộp van khởi động (4) Khi ta ấn tay khởi động gió vào đĩa chia gió (6) hộp van phân phối Khí nén từ phận phân phối vào xilanh theo thứ tự nổ động cơ, qua supáp khởi động tác động lên piston làm quay trục khuỷu Tốc độ trục khuỷu tăng dần đến tự làm việc ngừng ấn tay (5) cho hoạt động nhiên liệu Khố van (3) lại, khí nén theo đường (7) bảo đảm an toàn Áp lực chai gió (2) thiếu dùng máy nén (1) bổ sung đạt đến áp lực yêu cầu Đĩa chia gió (bộ phận phân phối khí khởi động) điều khiển trục phân phối  Hệ thống khởi động gián tiếp khí nén Sơ đồ hệ thống: Hình 67: Hê thống khởi động gián tiếp Máy nén gió Tay khởi động Chai gió Đường gió phụ Van chặn Đường gió Van khởi động Các supap khởi động Van khởi động 10 Đĩa chia gió Nguyên lý hoạt động: Khi mở van (3), khí nén từ chai gió (2) vào hộp (4) theo đường (T) lên hộp van (5) theo đường (H) vào phần hộp van khởi động (4) tạo nên cân áp suất nên hộp van khởi động đóng chặt Khí ấn tay khởi động (6) xuống, mở thông đường (H) (C) nên khí nén hộp (4) theo đường (C) tạo nên chênh lệch áp suất, hộp (4) mở khí nén chia làm đường Đường gió đường gió tới đĩa chia gió Phần lớn khí nén chủ yếu theo đường (8) đến chờ sẵn supáp khởi động đường gió để khởi động Phần vào đĩa chia gió (10) sau vào phần trờn supáp khởi động theo thứ tự nổ động cơ, nhờ trục phân phối tác động vào đĩa chia gió để thơng đường gió phụ tới supáp khởi động Mở supáp khởi động cho đường gió vào xilanh để khởi động động Khi khởi động xong, ngừng ấn tay khởi động, khoá van (3) nạp bổ sung nhờ máy nén khí Hệ thống khởi động gián tiếp sử dụng phần lớn cho động diesel lai chân vịt 6.2 Hệ thống đảo chiều 6.2.1 Nhiệm vụ, phương pháp đảo chiều, yêu cầu đảo chiều 88 Để thay đổi chiều chuyển động tàu (tiến, lùi ngược lại) thực biện pháp sau: - Đảo chiều quay trục khuỷu hệ thống đảo chiều bố trí động (dùng cho động lai trực tiếp chân vịt) - Đảo chiều quay chân vịt khớp nối ly hợp đảo chiều bố trí động chân vịt Theo cách cho phép động làm việc theo chiều quay định dùng động khơng tự đảo chiều làm động lai chân vịt - Dùng chân vịt biến bước: Cho phép động tận dụng hết công suất điều kiện thuận lợi - Giới hạn phạm vi thiết bị đảo chiều trực tiếp cho động cơ: Lúc đảo chiều động tương ứng với trục khuỷu động phải quay theo chiều ngược lại với chiều quay chế độ cơng tác trước Để thực điều này, thiết bị phân phối khí phải điều khiển việc mở van khởi động xi lanh kỳ nén, lúc khí khởi động đẩy piston chuyển động theo chiều ngược lại Tuỳ theo cấu tạo thiết bị phân phối khí khởi động mà cấu đảo chiều có nguyên lý làm việc khác + Đối với thiết bị phân phối khí khởi động kiẻu van trượt hướng tâm, dùng phương pháp dịch trục phân phối để đảo chiều động + Đối với thiết bị phân phối kiểu trượt dạng đĩa, dùng phương pháp quay tương đối trục phân phối góc định so với trục khuỷu Các thiết bị dùng hệ thống đảo chiều gồm: Thiết bị bảo vệ động xec vô dùng để dịch trục phân phối (hay xoay trục phân phối) động xec vô động trợ động Khi đảo chiều động phải tuân theo thứ tự nghiêm ngặt thao tác với quy định sau: - Khi kết thúc đảo chiều khởi động động Chỉ khởi động động trục phân phối khí chuyển hồn tồn sang vị trí tiến lùi - Sau động quay đến vịng quay khởi động tác dụng khơng khí nén, bắt đầu cung cấp nhiên liệu, phải đình việc cung cấp khí nén - Khơng đảo chiều động làm việc, phải dừng động cơ, sau tiến hành đảo chiều khởi động lại - Khi tàu manơ (manơ trình điều động phương tiện thuỷ ra, vào vị trí neo đậu): động tác đảo chiều, khởi động phải thực an toàn thời gian ngắn - Yêu cầu tay điều khiển phải dịch chuyển dễ dàng, cho phép thao tác thuận lợi nhẹ nhàng Cần phải có thiết bị bảo vệ để hạn chế thấp thao tác sai 6.2.2 Cơ cấu đảo chiều trực tiếp cách dịch trục cam  Sơ đồ cấu tạo: 89 Hình 68: Cơ cấu đảo chiều trực tiếp cách dịch trục cam Đường dẫn khí nén Khớp nối Van đảo chiều 9.Trục cam 3,4 Bình dầu 10 Cam xả lùi Piston 11 Cam xả tiến Xi lanh chứa dầu 12 Cam hút lùi Phớt kín dầu 13 Cam hút tiến 14 Con đội xupap hút 15 Con đội xupap xả Trong cấu này, tương ứng với xupáp động có cam dẫn động (một cam tiến cam lùi) Giữa cam có mặt vát chuyển tiếp để đội trượt từ cam sang cam khác dễ dàng Khi đẩy trục cam di động dọc trục, cam khác bị đẩy đi, nên đội tiếp xúc với cam chuyển sang tiếp xúc với cam khác Do pha phân phối khí thứ tự nổ động thay đổi làm động hoạt động theo chiều ngược lại Nguyên lý hoạt động: + Khi tàu chạy tới (động quay theo chiều thuận) xoay van (2) vị trí "tới" Khí nén qua van (2) vào bình (3) nén dầu xuống piston (5) bị dịch chuyển sang phải kéo theo trục cam di động sang bên phải, đội tiếp xúc với cam tới (lúc khơng khí bình (4) ngồi theo van (2) dần xi lanh phía phải dâng lên đầy bình + Muốn tàu chạy lùi (động quay theo chiều ngược lại) trước tiên phải dừng động lại Tiếp sau xoay van (2) vị trí "lùi", khí nén vào bình (4) đẩy dầu xuống làm piston bị đẩy sang trái Trục cam bị đẩy sang trái làm đội chuyển sang tiếp xúc với cam lùi, động quay theo chiều ngược lại CÂU HỎI ƠN TẬP A Câu hỏi ơn tập Câu 1: Trình bày kết cấu chi tiết cấu phân phối khí? Câu 2: Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu? 90 Câu 3: Trình bày kết cấu chi tiết hệ thống nhiên liệu (bơm cao áp, vòi phun)? Câu 4: Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống bơi trơn? Câu 5: Trình bày ngun lý hoạt động hệ thống bôi trơn te ướt? Câu 6: Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn te khô? Câu 7: Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống làm mát? Câu 8: Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát hở (1 vịng)? Câu 9: Trình bày ngun lý hoạt động hệ thống làm mát kín (2 vòng)? Câu 10: Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống khởi động? Câu 11: Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống khởi động trực tiếp khí nén? Câu 12: Trình bày ngun lý hoạt động hệ thống khởi động gián tiếp khí nén? Câu 13: Nêu nhiệm vụ yêu cầu hệ thống đảo chiều? Câu 14: Trình bày nguyên lý hoạt động cấu đảo chiều trực tiếp cách dịch trục cam? B Bài tập Bài 1: Nhận dạng hệ thống phân phối khí Bài 2: Nhận dạng hệ thống nhiên liệu Bài 3: Nhận dạng hệ thống bôi trơn Bài 4: Nhận dạng hệ thống làm mát Bài 5: Nhận dạng hệ thống tăng áp Bài 6: Nhận dạng hệ thống đảo chiều khởi động Các thuật ngữ - ĐCT: Điểm chết - ĐCD: Điểm chết - Ba bàn trược: Thường sử dụng cho động cỡ lớn thấp tốc, kết nối truyền piston (gồm có bạc, ắc bu-lơng) - Ma no: q trình điều động phương tiện thủy ra, vào vị trí neo đậu 91 DO: (Diesel Oil) loại nhiên liệu lỏng, nặng dầu lửa xăng, sử dụng chủ yếu cho động Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) phần sử dụng cho tuabin khí (trong cơng nghiệp phát điện, xây dựng…) Nhiên liệu Diesel sản xuất chủ yếu từ phân đoạn gazoil sản phẩm trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ, có đầy đủ tính chất lý hóa phù hợp cho động Diesel mà không cần phải áp dụng q trình biến đổi hóa học phức tạp - HFO: (Heavy Fuel Oil) dầu cặn nguyên chất phần cịn lại dầu thơ sau tất thành phần xăng, dầu hỏa thành phần chưng cất số bay Do hay gọi dầu cặn Tài liệu tham khảo Cấu tạo động diesel tàu thủy Lưu Đức Luận - 1980 Động diesel tàu thủy Trịnh Đình Bích, Nguyễn Văn Tuấn - 1998 Động diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM – 2008 Động Diesel tàu thủy, Trường Đại học Hàng hải, 1997 - Trịnh Đình Bích, Nguyễn Trung Cương, Vũ Hải Phong, Nguyễn Văn Tuấn Động Diesel tàu thủy, NXB Giao thông vận tải, 2010, Hà Nội - Nguyễn Trung Cương Động Diesel tàu thủy, NXB GD, 2014, Hà Nội - Nguyễn Đức Ca 92