TÀI LIỆU ÔN THI KHAI THÁC ĐỘNG LỰC

2/ Phạm vi làm việc của động cơ Diesel lai chân vịt định bước trên đồ thị đặc tính ứng dụng trong khai thác động cơ?Cu: Đặc tính chân vịt khi thử tàu tại bến hmax: Đặc tính công suất lớn

ĐỀ CƯƠNG ƠN THI TỐT NGHIỆP

1/ Sự phối hợp công tác giữa động cơ Diesel và chân vịt tàu thủy – biểu diễn trên đồ thị đặc tính?

a Điều kiện khai thác không thay đổi

b Khi điều kiện khai thác thay đổi:

1

2/ Phạm vi làm việc của động cơ Diesel lai chân vịt định bước trên đồ thị đặc tính ứng dụng trong khai thác động cơ?

Cu: Đặc tính chân vịt khi thử tàu tại bến

hmax: Đặc tính công suất lớn nhất

hn: Đặc tính công suất định mức

hkt: Đặc tính công suất khai thác

nmax: Giới hạn vòng quay lớn nhất

nmim: Giới hạn vòng quay nhỏ nhất

Ứng dụng trong khai thác

3/ Các đặc tính công tác của Diesel tàu thủy Phương pháp xây dựng đồ thị đặc tính công suất hệ động lực lai chân vịt biến bước?

A/ Các đặc tính công tác của Diesel tàu thủy * C ó 3 loại:

- Đặc tính công suất (đặc tính tốc độ):

- Đặc tính phụ tải:

- Đặc tính tổng hợp

1 Đặc tính tốc độ: đặc tính biểu thị sự thay đổi các thơng số cơng tác của động cơ theo hàm tốc độ

quay hoặc tốc độ tầu Bao gồm ĐT ngồi, ĐT chân vịt, ĐT giới hạn

3

dw: lượng phun nhiên liệu vào động cơ

Đặc tính ngoài là đường đặc tính khi dw = const

dw2

M2M1

N2N1Ne

Cho mỗi chu trình không đổi khi dw = const(1) Độ bền động cơ

(2) Nmax và nmax

(3) Công suất lớn nhất ổn định hoặc nmax

(4) NKT = 0,95 Nn sử dụng rộng dãi

(5) Đặc tính bộ phận luồng lạch, ma nơ

b Đặc tính chân vịt

5

453

12

Nmax

Nđm

NKT

c

2 Đặc tính phụ tải:

3 Đặc tính tổng hợp

B/ Phương pháp xây dựng đồ thị đặc tính công suất hệ động lực lai chân vịt biến bước?

7

9

4/ Phương pháp xác định thông số hợp lý( công tác) của hệ động lực khi lượng nhiên liệu dự trữ trên tàu có hạn?

- Đo đạc chính xác lượng nhiên liệu còn lại trên tàu

- Xác định lại thông số công tác

Giả sử: quãng đường còn lại là S

* Các thông số công tác: NA - VA - nA - GA

* Lượng nhiên liệu còn lại là B

* Tổng lượng tiêu thụ là Bb

Bb = Gb t (tấn) = Gb.Scb/Vb

Gb = Vb ge so sánh Bb và B

Bb ≤ 0,95 B cho tàu làm việc theo chế độ đã chọn

Bb > 0,95B giảm tốc độ tàu đến Vb với Vb < VA

Xác định lại một lần nữa cho đến khi đạt Bb ≤ 0,95B với nb< nA

Điểm phối hợp công tác khi

Lượng nhiên liệu trên tàu có hạn

Mb = const

MA = const

B

AGA

Gb

5/ Trình bày chế độ công tác của hệ động lực khi điều kiện hành trình (sóng gió) thay đổi Phương pháp xác định các thông số hợp lý?

* Động cơ làm việc trong điều kiện sóng gió

n, p tải luôn thay đổi do:

- Thay đổi lực đẩy

- Mô men chân vịt

- Thay đổi phụ tải nhiệt và cơ theo thời gian

* Vì sóng gió ∆V giảm phụ thuộc vào cấp gió W0B

phụ thuộc vào hướng gióϕGiả sử tại A ( C1, MKT)

Do sóng gió lên B (C2, MKT)

Ta xác định B: đánh giá điểm công tác cho nA = nB

Tra đồ thị (∆V – W) ta có ∆V

trong điều kiện công tác sóng gió

- Ứng suất nhiệt và ứng suất cơ thì giảm tay ga Động cơ làm việc phụ thuộc vào điều

C1: Điều kiện khai thác bình thườngC2: : Điều kiện khai thác khi sóng gió

6/ Trình bày hoạt động của hệ thống động lực khi động cơ chính phải ngừng làm việc một hoặc vài xi lanh Phương pháp thiết lập chế độ khai thác hợp lý?

a Không tháo nhóm xi lanh tay biên

Nm: công suất cơ giới

Trường hợp hỏng 1 xi lanh

Ni: đường cong 1

Ne: đường cong 2

Khi xi lanh bị sự cố:

Ni: công tác với xi lanh còn lại là đướng 1’

Ne: công tác với xi lanh còn lại là đướng 2’

* Xác định điểm phối hợp công tác giữa chân

vịt và động cơ

A: điểm phối hợp toàn bộ các xi lanh N

A’: điểm phối hợp với 1 xi lanh bị hỏng 100%

A”: điểm phối hợp động cơ và chân vịt

khi tay ga giảm

11

C1n1

MBC2

BAC

22’

11’

NmNe

NiN

80

- Đường cong 2: Ne tăng lên chút tháo pis tông tay biên

- Đường cong 3: đường cong công suất cơ giới khi tháo pis tong

- Đường cong 3’

7/ Trình bày hoạt động của hệ động lực động cơ diesel khi có máy phát điện đồng trục làm việc Những lưu ý khi khai thác ở điều kiện này?

- Để tận dụng khả năng phát ra công suất của động cơ

chính trong các điều kiện khai thác khác nhau, trên một

số tàu được lắp đặt máy phát đồng trục do máy chính lai

- Máy phát đồng trục nhằn cung cấp điện năng cho tàu

trong các điều kiện khai thác ổn định

- Điểm công tác N( c1, MKT)

Khi điều kiện thuận lợi c2 nếu giữ nguyên n = const = Nm N

Điểm công tác M giữ nguyên lượng nhiên liệu cung cấp

cho chu trình

Vậy Tại M còn dư 1 lượng công suất là ∆N = Nđc - Ncv Nm

Khi khai thác ở n =

33

22’

11’

Nm

N

Ni

NmNe

Nn = Nm n

100%

∆NMKT

M

NC1

C2

b/ Phương pháp thiết lập chế độ khai thác hợp lý

9/ Trình bày hoạt động của hệ thống động lực ở chế độ tăng tốc độ tàu, các thông số của động cơ thay đổi thế nào Lưu ý khi khai thác chế độ nào?

- Tăng tốc độ tàu bằng cách:

Thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho trình dw

Thay đổi mô men cản (khó thực hiện)

13

10/ Trình bày hoạt động của hệ thống động lực ở chế độ giảm tốc độ tàu, các thông số động

cơ thay đổi như thế nào Nhữnh lưu ý khi khai thác?

Giảm tốc độ tàu:

V2 -> V1

a Động cơ có bộ điều tốc

Mquay động cơ: 2 – 3 – 4 – 5 - 1

Mchân vịt : 2 – 4 – 5 - 1

b Động cơ không có bộ điều tốc

Mquay động cơ : 2 - c’- 1

Mchân vịt : 2 – e – 1

Động cơ có bộ điều tốc

2 – 3 – 4: Lượng nhiên liệu đã giảm về 0

(động cơ không hoạt động với nhiên liệu)

Sau đó tại điểm 5 động cơ mới tiếp tục hoạt

động lại với nhiên liệu

* Lưu ý: Trong quá trình khai thác khi tăng tay ga nhiên liệu một cách từ từ liên tực thì Mqđc và Mcv không kịp cân bằng nhau Do vậy Mqđc dư thừa nhiều so với Mqcv tiêu thụ

15

ω

Ur2Ur1

h2

h1hmax

11/ Trình bày ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tới sự làm việc của động cơ Nêu biện pháp trong khai thác nhằm hạn chế ảnh hưởng này?

Xét

2

1k1

ωh2

h3

* Ba yếu tố môi trường: P0, T0, U0 đồng thời ảnh hưởng tới động cơ

- Độ ẩm: Biến thiên 10% -> Ne biến thiên 1%; ge biến thiên 1%

- Nhiệt độ: Biến thiên 10 ·C -> 4 kỳ: Ne biến thiên 1%; ge biến thiên 1,1%

2 kỳ: Ne biến thiên 1,2%; ge biến thiên 1,4%

- Aùp suất: Biến thiên 10mmHg -> Ne biến thiên 1%; ge biến thiên 1,5% khi lượng nhiên liệu cungcấp cho mỗi chu trình khơng đổi

* Với các động cơ khác nhau sự ảnh hưởng khác nhau

- Động cơ tăng áp chịu ảnh hưởng ít hơn động cơ không tăng áp

- Động cơ 4 kỳ chịu ảnh hưởng ít hơn động cơ 2 kỳ

17

của động cơ.

12/ Trình bày ảnh hưởng của sức cản nạp, phản kháng xả tới chế độ hoạt động của động cơ, một số biện pháp hạn chế ảnh hưởng đó?

a Aûnh hưởng của sức cản nạp:

*Nguyên nhân:

- Bầu lọc khơng khí bẩn hoặc đặt khơng đúng vị trí

- Diện tích thông qua bị hạn chế

- Tăng chiều dài đường nạp

- Góc mở xupáp không đúng

- Hư hỏng đường nạp tắc bẩn

* Aûnh hưởng:

- Tăng sức cản làm cho lượng kk nạp γbgiảm;,hệ số dư lượng kkα giảm làm cho quá trình cháy trong động cơ kém dẫn đến cơng suất Ni ,Ne giảm; ηigiảm Nhiệt độ khí xả Tkx tăng; suất tiêu hao

nhiên liệu ge tăng;

Đồng thời thời gian trì hỗn sự cháy τităng, động cơ làm việc với độ cứng cao hơn

cháy rớt trên đường giãn nơ,û quá trình quét thải kém, hệ số khí sĩt đγrtăng;

* Khắc phục:

- Vệ sinh định kỳ

- Kiểm tra sức cản nạp

- Khai thác gần chế độ định mức, Điều chỉnh đúng các góc phân phối khí

b Aûnh hưởng của phản áp trên đường xả

Nguyên nhân

- Van chặn tuyến xả không mở hoàn toàn Ta tăng ( nhiệt độ, không khí nạp đầu kỳ nén)

- Góc phân phối khí không đúng Công đẩy khí ra ngoài tăng

- Nhiều xi lanh làm việc chung 1 bầu góp Hạn chế khí nạp vào

- Tắc bẩn tua bin khí: Ni giảm; Ne giảm; α giảm; γbgiảm; ge tăng

Ảnh hưởng

Aûnh hưởng cả hai yếu tố sảy ra đồng thời sẽ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình công tác của động

cơ, động cơ làm việc xấu, cần thiết giảm tay ga, thường xuyên kiểm tra hệ thống nạp, xả

13/ Aûnh hưởng của chế độ nhiệt làm mát tới sự làm việc của động cơ, chất lượng nước làm mát ảnh hưởng tới động cơ như nào?

a Aûnh hưởng của chế độ nhiệt

- Nhiệt làm mát tăng => nhiệt đầu vào quá trình nén tăng => γbtrong lượng không khí nạp giảm

-> Ni giảm; ηigiảm.

- Nhiệt làm mát tăng => nhiệt thành vách xi lanh và phía nước làm mát giảm -> tổn thất nhiệt độ do nước làm mát mang đi giảm -> Ne tăng

- Nhiệt làm mát tăng => τigiảm -> cháy tốt -> động cơ làm việc mềm, các thông số chỉ thị tốt

- Nhiệt làm mát tăng => Nhiệt dầu nhớt tăng -> Nm giảm -> Ne tăng -> ge giảm

Khi tăng nhiệt độ làm mát => có đối lập như trên người vận hành phải nắn được bảm chất => khai thác hợp lý

b Aûnh hưởng chế độ làm mát tới công suất của động cơ

- Tăng nhiệt làm mát 100C -> Nm giảm ; Ne tăng 0,8% đến 1,2%

Su hướng hiện nay tăng nhiệt độ làm mát thậm chí lên 1500C nhưng tối ưu nhất vẫn là 80 –

950c

c Aûnh hưởng nhiệt làm mát tới ứng súât nhiệt các chi tiết của động cơ

- Nhiệt làm mát tăng -> ứng suất nhiệt độ giảm tuy nhiên dễ quá tải nhiệt độ

d Aûnh hưởng chất lượng nước làm mát tới động cơ

14/ Trình bày các chỉ tiêu đánh giá chế độ động cơ chính tàu thủy Ý nghĩa của chúng trong khai thác động cơ?

a Chỉ tiêu kinh tế năng lượng: M; N; Pi; n; η; ge

19

∆ = Pz - Pc tỷ số tăng áp suất

c

z p

P

=λϕ

∆ = ϕ −z ϕc

c Chỉ tiêu ứng suất nhiệt:

* T0 KX; T 0 Làm mát nước; T 0 Làm mát dầu; Pi thanh răng nhiên liệu

* Độ không đồng đều giữa các xi lanh phụ tải [ ]6%

min max

Tkx TB

kx

kx kx Tkx

T

T T

a/ Các yếu tố ảnh hưởng tới cơng su ất của động cơ Diezel tầu thủy

Cĩ nhiều yếu tố ảnh hưởng tới cơng suất của động cơ, cĩ thể tổng hợp thành các nhĩm như sau:

b/ Các phương pháp xác định cơng suất của động cơ chính

- Trong nhà máy : dùng thiết bị hãm thủy lực đặt trên bệ thử

- Dưới tầu : +) các thiết bị đo đồ thị cơng chỉ thị (Maigac) , thiết bị cảm ứng siemens, và các thiết bịxoắn khác

Nhờ đồng hồ đo cơng chỉ thị thu được áp suất chỉ thị bình quân pi

Cơng suất được tính: Ni = K.p i n ; Ne = K.p e n ; ( p e = p i η m )

+) Xác định theo lượng nhiên liệu tiêu tốn /giờ

Ne =Gn/ge

trong đĩ

Gn: lượng nhiên liệu tiêu tốn /giờ;

Ở chế độ khai thác : Nekt = C n³kt

=> Nekt = Nedm ( n³kt / n³kt )

16/ Các yếu tố ảnh hưởng tới chi phí nhiên liệu Nêu một số biện pháp nhằm giảm chi phí nhiên liệu trong khai thác?

a Các yếu tố

- Nhiệt độ ở 100C γ10= 0,857; γ50= 0,828 V50 = 100%

828

828

857−

= 3,5% tăng

- Phụ tải 100% ; 75%; 50% sóng gió

- Công suất động cơ phụ thuộc vào ( P, T0, ϕ) môi trường

- Thiết bị đẩy, động cơ, chân vịt, vỏ tàu

=> Phải có lượng nhiên liệu dự trữ cho một hành trình khoảng 20%

b Biện pháp nhằm giảm chi phí nhiên liệu trong khai thác

- Không dùng nhiên liệu vào nhữnh việc không đáng dùng

- Bảo quản, bảo dữơng hệ thống nhiên liệu, đường ống, vỏ tàu, tránh dò rỉ

- Phương án khai thác phù hợp mọi điều kiện để lượng nhiên liệu tiêu tốn ít nhất

- Tránh dầu tràn khi có bão tố

c Lượng hàng hoá cho mỗi hành trình nhiều nhất, tiêu tốn nhiên liệu ít nhất

- Chế độ khai thác hợp lý công suất nhỏ nhưnh thời gian hành trình không nhiều

- Tuy nhiên chú ý đến yếu tố an toàn máy và thiết bị

* Chú ý khi giảm bước chân vịt làm tăng tổn thất

Phương pháp xác định trạng thái làm việc của động cơ thông qua đồ thức khai triển Cho một số ví dụ về đồ thức công khai triển và phân tích?

1.Pz

2.Pc;

3 Thời điểm bắt đầu cháy nhiên liệu

Sau khi đo đạc so sánh với đồ thị chuẩn hoặc

giữa các đồ thị với nhau để đánh giá và điều chỉnh

sự công tác của các xi lanh động cơ

zPpz

Pc bảo đảm Pc bảo đảm Pc thấp

Nhiên liệu phun muộn, vòi phun Nhiên liệu phun vào quá p khí tăng áp thấp