Đề cương ôn tập khai thác hệ đông lực

Đặc tính chân vịt: Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số công tác của động cơ lai chân vịt với tốc độ quay hoặc tốc độ tàu khi lợng nhiên liệu cung cấp cho chu trình là thay

Câu 1- Trình bày sự phối hợp công tác giữa Diesel với chân vịt định bớc trên đồ thị đặc tính trong hai trờng hợp sau:

1 Động cơ không trang bị bộ điều tốc.

2 Động cơ trang bị bộ điều tốc nhiều chế độ.

Bổ sung:

a Đặc tính chân vịt: Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số công tác của động cơ

lai chân vịt với tốc độ quay hoặc tốc độ tàu khi lợng nhiên liệu cung cấp cho chu trình là thay đổi gọi là đặc tính chân vịt.

b Đặc tính ngoài: Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các chỉ tiêu công tác của động cơ với

số vòng quay của nó khi lợng cung cấp nhiên liệu cho mỗi chu trình là không thay đổi (dw = const)

1 Động cơ không trang bị bộ điều tốc:

a) Xét tr ờng hợp điều kiện khai thác không thay đổi:

Giả sử tàu công tác trong vùng biển yên sóng gió

t-ơng ứng với đờng đặc tính chân vịt không thay đổi

C 0 Động cơ đang làm việc với đờng đặc tính ngoài

(Mn = const) ứng với lợng cấp nhiên liệu định mức

(dwn = const).

Điểm phối hợp công tác sẽ là giao điểm N của đờng

đặc tính chân vịt (C 0 ) và đờng đặc tính ngoài (Mn ,

h n ) Tại đây mômen do động cơ sinh ra cân bằng với

mômen cản trên đế chân vịt, lực đẩy cân bằng với

lực cản, và tại N công suất động cơ là công suất định

mức Nn và vòng quay định mức n n Tuy nhiên trong

thực tế khai thác không phải lúc nào ta cũng đạt đợc công suất tại điểm N Chẳng hạn: khi động cơ đã

cũ, khi một vài xylanh bị sự cố, tuabin tăng áp bị hỏng hay khi tàu khai thác trong luồng lạch hẹp, cạn thì ta phải thay đổi tay ga để tìm một điểm khai thác có công suất hợp lý mà vẫn an toàn cho

Hệ số giảm công suất e thờng lấy e =(0,85 ~ 0,95).

n

K n

n

K n

Vậy khi điều kiện khai thác không thay đổi nếu ta thay đổi tay ga nhiên liệu thì điểm phối hợp công tác sẽ thay đổi nhng luôn nằm trên đờng đặc tính chân vịt

b) Xét trờng hợp điều kiện khai thác thay đổi.

Giả sử sức cản con tàu thay đổi do sóng gió hay tải trọng hàng hóa thay đổi tơng ứng với các đặc tính chân vịt C U ,

C 1 , C 0 , C 2 , C ϕ Động cơ đang làm việc ở đặc tính khai thác

M KT = 0,9.Mn với giả thiết động cơ không có bộ điều tốc thì điểm phối hợp công tác tơng ứng sẽ là K U , K 1 , K 0 , K 2 ,

K ϕ

Ta thấy khi điều kiện khai thác khó khăn hơn chẳng hạn

điểm phối hợp công tác chuyển từ K 0 về K 1 Tại K 1 công suất động cơ đã giảm một lợng ∆ N = N 0 - N 1 dùng để khắc phục sức cản vỏ tàu Ta có:

(6) Trong đó: η 01 , η 0K là hiệu suất động cơ tại điểm K 1 và K 0 Nếu ta xem chúng là hằng số không đổi trong suốt giải vòng quay công tác thì:

(6’) Vậy khi điều kiện khai thác thay đổi nếu ta giữ nguyên tay ga thì điểm phối hợp công tác sẽ thay đổi trên đờng đặc tính động cơ M K = const

Song phải chú ý tới điều kiện khai thác vì trong điều kiện tăng sức cản lớn có thể gây quá tải công suất còn quá nhẹ tải sẽ quá tải về vòng quay Do vậy cần khai thác động cơ ở tay ga hợp lý

2 Động cơ trang bị bộ điều tốc nhiều chế độ:

Trong thực tế động cơ chính tàu thủy đợc trang bị bộ điều tốc nhằm duy trì vòng quay ở giá trị đặt nhất định, dù phụ tải tác động lên chân vịt thay đổi, bằng việc tăng giảm nhiên liệu phù hợp tơng ứng với tải bên ngoài.

a) Khi ĐKKT khó khăn hơn ĐT chân vịt thay đổi từ C 0 -> C1 BĐT sẽ tăng lợng nhiên liệu và điểm khai thác thay đổi từ K0 -> K1 để duy trì vòng quay xung quanh giá trị n0.

K K K n

n N N

0

01 1

n N

No.1 M/E

No.2 M/E

Li hợp

Giảm tốc tootốctốc

Ne%

1,0 0,75 0,5 0,25

b) Khi ĐKKT thuận lợi hơn ĐT chân vịt thay đổi từ C 0 -> C2 BĐT sẽ giảm lợng nhiên liệu và điểm khai thác thay đổi từ K0 -> K2 để duy trì vòng quay xung quanh giá trị n0.

Câu 2: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc Mở rộng vùng công tác bằng phơng pháp

sử dụng nhiều động cơ Diesel lai một chân vịt.

1 Phạm vi công tác của HĐL diesel lai chân vịt định bớc.

C U : Đặc tính chân vịt khi thử tàu tại bến.

h max : Đặc tính công suất lớn nhất của động cơ.

h n : Đặc tính công suất định mức.

h KT : Đặc tính công suất khai thác.

n max : Giới hạn vòng quay lớn nhất của động cơ.

n n : Vòng quay định mức của động cơ.

n min : Giới hạn vòng quay tối thiểu ổn định của động cơ.

- Vùng 1: Giới hạn bởi nmin, C U , h KT , n n , và h min Tơng ứng với trờng hợp động cơ hoạt động ở chế

độ nhỏ tải n h : khi khởi động, hay manơ trong luồng lạch hẹp, hoặc khi động cơ đã cũ.

- Vùng 2: Giới hạn bởi C U , h n , n n , h KT Đây chính là vùng thể hiện khả năng phát ra công suất tối u của động cơ, hiệu quả kinh tế tốt nhất Thờng chỉ khai thác động cơ trong vùng (2) khi động cơ còn mới, khai thác trong điều kiện thuận lợi.

- Vùng 3: Giới hạn bởi C U , h max , n max , h n Thể hiện khả năng phát ra công suất lớn nhất của động cơ Vùng này chỉ áp dụng trong quá trình thử tàu xuất xởng, sau sửa chữa lớn, hoặc khi tàu chạy trong bão, tàu giẫy cạn nhng phải chú ý quá tải động cơ.

2 Mở rộng vùng công tác bằng phơng pháp sử dụng nhiều động cơ Diesel lai một chân vịt.

Đồ thị đặc tính HĐL bốn động cơ giống nhau lai một chân vịt:

- OA: Đặc tính động cơ khi khai thác một máy.

- OB: Đặc tính động cơ khi khai thác hai máy.

- OC: Đặc tính động cơ khi khai thác ba máy.

- OD: Đặc tính động cơ khi khai thác bốn máy.

Trong thực tế với một số loại tàu việc yêu cầu công suất ở các chế độ khai thác riêng biệt là khác nhau Chẳng hạn nh tàu quân sự khi tàu tác chiến thì yêu cầu công suất lớn nhng khi tàu di chuyển bình thờng thì không yêu cầu công suất lớn Hay tàu khách thì khi hành trình trên đại dơng cần tốc

độ cao công suất lớn nhng khi manơ trong luồng thì chỉ cần cung cấp một phần công suất vừa đủ Với hệ động lực nhiều động cơ lai một chân vịt cho phép khắc phục hiện tợng d thừa công suất khi tàu chạy nhỏ tải bằng việc cho ngừng hoạt động một hay một số động cơ.

3- Giá thành chế tạo cao.

Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu nhỏ, yêu cầu tốc độ cao nh tàu quân sự, tàu đánh cá hay một số tàu khách

Câu 3: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc Mở rộng vùng công tác bằng phơng pháp

sử dụng chân vịt biến bớc.

Chân vịt biến bớc cho phép tận dụng tối u công suất phát ra của động cơ trong các điều kiện khai thác khác nhau thông qua việc thay đổi bớc chân vịt.

Sự phối hợp công tác giữa động cơ và chân vịt biến bớc

- C 0 : Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điều kiện bình thờng với (H/D)=1,0.

Hay trong đk khai thác khó khăn nhng tỷ số bớc đặt ở (H/D)=0,8.

- C 1 : Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điều kiện khó khăn vẫn với (H/D)=1,0.

C1

Đề cơng ôn tập Khai Thác hệ đông lực

- Mn = const : Đặc tính ngoài của động cơ.

Giả sử tàu đang chạy trong vùng biển yên sóng gió, tỷ số bớc đặt ở (H/D)1=1,0 thì đặc tính chân vịt tơng ứng là C 0 Động cơ công tác ở đặc tính ngoài Mn Ta có điểm phối hợp công tác là A.

Khi tàu chuyển sang vùng biển có sóng gió nếu vẫn giữ nguyên tỷ số bớc thì đặc tính chân vịt là C 1 Nếu vẫn duy trì tay ga nhiên liệu thì điểm phối hợp công tác sẽ là B Tại B động cơ dễ bị quá tải nhiệt Để khắc phục ta giảm tỷ số bớc về (H/D)2=0,8, tơng ứng đặc tính chân vịt sẽ dịch chuyển về

C 0 Điểm phối hợp công tác sẽ dịch về A Nh vậy mặc dù trong điều kiện khai thác khó khăn nhng

động cơ vẫn phát huy hết công suất mà không bị quá tải.

1- Khi chọn tỷ số bớc và vòng quay không hợp lí sẽ làm giảm hiệu suất.

2- Hiệu suất chân vịt η P chỉ đạt giá trị cực đại khi tỷ số bớc ở giá trị định mức.

3- Hệ thống điều khiển bớc phức tạp, độ tin cậy không cao, giá thành chế tạo cao.

4- ứng với một tỷ số bớc quay (H/D) có một giải tốc độ tàu tơng ứng sẽ gây hiện tợng xâm thực cho chân vịt Rất khó khăn trong việc phòng tránh xâm thực.

5- Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu khách, tàu cá, tàu công trình những loại tàu yêu cầu khả năng điều động, quay trở tốt

Câu 4: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc Mở rộng vùng công tác bằng phơng pháp

sử dụng hộp số.

Sự phối hợp công tác giữa động cơ và chân vịt khi có hộp giảm tốc

C 0 : Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điều kiện bình thờng.

C 1 : Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điều kiện khó khăn Khi tàu khai thác trong điều kiện bình thờng C 0 động cơ công tác ở đặc tính ngoài Mn Với tỷ số truyền là i 1 ta có mômen chân vịt M S1 =(1/i 1 ).Mn, điểm phối hợp công tác là A Do điều kiện khai

C1

Đề cơng ôn tập Khai Thác hệ đông lực

thác khó khăn hơn nên đặc tính chân vịt thay đổi sang C 1 Nếu ta vẫn giữ nguyên tay ga thì điểm phối hợp công tác sẽ là B Tại B công suất, vòng quay bị giảm và động cơ khai thác trong điều kiện nặng nề hơn dễ gây quá tải về nhiệt.

Trong trờng hợp này nếu ta thay đổi số truyền từ i 1 -> i 2 (với i 2 < i 1 ) khi đó mômen trên đế chân vịt là

M S2 =(1/i 2 ).Mn, và M S2 >M S1 Điểm công tác B’ có công suất và vòng quay động cơ lớn hơn ở điểm

B Hay nói cách khác chế độ khai thác động cơ đã đợc cải thiện tốt hơn so với điểm B.

- Ưu điểm:

1- Nâng cao khả năng công tác của động cơ, tăng công suất khai thác Động cơ luôn khai thác ở

đặc tính tối u, đạt đợc chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, tăng tuổi thọ.

2- Có thể đảo chiều tàu mà không cần đảo chiều quay động cơ.

3- Phạm vi công tác đợc mở rộng.

- Nh ợc điểm:

1- Khó khăn trong khai thác vận hành.

2- Hệ thống động lực phức tạp, hiệu suất truyền động nhỏ.

3- Giá thành chế tạo cao.

Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu nhỏ.

Câu 5: Nêu hai phơng pháp xác định lợng tiêu hao nhiên liệu thông dụng Trình bày phơng pháp xác

định đặc tính tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn giản.

Lợng tiêu hao nhiên liệu đợc xác định bằng hai phơng pháp thông dụng là phơng pháp xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng tính toán và phơng pháp dùng thí nghiệm đơn giản để xác định lợng tiêu hao nhiên liệu.

1- Xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng phơng pháp tính toán:

Theo kết quả thí nghiệm thực nghiệm của Sikova (Ba Lan) trên mô hình và nhiều loại tàu khác nhau,

đã rút ra kết luận: Quan hệ giữa công suất với vòng quay của động cơ lai chân vịt trong một điều kiện khai thác nhất định đợc thể hiện dới phơng trình:

Trong đó:- x: là hệ số đặc trng cho mỗi con tàu và HĐL.

- C: là hệ số đặc trng cho trạng thái khai thác.

Lấy logarit cơ số 10 hai vế phơng trình trên ta có:

lg Ne = x.lg n +lg C (7)

Từ phơng trình trên ta thấy trong hệ trục logarit công suất phát ra của động cơ quan hệ tuyến tính bậc nhất với vòng quay của nó ứng với mỗi điều kiện khai thác khác nhau và đợc thể hiện bằng đồ thị.

Để xác định đợc các hệ số x và C với một con tàu nhất định, trong một điều kiện khai thác cụ thể ta phải thí nghiệm để lấy đợc 2 cặp thông số sau: (N 1 , n 1 , V 1 ) (N 2 , n 2 , V 2 ) Thay các giá trị vào (7) ta có

lg

lg

n N N

x=

N C

2

2 1

1 =

=

Mặt khác hệ số C với một con tàu cụ thể phụ thuộc vào điều kiện khai thác, còn với một chân vịt cụ thể thì nó phụ thuộc vào tốc độ quay (n) và vận tốc tàu (V) qua biểu thức:

C = CU - a.V (10)

Trong đó: C U : Hệ số khi thử tàu tại bến.

a: Hệ số góc phụ thuộc vào số vòng quay của chân vịt a = f(n).

Thực tế thí nghiệm trên các tàu ngời ta thấy mối quan hệ giữa hệ số a và số vòng quay là đờng thẳng trong hệ toạ độ logarit.

Ta có phơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa a và số vòng quay n.

Từ phơng trình (14) ta suy ra đợc vận tốc tàu: với n = n U (15)

Saukhi đã xác định đợc N e , dựa vào công thức:

Trong đó: ge: Suất tiêu hao nhiên liệu (cho trớc trong bảng) (g/ml.h)

Ne: Công suất tơng ứng với giá trị vòng quay đã chọn và điều kiện khai thác cho trớc

Nh vậy, thông qua tính toán ta đã xác định đợc lợng tiêu hao nhiên liệu.

2 Xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn giản:

a- Các điều kiện cần thiết khi tiến hành thí nghiệm:

Thiết bị thí nghiệm: Đồng hồ đo vòng quay, tốc độ kế, lu lợng kế hoặc sử dụng thớc đo trên ống thủy gắn trên két nhiên liệu.

2 1 1 2

lg

lg

n n a

a

z=

2

1 1

2 2

2 1

V

V a

a V

C C a V

C C

2 1 2 1

lg

lg

n n V

V

z=

x z x U

U x

z

n

b n

N N n V n

b C

N N

V = −−

.

2

5 6 7

Để các kết quả thí nghiệm chính xác cần phải chú ý các điều kiện sau:

- Chiều chìm của tàu (mũi và lái)

- Lợng chiếm nớc của tàu

- Cờng lực của gió

- Góc dạt của tàu

- Chiều sâu của vùng biển

- Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển

Riêng với động cơ cần chú ý thêm:

- Bình dầu thí nghiệm phải đủ để động cơ chạy toàn tải trong khoảng 2 - 3,5 phút

- Khi thí nghiệm tránh để động cơ bị quá tải

- Không thay đổi tỷ số truyền động hay bớc chân vịt (với chân vịt biến bớc)

Với một giá trị vòng quay cần lấy thông số đo nhiều lần (3 lần)

Sơ đồ hệ thống nhiên liệu với bình dầu thí nghiệm

b- Tiến hành

Bớc 1) Chạy máy và điều chỉnh các thông số công tác của động cơ về chế độ làm việc ổn định trong

giới hạn cho phép của lí lịch máy.

Bớc 2) Tiến hành đo lợng tiêu hao nhiên liệu ứng với các dải vòng quay khác nhau của động cơ

- Điều chỉnh n 1 =(0,35 – 0,42)n n chờ cho các thông số động cơ ổn định, chuyển sang chạy với nhiên liệu trong bình thí nghiệm và tiến hành đo lợng tiêu thụ trong thời gian (t) ở 3 lần

đo ta có các giá trị: V 1’ , V 1” , V 1’” Chú ý giữ nhiệt độ bình dầu không đổi khi thí nghiệm.

- Tơng tự ở vòng quay n 2 = (0,5 – 0,6)n n đo đợc: V 2’ , V 2” , V 2’”

- Làm tơng tự cho các dải vòng quay: n 3 = (0,7 – 0,8)n n ; n 4 = (0,85 – 0,9)n n ; n5 = n n

Bớc 3) áp dụng công thức sau để tính lợng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 giờ

(kg/h) (31)

Trong đó:Vi (dm 3 ): dung tích lợng dầu tiêu thụ ở lần thí nghiệm thứ i:

γ (kg/ dm 3 ): Tỷ trọng nhiên liệu

t (sec): Thời gian tiến hành thí nghiệm.

Nh vậy, thông qua thí nghiệm ta đã xác định đợc lợng tiêu hao nhiên liệu.

=

Câu 6: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt khi lợng nhiên liệu trên tàu có hạn.

Giả sử trong chuyến hành trình từ cảng A tới cảng

B chẳng may vì lí do nào đó chẳng hạn: Đờng ống nhiên liệu vỡ, két thủng, tàu đổi tuyến hoặc lạc h- ớng sẽ dẫn tới lợng nhiên liệu trên tàu không đủ

để đa tàu về bến an toàn Trong trờng hợp này ta phải xác định chính xác lợng nhiện liệu còn lại trên tàu, sau đó phải xác định lại điểm công tác để với lợng nhiên liệu còn lại tàu vẫn về bến an toàn Giả sử quãng đờng còn lại là S hải lí Lợng nhiên liệu thực tế còn lại trên tàu là B tấn Điểm công tác là A tàu chạy với vận tốc V A Trên đồ thị

G - V ta xác định đợc lợng nhiên liệu tiêu thụ là GA(kg/h).

A’: Điểm công tác sau khi đã tính toán để đa tàu về bến an toàn.

Ta tính đợc lợng nhiên liệu cần tiêu thụ cho quãng đờng S còn lại là:

BA = GA.t =GA.(S /VA) (tấn) (40)

So sánh B A với lợng nhiên liệu còn lại trên tàu B nếu:

- B A ≤ 0,95.B thì tàu vẫn có thể tiếp tục công tác tại điểm A

- B A > 0,95.B thì phải giảm tay ga về điểm công tác A’ có V A’ < V A Sau đó tiếp tục xác định lại BA’ và so sánh với B cho đến khi thỏa mãn B A’ ≤ 0,95.B

Chú ý: Việc giảm tay ga đến một lúc nào đó không những không làm giảm chi phí nhiên liệu cho chuyến hành trình mà lại có xu hớng ngợc lại.

Câu 7: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt khi điều kiện sóng gió thay đổi.

Giả sử tàu đang hành trình trong vùng biển yên sóng gió tơng ứng với đặc tính chân vịt

C 0 Vận tốc tàu là V 0 ở vòng quay n 0 điểm phối hợp công tác là A Sau đó tàu chạy vào vùng có sóng với cấp gió W 0

B , hớng gió ϕ

thì tốc độ tàu bị giảm đi một lợng là ∆ V

(xác định qua đồ thị thực nghiệm) mặc dù vẫn duy trì tốc độ quay n 0

Khi đó tốc độ tàu trong điều kiện sóng gió sẽ đợc xác định:

(hl/h) (38) Giả sử muốn duy trì vòng quay động cơ thì phải tăng tay ga vì khi đó sức cản tăng lên, đờng đặc tính chân vịt dịch về phía bên trái có độ dốc lớn hơn Nhờ tính đợc tốc độ V 1 và vòng quay động cơ đã biết trớc n 1 = n 0 = const ta xác định đợc điểm công tác B B chính là điểm yêu cầu công suất động cơ phát ra để duy trì tốc độ quay không thay đổi khi tàu công tác trong điều kiện sóng gió Ta xác định

đợc N B bằng đồ thị Hệ số C 1 của đặc tính chân vịt trong điều kiện sóng gió đợc tính

do hiện tợng chân vịt nhô lên khỏi mặt nớc Để hạn chế và duy trì khai thác động cơ ta phải giảm tay

ga nhiên liệu để đảm bảo an toàn - tin cậy.

0 1

V V

V

x

B x

B n

N n

N C

0 1

III IV

Câu 8: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt khi một hoặc một số

xi lanh bị h hỏng

Trong quá trình khai thác động cơ chính tàu thủy có thể bị hỏng một hay vài xylanh, nhng trong ờng hợp không cho phép dừng tàu mà buộc vẫn khai thác với số xylanh còn lại Trong trờng hợp này ngời khai thác phải xác định lại thông số công tác của động cơ và quan tâm đặc biệt tới các xi lanh còn lại.

tr-Một vài nguyên nhân dẫn đến phải ngắt bỏ xi lanh chẳng hạn nh: Kẹt cặp piston bơm cao áp,

vỡ đờng ống cao áp, vòi phun bị kẹt do nhiên liệu bẩn, hoặc do hỏng hóc nhóm piston biên, bạc biên, v.v Tùy theo mức độ h hỏng mà ta có thể ngắt bỏ xylanh đó theo 2 phơng pháp sau:

a) Cắt nhiên liệu nhng vẫn để nhóm piston - biên chuyển động theo.

Giả sử động cơ có một xy lanh bị hỏng, ta đã biết

đ-ợc Ni và Ne tơng ứng là các đờng cong (1) và (2) Công suất cơ giới có thể đợc tính theo các cách sau: Dựa theo số liệu kinh nghiệm ta có thể chọn đợc hiệu suất cơ giới η m ở vòng quay định mức, khi đó:

(45) Hoặc tính theo công thức:

Nm= A.nβ

Trong đó: β : Số mũ β với động cơ thấp tốc: β = 1 -> 1,2; với động cơ cao tốc: β = 1,5 -> 2,0 Hằng số A bằng:

Nếu xem công suất các xylanh là đều nhau ta tính đợc công suất mỗi xylanh bằng:

Khi hỏng một xy lanh thì công suất toàn động cơ Ni’ còn lại:

N’i =(i-1).Ni XL= [(i-1)/i].Ni (47)

Do không tháo nhóm piston- biên nên N m đợc xem không đổi và công suất có ích của động cơ với các xylanh còn lại đợc tính:

Do cắt bỏ một xy lanh thì dù tay ga vẫn giữ nguyên nhng công suất động cơ bị giảm xuống Ne’ và

điểm công tác từ A chuyển về A’ Vòng quay động cơ bị giảm xuống và đợc tính theo công thức sau:

(49) Tuy nhiên trong thực tế khi ngắt bỏ 1 xylanh nếu ta vẫn giữ nguyên tay ga thì động cơ khai thác dễ

bị quá tải, không nên khai thác động cơ với thời gian dài Để an toàn cho động cơ ta nên giảm tay ga nhiên liệu xuống điểm công tác A” Việc chọn điểm công tác A” phụ thuộc vào tỷ số xy lanh làm

m

m i

(2)

(1’) (2’)

β

n

n n

n

Nm A

e

e A A

P

P n

n ' = '

việc với số xylanh ngắt bỏ của động cơ, sự xuất hiện rung động do mất cân bằng ở động cơ cũng nh tình trạng kỹ thuật của động cơ, điều kiện khai thác v.v

Đối với động cơ lắp đặt tuabin tăng áp kiểu xung áp thì trong trờng hợp này còn có hiện tợng tiếng

ồn lớn ở phía máy nén, vòng quay tuabin bị dao động Do đó phải tiếp tục giảm tay ga cho đến khi mất hiện tợng trên hoặc xả bớt một phần khí tăng áp ở bầu góp khí nạp.

Mô tả cách xác định điểm phối hợp công tác của động cơ khi ngắt bỏ xi lanh nhng vẫn cho nhóm piston- biên chuyển động theo.

A: Điểm phối hợp công tác khi động cơ bình thờng.

A’: Điểm phối hợp công tác khi một xylanh bị hỏng A”: Điểm phối hợp công tác khi đã giảm tay ga nhiên liệu

b) Cắt nhiên liệu và tháo bỏ nhóm piston - biên.

Chỉ thực hiện khi nhóm piston - biên bị h hỏng không thể cho tiếp tục chuyển động theo Lúc này sẽ gây ra một số ảnh hởng sau:

- Gây nên chuyển động không đồng đều trên trục khuỷu.

- Gây hiện tợng chấn động ngang đối với thân máy.

- Gây rung động và chấn động với vỏ tàu.

- Làm thay đổi giá trị vòng quay cộng hởng.

Do tháo bỏ nhóm piston - biên nên chi phí cơ giới cũng giảm xuống và đợc xác định:

Nm’ =Nm -NmXL = [(i-1)/ i].Nm (50) Khi đó công suất có ích đợc xác định:

Ne’ = Ni’ - Nm’

Nếu so với trờng hợp a) thì về mặt năng lợng Ne’ sẽ lớn hơn chút ít nhng động cơ sẽ bị mất cân bằng nhiều hơn Động cơ, vỏ tàu sẽ rung động trong quá trình công tác Do vậy cũng nh trờng hợp a) ngời khai thác phải giảm tay ga động cơ cho đến khi giảm hẳn hiện tợng rung động ở động cơ cũng nh vỏ tàu Ngoài ra còn phải chú ý tới sự mất cân bằng ở tổ hợp tua bin tăng áp.

Mô tả cách xác định điểm phối hợp công tác của động cơ khi ngắt bỏ xi lanh và tháo nhóm piston- biên

Đặc tính (1) và (1 ) biểu diễn Ni và Ni tr’ ’ ớc và sau khi hỏng xylanh.

Đặc tính (2) và (2 ) biểu diễn Ne và Ne tr’ ’ ớc và sau khi hỏng xylanh.

Nm

(1’) (2’)

Nm’

Câu 9: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt khi có gia tải máy phát điện đồng trục Nêu phơng pháp tính chọn vòng quay mà ở đó công suất d thừa là lớn nhất.

Trong điều kiện khai thác ổn định, yên sóng gió với HĐL có gia tải máy phát đồng trục thì có thể

đa máy phát vào khai thác.

Công suất d có thể dùng để lai máy phát là:

∆N= Ne N – S (42) Trong đó:

Ne: Công suất động cơ Ne = a 1 n (hàm bậc nhất)

N S : Công suất yêu cầu của chân vịt N S = C o n x

C0: Đặc tính chân vịt trong điều kiện yên sóng gió.

∆N: Đặc tính công suất d trên dải vòng quay.

A, B: Điểm công tác có công suất d ∆N lớn nhất.

Tìm giá trị cực đại của hàm ∆N:

Lấy đạo hàm theo n: ∆N’ = a1 - x.C0.nx-1

∆N’ = 0 khi

Nếu chọn x = 3, C 0 = Nn/ n n và a 1 = Nn/ n n ta có:

Thay các giá trị a 1 , x, C 0 , n∆Nmax ta có:

Vậy nếu khi động cơ khai thác ở vòng quay: thì cho ta công suất d lớn nhất

- Tổ hợp tuabin máy nén bị rung động và có tiếng ồn lớn.

- Lợng không khí nạp bị giảm, áp suất nạp giảm làm quá trình quét khí thải không sạch.

1 0

1 max

.

−

x C

a n

n n

n

n n

n N

n N n

3

3 3

1 /

/

3 max = =

∆

n

n n

n n n

n

N N

n n

N n n

N N

9

3 2

3

3

3

3

max

3 3

9

3 2

∆ Nmax

∆ N=Ne- NS

- Làm tăng sức cản của hệ thống nạp - xả Thời gian trì hoãn sự cháy kéo dài, quá trình cháy nhiên liệu xấu đi.

Những lí do trên làm cho động cơ công tác không an toàn, tin cậy Công suất phát ra bị giảm,

động cơ dễ bị quá tải Cần xác định lại điểm công tác của hệ động lực

Công suất của động cơ khi bị hỏng tổ hợp tăng áp đợc xác định:

Ne’ = (P0 / PK).Ne (51)

Trong đó:

P K : áp suất khí nạp khi động cơ làm việc bình thờng.

P0: áp suất khí quyển hoặc áp suất khí tăng áp của hệ thống tăng áp sự cố.

Khi tổ hợp tuabin-máy nén bị h hỏng thì

điểm công tác thay đổi từ A về A’ Tuy nhiên tại A’ động cơ chỉ có thể làm việc trong thời gian ngắn Trong trờng hợp

động cơ còn phải công tác lâu dài trong tình trạng này thì phải tùy vào tình trạng kĩ thuật thực tại của động cơ, điều kiện khai thác hiện tại mà ta phải giảm tay ga nhiên liệu đến vị trí thích hợp A” sao cho động cơ hoạt động an toàn, tin cậy Tránh quá tải cho động cơ

Điều này phụ thuộc nhiều vào trình độ

ng-ời khai thác và việc tuân thủ theo hớng dẫn của nhà chế tạo Cần phải quan tâm theo dõi thờng xuyên các thông số công tác của

động cơ Khi điều kiện cho phép có thể rút rôto của tuabin ra để giảm sức cản hệ thống nạp xả, lúc này cần chú ý ngăn cách hai khoang tuabin và máy nén.

Câu 11: Trình b y di n bi n quá trình công tác c a h ng l c khi t ng t c à ễ ế ủ ệđộ ự ă ố độ

t u, th hi n trên th c tính M- à ể ệ đồ ị đặ ω

t ng v n t c t u, ng c ph i sinh ra thêm m t l ng công su t thông qua vi c

t ng l ng nhiên li u cung c p cho ng c Khi ó, l c y ph sinh ra s th ng s c ă ượ ệ ấ độ ơ đ ự đẩ ụ ẽ ắ ứ

c n ban u v t o cho t u t c m i l n h n Các l c tác d ng lên con t u, ng c ả đầ à ạ à ố độ ớ ớ ơ ự ụ à độ ơtrong quá trình n y ph i th a mãn ph ng trình chuy n ng c a t u:à ả ỏ ươ ể độ ủ à

) ( ) , (

) , ( ) , ( dt

v R V T dt

dv m

v M h M

ω ω

ω

Trong ó:đ I: Mômen quán tính c a kh i l ng thân t u v l ng n c chuy n ngủ ố ượ à à ượ ướ ể độ

theo thân t u.àM( , hω G): Mômen quay ng c .độ ơ ωM( , v): Mômen c n trên chân v t.ω ả đế ị: t c góc c a h tr c

v: t c t uố độ àm: kh i l ng t u v l ng n c chuy n ng theo t uố ượ à à ượ ướ ể độ àT: l c y t uự đẩ à

R: L c c nự ảQua ph ng trình ta th y, mu n thay i t c t u ta ph i thay i l c y T, thay ươ ấ ố đổ ố độ à ả đổ ự đẩ

i Mômen sinh ra c a ng c M( ,h

v o ng c hay thay i tay ga hà độ ơ đổ G

-Mômen chân v t thay i theo ị đổ đường cong 1-d

-Mômen ng c thay i theo độ ơ đổ đường cong 1-a-b

ng c t i V1

độ ơ ạ M(C 0 , ): c tính chân v t ω đặ ị ở

i u ki n khai thác C

- T u ch y v i v n t c V2 ng v i tay ga hà ạ ớ ậ ố ứ ớ a2

V i lo i ng c khụng trang b b t nh th n y thỡ vi c thay i tay ga t t hay t ớ ạ độ ơ ị đ ư ế à ệ đổ ừ ừ độ

bi n nhay b c nh h ng l n t i tỡnh tr ng khai thỏc ng c t t/x u, vỡ nú d n n ế ậ ả ưở ớ ớ ạ độ ơ ố ấ ẫ đế

s thay i l n & nhanh hay nh & t t c a ng su t c v ng su t nhi t.ự đổ ớ ỏ ừ ừ ủ ứ ấ ơ à ứ ấ ệ

Theo kinh nghi m khai thỏc thỡ khi thay i tay ga ng c trong kho ng l n thỡ ệ đổ độ ơ ả ớ

ng c s cú giai o n l m vi c trong tr ng thỏi n ng n , cỏc thụng s thay i

D i tỏc d ng i u ch nh c a b t, l ng nhiờn li u t ng nhanh, a ng c l m vi cướ ụ đ ề ỉ ủ đ ượ ệ ă đư độ ơ à ệ

c tớnh ngo i max (1-a)

T i d: b t gi m l ng nhiờn li u t hạ đ ả ượ ệ ừ max t i hớ a2 theo c tớnh i u ch nh c a b t, đặ đ ề ỉ ủ đMụmen ng c v Mụmen chõn v t b ng nhau v cựng gi m d n T u t v n t c độ ơ à ị ằ à ả ầ à đạ ậ ốV2

Cõu 12: Trỡnh b y di n bi n quỏ trỡnh cụng tỏc c a h ng l c khi gi m t c à ễ ế ủ ệđộ ự ả ố

Ur 2 : Đặc tính điều chỉnh ở tốc độ V

2 h

max : Đặc tính giới hạn.

M(C0,

ω ) b’

G 1: t c t u h u nh không i Đ ố độ à ầ ư đổMômen ng c gi m Mđộ ơ ả A ->a->b Mômen chân v t gi m Mị ả A->b’(do l c ự

c n).ả

G 2: t c t u gi m d n Mômen Đ ố độ à ả ầchân v t v Mômen ng c gi m d n ị à độ ơ ả ầ

v b ng nhau th u c, sau ó ti p t c à ằ ạ đ ế ụcùng gi m t i B T i B t u ch y V2 ả ớ ạ à ạ ở

t ng ng v i tay ga hư ứ ớ ở a2 cùng i u ở đ ề

ki n khai thác Cệ 0

Nh n xét: s c , nhi t gi m t ng t ậ Ư ơ ệ ả độ ộ-> ng c b “gì”, nhi t B gi m độ ơ ị ệ độ Đ ả

t ng t->d ch t máy

Xem h×nh trong gi¸o tr×nh

V i ng c có b t ớ độ ơ đ

Gi m tay ga nhanh t hả ừ a1->ha2 (kho ng r ng), do tác ng c a b t, ng c b c t ả ộ độ ủ đ độ ơ ị ắnhiên li u v n t c góc trên tr c ng c gi m t ệ ậ ố ụ độ ơ ả ừ ωa-> ωb nh ng v n t c t u h u nh ư ậ ố à ầ ưkhông i Mômen chân v t gi m 1->b’, Mômen ng c gi m ->0 đổ ị ả độ ơ ả

Do Mômen c n trên chân v t l m v n t c góc tr c ng c gi m xu ng, t i ả đế ị à ậ ố ụ độ ơ ả ố ớ ωd,

g p ặ đườ đặng c tính i u ch nh c a b t, b t a ng c l m vi c tr l i v i nhiên đ ề ỉ ủ đ đ đư độ ơ à ệ ở ạ ớ

li u.ệ

Nh n xét: gi m tay ga t ng t -> có 1 giai o n ng c b c t nhiên li u, sau ó ậ ả độ ộ đ ạ độ ơ ị ắ ệ đ

m i kh i ng l i -> không tin c y, b ng su t nhi t, c Gi m tay ga theo t ng b c ớ ở độ ạ ậ ị ứ ấ ệ ơ ả ừ ậ

nh ỏ

Câu 13 Trình b y ph ng pháp hãm ng c Diesel lai chân v t b ng gió nén à ươ độ ơ ị ằ

• Các y u t nh h ng n công hãm:ế ố ả ưở đế

-Hãm H L = gió nén th ng Đ ườ đượ ử ục s d ng trong quá trình man , m c ích l rút ơ ụ đ à

ng n th i gian o chi u quay c a ng c -> m b o ng c ho t ng theo ắ ờ đả ề ủ độ ơ đả ả độ ơ ạ độchi u quay m i nhanh nh t v an to n nh t.ề ớ ấ à à ấ

* Sau khi ng ng c p nhiên li u v o ng c v thay i cam phân ph i khí v ừ ấ ệ à độ ơ à đổ ố àcam nhiên li u -> b t u quá trình hãm.ệ ắ đầ

Van gió kh i ng: 1: b t u m ; 2: k t thúc.ở độ ắ đầ ở ế

- Ở ữ độ nh ng ng c Diesel lai chân v t tr c ti p, vi c hãm ơ ị ự ế ệ được th c hi n = c p gió ự ệ ấnén qua xupáp kh i ng.ở độ

- Để ệ đ ề độ vi c i u ng t u nhanh chóng v kinh t -> vi c hãm c n th c hi n ngay à à ế ệ ầ ự ệ

tính

dt

d I M

M s = c − ω

T c l kho ng 3->7s sau khi ng ng c p nhiên li u v o ng c v s vòng ứ à ả ừ ấ ệ à độ ơ à ốquay ng c ã gi m xu ng kho ng 0.5->0.7 nđộ ơ đ ả ố ả n

- gió nén t a chia gió i u khi n, v o trong khoang i u khi n c a xupap kh iừđĩ đ ề ể à đ ề ể ủ ở

ng KÌ NÉN v i giá tr góc c p khí khác nhau ph thu c c i m k t c u

c a t ng ng c , kho ng 65-100ủ ừ độ ơ ả 0 góc quay tr c khu u so v i CTụ ỷ ớ Đ

- Tính ch u nén c a không khí trong xylanh kì nén có tác d ng hãm ng c ị ủ ở ụ độ ơkhi piston i lên g n CT N u do s t ng áp trong xylanh khi piston lên g n đ ầ Đ ế ự ă ầ

CT l m xupap kh i ng b óng l i v khi piston qua CT thì không khí

kém (th c ch t vi c giãn n n y t ng ự ấ ệ ở à ươ đương vi c nén có ích kì nén) Sau ệ ởkhi hãm, ng c s d ng h n v chi u quay ã chuy n sang chi u m i.độ ơ ẽ ừ ằ à ề đ ể ề ớ

D: nh y van an to n, x b t 1 l ng khí nén ra ngo i.ả à ả ớ ượ à

E: giãn n khí trong xylanhở

c tr ng b ng s không cân b ng gi a n ng l ng nh p v n ng l ng thoát:

Quá trình o chi u quay ng c b t u t vi c d ng c p nhiên li u v o ng c , đả ề độ ơ ắ đầ ừ ệ ừ ấ ệ à độ ơ

t u v n chuy n ng trên h nh trình c a mình (ti n), khi ó chân v t quay t do v à ẫ ể độ à ủ ế đ ị ự à

§CD A B §CT §CD

C

D E

P

J