Hệ thống điều hòa trong ô tô

Tài liệu tham khảo Hệ thống điều hòa trong ô tô

MỤC LỤC

1.Tổng quan

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

2 Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy

2.1 Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy

2.1.1 Lịch sử phát triển

2.1.2 Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy

2.2 Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel

2.2.1 Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt

2.2.2 Hệ trục

2.2.3 Chân vịt

3 Khảo sát hệ động lực tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu

3.1 Tổng quan về tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu

3.1.1 Giới thiệu chung về tàu MPV

3.2 Hệ động lực tàu MPV

3.2.1 Động cơ tàu

3.2.2: Hệ trục tàu MPV

3.2.2.1 Trục trung gian

3.2.2.2 Trục chân vịt

3.3 Tính kiểm nghiệm hệ trục

3.3.1: Tính nghiệm phản lực tại gối đỡ

3.3.2: Tính nghiệm sức bền các trục

3.3.2.1 Tính kiểm nghiệm sức bền trục trung gian

3.3.3.2 Tính kiểm nghiệm sức bền trục chân vịt

3.4 Căng tim định tâm và lắp ráp hệ trục

3.4.1.Căng tim

3.4.2 Lắp các thành phần hệ trục

4 Kết luận

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta trong 10 năm trở lại đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể về kinh tế, xã hội nói chung và trong ngành đóng tàu nói riêng Từ những con tàu chở dầu loại lớn đến những chiếc tàu kéo hiện đại phục vụ trong nhiều lĩnh vực

từ giao thương đến tuần tra, cứu hộ cứu nạn trên biển đến ứng phó sự cố tràn dầu trên biển.

Là một sinh viên ngành Cơ Khí Động Lực việc chọn đề tài tốt nghiệp là

“Khảo sát và tính kiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” nhằm học hỏi thêm kiến

thức nghành tàu thủy Trong thời gian đi thực tập tốt nghiệp tại công ty đóng tàu Sông Thu em đã tìm hiểu thực tế công việc đóng tàu cũng như tìm hiểu các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến tàu MPV

Sau gần 15 tuần tìm hiểu cũng như tham khảo nhiều tài liệu liên quan đến chuyên ngành cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa và các bạn

em đã hoàn thiện đề tài tốt nghiệp Tuy rất cố gắng học hỏi và cẩn thận trong vệc thực hiện để tài nhưng vẫn không tránh được những thiếu sót Rất mong sự thông cảm và chỉ bảo của thầy cô cùng các bạn để em ngày càng hoàn thiện hơn về kiến thức và hiểu thêm về chuyên nghành.

Với sự cố gắng của chính mình và sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của

thầy Nguyễn Quang Trung và thầy Nguyễn Tiến Thừa, em đã hoàn thành đề

tài tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo của hai thầy trong thời gian vừa qua đã giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.

Các kí hiệu và viết tắt

1.Tổng quan

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Việc thiết kế đóng mới một chiếc tàu biển cần rất nhiều thời gian, kiến thức và kinhnghiệm của nhiều nhà kỹ thuật hàng đầu Do đó, việc khảo sát, tính nghiệm và tìmhiểu kết cấu, cách bố trí của các hệ thống, trang bị của một con tàu hiện đại cũng làmột yêu cầu đối với một kỹ sư mới ra trường Vì vậy, mục đích mà em hướng đếntrong đề tài này là:

+ Tìm hiểu các trang thiết bị, các hệ thống và phương pháp bố trí các trang thiết

bị, hệ thống đó trên tàu

+ Khảo sát và tính nghiệm bền hệ trục và dao động ngang của hệ trục

Trong phạm vi đề tài, em trình bày một cách khái quát về các vấn đề liên quannhưng chú trọng về việc khảo sát và tính toán kiểm nghệm bền hệ trục Do những hạnchế về tài liệu cũng như sự hạn chế về kiến thức cơ bản chuyên nghành tàu thủy nên

em chỉ tính kiểm nghiệm bền hệ trục dựa trên tài liệu tàu thủy cũng như qui phạmđóng tàu Việt Nam

Đối với một sinh viên nghành cơ khí động lực việc chọn đề tài “Khảo sát và tínhkiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” có một ý nghĩa như sau:

+ Tìm hiểu thêm những kiến thức về một con tàu hiện đại cũng như những khókhăn trong việc thiết kế đóng mới một con tàu Tạo nên sự tự tin, sự linh hoạt trongviệc tìm kiếm việc làm sau khi ra trường

+ Đề tài thể hiện sự kết hợp những kiến thức đã học trong những năm học lạivới nhau thành một chỉnh thể Điều đó chứng tỏ có một sự biến đổi về chất đối với mộtsinh viên sau nhiều năm học tập

2 Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy

Hệ thống động lực tàu thủy là hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ duy trì tốc độ,phương hướng cho hoạt động của tàu và các thiết bị động lực phụ, bảo đảm sự hoạtđộng của tàu, thuyền viên, hành khách

Hệ động lực tàu thủy là một tập hợp các thiết bị để thực hiện các quá trình biến đổinăng lượng hóa học của nhiên liệu thành nhiệt năng, cơ năng hay điện năng nhằm đảmbảo tất cả các nhu cầu cần thiết cho tàu và hệ động lực

Trong các thành phần của hệ động lực nói chung gồm có các động cơ chính vàđộng cơ phụ, cơ cấu truyền động, hệ trục và các hệ thống khác nhau để phục vụ trựctiếp hoặc gián tiếp cho động cơ Ngoài ra trong hệ động lực còn có các thiết bị để kiểmtra, điều khiển tự động hoặc từ xa các chế độ làm việc của từng thành phần trong hệthống

Động cơ chính là động cơ dùng để phục vụ các nhu cầu chính, như đối với thiết bịtàu thủy dùng để quay chân vịt và phu thuộc vào nhu cầu của tàu số lượng động cơchính có thể lớn hơn một

Ngoài động cơ chính còn có các động cơ nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máynén khí khởi động Các động cơ này còn được gọi là động cơ phụ

Cơ cấu truyền động là thiết bị trung gian giữa 2 nguồn phát và thu năng lượng, làmthay đổi tần số quay trên trục bị động Cơ cấu này thường dùng kiểu truyền động cơkhí nhờ hệ thống các bánh răng, truyền động bằng điện, truyền động bằng thủy lực,hay truyền động liên hợp bằng cả cơ khí lẫn thủy lực

Hệ trục trong thiết bị động lực tàu thủy đảm bảo truyền cơ năng từ mặt bích củahộp giảm tốc hay của động cơ tới chân vịt Trong thành phần của hệ trục thường baogồm các đoạn trục, khớp nối, các ổ đỡ và ổ chặn lực dọc trục, cơ cấu phanh và cácthiết bị đo momen xoắn

2.1 Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy.

2.1.1 Lịch sử phát triển.

Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buồm đều vận chuyển nhờ gió biểntrong khi gió lại thổi thất thường Người ta đã nghĩ tới việc dùng một nguồn năng lựcnào không thay đổi và đủ mạnh để thay thế gió

Cuộc Cách Mạng Kỹ Nghệ vào đầu thế kỷ 18 đã mang lại cho ngành Hàng Hải một

sản phẩm chế tạo do các nhà phát minh và kỹ thuật, đó là máy hơi nước, một dụng cụ sinh

ra động lực Máy hơi nước đã được áp dụng vào thuật Hàng Hải và tàu thủy ra đời

Hình 1.1: Máy hơi nước của Denis PapinNăm 1783 tàu máy hơi nước được thử nghiệm đầu tiên sau 98 năm, khi DenisPapin sáng chế ra máy hơi nước đó là tàu Pyroscaphe Năm 1802 tàu hơi nước chạyguồng đầu tiên ra đời (tàu Charlotte Dundas) dài 15m kéo được 2 sà lan 70t Và tiếptheo là năm 1840 tàu hơi nước chân vịt đầu tiên ra đời (tàu Achimedes) Ở Mỹ vàonăm 1871 đã nguyên cứu và áp dụng tàu hơi nước quay chân vịt + buồm phụ trợ - tàuOceanic dài 128 m, vỏ thép Con tàu hơi nước lớn nhất đó là tàu Olempic và tàuTitanic, dài 268m, 46.328 DWT được sản xuất vào năm 1912 Ngày 14/4/1912 tàuTitanic va phải núi băng và chìm (ngay chuyến đi đầu tiên), hơn 1500 người chết vìthiếu xuồng cứu sinh

Tiếp theo quá trình sáng chế tàu thuyền chạy bằng hơi nước là tàu thuyền chạybằng tuabin hơi Năm 1897 tàu tuabin hơi đầu tiên ra đời (tàu Turbinia) 34,5 knots.Năm 1899 chiến hạm tuabin hơi đầu tiên (HMS Viper) 36,5 knots Vào năm 1962 tàukhách viễn dương France (Pháp), 66000 GRT, chiều dài 1035’, chở 100 ôtô và 2044hành khách, 1112 thuyền viên, tốc độ 33 knots, tổng công suất 175.000 HP, 8 nồi hơi

1000 psi và 1042 độ F, công suất mỗi nồi hơi 41 tấn/h, trạm phát điện 13.500 kW, tổngtrọng lượng các máy 3000 tấn, hệ trục dài 390’, gồm 9 đoạn trục có đường kính 23”,Khối lượng hệ trục 58 tấn, có 13 gối trục, tần số quay chân vịt 166 rpm, khối lượng

chân vịt 28 tấn, 2 máy lái thủy lực, khối lượng mỗi bánh lái 74 tấn, 2 đội giảm lắc kiểucon quay Tàu được đóng tại nhà máy Mauretania Hiện nay các chiến hạm lớn đều làtàu tuabin hơi như tàu sân bay, tuần dương hạm(dài từ 162-243m, tốc độ 30 knots),khu trục hạm(126-136m, tốc độ 30 knots).

Hình 1.2: Tàu TuabiniaCàng ngày các nhà kỹ thuật càng tìm cách cải tiến tàu thủy, làm sao tiết kiệm đượcnhiên liệu và tăng thêm sức mạnh Và tiếp sau đó người ta chế tạo thành công tàuthuyền chạy bằng động cơ đốt trong mà chủ yếu là động cơ diesel Cụ thể là: Năm

1909 tàu động cơ đốt trong đảo chiều Ruxki Diesel Năm 1912 tàu Zelanda trang bị 2động cơ diesel, tổng công suất 147,2 kW Con tầu lớn đầu tiên dùng động cơ diesel làchiếc Gripsholm đóng xong vào năm 1925

Hình 1.3: Tàu GripsfolmHai năm sau, động cơ diesel lại được dùng cho con tầu Augustus trọng tải 32,000tấn của công ty Navigazione Generale Italiana Từ năm 1930, động cơ diesel đượcdùng cho hầu hết các con tầu thủy và mặc dù không còn khói như trước kia, ống khói

cổ truyền trên tầu vẫn không bị bỏ hẳn vì còn được dùng vào việc làm thoát hơi vàotrong không khí Tàu viển dương “ Queen Elisabeth II” với 2 tuabin hơi đã được hoáncải thành HTĐL diesel điện động với 9 động cơ diesel, tổng công suất điện 130.000

HP, 2 hệ trục chân vịt, tốc độ 60 km/h

Cùng với xu thế phát triển của nhân loại thì những nguồn năng lượng mới ra đời vànhững động cơ mới theo đó ra đời đó là năng lương nguyên tử Năm 1954 chiếc tàungầm sử dụng năng lượng hạt nhân đầu tiên của Mỹ mang tên USS Nautilus được hạthủy, tàu được trang bị 3 lò phản ứng hạt nhân, tốc độ 20knots USS Nautilus là tàungầm năng lượng hạt nhân đầu tiên của thế giới có thể hoạt động lâu dưới nước Contàu phá băng mang tên Lenin hoạt động từ năm 1959 và trở thành tàu dân sự đầu têntrên thế giới chạy bằng năng lượng nguyên tử Năm 1962 tàu hàng nguyên tử đầu tiên

ra đời (tàu NS Savannah) dài 182m, các tuabin hơi dung năng lượng hạt nhân Năm

1992 tàu ngầm nguyên tử Vanguard của anh ra đời Tàu có chiều dài 149,2m, rộng12,8m, cao 12m, lò phản ứng kiểu nước áp lực FWR-2 công suất 27.500 HP, tốc độchạy ngầm 25 knots

Ngoài ra hiện nay còn có các loại tàu sử dụng các nguồn năng lượng mới như tàu

sử dụng năng lượng mặt trời, năng lượng ion, năng lượng pin nhiên liệu

2.1.2 Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy.

Ngày nay công suất của một động cơ tuabin hơi đạt được là 100.000 HP có thể caohơn, công suất của một cụm động cơ diezen cũng là 100.000 HP Việc sử dụng cácđộng cơ tuabin khí có công suất lớn, cao tốc, gọn, nhẹ cho các tàu chở khách có lắpđệm khí hay cánh chìm cho phép đạt được tốc độ 100km/h

Trong giai đoạn hiện nay xu hướng phát triển của hệ động lực chủ yếu là tập trunggiải quyết các vấn đề sau:

Tăng công suất động cơ để hiện đại hóa các trang thiết bị động lực

Tăng hiệu suất kinh tế bao gồm cả thiết kế, chế tạo và sử dụng (đặc biệt đối với cácthiết bị động lực công suất tương đối lớn)

Mở rộng khả năng sử dụng đa nhiên liệu phụ thuộc vào các chế độ làm việc khácnhau của động cơ

Giảm trọng lượng và các thiết bị cơ bản của hệ động lực

Tăng độ tin cậy và tính độc lập trong sử dụng

Áp dụng rộng rãi các thiết bị điều khiển tự động, điều chỉnh, kiểm tra, phát tin báo

tự động từ xa về các sự cố với mục đích giảm số nhân viên phục vụ, tăng độ tin cậy vàtính cơ động cho thiết bị động lực

Cải thiện điều kiện làm việc và sinh hoạt của nhân viên hoạt động trong khu vựcđộng lực

2.2 Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel.

Trong sự phát triển của hệ thống động lực tàu thủy, động cơ diesel đang sữ dụngrộng rải, chủ yếu là vì các lý do sau đây:

Khả năng tăng công suất cao

Khả năng giảm suất tiêu thụ nhiên liệu

Phù hợp với dải vòng quay của chân vịt

Có thể dùng được nhiên liệu chất lượng thấp

Độ tin cậy và tuổi thọ cao

Dễ dàng khai thác và bảo dưỡng sữa chữa

Từ năm 1990 các động cơ 2 kỳ quét thẳng, thấp tốc, hành trình piston dài hoặc siêudài có tăng áp bằng tuabin khí xả được dùng cho hệ động lực tàu thủy trở nên phổ biếnnhờ khả năng phát công suất lớn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng NOx trong khí xả

2.2.1 Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt

Đặc tính động cơ là mối quan hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ vớicác thông số công tác của nó Có rất nhiều thông số đặc trưng cho chế độ công tác củađộng cơ nhưng người tăng áp thường chon thông số độc lập làm biến số khi xây dựngđặc tính cho động cơ Các thông số độc lập thường được chọn là vòng quay (n) và phụtải Đặc trưng cho phụ tải của động cơ là áp suất có ích bình quân pe Ngoài ra còn cóthể dùng chỉ số thanh răng bơm cao áp ha, hoặc lượng nhiên liệu cung cấp cho chutrình để đặc trưng cho phụ tải của động cơ

Tùy theo cách lựa chọn biến số và điều kiện xây dựng, người tăng áp có đượcnhiều loại đặc tính khác nhau: đặc tính phụ tải, đặc tính tốc độ, đặc tính chân vịt, đặctính điều chỉnh, đặc tính tổng hợp

Dựa vào các đường đặc tính của động cơ đã được xây dựng, người tăng áp biết quyluật thay đổi của các thông số, từ đó có thể tìm ra phương án khai thác động cơ mộtcách tối ưu để đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tin cậy và an toàn khi điều kiệnkhai thác bên ngoài thay đổi mặt khác còn làm cơ sở so sánh với các đặc tính khaithác hiện tại, phán đoán các hư hỏng có thể xảy ra trong qua trình khai thác động cơ,đưa ra các biện pháp sữa chữa kịp thời khi có sự cố

Trong đó x 2,5 3, 2 tùy thuộc vào hình dạng vỏ tàu

C, C': Hằng số phụ thuộc vào lượng chiếm nước của tàu, tình trạng biển, tình trạngchân vịt, vỏ tàu, chiều sâu của vùng biển, tình trnagj luồng lạch

C: Hệ số sức cản

Do công suất động cơ phát ra tỷ lệ thuận với hàm bậc 3 của số vòng quay nên khitốc độ quay của động cơ n = 103% nđm thì công suất của động cơ đã quá tải 10%.Khi khai thác động cơ ở số vòng quay nhỏ (2030%nđm) thì công suất của động

cơ rất nhỏ Từ đó có thể kết luận rằng không nên khai thác động cơ ở chế độ vòngquay lớn hơn 100%.nđm, mặt khác nếu làm việc ở chế độ rất nhỏ tải, tốc độ quay củađộng cơ có thể sẽ dao động do lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình bé, chất lượngphun sương sẽ kém, nhiên liệu phân bố không đồng đều trong thể tích công tác củaxilanh

Khi hệ số C tăng, các đường đặc tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phíatrục tung, lúc này động cơ khai thác ở chế độ nặng nề hơn Khi hệ số C giảm cácđường đặc tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phía ngược lại, lúc này động cơkhai thác ở chế độ nhẹ nhàng hơn

Sự thay đổi của hiệu suất cơ giới trong đặc tính chân vịt phụ thuộc vào công suấttổn hao cho cơ giới và công suất chỉ thị của động cơ Giống như trong đặc tính ngoài,khi công suất chỉ thị của động cơ tăng lên thì hiệu suất cơ giới tăng

m

i

N N

  

Trong đặc tính chân vịt, khi tăng vòng quay của động cơ bắt đầu tăng từ vòng quaytối thiểu, hiệu suất cơ giới tăng lên khá nhanh Càng gần đạt đến vòng quay định mức(khoảng 70 ÷ 100% nđm), hiệu suất cơ giới tăng lên không đáng kể

Quy luật biến thiên của các thông số g g   i, , ,e i e, của động cơ trong đặc tính chânvịt cũng gần tương tự như trong đặc tính ngoài nhưng trong đặc tính chân vịt giá trị

e

g đạt cực tiểu tại khoảng 85 ÷ 95% vòng quay định mức

Sự làm việc của động cơ khi lai chân vịt biến bước

Chân vịt biến bước ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các đội tàu biển do tính

ưu việt của nó so với chân vịt bước cố định Cánh chân vịt biến bước quay được nênkhai thác được toàn bộ công suất động cơ chính phát ra với hiệu suất cao khi làm việc

ở các chế độ khác nhau Động cơ lai chân vịt biến bước đồng thời vừa làm việc theođường đặc tính chân vịt vừa làm việc theo đường đặc tính ngoài (giao điểm giữađường đặc tính ngoài và đặc tính chân vịt)

0,2 0,4 0,6

Hình 1.4: Đặc tính chân vịt biến bước

Ngoài ra chân vịt biến bước cho phép thay đổi hướng tàu từ hành trình tiến toàn tốcsang hành trình lùi toàn tốc mà không cần thay đổi chiều quay của trục chân vịt Dovậy có thể sử dụng động cơ không tự đảo chiều quay, mặt khác có thể hành trình vớitốc độ tàu nhỏ bất kỳ và dừng nhưng động cơ vẫn làm việc với số vòng quay ổn định.Chất lượng điều động(manơ) tàu lắp chân vịt biến bước tốt hơn hẳn so với lắp chân vịtbước cố định, đặc biệt là giảm được quãng đường và thời gian hãm tàu Sử dụng chânvịt biến bước giảm được độ hao mòn các chi tiết động cơ chính do rút ngắn được thờigian và số lần đảo chiều khi điều động

Một trong các ưu điểm cơ bản của chân vịt biến bước tự động điều khiển là động

cơ không bị quá tải khi sức cản của tàu tăng lên bất kỳ trong trường hợp sức cảnchuyển động tăng lên, bước cánh chân vịt tự động giảm còn công suất động cơ khôngthay đổi do vậy đảm bảo tốc độ tàu lớn nhất ứng với điều kiện đã cho

Nhược điểm của chân vịt biến bước so với chân vịt bước cố định là hiệu suất thấp hơnkhoảng 3-4% do đường kính phần thoát nước lớn, kết cấu phức tạp và giá thành cao

2.2.2 Hệ trục

Thiết bị truyền chuyển động từ động cơ chính đến chân vịt thường gọi là thiết bịtruyền động Thiết bị truyền động chính trong hệ thống động lực tàu thủy bao gồm: hệ

trục, thiết bị nối – tách trục (hay ly hợp) và bộ giảm tốc (hay hộp số).

Công dụng của thiết bị truyền động là:

– Truyền chuyển động quay hay công suất từ động cơ chính đến chân vịt

– Làm thay đổi được mômen quay của chân vịt do đó làm cho việc thiết kế chân vịtđược dễ dàng và đạt được hiệu suất cao hơn, đồng thời làm cho hệ động lực phù hợphơn với một số chế độ khai thác của tàu.

– Nhờ thiết bị truyền động mà động cơ chính không chịu ảnh hưởng trực tiếp củachân vịt, do đó có thể chọn động cơ chính có tính kinh tế và độ tin cậy cao Và dovòng quay của động cơ không bị hạn chế nên có thể chọn động cơ có các chỉ tiêu trọnglượng và kích thước mong muốn

– Sử dụng thiết bị truyền động không những khống chế được vòng quay và chiềuquay của trục chân vịt mà còn tạo khả năng tự động điều chỉnh đặc tính quan hệ giữađộng cơ chính và chân vịt

– Sử dụng thiết bị truyền động có thể thay đổi được đặc tính đàn hồi của hệ trục,tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp và vận hành an toàn

+/Phân loại phương thức truyền động

Trang trí động lực tàu thủy dùng nhiều loại động cơ chính khác nhau, đặc tính đẩycủa tàu cũng khác nhau nên phương thức truyền động cũng khác nhau Phương thứctruyền động thường phân thành 3 loại chính sau:

+Truyền động trực tiếp

Truyền động trực tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay củachong chóng bằng số vòng quay của động cơ chính Loại phương thức truyền độngnày được dùng phổ biến trên các tàu có công suất lớn và vừa, vòng quay của chong

chóng trong khoảng 85 ÷ 300 rpm (vòng/phút) Trong vài trường hợp đặc biệt vòng

quay của chân vịt có thể cao hơn các trị số nêu trên; chẳng hạn như: một số tàu kháchchạy trong luồng lạch cạn và một số tàu quân sự

+Truyền động gián tiếp

Truyền động gián tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay củachong chóng khác với số vòng quay của động cơ chính Sự khác nhau nói trên có thểtuân theo một tỷ lệ nhất định hoặc không theo một tỷ lệ nào cả Và do vậy, trên đườngtrục đối với dạng phương thức truyền động này thường có thêm một số thiết bị trunggian đặc biệt để truyền công suất, như: thiết bị nối trục hay bộ giảm tốc

Truyền động gián tiếp được chia ra làm 2 loại:

– Truyền động gián tiếp có bộ ly hợp; bao gồm các loại sau: ly hợp thủy lực, ly hợp

ma sát cơ giới, ly hợp khí động, ly hợp điện từ

– Truyền động gián tiếp có bộ giảm tốc (hộp số); bao gồm: bộ giảm tốc thủy lực,

bộ giảm tốc bánh răng

+/Hệ trục và các thiết bị của hệ trục

Hình 1.5: Hệ trục truyền động chân vịt

1.Máy chính; 2.Trục khuỷu động cơ; 3 Trục đẩy;

4.Gối trục đẩy; 5.Trục trung gian;6.Gối trục trung gian;

7.Trục chân vịt; 8.Bộ làm kín; 9.Gối trục chân vịt; 10.Chân vịt.

+Trục chân vịt.

Trục chân vịt là trục cuối cùng mang chân vịt Đây là trục làm việc nặng nề nhất sovới các trục khác, vì phải chịu mang tải trọng trực tiếp của chân vịt và một đầu hoạtđộng trong môi trường nước biển, đầu kia nối với trục ống bao (nếu có) hoặc trụctrung gian bên trong tàu

Trục chân vịt là trục quan trọng nhất, chịu nhiều tải trọng phức tạp, vì các nguyênnhân sau:

- Quá trình làm việc trong nước biển bị han gỉ, hao mòn

- Chịu lực uốn của chân vịt và trọng lượng bản thân tại đoạn công sôn

- Hao mòn ổ đỡ, nhất là ổ đỡ cuối cùng có thể gây ứng suất lớn trên trục, gây

hư hỏng Mọi hư hỏng của trục chân vịt và chân vịt đều phải đưa tàu lên triền đà đểsửa chữa

- Điều kiện kiểm tra trục chân vịt trong quá trình vận hành hết sức khó khăn,thậm chí không thực hiện được

Cho nên đòi hỏi trục chân vịt phải được gia công lắp ráp đảm bảo bền vững và hoạtđộng tin cậy gần như tuyệt đối.

Hình 1.6: Trục đặc có bậc tạo thành ngỗng trục

1 Đoạn ren đuôi; 2 Phần côn trục; 3 Rãnh then; 4 Ngỗng trục phía lái;

5 Thân trục; 6 Ngỗng trục phía mũi; 7 Phần côn trục phía mũi; 8 Đoạn ren hãm

Hình 1.7: Trục đặc, liền, bích liền và không có áo bao

1 Đoạn ren đuôi; 2 Phần côn trục; 3 Rãnh then; 4 Thân trục; 5 Bích liền

Hình 1.8: Trục đặc, liền, bích liền và có áo bao rời

1 Đoạn ren đuôi; 2 Phần côn trục; 3 Rãnh then; 4 Áo bao rời;

5 Lớp bọc bảo vệ; 6 Thân trục; 7 Bích liền

+ Trục trung gian.

Trục trung gian là trục hoặc các đoạn trục nối từ trục đẩy với trục chân vịt Nhiệm

vụ chính là truyền momen xoắn đến trục chân vịt Nói chung chịu tải do mômen xoắn,trọng lượng bản thân lực đẩy và tải bổ sung do biến dạng cục bộ Tuy nhiên điều kiệnhoạt động của trục trung gian nhẹ nhàng nhất so với các trục khác, cho nên đường kínhtrục trung gian nhỏ nhất so với các trục khác

Hình 1.9: Trục trung gian đặc có kết cấu bích liền

Hình 1.10: Trục trung gian rỗng có kết cấu bích liền

Hình 1.11: Trục trung gian đặc có kết cấu bích rời

+ Trục đẩy.

Trục đẩy có nhiệm vụ chặn lực đẩy chân vịt thông qua vành chặn lực kết cấu liềnvới trục Một đầu nối với trục trung gian và đầu kia nối với bích bộ giảm tốc hoặc máychính Trục đẩy được lắp trực tiếp vào ổ đỡ chặn, trong đó có các bạc đỡ để chặn lựcđẩy

+ Ống bao trục.

Thiết bị ống bao gồm ống bao trục, các bạc đỡ được lắp ngay trong ống bao, cụm kínống bao và các chi tiết khác cố định thiết bị vào vỏ tàu Thiết bị ống bao có nhiệm vụ đỡtrục chân vịt và chân vịt đồng thời ngăn cách nước biển với không gian bên trong tàu…

Vì hoạt động trong môi trường nước biển, nên các bạc đỡ chủ yếu được làm từ vật liệumềm như gỗ gai-ắc chẳng hạn, bôi trơn trực tiếp bằng nước biển

Hình 1.12: Thiết bị ống bao trục

1 Ống bao trục; 2 Tấm gia cường; 3 Bích nén; 4 Trục chân vịt; 5 Áo trục;

6 Bạc đỡ bằng gỗ gai-ắc; 7 Áo bạc đỡ; 8 Sống đuôi tàu; 9 Đai ốc ống bao;

10 Đĩa chặn; 11 Đệm kín nước.

+Cụm kín ống bao:

Cụm kín ống bao là bộ phận làm kín nước, không cho nước từ ống bao trục lọt vàolòng tàu Chi tiết chủ yếu bao gồm: thân cụm kín, bích nén và vòng đệm kín Trườnghợp đối với tàu nhỏ, bộ phận này được kết cấu liền ngay đầu ống bao trục

Hình 1.13: Cụm kín ống bao

1.Vỏ; 2.Bích nén; 3.Đai ốc; 4.Đệm kín;

5.Vòng phân dầu(nước); 6.Vú mỡ

+ Bạc đỡ trục chân vịt

Bạc đỡ trục chân vịt được bố trí bên trong ống bao trục và là loại bạc trượt Các bạc

đỡ làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, việc theo dõi gặp nhiều khó khăn, ở bạc đỡphía lái dễ bị bẫn do rác rưởi và thường chịu những phụ tải bổ sung do chân vịt gây ra.Vật liệu chế tạo bạc lót gối đỡ trục chân vịt phụ thuộc vào môi chất làm mát và bôitrơn

Hình 1.14: Bạc đỡ trục chân vịta) Bạc đỡ bằng các tấm gỗ; b) Bạc đỡ bằng các tấm cao su kim loại

c) Bạc cao su kim loại đúc liền (cho cỡ trục nhỏ)

1 Ống lót (áo bạc); 2 Các tấm ma sát (bạc đỡ); 3 Tấm chặn; 4 Bulông

+Cụm kín vách ngang

Tương tự như cụm kín ống bao, nhưng nhiệm vụ chính của cụm kín vách ngang làkhông cho nước lọt vào buồng máy trong trường hợp khoang kế cận phía lái bị ngậpnước Bộ phận này được lắp ngay ở vách phía lái của buồng máy

Hình 1.15: Kết cấu cụm kín vách nganga) Kiểu nén bằng bulông; b) Kiểu nén bằng đai ốc

1 Vòng phân dầu (nước); 2 Vỏ cụm kín; 3 Vú mỡ (dầu)

4 Bích nén; 5.Bulông và đai ốc; 6 Đệm kín; 7 Đai ốc nén.

+ Phanh hệ trục

Phanh làm nhiệm vụ phanh, hãm hệ trục mỗi khi xảy ra sự cố hoặc khi cần giảmquán tính quay của hệ trục Trường hợp tàu có nhiều hệ trục, thì phanh còn có nhiệm vụhãm trục không làm việc, để không bị xoay trong khi hệ trục khác làm việc

kích thước khác nhau.

- Khớp nối không thenTrong thực té chúng ta gặp nhiều loại khớp nối không then Sau đây là 2 loạithường được áp dụng rộng rãi:

Khớp nối kiểu ống

Khớp nối không then

Hình 1.19: Khớp nối không thena) Dạng ống nối; b) Cách ghép dạng ống nối

c) Dạng bích nối; d) Cách ghép dạng bích nối

A Ống lót côn – B Ống nối

1 Bộ gá; 2 Ống dầu áp lực; 3 Nửa trên bộ gá; 4 Giông ép

5 Ống dầu bôi trơn; 6 Bulông; 7 Hộp muông; 8 Lỗ tháo bích.

2.2.3 Chân vịt

Chân vịt bao gồm củ chân vịt với một số cánh xéo gắn trên nó Khi quay nó xoáyvào nước và do vậy tiến lên phía trước trong nước bằng cách trao động lượng cho cộtnước mà nó trườn qua Lực đẩy được truyền qua dọc trục đến ổ đỡ chặn và cuối cùng

là cấu trúc vỏ tàu

+Chân vịt định bước

Mặc dù nó thường được gọi là có bước cố định nhưng thực tế bước xoắn của cánhthay đổi theo bán kính tăng dần từ gốc cánh ra ngoài Tuy nhiên bước cánh tại một bánkính là không đổi, trong tính toán người ta lấy bán kính trung bình của bước cánh theobán kính

Chân vịt nếu xoay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đuôi tàu lên được gọi là chânvịt quay phải và hầu hết các chân vịt đơn đều có chiều quay phải Nếu tàu có hai chânvịt sau đuôi, thì chân vịt bên mạn phải có chiều quay phải, chân vịt bên mạn trái cóchiều quay trái

+Chân vịt biến bước

Nếu các cánh chân vịt có thể xoay được trong một lỗ khoan trên của cánh, vuônggóc với đường tâm trục chân vịt thì gọi là chân vịt biến bước Cánh chân vịt có thểxoay về vị trí vuông góc với trục chân vịt, khi đó bước cánh bằng không và chân vịtkhông đạp nước ra sau đuôi tàu Hoặc cánh có thể xoay về hướng đạp nước ra sau, khi

đó chân vịt có bước tiến, đạp nước về phía trước mũi tàu, chân vịt có bước lùi

Một chân vịt biến bước sẽ có một củ cánh và có các cánh rời được lắp vào củ Các

cơ cấu bên trong củ gồm một khối chữ thập, xi lanh lực, đĩa khuỷu, chốt xoay và guốctrượt để cho các cánh được quay đồng thời qua một cung, do đó thay đổi được gócnghiêng cánh so với tâm trục, do vậy thay đổi bước cánh

8 4

12 3

B

7 5

6

11 10

Hình1.20: Củ chân vịt biến bước

1 Thanh trượt; 2 Chốt làm dấu; 3.Ống nối ngoài xilanh; 4 Đai ốc; 5 Vòng đệm;

6 Dưỡng khoan; 7 Ống nối ngoài thân; 8 Đai ốc hãm; 9 Piston; 10 Đệm kín;

11 Đệm kín thanh truyền; 12 Cần piston; 13 Con trượt.

3 Khảo sát hệ động lực tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu

3.1 Tổng quan về tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu.

3.1.1 Giới thiệu chung về tàu MPV.

Tàu ứng phó sự cố tràn dầu là loại tàu đa chức năng Nhờ thiết kế với nhiều sựnăng động tàu có thể thực hiện được các chức năng cơ bản như:

Kiểm soát ô nhiễm dầu trên biển, ứng phó sự cố tràn dầu

Lai dắt tàu hàng ven bờ, vận chuyển hàng hóa khi cần thiết

Cứu hộ tàu thuyền, các vật thể nổi trên biển, cứu người và chữa cháy

Thả và bảo trì phao luồng

Vận tốc lớn nhất của tàu khi không kéo lớn hơn 12.8 hải lý/giờ, chịu sóng gió cao,tầm hoạt động rộng (3000 Hải lý) và có thể hoạt động liên tục 30 ngày đêm trên biển.Ngoài ra tàu còn chịu tác động bởi sung lực tải trọng đột ngột của vũ khí khi thi hànhnhiệm vụ nên tàu có độ bền và độ cứng vững cao

Sức kéo của tàu khi buộc bến lớn hơn 40 tấn Tàu còn được trang bị một tời kéo 25tấn với 2 tốc độ thu cáp: ở tốc độ 1 là 11m/ph, ở tốc độ 2 là 22m/ph và lực giữ phanh

100 tấn Ngoài ra còn có 1 tổ hợp bơm cứu hộ với lưu lượng lớn hơn 600m3/h cột áp,100m.c.n, áp lực bơm là 16 bar và 2 súng tạo bọt, được lai bởi động cơ CAT 3512Bqua hộp số tăng tốc và 1 két tạo bọt 10m3/h Tàu còn trang bị 2 khẩu súng 12.7mm, 1nòng và còn bố trí 1 buồng Y tế phục vụ cứu nạn trên biển

Tàu có khả năng quay trở và tiếp cận các tàu khác nhanh và dễ dàng vì có lắp đặtmột hệ thống chân vịt mũi bước cố định được lai bởi đông cơ điện 180KW

Tàu có sức chứa lớn về khối lượng nước, nhiên liệu và dầu nhờn: Lượng nước300m3, Lượng nhiên liệu 300m3 và dầu nhờn 3m3

- Vận tốc khai thác 11,0 Hải lí/ giờ

- Vận tốc cực đại 12,8 Hải lí/ giờ

Hệ động lực gồm 2 động cơ chính, khởi động bằng điện và làm mát bằng sinh hànngâm tại hộp thông biển, với 2 chân vịt biến bước cố định trong đạo lưu cố định đặt ởđuôi tàu

Tàu được trang bị các thiết bị làm việc trên boong phía đuôi tàu, các phòng sinhhoạt ở phần trên boong trước, cánh quét dầu được bố trí hai bên mạn đuôi tàu

Boong tàu được thiết kế nhiều khoảng trống cho các container chứa các thiết bị ứngphó sự cố tràn dầu Trên boong đuôi có cần cẩu phục vụ hoạt động nâng thả phao

luồng Một máy bích tời với móc kéo và ống rulo xoay ở đuôi tàu cũng được đặt trênboong đuôi để phục vụ các hoạt động cứu hộ và lai kéo.

Các phòng ở và sinh hoạt trên tàu đủ cho 18 thuyền viên Phòng lái được bố trí cao

để quan sát tốt mọi hướng, cũng như các hoạt động trên boong và điều khiển 2 cánhquét dầu

Hình 2.1: Tổng quan tàu MPV

1 Cơ cấu cần trục; 2 Xuồng nhỏ; 3 Súng tạo bọt

4 Chân vịt; 5 Trục trung gian; 6 Máy chính

26

Bảng 2-1: Các thông số cơ bản của tàu

Hình 2.2: Tổng quan bố trí hệ động lực trên tàu MPV

1 Củ chân vịt ; 2 Chong chóng ; 3.Ống đạo lưu ; 4 Trục chân vịt;

5 Nối trục chân vịt và trục trung gian ; 6.Trục trung gian ; 7.Vách ngăn ;8.Hộp số ; 9.Máy chính

3.2.1 Động cơ tàu.

Máy chính có ký hiệu CAT 3512B DITA HD do hãng CATERPILLA - USA sảnxuất, là động cơ diesel 4 kỳ tác dụng đơn, turbo tăng áp dạng thùng, hai hàng xy-lanhchữ V, nghiêng 600, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoànkín, khởi động bằng không khí nén hoặc mô tỏ điện, tự đảo chiều, điều khiển tại chỗ

hoặc từ xa trên buồng lái.

Tàu MPV được trang bị 2 động cơ chính loại CAT 3512B , truyền động trực tiếpcho hai hộp số thông qua khớp nối mềm bằng cao su

Máy chính được đặt trên 4 ụ giảm chấn ở bốn góc trên đế máy Đây là loại ụ giảmchấn do hãng RUBBER DESIGN sản xuất Ụ giảm chấn chế tạo bằng cao su đúc địnhhình, ở giữa có bu lông liên kết với đế máy

Hình 2.3 Động cơ CAT 3512

1- Đế máy; 2- cây thăm dầu; 3- Đường khí xả; 5- Họng đổ dầu; 6- Lọc nhớt;

7- Lọc nhiên liệu; 8- Ống nước làm mát

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật máy chính

Phương pháp phun nhiên liệu Vòi phun điện tử

Phương pháp khởi động Mô tơ khởi động điện hoặc mô tơ

khởi động khí nén

Thứ tự nổ (Bên trái xilanh 1) 1-12-4-5-8-11-2-3-10-6-7

Bầu lọc gió Lõi lọc đơn hoặc lõi lọc đôi

Thiết bị kèm theo máy chính