Báo cáo thực tập tốt nghiệp tìm hiểu đặc điểm kết cấu con tàu và hệ động lực của tàu vinafco 28

- Tổng dung tích các két trên tàu + Hệ động lực chính: Máy chính, hệ trục chân vịt, máy lái, tổ hợp máy phát điện và các hệ thống phục vụ như bôi trơn, làm mát, khí nén khởi động.. - Mặ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM

KHOA MÁY TÀU THỦY

o0o BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CON TÀU VÀ HỆ

ĐỘNG LỰC CỦA TÀU VINAFCO 28

TPHCM - 2022Mục Lục

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung về công ty VINAFCO

1.2 Giới thiệu về tàu VINAFCO 28

1.3 Bố trí chung của tàu VINAFCO 28

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ ĐỘNG LỰC

2.1 MÁY CHÍNH

2.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU MÁY CHÍNH

2.2.1 Kết cấu phần tĩnh ……… … ………

2.2.1.1 Nắp xylanh (Cylinder Cover )

2.1.1.3 Khối xy lanh ( Cylinder Block and Frame )

2.2.2.1 Piston và các xéc măng ( Piston and Piston rings )

2.2.2.2 Thanh truyền ( Connecting Rod )

2.2.2.3 Trục khuỷu ( Crank Shaft )

2.3.4 Hệ thống làm mát

2.3.5 Hệ thống khí khởi động

2.4 CÁC THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG PHỤC VỤ CHUNG CHO TÀU

LỜI NÓI ĐẦU

Sau bốn năm học ngồi trên ghế nhà trường, em đã có cơ hội áp dụng những gì mình

được học vào thực tiễn Nhờ có sự giới thiệu từ các thầy cô trong khoa Máy tàu thủy, em

đã được thực tập trên tàu hàng container Vinafco 28 của công ty Vinafco tại thành phố

Hồ Chí Minh

Dưới đây là bài báo cáo về những gì em đã tìm hiểu và nghiên cứu về con tàu mà mình thực tập với sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Phúc Hải cùng toàn thể các anh, chú thợ máy và

sỹ quan trên tàu Do kiến thức và kỹ năng vẫn còn nhiều thiếu sót Em mong các thầy giúp

đỡ em và góp ý thêm cho em

Em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 7 năm 2022

Nguyễn Hữu Dũng

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1 Khái quát chung về tàu

1.1 Giới thiệu chung về công ty Vinafco

Tên đầy đủ : Công Ty Cổ Phần Vận tải biển Vinafco chi nhánh miền Nam Địa chỉ : 55 số

41, phường 6, quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh

1.2 Giới thiệu về tàu Vinafco 28

Tàu Vinafco 28 đóng năm 1996 tại Hàn Quốc và được công ty Vinafco thuê vào năm

2015 , tàu thuộc lớp 420 TEU Container Carieer , làm dịch vận chuyển container,

- Sau đây là một số thông số cơ bản của tàu :

AC 445V, 60HZ, 3PH

1.3 Bố trí chung của tàu Vinafco 28

- Kết cấu thượng tầng gồm 8 tầng: tầng trên cùng là buồng lái, tầng thứ hai là chỗ ở riêng của các sĩ quan như: thuyền trưởng, máy trưởng, …, tầng thứ ba là chỗ của sĩ quan như: đại phó, máy hai, máy ba, tầng thứ tư chỗ ở riêng của bếp trưởng anh hoa tiêu, phó

tư và phòng bệnh viện, tầng thứ năm là khu vực sinh hoạt chính của thuyền viên, có cả 2 phòng câu lạc bộ, tầng thứ sáu là của các anh thợ máy và hai tầng dưới cùng là buồng máy

- Tàu gồm có 22 người, 13 phòng ở riêng và các công trình phụ khác như nhà bếp, nhà

ăn, câu lạc bộ , nhà giặt, bệnh viện

- Tổng dung tích các két trên tàu

+ Hệ động lực chính: Máy chính, hệ trục chân vịt, máy lái, tổ hợp máy phát điện và các

hệ thống phục vụ như bôi trơn, làm mát, khí nén khởi động

+ Hệ thống tời neo, tời quấn dây

+ Hệ thống thiết bị hàng hải

+ Hệ thống thông tin liên lạc.

+ Hệ thống cứu sinh, cứu hỏa

+ Hệ thống la canh buồng máy

+ Hệ thống nước dằn tàu Ballast

+ Hệ thống la canh

+ Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

+ Hệ thống nước sinh hoạt (nước ngọt và nước biển)

2.1 Giới thiệu chung về máy chính tàu Vinafco 28

- Tàu Vinafco 28 sử dụng một máy chính là động cơ 6L35MC của hãng MAN B&W Đây

là động cơ Diesel 2 kỳ trung tốc, đảo chiều quay, tăng áp bằng tuabin

- Động cơ 6L35MC gồm 6 xy lanh, có patanh bàn trượt, truyền động và đảo chiều bằng cam tiến lùi

Hình 2.1.1: Máy chính của tàu VINAFCO 282.1.2 Thông số kỹ thuật của động cơ 6L35MC

Nhiệt độ khí nạp sau sinh hàn 55oC

Nhiệt độ sau tuabin tăng áp (85%

tải)

2.2 Kết cấu của máy chính

2.2.1 PHẦN TĨNH

2.2.1.1 Nắp xy lanh (Cylinder Cover)

- Mặt nắp quy lát của động cơ 6L35MC được làm bằng thép là vật liệu chịu nhiệt và ứng

- Nắp xilanh làm việc trong điều kiện tương đối phức tạp:

+ Mặt dưới nắp xilanh tiếp xúc với khí cháy nên chịu áp suất và nhiệt độ cao,

chịu ăn mòn

+ Chịu lực nén do xiết đai ốc các bulông liên kết với xilanh

+ Chịu mài mòn và va đập (tại bệ đặt xupáp) chịu ăn mòn do nước làm mát và

đỉnh piston tạo nên không gian buồng đốt.

- Sơ mi xilanh làm việc trong điều kiện chịu áp suất và nhiệt độ rất cao của khí cháy, chịu mài mòn rất mạnh và liên tục

Hình

2.2.1.3 Khối xy lanh (Cylinder Block and Frame)

- Khối xilanh là một bộ phận quan trọng của bộ khung động cơ Nó được chế tạobằng cách hàn thành từng khối Nó chứa ống xy lanh và các chi tiết cần thiết cho quátrình hoạt động cũng như làm mát của động cơ

Hình 2.2.1.3.1: Nắp các-te

2.2.1.4 Bệ máy

- Bệ máy có nhiệm vụ liên kết chặt thân động cơ với các chi tiết tĩnh và chịu lực tác dụngcủa các chi tiết chuyển động

- Bệ máy là nền móng cho động cơ và còn là cácte chứa dầu nhờn bôi trơn

- Bệ máy phải có độ bền, độ cứng vững thích hợp để chịu được lực uốn theo chiềungang và dọc của toàn bộ động cơ, cũng như đảm bảo cho trục khuỷu làm việc vững chắc

vì bệ đỡ chính là nơi đặt ổ đỡ chính của trục khuỷu

2.2.2 PHẦN ĐỘNG

2.2.2.1 Piston

- Piston là chi tiết chuyển động tịnh tiến bên trong xy lanh động cơ Piston có nhiệm vụnhận lực của khí cháy để truyền cho thanh truyền Piston được chế tạo dạng trụ tròn, làmbằng hợp kim gang chịu được nhiệt độ cao

- Piston làm việc trong điều kiện hết sức nặng nề:

+ Chịu tải trọng cơ rất lớn do áp lực khí cháy và lực quán tính gây ra

+ Chịu tải trọng nhiệt lớn do đỉnh piston bị đốt nóng bởi nhiệt độ rất cao của khí cháy + Chịu mài mòn liên tục trong điều kiện nhiệt độ cao và tiếp xúc với khí cháy

- Piston có các rãnh để lắp các xéc-măng Thân piston có gắn chốt piston để để có thểlắp piston với tay biên

2.2.2.2 Xéc măng

Xéc măng của piston được làm từ hợp kim Chromium ceramic, làm tăng hiệu quả làm việc, chống dò lọt tốt hơn, giảm mức tiêu thụ dầu bơi trơn xuống mức thấp nhất

2.2.2.3 Thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết chuyển hóa chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển độngquay của trục khuỷu, vì vậy chi tiết này sẽ chịu lực nén dọc lớn nhất trên thân chi tiết Thanh truyền của MAN B&W 6L35MC có khả năng chịu ứng suất cực tốt, được chế tạo thành hai phần: phần thân trục và phần ổ đỡ và được nối với nhau bằng bu lông biên Thêm nữa, giữa hai phần của thanh truyền còn được thêm vào lớp vật liệu trung gian, nhằm thay đổi tỷ số nén của động cơ bằng cách thay đổi độ dày của lớp vật liệu này

Hình 2.2.2.4.1: Trục khuỷu.

- Trục khuỷu của họ động cơ 6L35MC là loại trục ghép, được làm bằng thép cacbonbằng phương pháp rèn hay đúc, và có khoan lỗ ở giữa để dẫn dầu bôi trơn, cấu tạo trụckhuỷu gồm có các cổ trục, các cổ biên, má trục và các đối trọng Bề mặt làm việc củacác cổ trục và cổ biên được tôi tăng cứng bề mặt để giảm độ mài mòn

2.2.2.5 Trục cam

- Trục cam mang các cam điều khiển máy nén thủy lực đóng mở xupáp xả và các cam điều khiển bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu theo đúng thời điểm quy định và đúng thứ tự làm việc của động cơ

- Các cam không phải chịu điều kiện làm việc nặng nhọc nên hư hỏng chủ yếu củacam là mài mòn

- Trục cam được bố trí bên ngoài cacte phía trên khối thân máy và được dẫn độngbằng trục khuỷu qua truyền động xích

- Yêu cầu của trục cam:

+ Bề mặt làm việc của cam phải có tính chống mài mòn tốt, chịu được lực ma sát,lực nén tác dụng lên nó

+ Vị trí và biên dạng cam phải phù hợp với thời điểm đóng mở của máy nén và bơmcao áp

2.3 CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ MÁY CHÍNH

- Mục đích của việc sử dụng tuabin tăng áp:

+ Tăng lượng khí nạp vào xilanh công tác của động cơ trong quá trình nạp, làm chonhiên liệu phun vào buồng cháy được đốt cháy hoàn toàn hơn làm tăng công suất độngcơ

* Ưu điểm của phương pháp này là:

+ Tận dụng được động năng của dòng khí xả

+ Tăng công suất động cơ

- Nhưng mặt khác nó cũng làm tăng sức cản trên đường khí xả và cấu tạo các hệ thống

3 Ống góp khí xả 7 Thiết bị tách nước lẫn trong khí quét.

4 Tuabin-máy nén

● Nguyên lý làm việc của hệ thống khí nạp:

+ Khí xả từ động cơ qua xupáp xả được dẫn vào ống góp khí xả (3) sau đó nó đượcdẫn vào máy nén (4) làm quay tuabin máy nén sau đó khí xả thoát ra ngoài qua ống

xả Tuabin-máy nén quay hút không khí nén vào qua bộ lọc không khí, sau đó khôngkhí được máy nén đẩy đến hộp làm mát khí quét (6) tại đây không khí quét được làmmát hạ thấp nhiệt độ xuống sau đó được đẩy đến ống góp khí quét rồi vào khoang khíquét, khi piston dịch chuyển xuống điểm chết dưới không khí được đưa vào buồngđốt

+ Khi động cơ đã hoạt động bình thường thì lượng khí xả thoát ra đủ để dẫn độngtuabin quay cung cấp đầy đủ lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy của động

cơ tuy nhiên lúc động cơ khởi động hoặc làm việc ở các chế độ tải nhỏ hay không tảithì lượng khí xả thoát ra không đủ để lai tuabin cung cấp lượng khí nạp cần thiết chođộng cơ, lúc này phải hỗ trợ khởi động bằng 2 quạt phụ (hai quạt này được dẫn độngbằng động cơ điện) hút không khí từ không gian sau bộ làm mát khí tăng áp, khônggian này được nối với ống dẫn khí tăng áp bằng một van lá, và sau khi áp suất tăng áptăng lên đạt giá trị cần thiết thì quạt điện này sẽ được tự động cắt

.… đường khí của máy nén

- Các bộ phận chính:

Bộ tuabin tăng áp gồm có hai phần chính là tuabin khí và máy nén cùng các cơ

cấu phụ như bạc đỡ trục, thiết bị bao kín, các hệ thống bôi trơn và làm mát…v.v.+ Tua bin khí là thiết bị biến đổi nội năng và thế năng của chất khí thành cơ năng Quátrình biến đổi này được thực hiện nhờ có sự tác động tương hỗ giữa dòng khí và cánhtuabin

+ Nội năng và thế năng của chất khí trước tiên được biến đổi thành động năng sau đó

là quá trình biến đổi động năng thành cơ năng (quay bánh công tác) trong tuabin Cácquá trình này được thực hiện trong cánh hướng và bánh công tác

+ Máy nén là một thiết bị cơ khí dùng để chuyển năng lượng cơ khí thành năng lượngdòng chảy, máy nén ly tâm dựa vào tác dụng của lực ly tâm để tăng áp suất cho không

chuyển qua phần không gian khác

- Máy nén thủy lực có nhiệm vụ tạo ra áp suất dầu cần thiết để điều khiển việc đóng

mở xupáp xả theo đúng thời điểm

- Dầu được đưa vào máy nén qua van một chiều (2), chi tiết số (5) là van tiết lưu cótác dụng điều chỉnh áp lực dầu của máy nén Cấu tạo máy nén thủy lực gồm các bộ

5

4

3

1

1 2

1

10

6 6

7

8

9

Hình 2.1.3.4: Hình vẽ hai mặt cắt khác nhau của máy nén thủy lực.

● Cấu tạo van khí xả:

- Mỗi xilanh có một van khí xả, nằm ở giữa nắp xilanh Van được lắp trên nắp xilanh

và được xiết chặt bằng bốn bulông, những bulông này được xiết chặc lại bằng bốn đai

ốc thủy lực

- Một điểm đặc biệt ta thấy ở cấu tạo của van khí xả là ống dầu áp lực điều khiển việc

mở xupáp có đường kính lớn hơn rất nhiều lần so với ống dầu hồi Kết cấu như vậy vìống dầu điều khiển mở xupáp to do đó sẽ tạo áp lực lớn và tức thời mở xu páp xả, cònống dầu hồi nhỏ sẽ làm cho quá trình đóng xupáp diễn ra từ từ làm cho quá trình quétxảy ra triệt để hơn, ngoài ra người ta còn lắp thêm lò xo hai lò xo phía trên và phía

5

dưới có tác dụng giảm chấn cho xupáp.

7

Hình 2.3.1.5: Hình vẽ kết cấu van khí xả điều khiển bằng thủy lực.

3 Ống dẫn hướng 7 Áo nước làm mát

Hình 2.3.1.6: Cấu tạo van khí xả

5 8

5 Cây kiểm tra

7 Nắp chụp

8 Vòng găng

10 Van an toàn.

- Ở hình 2.3.1.6 van an toàn (6) thông với đường dầu an toàn, nếu áp lực dầu từ máy

nén đưa đến quá lớn thì van an toàn này mở ra và dầu sẽ theo đường dầu an toànxuống khoang dưới

● Nguyên lý hoạt động của hệ thống khí xả:

Hình 2.3.1.7: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển mở xupáp xả.

sẽ theo đường dầu hồi trở về máy nén Người ta có thể điều chỉnh áp lực dầu nhờ van tiết lưu trên máy nén

- Hiện nay hầu hết trên các động cơ 2 kỳ có công suất lớn người ta sử dụng phổ biến

hệ thống khí xả điều khiển thủy lực do hệ thống này có nhiều ưu điểm:

+ Kết cấu nhỏ gọn đơn giản hơn nhiều so với cơ cấu điều khiển bằng trục cam, đònghánh

+ Điều khiển bằng thủy lực nên cơ cấu làm việc êm hơn so với các hệ thống thôngthường, tránh được sự va đập của các chi tiết, hạn chế sự hư hỏng do va đập, điềukhiển việc đóng mở xupáp chính xác, an toàn độ tin cậy cao

- Tuy nhiên hệ thống điều khiển thủy lực cũng có hạn chế sau:

+ Việc chế tạo máy nén thủy lực đòi hỏi độ chính xác cao, nhất là cặp lắp ghéppiston-xilanh phải kín khít để đảm bảo áp lực dầu

Hình 2.1.3.8: Tuabin gió của máy chính

Hình 2.3.1.9: Tuabin lửa máy chính

2.3.2 Hệ thống nhiên liệu

● Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ:

- Tiếp nhận, lọc sạch, sấy nóng và vận chuyển nhiên liệu lỏng đến động cơ, đảm

bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong khoảng thời gian quy định.

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh theo trình tự làm việc quy định

của động cơ

- Cung cấp nhiên liệu vào xilanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định

- Phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy, bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng, kích thước và phương hướng của các tia nhiênliệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi chất trong buồng cháy

- Ngoài ra nó còn được dùng để làm mát vòi phun

- Hệ thống nhiên liệu phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:

+ Bền và có độ tin cậy cao

+ Dễ chế tạo, giá thành rẻ

+ Dễ dàng và thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa

- Nhiên liệu sử dụng cho động cơ phải được phun vào buồng đốt dưới dạng sương

mù và hoà trộn đều với không khí đã được nạp vào trong buồng đốt trước đó trong thời gian ngắn nhất có thể

- Từ những yêu cầu đó mà nhiên liệu dùng cho động cơ phải thỏa mãn những yêu cầu sau:

+ Hòa trộn dễ dàng với không khí và nhanh cháy

+ Khi cháy tỏa ra nhiều nhiệt lượng trong một đơn vị thể tích hoặc khối lượng + Không để lại muội than khi cháy và sản phẩm cháy không ô nhiễm môi trường

- Họ động cơ 6L35MC sử dụng cả nhiên liệu nặng (heavy oil) và dầu diesel (diesel oil) Nhiên liệu nặng được sử dụng cho các chế độ khai thác chính, dầu diesel được dùng lúc khởi động động cơ và trước khi dừng động cơ (dùng để “rửa” máy) và trong các trường hợp đặc biệt (lúc giông bão) Để động cơ phát huy được công suất tối đa cũng như mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất thì ManB&W khuyến cáo nên sử dụng những loại nhiên liệu của các hãng sau:

- Với dầu diesel, động cơ sử dụng loại:

+ Marine diesel oil ISO 8217, Class DMB.

+ British Standard 6843, ClassDMB.

+ Hoặc là loại dầu khác có chỉ số tương tự

- Với nhiên liệu nặng:

Hầu hết những loai dầu trên thị trường có độ nhớt nằm trong khoảng 700cSt ở 50oC đều có thể sử dụng được

9

Hình 2.3.2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu.

- Két tháo dùng để góp nhiên liệu rò rỉ chảy từ các mảng của két hàng ngày cũng như từ vòi phun và bơm cao áp của động cơ

- Tất cả các két nhiên liệu đều được trang bị thiết bị đo, ống thông hơi Ống thông hơi được dẫn cao lên boong tàu và được đậy lại bằng lưới bảo vệ chống lửa đảm bảo nước không thể rơi vào két

- Khi động cơ chính làm việc bằng nhiên liệu nặng, trong các két dự trữ, két lắng đọng, két hằng ngày và két tháo đều có trang bị hệ thống sấy bằng nước nóng (nước nóng đượclấy từ hệ thống làm mát ) để đảm bảo nhiên liệu đạt độ nhớt thích hợp trước khi đưa đi lưu thông

10 11

12

8 7 2

● Nguyên lý hoạt động:

- Nhiên liệu nặng phải được qua thiết bị phân ly để làm sạch nhiên liệu (tách nước, tạp chất cơ học ra khỏi nhiên liệu) trước khi được đưa vào két hằng ngày (8, 9) Từ kéthằng ngày nhiên liệu được đưa vào hệ thống và cung cấp đến cho động cơ

- Đầu tiên nhiên liệu được bơm chuyển bằng bơm cung cấp (6), áp suất trong hệ

thống này là 4 bar Bơm vòng lưu thông (5) nhận nhiên liệu với áp suất trên từ hệ

thống cung cấp và duy trì áp suất là từ 7-8 bar để cung cấp nhiên liệu vào động cơ, áp suất được duy trì ổn định nhờ van điều áp (7) Nhiên liệu hồi về trước khi đưa về két hằng ngày được đưa qua thiết bị tách khí (12)

- Nhiên liệu rò rỉ từ các động cơ (chính và phụ) được đưa về két tháo (1), từ két tháo nhiên liệu được đưa đến thiết bị phân ly làm sạch sau đó nó được chuyển về các két hằng ngày

Các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu:

❖ Bơm cao áp và vòi phun

- Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xilanh động cơ đảm bảo:

+ Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun

+ Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn

+ Cung cấp nhiên liệu đồng điều vào các xilanh động cơ

+ Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trìn h phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

- Bơm cao áp được dẫn động bằng trục cam

tơi và phân bố đều nhiên liệu vào thể tích buồng cháy của động cơ

- Vòi phun động cơ là loại vòi phun kín nhiều lỗ phù hợp với buồng cháy thống

nhất và động cơ có tỉ số nén cao

- Họ động cơ 6L35MC sử dụng bơm cao áp kiểu Bosch

● Cấu tạo bơm cao áp:

9 Nối với bình giảm chấn

10 Đường nối với ống cao áp

11, 12 Chốt định vị

13 Lót xilanh

14 Chốt vít

15 Đường nhiên liệu vào

16 Thanh răng điều chỉnh

17 Xilanh

Hình 2.3.2.2: Cấu tạo bơm cao áp

7

6 8

12

13 15

5

14 15