đề cương chi tiết thảo luận nhóm hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel sử dụng htnl dầu fo

Cung cấp nhiên liệu cần thiết tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ.Cung cấp lượng nhiên liệu đồng đều cho các xi lanh động cơ đúng thời điểm và đúng thứ tự thì nổ.Phun sương và phân tán

ZBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT THẢO LUẬN NHÓM

TÊN CHỦ ĐỀ: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG HTNL

DẦU FO.

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

ĐỚI PHI LONG - 60131315

LÊ XUÂN RỒNG -60131820

PHẠM MAI PHƯỚC -60130799

PHẠM QUỐC ĐẠT -60130116

TỪ THỊ THANH HƯƠNG -60131788

LỚP: 60KHHH

Nha Trang, Ngày 3/5/2020

A Lời nói đầu.

Ngày nay, với cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng, mà đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay, ở thế kỷ XXI, động cơ đốt trong có những bước nhảy vọt về tính năng kỹ thuật khá hiện đại dựa trên sự bùng nổ của công nghệ thông tin Nên sự ra đời của động cơ đốt trong đã góp phần vào việc giải phóng sức lao động chân tay cho con người, nâng cao vật chất và tinh thần cho con người ở thời đại mới, bên cạnh đó còn tăng năng suất lao động và thức đẩy nhanh sự phát triển của khoa học kỹ thuật Ở nước ta hiện nay ngành giao thông vận tải đường thủy đang trên đà phát triển Với tầm quan trọng như vậy nên hiện nay nhóm em thực hiện chủ đề “ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel sử dụng dầu HTNL FO”

B Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

a Đối tượng: Động cơ diesel tàu thủy

b Phạm vi: Hệ thống nhiên của động cơ diesel Sử dụng dầu FO

C Phương pháp nghiên cứu.

Nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu thảo luận các tài liệu trên mạng, bài giảng

D Mục đích và ý nghĩa nghiên cứu.

- Mục đích: tìm hiểu rõ về khái niệm, chức năng, nhiệm vụ, cấu tạo, yêu cầu và các sơ đồ bộ phận của hệ thống nhiên liệu

- Ý nghĩa: Có được cơ sở lý thuyết hợp lí sử dụng hiểu quả , giúp trang bị kiến thức cho sinh viên về cấu tạo các bộ phận của hệ thống phun nhiên liệu hiểu rõ hơn để phục vụ cho nghành mình trong tương lai

E Nội dung thực hiện.

I Khái quát hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu

Cung cấp nhiên liệu cần thiết tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ.

Cung cấp lượng nhiên liệu đồng đều cho các xi lanh động cơ đúng thời điểm và đúng thứ tự thì nổ

Phun sương và phân tán đều hơi nhiên liệu vào buồng đốt

1.2 Chức năng của hệ thống nhiên liệu

Nhận (đo và xác định lượng nhiên liệu) và bảo quản

nhiên liệu dự trữ theo yêu cầu khai thác,

Xử lý để đảm bảo chất lượng nhiên liệu trước khi đưa

vào động cơ,

Lọc sạch nhiên liệu rồi phun vào buồng đốt theo những yêu cầu phù hợp với đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ

Cung cấp hỗn hợp nhiên liệu không khí ( hỗn hợp cháy) cho động cơ hoạt động

Để đảm bảo việc nhận và bảo quản dầu:

• Ngoài hệ thống van ống thông thường, tất cả các két dầu

trên tàu đều được thiết kế để có thể đo và tính toán

lượng dầu trong két

• Nhiên liệu từ các két dự trữ trước khi đưa vào sử dụng

cho động cơ được xử lý bằng các hình thức như hâm,

lọc, pha hoá chất, nhũ tương hoá,

1.3 Yêu cầu hệ thống nhiên liệu

Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phải được phun hoàn

toàn trong một khoảng thời gian ngắn và đúng thời điểm

Cung cấp lượng nhiên liệu chính xác, phù hợp với chế

độ làm việc của động cơ

Phun nhiên liệu với áp suất cần thiết

Ở các động cơ nhiều xilanh, lượng nhiên liệu cung cấp

cho các xilanh phải đều nhau

1.4 Các sơ đồ cấu tạo, nguyên lí làm việc

1.4.1: Thùng nhiên liệu

Bao gồm thùng nhiên liệu hằng ngày và thùng nhiên liệu dự trữ Thùng nhiên liệu hằng ngày cần có dung tích bảo đảm chứa đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian định trước

1.4.2: Lọc nhiên liệu

Trong hệ thống nhiên liệu động cơ còn các bộ phận được chế tạo với độ chính xác rất cao như: cặp piston xylanh của BCA-VP , các bộ phận này rất dễ bị hư hỏng nếu trong nhiên liệu còn tạp chất cơ học Vì thế nhiên liệu cần phải được lọc sạch trước khi đến BCA

1.4.3: Vòi phun nhiên lệu

Có chức năng phun nhiên liệu liệu cao áp vào buồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với phương pháp tổ chức quá trình cháy

Vòi phun cao áp được phân hai loại:

- Vòi phun kín

- Vòi phun hở Hiện nay động cơ diesel chủ yếu dùng vòi phun kín

Vòi phun kín là loại vòi phun khi kết thúc phun lò xo ấn kim phun vào đế của

nó ngăn cách vòi phun với buồng đốt Vòi phun kín phân làm hai loại

Vòi phun kín có chốt

Ở đuôi kim phun có một chốt hình trụ hay hình côn nhô ra khỏi lỗ phun khoảng 0,5 mm khi kết thúc phun, nhờ vậy lỗ phun dầu ít bị tắc Chùm tia nhiên liệu phun ra có dạng hình côn 4 - 6o tùy theo loại vòi phun

Vòi phun kín không có chốt đóng kín lỗ

Loại vòi phun này lỗ phun hở có thể có một hay nhiều lỗ phun dầu Nếu loại có nhiều lỗ thì nơi cuối đót kim có phần nhô ra dạng chỏm và có khoan nhiều lỗ phun dầu, có từ 2 -10 lỗ phun Đường kính lỗ phun từ 0,1 - 0,35 mm và được bố trí cách đều nhau

Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp được dẫn vào đầu ống nối theo đường dẫn dầu vào khoang chứa nhiên liệu Khi áp lực nhiên liệu tác dụng lên mặt côn chịu lực phía trên của kim phun thắng sức căng lò xo nâng kim phun lên Nhiên liệu từ khoang qua lỗ phun phun vào buồng cháy động cơ Khi bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu, áp suất trong khoang giảm đột ngột, lò xo đẩy kim phun đi xuống đóng kín lỗ phun, vòi phun kết thúc phun Trong quá

trình phun một số ít nhiên liệu lọt qua khe hở giữa kim phun và đế kim phun đi lên khoang chứa lò xo và theo ống dẫn dầu về lại thùng chứa

Áp suất phun dầu có thể điều chỉnh bằng cách xoay vít điều chỉnh trên thân vòi phun Xoay vít điều chỉnh vào làm tăng thêm sức căng lò xo, áp suất phun dầu tăng Xoay vít điều chỉnh ra sẽ giảm bớt sức căng lò xo, áp suất phun dầu giảm Vòi phun của một số động cơ còn có thể điều chỉnh áp suất phun dầu bằng cách thêm hay bớt những miếng đệm mỏng trên lò xo

1.4.4: Bơm thấp áp (bơm cung cấp)

Có chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa hằng ngày rồi đẩy tới BCA HTNL

có thể không cần bơm thấp áp nếu thùng chứa nhiên liệu hằng ngày được đặt ở

vị trí cao hơn động cơ

1.4.5: Ống dẫn nhiên liệu

Gồm có ống cao áp và ống thấp áp Ống cao áp dẫn nhiên liệu áp suất cao từ BCA tới VP Ống thấp áp dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm thấp áp và dẫn nhiên liệu về thùng chứa

1.4.6: Bơm cao áp

-Nén nhiên liệu đến áp suất cao rồi đẩy đến vòi phun

-Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ làm việc của động cơ (chức năng định lượng)

-Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu(chức năng định thời)

1.4.7: Bộ điều tốc

Tác động cơ cấu điều khiển bơm cao áp, tự động điều chỉnh lượng cung cấp nhiên liệu nhằm điều chỉnh tốc độ động cơ khi tải thay đổi

1.4.8: Bộ điều chỉnh góc phun sớm

Tự động điểu chỉnh góc phun sớm theo chế độ làm việc của độg cơSơ đồ cấu tạo

Sơ đồ, cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel.

a) với bơm cao áp cụm;

b) với bơm cao đơn;

1.thùng nhiên liệu; 2 bơm thấp áp; 3 lọc nhiên liệu; 4.bơm cao áp; 5.ống cao áp;

6.vòi phun; 7.bộ điều tốc; 8.bộ điều chỉnh góc phun sớm; 9.ống thấp áp; 10.ống dầu hồi

II Phân loại hệ thống nhiên liệu dựa theo phương pháp cung cấp nhiên liệu vào xylanh động cơ

2.1 Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

2.1.1: Khái niệm

• Hệ thống phun nhiên liệu trực

tiếp: là hệ thống mà nhiên liệu

được cấp đến bơm cao áp

• Từ đó cấp đến vòi phun thông

qua ống dẫn nhiên liệu áp

suất cao để được phun trực

tiếp vào buồng đốt động cơ

2.1.2: Sơ đồ, nguyên lí làm việc

* Sơ đồ, cấu tạo:

Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

1,3,11,12,14 ống dẫn dầu; 2 bầu lọc thô; 4 vít điều chỉnh;

5 bộ khớp nối; 6.bơm nhiên liệu; 7.đường xả dầu; 8.bộ điều tốc;

9 ống cao áp; 10 vòi phun; 13.bầu lọc tinh; 15 BCA cụm;

* Nguyên lí làm việc:

Nhiên liệu từ két theo đường ống 1 đến bầu lọc thô 2 đến bơm chuyển nhiên liệu 6, từ bơm chuyển nhiên liệu đến bầu lọc tinh 13, sau đó theo đường ống

14 đến bơm cao áp bơm vào ống nhiên liệu cao áp 9 đến vòi phun 10 phun

vào xi lanh dưới dạng sương mù ở từng thời điểm và từng thời gian nhất định Nhiên liệu thừa ở vòi phun theo đường ống 11 trở về ống 3 và tiếp tục chuyển đến bơm nhiên liệu 6

2.1.3: Ưu điểm: kết cấu tương đối đơn giản, làm việc tin cậy

2.1.4: Nhược điểm: ở chế độ vòng quay thấp và phụ tải nhỏ,

chất lượng cung cấp nhiên liệu không cao do áp suất

phun giảm, khi đó khả năng làm việc của động cơ bị hạn

chế

2.1.5: Phạm vi sử dụng: Được ứng dụng trên các động cơ Diesel tàu thủy 2.2 Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

2.2.1: Khái niệm:

Ở hệ thống gián tiếp, nhiên liệu từ bơm cao áp không đưa trực tiếp đến vòi phun mà được bơm đến ống cao áp chung thông thường,ống cao áp chung có dung tích lớn hơn nhiều lần sao với thể tích nhiên liệu được phun vào buồng đố trong 1 chu trình nên áp suất phun hầu như không thy đổi trong suốt quá trình phun Điều đó đảm bảo chất lượng phun tốt trong 1 phạm vi rộng của tốc độ quay và tải

2.2.2: Sơ đồ, nguyên lí làm việc

* sơ đồ, cấu tạo:

Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp.

1.bơm chuyển nhiên liệu; 2 bộ khống chế áp lực; 3 đường dầu vào;

4 vòi phun; 5.tay ga; 6.đòn gánh; 7.con đội; 8 thước điều chỉnh áp lực ;

9 lò xo; 11 đường dầu ra; 12 khoang nhiên liệu; 13 két nhiên liệu;

2.2.3: Ưu điểm

thể tích bình tích tụ lớn, áp suất phun được

giữ ổn định trong toàn bộ quá trình phun nhiên liệu ngay

cả ở chế độ phụ tải nhỏ

2.2.4: Nhược điểm

kết cấu phức tạp

2.2.5: Phạm vi sử dụng:

Được ứng dụng trên các động cơ Diesel tàu thủy có yêu

cầu cao về việc phun nhiên liệu ở những chế độ phụ tải

và tốc độ quay nhỏ

2.3 Hệ thống phun nhiên liệu bằng không khí nén

2.3.1: Sơ đồ, nguyên lí làm việc

1.bơm chuyển nhiên liệu; 2.không gian phun; 3 máy nén khí; 4.cam; 5.đòn gánh; 6.kim phun; 7 lò xo; 8.két nhiên liệu;

Đặc điểm của hệ thống này gồm một máy nén khí áp suất khoảng 60 atm

để đưa nhiên liệu vào xylanh

 Nguyên lý làm việc:

Bơm chuyển nhiên liệu 1 đưa nhiên liệu từ két 8 vào không gian 2 của Vòi phun Khi cam 4 đẩy đòn gánh 5 nhấc kim 6 lên khỏi lỗ, nhiên liệu lập tức được phun vào xi lanh Khi cam 4 chưa quay đến phần lồi kim phun đóng kín lỗ phun nhờ lò xo 7

2.3.2: Ưu điểm,nhược điểm, phạm vi sử dụng:

Hệ thống này ít được sử dụng vì lượng nhiên liệu phụ thuộc vào áp suất khí nén và sự phản áp trong xi lanh, nên cần còn một máy nén khí và một bộ phận phân phối khí nén làm cho kết cấu của hệ thống phức tạp, thiếu an toàn, điều khiển khó khăn và phải tiêu hao công suất cho máy nén khí từ 5 đến 10% làm cho công suất động cơ giảm

2.4 Hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực

2.4.2: Nguyên lí làm việc

Nhiên liệu được phun vào buồng đốt do sự chênh lệch áp suất của nhi ên liệu trong vòi phun và áp suất khí trong xylanh, dưới tác dụng của khí ban đầu trong tia nhiên liệu và lực cản của khí động của khí trong buồng đốt, các tia nhiên liệu sẽ bị xé thành những hạt có kích thước đường kính rất nhỏ để hóa hơi nhanh

và hòa trộ n với không khí Các lỗ phun được bố trí và sắp đặt sao cho khi nhiên liệu được phun vào còn dạng hình nón để tạo thành hỗn hợp cháy dễ dàng hơn

III Phân loại hệ thống nhiên liệu dựa vào loại nhiên liệu

3.1 Hệ thống nhiên liệu nhẹ

3.2 Hệ thống nhiên liệu nặng: (sử dụng dầu FO)

3.2.1: Khái niệm,sơ lược

Nhiên liệu đốt lò (Fuel Oils – FO) là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ phân đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350 0C

3.2.2: Sơ đồ, cấu tạo

3.2.3: Nguyên lí làm việc

3.2.4: Đặc điểm, tiêu chuẩn FO

Sử dụng dầu FO, có tỷ trọng lớn (trên 0.92), độ nhớt cao (trên

30 cSt ở 500C)

Hệ thống cần thêm các thiết bị như bầu hâm, máy lọc ly tâm

Bao gồm: - Hệ thống nhiên liệu nhẹ để sử dụng cho động cơ

khi tàu chạy luồng (manơ) hoặc chuẩn bị ra vào cảng

Hệ thống nhiên liệu nặng để sử dụng khi động cơ đã làm việc ổn định (khi tàu hành trình biển)

a) Nhiệt trị

Nhiệt trị là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần thiết cho biết về hiệu suất cháy của nhiên liệu Nhiệt trị được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D240

b) Hàm lượng lưu hình (S)

Xác định lưu huỳnh và các hợp chât của lưu huỳnh có thể được tiến hành

theo nhiều phương pháp thử khác nhau: Đối với FO nhẹ, xu hướng ăn mòn của nhiên liệu có thể được phát hiện bằng phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM D130) Hàm lượng hợp chất S trong nhiên liệu FO nhẹ càng thấp càng tốt Đối với FO nặng, hàm lượng lưu huỳnh S thường rất cao, từ 4 đến 5% Ở các nhà máy luyện kim, nếu dùng nhiên liệu có S cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thép Đối với FO có hàm lượng cao thì phương pháp tiêu chuẩn để xác định S là ASTM D129

c) Độ nhớt

Đối với FO nhẹ, độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến mức độ nhiên liệu phun

thành bụi sương, do đó ảnh hưởng đến mức độ cháy hết khi đốt nhiên liệu

Độ nhớt có thể được xác định bằng phương pháp xác định độ nhớt Saybolt

là ASTM D88; phương pháp xác định độ nhớt động học là ASTM D445 Đối với FO nặng, độ nhớt là một trong những đặc tính quan trọng nhất và cũng như FO nhẹ, độ nhớt cho biết điều kiện để vận chuyển, xuất, nhập, bơm chuyển nguyên liệu, ngoài ra còn chỉ ra mức độ cần gia nhiệt trước khi phun vào lò Phương pháp xác định độ nhớt là ASTM D445

d) Nhiệt độ bắt cháy

Nhiệt độ bắt cháy là tiêu chuẩn về phòng cháy nổ - chỉ ra nhiệt độ cao nhất cho phép tồn chứa và bảo quản nhiên liệu đốt lò mà không gây nguy hiểm

về cháy nổ Nhiệt độ bắt cháy được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D93 (quy trình cốc kín – Pensky Martens)

e) Độ bay hơi

Đối với FO nhẹ, trong các lò đốt, nhiên liệu luôn ở trạng thái sẵn sàng được kích cháy và phải duy trì được ngọn lửa ổn định, nghĩa là độ bay hơi phải luôn ổn định Đối với FO loại nặng, thành phần cất không được đề cập đến

vì chúng là dạng cặn.

f) Cặn cacbon

Có hai dạng lò đốt nhiên liệu: lò đốt bay hơi dạng khói và lò đốt dạng phun.

Trong lò đốt bay hơi dạng ống khói thì bất kỳ cặn cacbon nào tạo ra do dầu không bị phá hủy hoặc do không bay hơi hoàn toàn sẽ đóng cặn ở trong hoặc ở gần bề mặt trong của đường dẫn nhiên liệu vào và sẽ làm giảm tốc

độ dòng nhiên liệu Đặc biệt, nếu lò đốt bằng đồng thì hiệu quả cháy sẽ giảm đi rất nhiều Phương pháp xác định cặn cacbon Condradson theo tiêu chuẩn ASTM D189 được áp dụng để xác định cặn cacbon cho FO nhẹ và

FO nặng

g) Hàm lượng tro

Hàm lượng tro phụ thuộc vào phẩm chất nguyên liệu và phương pháp chế biến ra nhiên liệu đó Phương pháp xác định hàm lượng tro theo tiêu chuẩn ASTM D482

h) Nước và tạp chất cơ học

Sự có mặt của nước và tạp chất cơ học làm bẩn, tắc lưới học và nhũ hóa sản

phảm, đồng thời sẽ gây khó khăn cho việc vận chuyển Sự có mặt của nước dưới đáy bể dẫn đến ăn mòn bể Hàm lượng nước được xác định theo phương pháp ASTM D95 Tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D473 Tổng hàm lượng nước và tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D1796

3.2.5: Những điều kiện bảo quản dầu FO

Ổn định trong điều kiện có không khí xung quanh bình thường

Tránh nơi nhiệt độ cao, tia lửa, ngọn lửa hở Tránh tiếp xúc với các vật liệu không tương thích

Các vật chứa xăng luôn được đóng chặt kín

Bể chứa bằng kim loại (nổi, nửa ngầm nửa nổi, ngầm).

Các bể chứa, tàu chở xăng, toa xitec, ôtô xitec và các phương tiện chứa khác dùng để bảo quản và vận chuyển phải được chuẩn bị phù hợp với các tiêu chuẩn

và các văn bản pháp chế kỹ thuật hiện hành

Các toa xitec, tàu chở xăng, bể chứa phải có nắp đậy và nắp khoang tốt, các khe rãnh của nắp phải đặt đệm, đảm bảo độ kín tốt, nếu không có các khe rãnh dưới nắp phải đệm cacton

Các phương tiện chứa phải đảm bảo khô , sạch, giữ hoàn toàn kín và để ở nơi mát mẻ, thông thoáng, tránh xa ánh nắng mặt trời rọi trực tiếp vào và các nguồn nhiệt hay vật gây bén lửa khác.

3.2.6: Ứng dụng hệ thống nhiên liệu FO

Làm nhiên liệu

F Kết luận

Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel là một hệ thống không thể thiếu quan trọng trong các chuỗi hoạt động máy móc, mà để động cơ hoạt động được cần phải cung cấp nhiên liệu và không khí cho động cơ theo tỉ lệ phù hợp và đúng thời điểm

G Tài liệu tham khảo.

* TS.Phùng Minh Lộc - ThS Lê Xuân Chí (2015) Động cơ đốt trong, trường Đại học Nha Trang

* ThS Hồ Đức Tuấn, bài giảng động cơ đốt trong, Đại học Nha Trang

BẢNG LIỆT KÊ NỘI DUNG TÀI LIỆU VÀ THỜI GIAN THẢO LUẬN

Thứ

tự

Tên tài liệu Tên tác giả/yếu

tố xuât bản

Nôi dung thảo luận

Thành viên đảm nhiệm & thời gian thảo luận

1 Bài giảng động TS Phùng Minh I khái quát hệ -Đảm nhiệm