Chương 9: Bình làm mát khí tăngáp - Cấu tạo Ở động cơ diesel tàu thủy, người ta thường dùng nước ngoài tàu để làm mát khí nạp.. Chất lỏng làm mát đi trong ống, không khí được làm mát đi
Trang 1Chương 9: Bình làm mát khí tăng
áp
- Cấu tạo
Ở động cơ diesel tàu thủy, người ta thường dùng nước ngoài tàu để làm mát khí nạp Chất lỏng làm mát đi trong ống, không khí được làm mát đi ngoài ống và vuông góc với hướng
đi của nước làm mát
Hình 2.41 Bình làm mát có ruột là các ống tròn đan nhau
Để tăng cường làm mát, người ta làm các gân trao đổi nhiệt, bình làm mát có ruột là các ống có cánh dẹt được sử dụng rộng rãi nhất
Trang 2Hình 2.42 Bình làm mát có ruột kiểu ống và cánh giải nhiệt
Trường hợp này lượng nhiệt từ khí nạp truyền cho nước làm mát lớn và sức cản khí động học của bình làm mát nhỏ Tốt nhất ta nên dùng bình làm mát cánh tản nhiệt có biên dạng khác nhau
- Hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa bình làm mát
Kiểm tra cánh tản nhiệt của ống dẫn nước có bị cong hay không Tiến hành kiểm tra xem các ống dẫn nước có bị nứt, xoắn, răng cưa hay không
Nén các cánh tản nhiệt, những chỗ rò rỉ thì ta sửa chữa bằng cách hàn hoặc
dùng keo bịt kín
Thỉnh thoảng nên làm sạch bình làm mát để nó làm việc được hiệu quả, vì sau một thời gian làm việc thì các bề mặt làm việc phía khí và nước đều bị bẩn, kết quả làm tăng nhiệt trở của ống, cánh tản nhiệt, tăng sức cản khí động học và sức cản thuỷ lực của dòng khí và nước lưu động
3 Tổ tuabin khí xả – máy nén khí
Bộ tuabin tăng áp gồm có 2 phần chính là máy nén kiểu
ly tâm và tuabin khí xả cùng các cơ cấu phụ như bạc đỡ trục,
Trang 3thiết bị bao kín, các hệ thống bôi trơn và làm mát …
Dựa vào dòng chảy trong tuabin khí người ta chia thành
2 loại: tuabin tăng áp hướng trục và tuabin tăng áp hướng kính
Cả 2 loại trên đều phát triển song song Nói chung bộ tuabin tăng áp hướng kính dùng cho những trường hợp cần lưu lượng nhỏ (đường kính ngoài của bánh công tác nhỏ hơn 180 mm), còn bộ tuabin tăng áp hướng trục dùng cho các trường hợp cần lưu lượng lớn (đường kính ngoài của bánh
Trang 4công tác lớn hơn 260 mm) Với trường hợp đường kính ngoài
của bánh công tác từ (180 260) mm, người ta dùng cả 2 loại trên
Cấu tạo tuabin tăng áp
Cấu tạo của tuabin tăng áp được thể hiện trên hình 2.43 Thông qua tuabin, năng lượng khí xả biến thành công lai máy nén, nén không khí tăng áp Số tuabin tăng áp bố trí trên một động cơ phụ thuộc vào số xylanh, suất tiêu hao không khí cho động cơ
Hình 2.43 Cấu tạo của tuabin tăng áp
a Phần tuabin; 1 vỏ máy; 2 bánh cánh máy nén; 3 vỏ xoắn
ốc; 4 đĩa khuếch tán;
5 thiết bị cách nhiệt; 6 trục rôto; 7 cánh tuabin; 8 đĩa
tuabin; 9 ống phun;
Trang 510 ổ đỡ phía tuabin; 11 ổ đỡ phía máy nén; b Ống dẫn
không khí tới lá chắn làm Tuabin tăng áp đem lại ưu điểm đặc biệt cho động cơ Ở tuabin tăng áp, cấu tạo của máy nén ly tâm không có gì đặc biệt Sau đây là cấu tạo một số bộ phận chính của tuabin tăng áp:
Trang 6Ống dẫn khí xả vào tuabin
Đường dẫn khí thường đúc bằng thép hợp kim hoặc hợp kim nhôm vì phải chịu nhiệt độ khí xả khoảng ( 400 600 )C Miệng ống phải có thể lắp lẫn và ống
phải có thể giãn nở tự do dưới tác dụng của nhiệt
Hình 2.44 Ống dẫn khí xả vào tuabin Hình thức thứ ba (2.44c) là hợp lý nhất, phù hợp với tốc
độ luồng khí lớn
(đến 150m/s)
Hệ miệng phun
Hướng luồng khí xả vào rôto với một góc có lợi nhất (16
23) Hệ miệng
phun có nhiệt độ cao hơn đường dẫn khí
Hình 2.45 Hệ miệng phun của tuabin khi – máy nén khí TK-30
Trang 7Đây là phần quay của tuabin khí xả Cấu tạo của nó quyết định đến hiệu suất, độ bền lâu, tính tin cậy khi làm việc của tuabin Nó có 2 phần chính: Đĩa và cánh
Trang 8Có thể đúc liền, cũng có thể làm cánh rời rồi ghép với đĩa Trường hợp sau có thể
làm cánh bằng vật liệu chịu nhiệt và chịu xâm thực cao
Nhưng cần liên kết tốt với đĩa, vì rôto thường quay với tốc độ rất cao( 18000 32000 ) vòng/ph
Hình 2.46 Rôto tuabin khí xả của tổ
TBK-MNK TKP = 23 Cách bố trí máy nén và tuabin cùng các ổ đỡ của tổ này thường gặp 3 hình thức sau:
- Cách thứ nhất (2.47a) thường dùng cho động cơ có công suất lớn và vừa
- Cách thứ hai (2.47b) có kết cấu đơn giản thường dùng cho động cơ có công
suất vừa và nhỏ
- Cách thứ ba (2.47c) ít dùng, chỉ thấy ở động cơ công suất nhỏ
Ổ đỡ
Các TBK-MN dùng cho động cơ nhỏ, có tốc độ cao thường dùng ổ bi Tuổi bền không cao, khoảng (3000 8000) giờ, nhưng hiệu suất cao Ổ trượt có tuổi bền cao, khoảng
Trang 9(20.000 30.000) giờ, mặc dù hiệu suất thấp hơn Các ổ trượt này thường dùng đồng thanh
Các ổ thường được bôi trơn, bằng dầu ở vòng trong và làm mát bằng nước ở
vòng ngoài
Trang 10a b
c
Hình 2.47 Bố trí ổ đỡ TBK- MN
Hao mòn hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa
- Ở tuabin khí xả: các cánh tuabin bị ăn mòn và bị xâm thực ở nhiệt độ khoảng (300 400) 0C và ở áp suất khoảng ( 24 )KG/cm2 , bởi khí xả có các thành phần hoạt hoá mạnh như SO2, SO3, CO, NO, CO2 … và bởi sự xói mòn biên dạng trên cánh tuabin do khí xả lưu động qua nó Các vết
rỗ, sự cháy sém, sự thay đổi hình dạng cánh…là những biểu hiện cụ thể Sự rỗ nát, biến dạng của cánh làm giảm khả năng sinh công của tuabin, tăng độ ồn và độ rung động của nó Hậu quả là làm cho tốc độ tuabin máy nén khí giảm, năng suất và
áp suất khí nén giảm đi Hao mòn, hư hỏng cánh tuabin đến giới hạn cho phép thì thay luôn cả trục và bánh công tác của tuabin
- Các ổ bi của tuabin, khi bị mòn quá giới hạn thường làm cho tuabin chạy ồn, rung Định kỳ ta phải thay mới Do tình trạng kỹ thuật xấu, động cơ diesel cháy không hoàn toàn hoặc dầu bôi trơn lọt vào buồng đốt nhiều mà khí xả bẩn, nhiều muội than, thì ở cửa xả của tuabin và ống góp khí xả
Trang 11thường bẩn , giảm khả năng lưu thông, máy khó tăng tốc.
- Do tốc độ quay cao, do nhiệt độ khí xả khá cao nên dầu bôi trơn và làm mát bị nóng ( dù đã dùng dầu đặc biệt ) nên chóng già, mất khả năng bôi trơn Các đệm kín nước, kín dầu cũng mau hỏng
Ở máy nén khí kiểu rôto đồng trục với tuabin khí xả tình hình hao mòn hư hỏng cũng tương tự như tuabin khí xả, nhưng mức độ thì thấp hơn nhiều, nhất là ở các cánh của rôto
Trang 12Ở các động cơ tăng áp bằng cơ khí thường dùng động cơ nén kiểu rôto Khi các gờ ăn khớp khí sẽ lọt từ khoang tăng áp
về khoang hút làm giảm năng suất và áp suất khí tăng áp Nếu các ổ bi mòn quá giới hạn, rôto sẽ bị đảo, động cơ nén có tiếng ồn cơ khí
Dùng thước lá có thể kiểm tra khe hở ăn khớp giữa rôto
và vỏ Dùng đệm điều chỉnh sự dịch chuyển dọc trục của một trong hai bánh quay (so với bánh kia), ta có thể khôi phục lại khe hở ăn khớp và khe hở vỏ và các ruột quay Chú ý triệt tiêu khe hở mặt đầu sau phép điều chỉnh này
Ở động cơ quét thải bằng cửa, cần lưu ý làm sạch các cửa ( nhất là cửa xả) và phần piston đối diện với cửa xả Trường hợp thải qua xupap thì sửa chữa xupap như đã trình bày ở trên Các bạc lót của trục phân phối khí thường được thay vào lúc đại tu động cơ
Chú ý độ đồng tâm giữa các ổ và sự bôi trơn khi lắp ráp chúng