giáo trình vận hành máy chính

Cụ thể là trang bị kiến thức về vận hành máy chính tàu cá cho thợ vận hành máy tàu cá, máy trưởng tàu cá có công suất trên 400 mã lực.. Quá trình viết có tham khảo cuốn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ

GIÁO TRÌNH

Mô đun VẬN HÀNH MÁY CHÍNH

Mã số: MĐ 02 NGHỀ: Máy Trưởng Tàu Cá Hạng 4

Trình độ: Sơ cấp nghề

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham

khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

MÃ TÀI LIỆU: MĐ02

LỜI GIỚI THIỆU

Cuốn giáo trình MÔ ĐUN VẬN HÀNH MÁY CHÍNH là cuốn sách phục vụ cho lớp học sơ cấp nghề MÁY TRƯỞNG TÀU CÁ HẠNG TƯ Cuốn sách này phục vụ cho ngư dân đi biển đánh bắt hải sản Cụ thể là trang

bị kiến thức về vận hành máy chính tàu cá cho thợ vận hành máy tàu cá, máy trưởng tàu cá có công suất trên 400 mã lực

Ngoài phục vụ cho đối tượng máy trưởng tàu cá hạng tư, cuốn giáo trình này còn sử dụng được cho máy trưởng, thợ vận hành máy tàu thủy, tàu cá những tàu có công suất máy nhỏ hơn

Nội dung gồm có 6 bài, đó là: Chuẩn bị máy chính, khởi động máy chính, theo dõi máy chính hoạt động, tắt máy và ghi nhật ký vận hành máy chính

Quá trình viết có tham khảo cuốn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG của Nguyễn Văn Bình – Nguyễn Tất Tiến – Nhà xuất bản giáo dục

1994, sử dụng một số hình ảnh chụp từ thực tế, hình trên mạng internet, căn

cứ vào những công việc cụ thể của việc vận hành máy trên tàu cá

Cuốn sách này có thể dùng cho lớp học về máy đi ê den phục vụ nông nghiệp , giao thông, như: máy ca nô, tàu thủy chở khách, tàu vận tải công suất trên 400 mã lực, máy cày, máy ủi, máy đào đất,…

Đây là lần đầu xuất bản nên không thể tránh khỏi các thiếu xót, rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thợ vận hành máy tàu cá cùng các bạn đọc

Xin cảm ơn các cá nhân và đơn vị liên quan đã đóng góp ý kiến để giáo trình này được hoàn thành

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: Lê Đức Hưởng

MỤC LỤC

4.3 Tính lƣợng nhiên liệu chi phí cho tàu trong một chuyến đi biển 16

7.3 Trục cam – cam 30

BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN

Thời gian: 2 giờ

1 Giới thiệu mô đun

Mô đun vận hành máy chính tàu cá của chương trình sơ cấp nghề MÁY

TRƯỞNG TÀU CÁ HẠNG 4 có số giờ là 72 giờ Nội dung chương trình là học lý thuyết và thực hành về nguyên lý hoạt động, cấu tạo, vận hành máy đi

ê den tàu cá hạng 4 Các bài trong chương trình gồm có:

- Khái quát chung về máy tàu thủy

- Nêu được các bước của quy trình vận hành máy tàu thủy

- Nêu được cấu tạo, sự hoạt động của các hệ thống phục vụ máy chính tàu cá

- Biết được các công việc chuẩn bị máy trước khi khởi động

BÀI 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY TÀU THỦY

Thời gian: 14 giờ

MÃ BÀI: MĐ 02 – 01

Mục tiêu:

- Nêu được nguyên lý hoạt động của máy đi ê den tàu thủy

- Liệt kê được các chi tiết chính của máy đi ê den

- Biết được các thông số cơ bản của máy đi ê den

- Nêu được nhiệm vụ các kỳ hút, nén, nổ, xả của máy

- Nhận biết được các chi tiết chính của máy

- Nêu được sự hoạt động của hệ thống phân phối khí

A NỘI DUNG

1 Khái quát chung về động cơ nhiệt và động cơ đốt trong

- Động cơ nhiệt gồm có 2 loại là động cơ đốt trong và động cơ hơi nước

- Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, nó biến nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ năng trên trục khuỷu Nhiên liệu được đốt cháy trong xi lanh, áp suất khí cháy tác dụng lên đỉnh piston, lực khí cháy truyền qua ắc piston, thanh truyền và tới trục khuỷu Kết quả cuối cùng

là làm cho trục khuỷu quay

Động cơ đốt trong phân loại theo nhiên liệu sử dụng có 2 loại là: Động

cơ đi ê den, nhiên liệu là dầu đi ê den (D.O ; F.O) và động cơ xăng, nhiên liệu dùng là xăng

Động cơ đốt trong phân loại theo nguyên lý hoạt động có 2 loại là động

tế, hạ giá thành vận chuyển

- Động cơ hơi nước là dùng hơi nước có áp suất cao xả vào xi lanh để làm quay trục khuỷu Hơi nước sinh ra tại lò hơi nằm ngoài động cơ, vì vậy người ta còn gọi động cơ hơi nước là động cơ đốt ngoài Loại này

có thể dùng than đề chạy máy, giá thành rẻ

2 Cấu tạo động cơ đi ê den

2.1 Sơ đồ cấu tạo động cơ đi ê den

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo động cơ đi ê den

Hình trên là sơ đồ mặt cắt ngang của máy, mô tả cấu tạo động cơ

- Trục khuỷu được đặt lên bệ máy cố định

- Thanh truyền liên kết giữa trục khuỷu, ắc piston, piston Piston nhận năng lượng của khí cháy trong xi lanh, truyền qua ắc piston, thanh truyền tới trục khuỷu làm cho trục khuỷu quay

- Phía trên là xu páp hút, xả, vòi phun

- Phía dưới là cạc te chứa nhớt bôi trơn máy

10

8 5 4 3

1 2

7 6

9 ĐCT

ĐCD

2.2 Các khái niệm cơ bản của động cơ đi ê den

Hình 1.2 Thông số hình học của xi lanh

- Vòng quay máy, n (vòng/ phút ): là số vòng quay của trục khuỷu trong

- Thể tích toàn bộ xi lanh Va:

- Động cơ đi ê den ε = 17- 22, động cơ xăng ε = 6 – 9

3 Nguyên lý hoạt động của động cơ đi ê den

- Máy đi ê den có 2 loại là loại 2 kỳ và 4 kỳ Tàu cá là loại tàu dùng máy

4 kỳ Sau đây ta chỉ nghiên cứu máy đi ê den 4 kỳ Một chu trình hoạt động của máy thực hiện bằng 4 quá trình là các kỳ: Hút, nén, nổ, xả 3.1 Kỳ thứ nhất : Quá trình hút (kỳ hút)

- Trục khuỷu quay từ 0 – 1800 xu páp hút mở, xu páp xả đóng Píttông chuyển động từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD) Dung tích xi lanh tăng dần, áp suất xilanh giảm Không khí từ bên ngoài đi qua bầu lọc không khí, ống hút và vào xilanh, khi piston tới

8 5 4 3

1 2

7 6

9 ĐCT

ĐCD

ĐCD kết thúc thời kỳ nạp Gió vào xi lanh do sự chênh lệch áp suất, áp

suất trong xi lanh nhỏ hơn áp suất bên ngoài

- Áp suất trong xi lanh cuối quá trình nạp là: pa = 0,8 – 0,85 kg / cm2, nhiệt độ khí nạp trong xi lanh: ta = 50 – 55o

c

3.2 Kỳ thứ hai: Quá trình nén (kỳ nén)

- Trục khuỷu quay từ 180 –360o, cả hai xu páp hút và xả đều đóng

- Piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT Dung tích xilanh giảm dần, áp suất tăng dần Khi piston tới ĐCT thì kết thúc thời kỳ nén không khí

Áp suất không khí , nhiệt độ không khí trong xi lanh tăng lên

- Áp suất cuối quá trình nén là pc = 40 - 45 kg / cm2, nhiệt độ không khí nén tc = 600 = 700oc

- Kỳ này tạo ra năng lượng làm quay trục khuỷu

- Cuối quá trình nén, áp suất trong xi lanh đạt từ 40- 45 kg/cm2, nhiệt độ không khí đạt từ 600oC – 700oc, béc phun nhiên liệu vào buồng đốt dưới dạng sương mù Hỗn hợp nhiên liệu và gió được tạo thành với tỷ

lệ 1 / 15 (nhiên liệu/không khí tính theo khối lượng) và tự bốc cháy tạo

ra áp suất, nhiệt độ cao Khí cháy dãn nở sinh công, áp lực khí cháy tác

8 5 4 3

dụng lên đỉnh piston, đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, thông qua thanh truyền làm quay trục khuỷu Khi piston tới ĐCD thì kết thúc thời kỳ

nổ ( kỳ sinh công )

- Trục khuỷu quay 1 góc từ: 360o – 540o Áp suất cao nhất của quá trình

nổ là: pz = 75 – 90 kg / cm2, nhiệt độ cao nhất của quá trình nổ là: tz =

1600 – 1900oc Nhiệt độ và áp suất cao nhất của quá trình nổ còn gọi là nhiệt độ vá áp suất khí cháy

1 2

6

7 9 ĐCT ĐCD

8 5 4 3

1

7

6 9

ĐCT ĐCD 2

- Trục khuỷu quay từ 540o – 720o, xu páp xả mở, xu páp nạp đóng, do

chênh lệch áp suất giữa trong xi lanh và bên ngoài, áp suất bên trong cao hơn bên ngoài vì vậy khi xu páp xả mở là khí cháy thoát ra ngoài ngay Piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, piston đẩy khí cháy ra ngoài theo đường ống xả

- Áp suất, nhiệt độ cuối quá trình xả là: pr = 2 - 3 kg / cm2, tr = 650 –

700oc

Nhận xét:

- Động cơ đi ê den 4 kỳ thực hiện 1 chu trình công tác bằng 4 hành trình của piston là các hành trình hút, nén, nổ, xả Mỗi hành trình ứng với góc quay trục khuỷu là 180o Một chu trình với 4 kỳ, trục khuỷu quay

2 vòng (720o).Vì vậy động cơ này gọi là động cơ 4 kỳ

- Trong 4 hành trình của piston chỉ có hành trình thứ 3 là sinh công

- Việc tạo thành hỗn hợp nhiên liệu và không khí được thực hiện bên trong buồng đốt

Một số hình mô phỏng về quá trình hoạt động của máy đi ê den

Hình 1.9 a Hình mô phỏng quá trình hút

Hình 1.9b Hình mô phỏng quá trình nén

Hình 1.9c Hình mô phỏng quá trình xả

4 Các thông số cơ bản của động cơ đi ê den

4.1 Công suất có ích

- Công suất có ích của động cơ ký hiệu là Ne: Là công suất đo tại mặt bích hộp số của động cơ khi máy chạy tốc độ định mức Giá trị này được ghi trên nhãn hiệu máy Trường hợp không còn nhãn hiệu thì tính gần đúng bằng công thức sau

Ne =

30.T

.n.i V

4.2 Suất tiêu hao nhiên liệu, suất tiêu hao dầu nhờn

- Suất tiêu hao nhiên liệu g e: là lượng nhiên liệu tiêu hao cho 1 cv khi máy chạy 1 giờ ( gam / cv.h ), ge = 165 – 230 g / cv.h

- Suất tiêu hao dầu nhờn g m : là lượng dầu nhờn chi phí cho 1 cv trong thời gian 1 giờ ( gam / cv.h ), gm = 3 - 4 g / cv.h

Tính như sau :

gm = Mnhớt / ( Ne t )

Mnhớt : là lượng nhớt định mức trong các te của máy

t : thời gian một chu kỳ thay nhớt ( giờ ), t = 350 – 500 giờ

4.3 Tính lượng nhiên liệu chi phí cho tàu trong một chuyến đi biển

- Lượng nhiên liệu tính theo khối lượng cho máy trong thời gian t là

4.4 Thứ tự số xi lanh trên máy

4.4.1 Thứ tự xi lanh của máy 1 hàng xi lanh:

- Đầu máy là phía quay về mũi tàu, đuôi máy là phần có hộp số, có mặt bích để lắp trục chân vịt Thứ tự xi lanh tính từ đầu máy về đuôi máy,

vì vậy số thứ tự xi lanh máy 5 xi lanh là: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 Xem sơ đồ

ở hình vẽ dưới

Hình 1.10 Thứ tự các xi lanh trên máy của máy 5 xi lanh

4.4.2 Thứ tự xi lanh máy 2 hàng xi lanh bố trí chữ V

- Đứng từ đầu nhìn về đuôi máy, hàng bên trái là các xi lanh đầu, hàng bên phải là các xi lanh cuối của máy Hình vẽ 19 mô tả máy 8 xi lanh

có 2 hàng xi lanh bố trí chữ V

Hình 1.11 Thứ tự xi lanh máy 8 xi lanh, 2 hàng xi lanh kiểu chữ V

5 Động cơ đi ê den dùng cho tàu cá

Tàu đánh cá tại Việt Nam có nhiều loại, từ nhỏ tới lớn, được phân loại như sau:

- Máy hạng Nhỏ: Công suất máy nhỏ hơn 90 cv

- Máy hạng Năm: Công suất máy từ 90 cv đến dưới 400 cv

- Máy hạng Tư : Công suất máy từ 400 cv trở lên

Máy tàu cá là loại máy đi ê den có tốc độ trung bình và cao, trên máy

5.1 Máy đi ê den một xi lanh

Hình 1.13 Máy một xi lanh nằm ngang

- Loại này dùng cho tàu cá hạng Nhỏ, công suất máy từ 20 – 25 cv, trục chân vịt và máy được lắp ráp trên một giá đỡ, có thể nhấc cả trục chân vịt lên khỏi mặt nước Khi khởi động thí nhấc trục chân vịt lên, nổ máy xong thì hạ trục chân vịt xuống nước

5.2 Máy đi ê den một hàng xi lanh thẳng đứng

- Máy này có công suất từ 60 cv trở lên

5.3 Máy tàu thủy hai hàng xi lanh bố trí chữ V:

- Máy này có công suất từ 60 cv trở lên, tàu cá hạng Tư thường dùng máy loại này

Hình 1.15 Máy hai hàng xi lanh bố trí chữ V

Hình 1.15a Máy điêden hiệu YANMAR – 1 hàng xi lanh thẳng đứng

- Máy này dùng nhiều cho tàu cá, Nhật sản xuất

Hình 1.15b Máy đi ê den có tua bin khí xả

6 Kết cấu các chi tiết chính của máy đi ê den

- Trục khuỷu có nhiệm vụ tiếp nhận năng lƣợng của khí cháy từ piston, thanh truyền

- Trục khuỷu của máy 4 xi lanh có các đặc điểm nhƣ sau

- Góc lệch khuỷu trục giữa các xi lanh nổ liên tiếp nhau là 180o nên tâm trục khuỷu và tâm cổ biên nằm trên một mặt phẳng

- Bánh răng lắp trên trục khuỷu dùng để truyền chuyển động giữa trục khuỷu và trục cam

- Trục khuỷu của máy 1 xi lanh

6.2 Kết cấu các chi tiết khác cụm piton – thanh truyền – xi lanh

- Ắc piston: Vật liệu chế tạo bằng thép hợp kim, là loại thép tốt Ắc có nhiệm vụ liên kết giữa piston với thanh truyền

- Xi lanh

1 : Mặt gương xi lanh

2 : Vị trí lắp vòng chặn nước

Xi lanh có dạng hình trụ rỗng, đúc bằng gang, xi lanh gồm 2 loại:

- Loại đúc liền với blốc

- Loại đúc rời thành từng ống lót xi lanh

3

+ Loại a : Đơn giản, dễ chế tạo hay sử dụng nhƣng lọt khí nhiều

+ Loại b : Ít lọt khí

+ Loại c : Bao kín tốt, ít lọt khí Dùng cho động cơ tốc độ thấp

c

Hình 1.22 Các loại miệng xéc măng

- Xéc măng dầu: Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu nhờn

từ các te sục lên buồng cháy, gạt dầu bám trên thành xi lanh trở về các

te và dàn đều một lớp dầu mỏng trên thành xi lanh để bôi trơn.Trên thân xéc măng dầu có lỗ để dầu nhờn thoát về cạc te

Hình 1.23: Piston, xi lanh, ắc piston, xéc măng

- Thanh truyền:

1 : Đầu lớn thanh truyền

2 : Thân thanh truyền

3 : Đầu nhỏ

4 : Bulông thanh truyền

5 : Bạc biên ( miểng dên )

- Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực khí cháy từ piston tới cốt máy, được chế tạo bằng thép các bon dụng cụ loại tốt

Nguyên lý hoạt động:

- Máy hoạt động, trục khuỷu kéo trục cam quay theo, phần làm việc của cam tiếp xúc với con đội thì đũa đẩy đi lên, cò mổ đi xuống và tác động vào xu páp, làm xu páp mở Xu páp mở ra thì gió được nạp vào hoặc khí cháy được thoát ra Khi phần làm việc của cam không tiếp xúc với

xu páp thì xu páp đóng lại, quá trình nạp gió hoạc xả khí cháy được kết thúc

- Để máy nạp được nhiều gió và thải sạch khí cháy người ta thiết kế cho

1 : Góc mở của xu páp hút Hình 1.27 Đồ thức phân phối khí

- Cam đƣợc đúc liền trên trục cam

- Trên trục cam có các phần sau:

7.4 Một số chi tiết, cơ cấu của hệ thống phân phối khí

Khe hở nhiệt

Vị trí này dùng để điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp

Hình 1.31: Trục cam kiểu treo

- Trục cam treo đƣợc lắp trên nắp quy lát, hệ thống không có đũa đẩy, không có con đội, không có cò mổ Cam tiếp xúc trực tiếp với xu páp

Trục khuỷu

Hình 1.32a Cụm vòi phun nhiên liệu

Hình 1.32 b Quạt gió tăng áp động cơ

2 Trình bày quá trình hút, nén, nổ, xả của động cơ đi ê den tàu thủy

3 Vẽ sơ đồ, nêu sự hoạt động của hệ thống phân phối khí

4 Vẽ sơ đồ biểu diễn góc mở của su páp nạp, xả

5 Nêu nhiệm vụ của các chi tiết chính: Cốt máy, piston, thanh truyền, séc măng, trục cam

6 Trình bày thứ tự xi lanh của máy 1 và 2 hàng xi lanh

BÀI TẬP

1 Tháo máy, đo đường kính xi lanh D và hành trình piston S

2 Xoáy và kiểm tra độ kín su páp

3 Xác định góc mở sớm, đóng muộn của su páp nạp, xả

4 Lắp ráp bánh răng truyền động giữa cốt cam và cốt máy

C GHI NHỚ

- Nắm đƣợc nguyên lý hoạt động của động cơ đi ê den 4 kỳ

- Biết công dụng của các chi tiết chính của máy

- Nắm đƣợc nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí

- Tháo, lắp máy từ 1 đến 4 xi lanh

BÀI 2 CHUẨN BỊ MÁY CHÍNH

Thời gian: 14 giờ

MÃ BÀI: MĐ 02 – 02

Mục tiêu:

- Nêu được các công việc chuẩn bị máy chính

- Chuẩn bị được đầy đủ các vật tư, phụ tùng, dụng cụ phục vụ việc chạy máy

- Kiểm tra các hệ thống

- Phát hiện ra các thiếu xót, bổ sung kịp thời để máy hoạt động được an toàn

A NỘI DUNG

1 Kiểm tra hệ thống nhiên liệu

1.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu

- Nhiên liệu từ két dầu trực nhật số 5 đi xuống bầu lọc 4 tới bơm cao áp

3 Nhiên liệu được bơm cao áp bơm lên áp suất cao Do tác dụng áp lực cao của nhiên liệu, kim phun mở, nhiên liệu phun vào xi lanh ở dạng sương mù Áp lực phun: p = 150 – 160 KG / cm2

- Thời điểm phun nhiên liệu vào xi lanh là cuối kỳ nén, piston cách ĐCT một góc  = 10 – 12 o Góc này gọi là góc phun sớm, mục đích phun sớm là để nhiên liệu hòa trộn tốt với không khí nạp, để quá trình cháy tốt hơn

Hình 2.1 : Hệ thống nhiên liệu

1 Máy chính 4 Bầu lọc 7 Bơm chuyển nhiên liệu

2 Vòi phun ( béc ) 5 Két dầu trực nhật

3 Bơm cao áp ( heo dầu ) 6 Két dầu dự trữ

1.2 Một số thiết bị, chi tiết của hệ thống nhiên liệu

+ Bơm cao áp đơn

Hình 2.2 Bơm cao áp đơn

1

2

3