Giáo trình thợ ống tàu thủy - P2

Hệ động lực tàu thủy bao gồm: - Hệ động lực chính tàu thuỷ: Dùng để sinh công cơ học, sinh ra lực đẩy tàu để tàu đạt được vận tốc nhất định. - Hệ động lực phụ: Các tổ hợp Điêzel l

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Hệ động lực tàu thủy bao gồm:

- Hệ động lực chính tàu thuỷ: Dùng để sinh công cơ học, sinh ra lực đẩy tàu để tàu đạt được vận tốc nhất định

- Hệ động lực phụ: Các tổ hợp Điêzel lai máy phát điện, động cơ lai máy nén khí, lai bơm

- Máy hơi nước kiểu piston

- Tua bin hơi

* Hệ động lực chính Điêzel - tua bin khí: là tổ hợp giữa điêzel, tua bin khí với chân vịt Hệ động lực này tận dụng được ưuđiểm riêng lẻ của từng loại riêng biệt

3 Hệ động lực phụ

Trên tàu thường dùng các hệ động lực phụ để phục vụ cho các hoạt động của máy chính và con tàu Hệ động lực phụ cơbản xét đến đó là tổ hợp điêzel lai máy phát Ngoài năng lượng cơ học để lai máy phát từ động cơ điêzel còn có thể dùng tuabin hơi, tua bin khí (qua hộp giảm tốc) Hệ động lực phụ có thể kể đến nữa là các tổ hợp máy lai - máy nén khí, máy lai - máylọc, máy lai- bơm

4 Các hệ thống phục vụ

Để cho máy chính, máy phụ và cả con tàu hoạt động, cần rất nhiều hệ thống phục vụ cho nó Các hệ thống phục vụ đượcchia làm hai nhóm chính là các hệ thống trong buồng máy và các hệ thống trên boong

* Hệ thống trong buồng máy:

- Các hệ thống phục vụ động cơ điêzel, nồi hơi, máy nén khí

MÁY TÀU THUỶ

Hệ động lực chính tàu thuỷ phụ tàu thuỷ Hệ động lực Hệ thống tàu thuỷ

Hệ thống trên boong

CHƯƠNG 2

ĐỘNG CƠ ĐIÊZEL VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ

§ 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIÊZEL

I Giới thiệu chung về động cơ đốt trong

1 Định nghĩa động cơ đốt trong và động cơ điêzel tàu thuỷ

Động cơ nhiệt bao gồm động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài

Động cơ đốt ngoài: Là loại động cơ nhiệt có quá trình đốt cháy nhiên liệu được tiến hành ở bên ngoài động cơ (Ví dụ: Máyhơi nước kiểu Piston, tua bin hơi nước )

Động cơ đốt trong: Là loại động cơ nhiệt trong đó việc đốt cháy nhiên liệu, sự toả nhiệt và quá trình chuyển hoá từ nhiệtnăng của môi chất công tác (hỗn hợp khí đốt do việc cháy nhiên liệu), sang cơ năng được tiến hành ngay trong bản thân động

cơ (VD: động cơ điêzel, động cơ cacbua ratơ, động cơ ga )

Động cơ điêzel là một loại động cơ đốt trong kiểu piston dùng nhiên liệu lỏng dầu, mà trong đó nhiên liệu được đưa vàoxilanh cuối quá trình nén, tự bắt lửa trong không khí có nhiệt độ cao do bị nén trong xilanh Động cơ điêzel còn gọi là động cơ

tự cháy (trên tàu thuỷ chỉ dùng loại này)

II Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của động cơ diêzel 4 kỳ theo chu trình lý thuyết

Động cơ điêzel 4 kỳ là loại động cơ điêzel hoàn thành một chu trình công tác phải dùng 4 hành trình piston tương ứng vớihai vòng quay tức 720o góc quay trục khuỷu

Chu trình công tác của động cơ điêzel 4 kỳ gồm: nạp, nén, nổ (cháy giãn nở) sinh công, xả

và nhiệt độ khí nén tăng lên rất cao Cuối quá trình nén, áp suất khí nén có thể lên tới 40 - 50Kg/cm2 kèm theo việc tăng nhiệt

độ không khí lên tới 500-7000C, cao hơn nhiều so với nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu

Hình 2-1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ

Về mặt lý thuyết thì khi piston lên đến ĐCT, nhiên liệu sẽ được phun vào buồng đốt dưới dạng sương mù kết thúc quá trìnhnén khí

Việc nạp không khí vào xilanh biểu diễn trên đồ thức chỉ thị bằng đường ba Hành trình này của piston gọi là thì hút.

3) Quá trình cháy giãn nở sinh công (kỳ nổ)

NẠP NÉN NỔ XẢ

Các xupáp vẫn đóng kín Piston ở điểm chết trên, nhiên liệu phun vào buồng đốt gặp khí nén có nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy.

Quá trình cháy khoảng 40% nhiên liệu gần như là quá trình đẳng tích và được biểu diễn bằng đường cz' Số 60% nhiên liệu còn lại cháy ở trong điều kiện gần như là đẳng áp (đường z'z) Nhiệt độ và áp suất trong buồng cháy tăng lên mãnh liệt (áp

suất có thể lên tới 60 - 120 KG/cm2, nhiệt độ lên tới 1500 - 2000oC) khí cháy giãn nở rất mạnh đẩy piston đi xuống thông qua

cơ cấu biên làm quay trục khuỷu Quá trình cháy và giãn nở kết thúc được biểu thị bằng đường ( z'ze) điểm (e) ứng với lúc

piston ở ĐCD

Hình 2-2 Đồ thị chỉ thị lý thuyết của động cơ điêzel 4 kỳ

4) Quá trình thải khí (kỳ xả)

Xupáp xả mở, xupáp hút đóng, piston đi từ ĐCD lên ĐCT, khi piston ở ĐCD xupáp xả bắt đầu mở, khí thải trong xilanh tự

xả ra ngoài, sau đó piston đi lên tiếp tục đẩy khí thải ra Khi piston lên đến điểm chết trên thì xupáp thoát đóng lại, xupáp hút

lại mở ra, không khí lại được nạp vào xilanh để bắt đầu một chu trình mới Quá trình thải khí được biểu diễn bằng đường eb

mà bánh đà đã tích luỹ được trong thời gian hành trình công tác của piston hoặc nhờ công của các xilanh khác

Để khởi động động cơ, đầu tiên cần nhờ năng lượng bên ngoài quay nó (bằng không khí nén hay là bằng động cơ điện), chỉsau khi nén không khí trong xilanh và cung cấp nhiên liệu có thể nhận được sự bốc cháy, sau đó động cơ mới bắt đầu tự hoạtđộng

Mỗi quá trình (hút, nén, nổ, xả) đều được thực hiện trong một hành trình của piston tương ứng bằng 180o góc quay của trụckhuỷu Các xupáp đều bắt đầu mở hoặc đóng kín đúng khi piston ở vị trí điểm chết do đó chưa tận dụng được tính lưu độngcủa chất khí Kết quả là nạp không đầy và thải không sạch khí, ảnh hưởng tới quá trình cháy nhiên liệu nên hiệu suất động cơgiảm

Nếu nhiên liệu được phun vào buồng đốt đúng lúc piston ở ĐCT thì sẽ không tốt vì: Thực tế sau khi tự phun vào buồng đốt,nhiên liệu không lập tức bốc cháy ngay mà cần phải có một thời gian để chuẩn bị cháy (gồm thời gian để nhiên liệu hoà trộnvới khí nén trong buồng đốt, thời gian nhiên liệu bốc hơi và hấp thụ nhiệt trong buồng đốt để nâng nhiệt độ của nó lên tới nhiệt

độ tự bốc cháy) Gọi là thời gian trì hoãn sự cháy i

Như vậy nếu nhiên liệu phun đúng khi piston ở ĐCT thì khi nhiên liệu chuẩn bị xong để bắt đầu cháy piston đã đi xuốngmột đoạn khá xa (làm thể tích trong xilanh tăng lên, áp suất và nhiệt độ hỗn hợp giảm) ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng cháynhiên liệu Do vậy công sinh ra của quá trình giãn nở sẽ giảm làm công suất động cơ giảm

Mặt khác để phun hết một lượng nhiên liệu vào buồng đốt cần phải có một thời gian nhất định, như vậy số nhiên liệu phunvào sau sẽ cháy không tốt, hoặc chưa kịp cháy đã bị thải ra ngoài Vì thế hiệu suất động cơ giảm

III Sự điều chỉnh cho động cơ điêzel 4 kỳ làm việc theo chu trình thực tế

z c

e e’

Qua phân tích nhược điểm của chu trình lý thuyết và qua khảo sát thực tế cho thấy: Thời điểm đóng mở các xupáp và thờiđiểm phun nhiên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến công suất của động cơ Vì vậy cần phải xác định các thời điểm đó như thế nào

để đảm bảo có công suất và hiệu suất động cơ được lớn nhất

Nếu động cơ hoạt động theo chu trình lí thuyết sẽ không thoả mãn yêu cầu trên, thậm chí có thể động cơ không hoạt độngđược Vì vậy phải điều chỉnh lại cách phân phối khí và thời điểm phun nhiên liệu Các quá trình hoạt động thực tế của động cơtheo góc quay trục khuỷu có thể trình bày trên giản đồ tròn dạng xoắn ốc

Hình 2-3 Đồ thị phân phối khí động cơ 4 kỳ

1) Ở quá trình nạp khí:

Xupáp hút mở trước khi piston đến điểm chết trên một góc 1. Góc 1 gọi là góc mở sớm xupáp hút (ứng với đoạn d 1 b trên

đồ thức chỉ thị) Giá trị góc 1:18 - 30o làm như vậy để khi piston tới điểm chết trên tức là lúc bắt đầu nạp thì xupáp hút đãđược mở tương đối lớn do đó giảm sức cản, bảo đảm nạp được không khí nhiều hơn

Đồng thời xupáp nạp cũng đóng muộn hơn so với điểm chết dưới một góc góc 2 (ứng đoạn ad 2) Thường 2 = 18 - 450 gọi

là góc đóng muộn xupáp nạp Làm như vậy là để lợi dụng một cách có hiệu quả sự chênh lệch áp suất và quán tính của khôngkhí lưu động trong ống nạp, để tăng thêm lượng khí nạp vào xilanh

Như vậy quá trình nạp thực tế của động cơ không phải bằng 180o mà bằng 180o + 1+ 2góc quay trục khuỷu Tức thời gianthực tế của quá trình nạp lớn hơn thời gian của hành trình nạp

2) Ở quá trình thải khí:

Xupáp xả đã được mở sớm hơn trước khi piston đến điểm chết dưới một góc 3 = 35 - 45o gọi là góc mở sớm xupáp xả (ứng

với đoạn e'e) Mở sớm xupáp xả để giảm áp suất trong xilanh ở giai đoạn thải khí do đó giảm được công tiêu hao piston đẩy

khí thải ra ngoài, mặt khác nhờ đó lượng khí sót trong xilanh cũng giảm do đó tăng lượng khí nạp mới cho xilanh

Đồng thời để thải sạch hơn sản phẩm cháy, xupáp xả được đóng muộn hơn so với điểm chết trên góc 4 = 18 - 25o gọi là

góc đóng muộn xupáp xả (ứng với đoạn br trên đồ thức) Như vậy quá trình thải của động cơ kéo dài 180o + 3 + 4

Do ở cuối quá trình thải xupáp xả đóng muộn và xupáp hút mở sớm nên có một thời gian cả hai xupáp đều mở trên đồ thức

chỉ thị công (đồ thị công) đoạn d 1 r gọi là thời kì trùng điệp: góc 1 + 4 gọi là góc trùng điệp của các xupáp

3) Thời điểm phun nhiên liệu:

Ở cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng đốt nhờ vòi phun lắp trên nắp xilanh sớm hơn trước khi piston lên tớiđiểm chết trên Mục đích phun sớm nhiên liệu là để nhiên liệu có thời gian chuẩn bị cháy, khi nhiên liệu đủ điều kiện cháy làlúc piston bắt đầu đi xuống

Góc phun sớm phải tính toán sao cho quá trình cháy xảy ra mãnh liệt nhất khi piston ở vị trí tương ứng 5 - 10o góc quay trụckhuỷu sau ĐCT, khi đó khí cháy sẽ thực hiện một công lớn nhất

Trị số góc phun sớm:  = 10 - 30o trước ĐCT theo góc quay trục khuỷu (ứng với đoạn c'c) và phụ thuộc tốc độ quay của

động cơ

IV Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của động cơ diêzel 2 kỳ theo chu trình lý thuyết

Động cơ điêzel 2 kỳ là loại động cơ điêzel hoàn thành một chu trình công tác trong hai hành trình của piston - tương ứngvới một vòng quay hoặc 360o góc quay của trục khuỷu

1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ quét vòng

2

3 4

5 6

7 8

10 9

Hình 2-4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ quét vòng

Hình 2-5 Đồ thị chỉ thị lý thuyết của động cơ 2 kỳ

* Đặc điểm cấu tạo:

- Không có xupáp

- Các cửa nạp và các cửa xả được bố trí xung quanh trên thành xilanh về hai phía đối diện nhau Mép trên của cửa xả caohơn mép trên của cửa nạp Các cửa nạp có hướng vát lên phía trên để tạo hướng đi của dòng khí nạp lùa lên phía trên sát nắpxilanh (hoàn thiện việc làm sạch phía trên xilanh)

- Việc đóng mở các cửa khí do piston đảm nhiệm piston thường làm có đỉnh lồi

- Có lắp một bơm hút đặc biệt (bơm quét khí) để nạp không khí vào buồng chứa dưới áp suất 1,15 - 1,25 bar khi làm việckhông tăng áp hay là dưới áp suất 1,4 - 1,8 bar khi làm việc có tăng áp

Khi làm việc không tăng áp dùng bơm piston hay bơm rôto làm bơm quét khí (trích công suất từ động cơ để lai bơm quétkhí) Khi làm việc có tăng áp dùng tổ hợp tua bin – máy nén

Chu trình công tác được thực hiện trong 2 hành trình piston:

1.1 Hành trình thứ nhất:

Piston đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên

- Cho rằng tại thời điểm đầu piston nằm ở điểm chết dưới, lúc đó các cửa nạp và thải đều mở Lúc này khí nạp được bơmquét khí thổi vào xilanh (với áp suất 1,15 - 1,2bar) Do có áp suất lớn hơn áp suất khí thải trong xilanh nên khí nạp sẽ lùa khíthải qua cửa thải ra ngoài Giai đoạn này gọi là giai đoạn quét khí hoặc là giai đoạn thay khí vì nó vừa thải khí cũ vừa nạp khímới

b a

P

V

z’

e k

0

- Piston đi từ ĐCD lên, các cửa nạp và thải dần dần đều đóng lại Piston đi lên một đoạn thì đóng kín cửa nạp trước (đường

-Piston tiếp tục đi lên điểm chết trên, giai đoạn này làm nhiệm vụ nén khí, quá trình xảy ra tương tự như trong động cơ 4 kỳ

(đường ac trên đồ thức chỉ thị) Áp suất và nhiệt độ khí nén tăng lên rất nhanh Khi piston đến gần điểm chết trên thì nhiên liệu

được phun vào xilanh dưới dạng sương mù qua vòi phun

1.2 Hành trình thứ hai:

- Nhiên liệu phun vào xilanh gặp khí nén có nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy Một phần nhiên liệu cháy ở thể tích không đổi

theo đường (cz'), phần cón lại cháy theo áp suất không đổi (theo đường z'z) tiếp đó diễn ra quá trình giãn nở sản phẩm cháy (đường ze) Sản phẩm cháy giãn nở rất mạnh đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu thực hiện giai đoạn sinh công.

- Khi piston đi xuống được một đoạn thì mở cửa thải trước bằng mép của chúng (tại điểm e) Khí thải trong xilanh sẽ tự do

xả ra ngoài làm áp suất trong xilanh giảm xuống gần bằng áp suất bên ngoài Giai đoạn này gọi là giai đoạn xả tự do (giai đoạn

xả tự do rất cần thiết, phải tính toán sao cho đủ thời gian để hạ áp suất trong xilanh xuống thấp hơn áp suất khí nạp trước khi

piston bắt đầu mở các cửa nạp) Giai đoạn này biểu thị bằng đường ek.

- Piston đi xuống một đoạn nữa thì mở các cửa nạp (ứng với điểm k) khí nạp lại được thổi vào xilanh lùa khí thải ra thực

hiện đẩy cưỡng bức khí thải và thay khí mới chuẩn bị cho quá trình sau

1.3 Nhận xét:

- Trong hai hành trình của piston có một hành trình sinh công

- Mỗi hành trình của piston không làm riêng một nhiệm vụ như ở động cơ bốn kỳ mà làm nhiều nhiệm vụ

Hành trình 1: Làm các nhiệm vụ xả, nạp, nén

Hành trình 2: làm các nhiệm vụ sinh công, xả, nạp

Trong hành trình 1, giai đoạn xả khí sót (lọt khí) là không có lợi vì nó làm tổn thất một phần khí nạp Giai đoạn này càngnhỏ càng tốt nhưng lại phụ thuộc vào giai đoạn xả tự do của hành trình 2

1: Toàn bộ góc mở của cửa nạp



2: Toàn bộ góc mở của cửa xả

 : Góc phun sớm nhiên liệu

Hình 2-6 Đồ thị phân phối khí động cơ Điêzel 2 kỳ quét vòng

2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điêzel 2 kỳ quét thẳng

2.1 Đặc điểm cấu tạo: Có xupáp xả, bố trí trên nắp xilanh được điều khiển bằng một cơ cấu phân phối trích từ trục khuỷu Các

cửa nạp được bố trí xung quanh trên thành xilanh, hướng vát lên trên để tạo hướng đi của dòng khí thẳng từ ĐCD lên ĐCT.Việc đóng mở các cửa nạp do piston đảm nhiệm Có bơm quét khí tương tự kiểu quét vòng

Hình 2-7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ Điêzel 2 kỳ quét thẳng

2.2 Nguyên lý hoạt động:

- Hành trình thứ nhất: Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, các cửa nạp và xupáp xả đều mở, hành trình này làm các nhiệm vụ quétkhí, nạp khí, nén khí và phun nhiên liệu như ở động cơ quét cong Chỉ khác động cơ quét cong ở chỗ giai đoạn lọt khí (xả khísót) ở động cơ này có thể điều chỉnh được (rất nhỏ hoặc bằng không, thậm chí có thể cho xupáp xả đóng trước khi đóng cửanạp)

- Hành trình thứ 2: Làm các nhiệm vụ giãn nở sinh công, xả tự do, quét khí tương tự động cơ quét vòng, nghĩa là sau giaiđoạn sinh công thì xupáp xả được mở trước, các cửa nạp mở sau

Hình 2-8 Đồ thị phân phối khí động cơ Điêzel 2 kỳ quét thẳng

Chú ý: Hai dạng quét khí chủ yếu là quét vòng và quét thẳng Tùy theo việc bố trí các cửa quét mà người ta chia hệ thống

quét vòng thành quét vòng đặt ngang, quét vòng đặt một bên, quét vòng đặt xung quanh hay quét vòng hỗn hợp Còn hệ thốngquét ngang được chia thành quét song song, quét hướng tâm hay quét theo hướng tiếp tuyến

1 2

3 4

5

6 7

§ 2.2 CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ ĐIÊZEL

I HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

1 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp đủ một lượng nhiên liệu nhất định, trong một khoảng thời gian nhất định, vàobuồng đối của động cơ tại đúng các thời điểm quy định, dưới dạng sương mù tạo điều kiện cho nhiên liệu hoà trộn tốt nhất vớikhí nén trong xi lanh

- Thời điểm phun nhiên liệu vào xylanh phải đúng thời điểm quy định, không sớm quá, không muộn quá

Nếu phun sớm quá, do lúc đó áp lực khí nén còn thấp nhiệt độ còn thấp nên nhiên liệu bốc hơi chậm, một phần bám vàođỉnh piston và thành xylanh sẽ khó cháy gây lãng phí nhiên liệu và sinh khói đen Một phàn nhiên liệu cháy trước điểm chếttrên sẽ gây phản áp làm động cơ chạy rung hoặc sẽ không hoạt động được

Nếu phun muộn quá, nhiên liệu không đủ thời gian cháy, áp lực sinh ra sẽ giảm làm giảm công suất động cơ, nhiên liệucháy không hết gây lãng phí, động cơ thải khói đen

- Thời gian phun nhiên liệu càng ngắn càng tốt, (thông thường thời gian phun chiếm khoảng 25 - 300 góc quay trục khuỷu)

2 Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.1 Theo phương pháp cung cấp nhiên liệu:

- Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

- Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

a Hệ thống nhiên liệu trực tiếp

Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp

Bao gồm bơm cao áp được truyền động cơ khí và vòi phun được uống với BCA bằng ống dẫn nhiên liệu áp suất cao Ở hệthống này nhiên liệu có áp suất cao tạo ra nhờ BCA được đưa ngay đến và phun

Ưu điểm: Kết cấu tương đối đơn giản, gọn nhẹ có khả năng nhanh chóng đáp ứng được những thông số cung cấp nhiên liệu

Bơm cao áp

Đường ống cao áp

V-1 Két trực nhật

Vòi phun

Nhược điểm: Áp suất phun giảm ở các chế độ vòng quay thấp của động cơ làm cho chất lược phun sương nhiên liệu cũngxấu đi Điều nay dẫn đến tốc độ quay nhỏ bị hạn chế.

b Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp (Hệ thống phun tích tụ)

Đối với hệ thống này nhiên liệu có áp suất cao từ BCA không được đưa ngay đến vòi phun mà được đưa vào bình chứa ápsuất cao, gọi là bộ phận tích tụ rồi sau đó mới được đưa đến vòi phun qua bộ phận phân phối đặc biệt đúng lượng cần thiết,đúng thời điểm cần thiết

Trong thực tế loại này có thể tích bình chứa lớn hoặc nhỏ có thể đủ cung cấp cho một lần phun hoặc nhiều lần phun Nếu hệthống có thể tích bình chứa tích tụ lớn nhiên liệu được BCA cung cấp liên tục cho bình chứa, không phụ thuộc vào thời điểmphun nhiên liệu áp suất cao, lớn hơn nhiều so với thể tích một lần phun nên quá trình phun diễn ra với áp suất gần như khôngđổi, đảm bảo chất lượng phun nhiên liệu cao trong một khoảng tốc độ quay cũng như phụ tải rộng Vì vậy nó thường dùng chonhững động cơ điêzel tàu thuỷ có yêu cầu cao về việc phun nhiên liệu ở những chế độ phụ tải nhỏ

Nhược điểm: Hệ thống có kết cấu phức tạp

2.2 Dựa vào loại nhiên liệu sử dụng cho động cơ

- Nhiên liệu nhẹ

- Nhiên liệu nặng

Nhiên liệu nặng hay nhẹ tuỳ theo tỷ trọng nhiên liệu

Với nhiên liệu có tỷ trọng: 0,86 g/cm3 - dầu nhẹ (A)

0,86 - 0,92 g/cm3 - dầu nhẹ (B)0,93 g/cm3 - dầu nặng (C)

a Hệ thống nhiên liệu nhẹ

Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu này là sử dụng nhiên liệu có tỷ trọng nhỏ (dưới 0,92g/cm3) độ nhớt thấp (dưới 30cst ở

500C) nhiệt độ đông đặc thấp, các thành phần tạp chất khác như nước, lưu huỳnh, cốc, tro, xỉ nhỏ Do vậy trong hệ thống nhiênliệu này không cần hệ thống hâm nhiên liệu cũng như có thể không cần dùng máy lọc ly tâm

b Hệ thống nhiên liệu nặng

Thường được dùng cho các động cơ điêzel trung tốc, thấp tốc cống suất lớn Đặc điểm của hệ thống này lá sử dụng loạinhiên liệu có tỷ trọng cao (trên 0,92g/cm3) nhiệt độ động đặc cao độ nhớt cao (trên 30cst ở 500C) Các thành phần tạp chất bẩnnhư nước, lưu huỳnh, cốc lớn Vì vậy trong hệ thống này cần thiết phải trạng bị các thiết bị hâm trong két chứa trước máy lọc

Bơm chuyển dầu

V-3 E-4

V-8 Bơm cấp dầu V-9

V-10 V-11

V-12 V-13 Ống cao áp

Bơm cap áp Vòi phun

ly tâm, trước BCA Các đường ống dẫn nhiên liệu đều phải bọc cách nhiệt Đối với hệ thống nhiên liệu này nhất thiết phải bốtrí các máy lọc ly tâm để loại bớt tạp chất bẩn và nước ra khỏi nhiên liệu Ngoài ra khi động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệunặng thì cần thiết phải bố trí thêm một hệ thống nhiên liệu nhẹ để phục vụ động cơ khi tàu khởi động manơ hoặc chuẩn bị ravào cảng.

- Nhiên liệu từ két chứa dưới hầm tàu được bơm chuyển dầu hút qua bầu lọc tới két lắng FO Tại két lắng các tạp chất bẩn

và nước được lắng xuống và xả ra ngoài qua các van xả, ở két lắng nhiên liệu có thể hâm sơ bộ để việc lắng tốt hơn

Nhiên liệu từ két lắng qua hộp van V-4 tiếp tục đến bầu hâm của máy lọc nhờ bơm chuyển rồi đến máy lọc ly tâm qua vanV-6 Sau khi qua máy lọc để tách bỏ nước cặn bẩn nhiên liệu được đưa về két trực nhật FO qua van V-7 Từ két trực nhật,nhiên liệu chảy về két hoà trộn qua van 3 ngả, qua phin lọc rồi được bơm cấp dầu đẩy qua bầu lọc tiếp tục được hõm tại bầuhâm để đảm bảo độ nhớ 2,5 - 40BY của nhiên liệu đúng giá trị quy định trước BCA Sau đó theo đường ống cao áp qua vòiphun đưa vào xylanh động cơ

- Hệ thống nhiên liệu nhẹ: Gồm két trực nhật DO lắp song song với két trực nhật FO Trước khi tàu manơ hoặc điều động từ

20 - 30 phút cần chuyển việc sử dụng hệ thống nhiên liệu nặng sang hệ thống nhiên liệu nhẹ bằng van chuyển 3 ngả V-G có tácdụng làm nhiệt độ của nhiên liệu thay đổi từ từ khi chuyển từ nhiên liệu nặng sau nhiên liệu nhẹ và ngược lại để tránh hiệntượng kẹt piston plunger của BCA Chú ý việc đóng mở các van cần từ từ

II HỆ THỐNG DẦU BÔI TRƠN

1 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống bôi trơn

Ngoài tác dụng giảm ma sát bôi trơn còn có tác dụng:

- Tẩy rửa các bề mặt tiếp xúc (dầu bôi trơn sẽ đưa các hạt, phoi kim loại bị mài mòn ra khỏi bề mặt tiếp xúc)

- Làm mát các bề mặt ma sát: dầu nhờn sẽ mang nhiệt ở các bề mặt ma sát đi ra ngoài nhả nhiệt cho nước làm mát trong bầulàm mát dầu

- Bao kín khe hở nhỏ (giữa piston với xylanh giữa trục với phớt chắn ) do có màng dầu bôi trơn đệm giữa chung

- Ngoài ra dầu nhờn còn dùng làm mát cho đỉnh piston làm môi chất cho các hệ thống điều khiển, đảo chiều

- Dầu bôi trơn cần bao phủ các chi tiết để chống ôxy hóa các chi tiết

- Hệ thống dầu nhờn phải đơn giản, làm việc tin cậy đảm bảo suất tiêu hao dầu nhờn là nhỏ nhất

2 Phân loại hệ thống bôi trơn

V-9 V-10

V-11

Máy lọc dầu

No.2 No.1

2.1 Theo phương pháp cung cấp dầu nhờn đến hệ thống bôi trơn gồm

a Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất thấp

Tất cả các động cơ điêzel đều có hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất thấp (áp suất trong hệ thống nằm trongkhoảng 1,5 - 8 kg/cm2

Hệ thống này cung cấp dầu bôi trơn cho các bề mặt ma sát của ổ trục chính, ổ khuỷu, ổ trục đầu nhỏ biên, ổ trục phânphối

Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất thấp đặc trưng bằng sự phân nhánh của đường ống dẫn dầu tuần hoàn cungcấp dầu bôi trơn đồng thời tới nhiều điểm bôi trơn và sự tuần hoàn của một lượng dầu duy nhất trong động cơ Lượng dầu nàyluôn luôn được lọc sạch (ở các bầu lọc thô, tinh, có thể bằng các máy lọc li tâm) và được làm mát (trong các bầu sinh hàn) tớinhiệt độ yêu cầu

b Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất cao

Áp suất trong hệ thống này > 50kg/cm2 Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất cao phục vụ cho bôi trơn sơ mixylanh, đầu chữ thập con trượt ở các động cơ điêzel có công suất lớn, hành trình piston dài

Đặc trưng của hệ thống này là cung cấp đúng định lượng và đúng thời điểm dầu bôi trơn cho mặt gương xylanh nhờ cácbơm dầu kiểu piston, mỗi điểm bôi trơn có một piston riêng Dầu bôi trơn xong một phần bị hoá hơi và cháy trong sơmixylanh, một phần bị khí xả mang ra ngoài, phần còn lại chảy xuống bộ phận chứa dầu bố trí trên các tấm ngăn giữa xylanh vàhộp trục khuỷu Nhờ các tấm ngăn này có thể dùng loại dầu bôi trơn riêng để bôi trơn cho nhóm sơ mi xylanh - piston nhất lànhóm sơ mi xylanh - piston của động cơ sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, mục đích nhằm giảm hao mòn sơ mixylanh và các vòng xéc măng

2.2 Phương pháp bôi trơn bằng vung toé

Dùng cho động cơ công suất nhỏ, kích thước xylanh bé Đối với phương pháp này, lắp thêm các thiết bị đặc biệt vào trụckhuỷu của động cơ để khi làm việc sẽ văng té dầu lên bôi trơn mặt gương xylanh, đầu nhỏ của biên, chốt piston (một lượngdầu sau khi bôi trơn cho cổ khuỷu sẽ tràn ra bên mép và do có lực li tâm sẽ vung lên bôi trơn cho xylanh)

Tuy nhiên do dầu bẩn (có chứa cả nhiên liệu và sản phẩm cháy) chảy từ xylanh xuống nên trong trường hợp này quá trìnhôxy hoá và quá trình làm bẩn dầu tăng lên rất nhanh, yêu cầu phải thay dầu sau một thời gian sử dụng ngắn hơn so với cácphương pháp khác

2.3 Phân theo vị trí chứa dầu bôi trơn trong động cơ

a Hệ thống bôi trơn các te ướt

Để cung cấp dầu bôi trơn trước khi khởi động hoặc trong trường hợp động cơ làm việc với số vòng nhỏ, cần tăng thêm áplực dầu đến giá trị định mức, dùng bơm độc lập (bơm này được truyền động bằng điện ở động cơ tàu thuỷ cỡ lớn, bằng tay ởđộng cơ cỡ nhỏ) Toàn bộ dầu nhờn sau khi bôi trơn xong đều rơi xuống các te (các te làm nhiệm vụ chứa dầu nên gọi là các teướt)

Hệ thống bôi trơn các te ướt cấu tạo đơn giản nhưng tính tin cậy, an toàn trong khai thác không được bảo đảm Vì lượngdầu chứa trong các te không nhiều vòng tuần hoàn lớn, dầu chóng bẩn Khi tàu nghiêng lắc trong sóng miệng hút dầu có thể bịnhô lên khỏi mặt thoáng của dầu, làm cho việc cung cấp dầu bị gián đoạn, gây mất áp lực

b Hệ thống dầu bôi trơn các te khô:

Dầu chứa ngoài các te lưu lượng bơm hút > lưu lượng bơm đưa đi bôi trơn

+ Sơ đồ hệ thống:

Bơm tay Lưới lọc thô

Các te

Fin lọc Sinh hàn dầu nhờn Van điều chỉnh nhiệt độ

Bơm

Van điều chỉnh

áp lực dầu Van dầu hồi

V-4

V-5

Động cơ Điêzel

Hình 2-13 Hệ thống bôi trơn các te khô

+ Nguyên lý làm việc:

- Mạch bôi trơn:

Hệ thống này bao gồm két tuần hoàn được bố trí dưới các te, chứa dầu từ các te chảy xuống Dầu nhờn từ két được bơmbánh răng hút đưa qua lưới lọc, qua phin lọc tới sinh hàn vào đường ống chính dẫn đi bôi trơn máy chính Trước khi đến sinhhàn dầu qua van điều tiết nhiệt độ để điều chỉnh lượng dầu nhờn qua sinh hàn nhiều hay ít nhằm duy trì nhiệt độ thích hợptrước khi vào bôi trơn, van an toàn V-2 dùng để điều chỉnh áp lực dầu bôi trơn (bằng cách thay đổi sức căng lò xo) Van dầuhồi V-3 điều chỉnh áp lực dầu trong đường ống chính

- Mạch lọc dầu:

Ngoài ra còn một hệ thống khác không mắc nối tiếp với hệ thống trên, dầu nhờn từ két tuần hoàn được bơm bánh rănghút qua bầu hâm để vào máy lọc dầu phân ly ở đây nước và tạp chất được tách ra cho về két dầu bẩn (không vẽ trên hình) còndầu sạch được bơm đẩy hồi về két tuần hoàn Hai bơm hút và đẩy thường lắp ngay trong máy lọc

Lượng dầu chứa trong két tuần hoàn phụ thuộc vào công suất động cơ kiểu loại động cơ Nếu động cơ có công suất trungbình trở xuống và động cơ khụng có patanh bàn trượt người ta dùng chung một loại dầu bôi trơn chung cho cả sơmi xylanh.Nếu động cơ patanh bàn trượt và động cơ có công suất lớn, dùng dầu bôi trơn xylanh riêng khi có hệ thống bôi trơn riêng cho

sơ mi xylanh bằng bơm riêng các bơm này đưa dầu xylanh đến bôi trơn thành sơ mi xylanh

Ưu điểm: Thời gian sử dụng dầu nhờn dài hơn, an toàn tránh được nổ hơi dầu trong các te (Phần bên trong các te người talắp các van an toàn để xả bớt hơi dầu nếu áp suất cao)

III HỆ THỐNG NƯỚC LÀM MÁT

1 Nhiệm vụ của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ mang một phần nhiệt từ các chi tiết của động cơ (ví dụ: sơ mi xylanh, nắp xylanh, đỉnhpiston ) bị nóng lên trong quá trình làm việc do tiếp xúc với khí cháy hoặc do ma sát Ngoài ra còn có nhiệm vụ làm mát chokhí tăng áp, dầu bôi trơn

Để làm mát xylanh và nắp xylanh người ta thường dùng nước ngọt hay nước biển

Để làm đỉnh piston, thường dùng dầu bôi trơn hay nước ngọt làm mát riêng Công chất làm mát có thể là nước ngọt hay dầuđiêzel

2 Các hệ thống làm mát dùng cho điêzel tàu thuỷ

Các te

Máy lọc dầu nhờn

Bơm

V-6 V-7

Bầu hâm

V-8 Két dầu tuần hoàn

Nước ngoài mạn tàu qua van thông biển, qua bầu lọc đến bơm đưa đi làm mát cho dầu ở sinh hàn dầu và sau đó đi làm mátcho các bộ phận trong động cơ, sau đó xả ra ngoài mạn tàu Để tránh nước vào làm mát cho động cơ quá lạnh, người ta nốigiữa đường ra và đường vào của nước làm mát bằng một đường ống trên đó bố trí van điều tiết nhiệt độ.

* Sơ đồ hệ thống:

Hình 2-14 Hệ thống làm mát hở

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ

Nhược điểm: Có nhiều nhược điểm lớn chính như sau

- Nhiệt độ nước làm mát ra khỏi động cơ không được vượt quá 50 - 550C để tránh tạo ra hiện tượng kết tủa muối làm giảmkhả năng trao đổi nhiệt của hệ thống, ngoài ra lượng muối đóng cặn (tích tụ) trên đường ống làm tắc ống Nhiệt độ nước ngoàitàu thay đổi rất lớn (từ 5 - 300C) tuỳ thuộc vào vùng hoạt động của tàu và thời tiết dẫn đến nhiệt độ của các vách làm mát cũngthay đổi làm cho ứng suất nhiệt của các chi tiết tăng lên Ngoài ra khi nhiệt độ thấp có khả năng ngưng tụ hơi nước kết hợp vớisản phẩm cháy tạo thành các loại axít làm tăng mức độ ăn mòn sơmi xylanh

- Dù đã lọc qua bầu lọc nhưng nước vẫn bị bẩn (do bùn, cát ) nên các khoang làm mát xylanh và nắp xylanh bị bẩn rấtnhanh, gây nên những điểm nóng cục bộ dẫn đến việc tạo ra các vết nứt trên những bề mặt đó

2.2 Hệ thống làm mát kín (2 vòng)

Hệ thống này gồm 2 vòng tuần hoàn

- Vòng tuần hoàn nước ngọt: Làm mát trực tiếp cho động cơ, máy nén tăng áp, tua bin khí xả và nó tuần hoàn trong mộtchu trình kín

- Vòng tuần hoàn nước mặn: Dùng nước ngoài mạn tàu làm mát cho dầu nhờn, nước ngọt, không khí tăng áp rồi xả ra ngoàimạn tàu

Van thông biển

Van xả mạn

Các van điều tiết nhiệt độ duy trì nhiệt độ cần thiết cho hệ thống

Trước khi khởi động động cơ cần hâm động cơ ta mở hơi hâm vào bầu hâm, sau đó chạy bơm nước ngọt Nhiệt độ nướcngọt ra khỏi động cơ khoảng 65 - 800C còn hiệu số nhiệt độ nước ngọt ở cửa ra và vào động cơ khoảng ∆T = 8 - 10oC

* Ưu điểm: Khống chế được chất lượng nước làm mát nên hệ thống đường ống các khoang chứa nước làm mát sạch Mặtkhác đảm bảo nhiệt độ nước vào động cơ không thấp quá nên giảm được ứng suất nhiệt

* Nhược điểm: Hệ thống cồng kềnh, phải mang theo nước ngọt

IV HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG VÀ ĐẢO CHIỀU

1 Hệ thống khởi động

1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu

Động cơ đang ở trạng thái dừng, để nó có thể bắt đầu hoạt động cần phải dùng một nguồn năng lượng bên ngoài nào đó laiđộng cơ đến một tốc độ quay khởi động (nkđ) đó là tốc độ quay nhỏ nhất mà vận tốc trung bình của piston đạt đến giá trị (Cm)cần thiết để nhiên liệu có thể tự bốc cháy và động cơ có thể làm việc

Có nhiều phương pháp khởi động động cơ điêzel Khởi động bằng tay, khởi động bằng động cơ điện, khởi động bằngnhững động cơ xăng phụ, khởi động bằng không khí nén

Trong các phương pháp khởi động nói trên (trừ khởi động bằng không khí nén) các thiết bị khởi động tác dụng trực tiếp lêntrục cổ của động cơ tức là sự chuyển động bắt đầu từ trục cơ (trục cơ dẫn động còn piston bị dẫn) Với những cách khởi độngnày động cơ có thể khởi động với bất kỳ vị trí nào của piston và không phụ thuộc vào số xylanh động cơ

Khởi động bằng khí nén là phương pháp dùng không khí nén có áp lực cao (10 - 50kg/cm2) tác dụng lên đỉnh các piston đểđẩy piston đi xuống qua đó làm quay trục khuỷu Như thế khâu dẫn động ở đây là piston còn khâu bị dẫn là trục cơ Khởi độngbằng không khí nén là phương pháp chủ yếu của động cơ điêzel tàu thuỷ

Van thông mạn Bầu lọc

Sinh hàn nước ngọt

V-7 V-8

V-11

V-13 V-14

V-10

V-16 V-15

V-17 V-18

Van thông đáy

Chú ý là khi các vị trí piston đều ở điểm chết thì khởi động bằng khí nén khụng thực hiện được vì lực chuyển động quaytrục khuỷu ở những vị trí tận cùng của piston hầu như không có Điều kiện để động cơ có thể khởi động bằng khí nén khipiston ở bất kỳ vị trí nào chỉ có thể thực hiện được với động cơ có nhiều xylanh Cụ thể động cơ 4 kỳ thì ít nhất phải có 6xylanh và động cơ 2 kỳ ít nhất có 4 xylanh.

* Yêu cầu khởi động bằng khí nén:

- Khí nén phải đủ áp lực để làm quay trục khuỷu dễ dàng (thông thường từ 10 - 30 kg/cm2) Lượng khí nén phải đủ để khởiđộng động cơ được 10 - 20 lần

Tuỳ theo loại thiết bị có thể dùng khoảng áp suất không khí nén như sau:

+ Khởi động bằng không khí nén áp suất thấp: p = 20 - 30 kg/cm2

+ Khởi động bằng không khí nén áp suất trung bình: p = 60 - 80 kg/cm2

+ Khởi động bằng không khí nén áp suất cao: p = 150 - 250 kg/cm2

Nếu áp dụng hai loại sau trong hệ thống phải có van giảm áp để giảm áp suất khí khởi động đến 20 - 30 kg/cm2

- Khí nén vào khởi động động cơ phải ở thời kỳ sinh công (cháy giãn nở) của từng xylanh và theo đúng thứ tự nổ của động

cơ Thời gian khí nén vào xylanh phải kết thúc trước khi xupáp xả của xylanh đó mở (nếu không ,khí nén sẽ lọt qua xupáp xả

Góc cấp khí nén khởi động đối với động cơ 4 kỳ: 130 - 1400 đối với động cơ 2 kỳ khoảng 1000

Như vây đối với động cơ 4 kỳ có 720/140 > 5 phải lấy 6 xylanh

Đối với động cơ 2 kỳ 360/100 > 3 phải lấy từ 4 xylanh

- Sau khi khởi động xong khí nén trên đường ống phải được xả ra ngoài để đảm bảo an toàn

1.2 Hệ thống khởi động bằng không khí nén cấp vào buồng đốt động cơ

Hệ thống bao gồm: Máy nén, bình chứa không khí áp suất cao, van khởi động đặt trên nắp xylanh

Quá trình đưa khí nén vào xylanh có thể theo 2 cách:

- Lần lượt đưa khí nén vào trước, cấp nhiên liệu sau (động cơ công suất nhỏ)

- Đồng thời đưa khí nén và nhiên liệu vào trong xylanh cùng một lúc (phổ biến ở các động cơ có công suất lớn và vừa)

Hệ thống khởi động bằng không khí nén của động cơ điêzel tàu thuỷ được chia làm 2 loại: Hệ thống khởi động trực tiếp và

hệ thống khởi động gián tiếp

a Hệ thống khởi động trực tiếp bằng không khí nén

Thường sử dụng cho động cơ cao tốc, công suất nhỏ Đặc điểm là dùng cam khống chế đường gió chính

* Sơ đồ hệ thống

1 Máy nén gió 5 Tay khởi động

2 Chai gió 6 Đĩa chia gió

3 Van chặn chính 7 Đường thoát gió

4 Van khởi động chính 8 Các xupáp khởi động

Hình 2-16: Hê thống khởi động trực tiếp

* Nguyên lý làm việc:

- Trước khi khởi động phải kiểm tra áp lực chai gió (2).

- Khi mở van (3) khí nén từ bình (2) vào hộp van khởi động (4) Khi ta ấn tay khởi động gió vào đĩa chia gió (6) là hộp vanphân phối Khí nén từ bộ phận phân phối lần lượt vào các xylanh theo thứ tự nổ của động cơ, qua các xupáp khởi động tácđộng lên piston làm quay trục khuỷu Tốc độ trục khuỷu tăng dần và đến khi tự làm việc được thì ngừng ấn tay (5) cho hoạtđộng bằng nhiên liệu Khoá van (3) lại, khí nén theo đường (7) ra ngoài bảo đảm an toàn

Áp lực ở chai gió (2) thiếu thì dùng máy nén (1) bổ sung đạt đén áp lực yêu cầu

Đĩa chia gió (bộ phận phân phối khí khởi động) điều khiển bằng trục phân phối

b Hệ thống khởi động gián tiếp bằng khí nén

* Sơ đồ hệ thống

1 Máy nén gió 6 Tay khởi động

2 Chai gió 7 Đường gió phụ

3 Van chặn chính 8 Đường gió chính

4 Van khởi động chính 9 Các xupáp khởi động

5 Van khởi động 10 Đĩa chia gió

Hình 2-17: Hê thống khởi động gián tiếp

* Nguyên lý hoạt động:

Khi mở van (3), khí nén từ chai gió (2) vào hộp (4) theo đường (T) lên hộp van (5) theo đường (H) vào phần trên hộp vankhởi động chính (4) tạo nên sự cân bằng áp suất nên hộp van khởi động đóng chặt Khí ấn tay khởi động (6) xuống, mở thôngđường (H) và (C) nên khí nén trên hộp (4) theo đường (C) ra ngoài tạo nên sự chênh lệch áp suất, do đó hộp (4) mở khí nén ra

và được chia làm 2 đường Đường gió chính và đường gió tới đĩa chia gió

- Phần lớn khí nén chủ yếu theo đường (8) đến chờ sẵn ở các xupáp đó là đường gió chính để khởi động

- Phần kia vào đĩa chia gió (10) sau đó vào phần trên của xupáp khởi động theo thứ tự nổ của động cơ, nhờ trục phân phốitác động vào đĩa chia gió để thông đường gió phụ tới từng xupáp khỏi động Mở xupáp khởi động cho đường gió chính vàoxylanh để khởi động động cơ

- Khi khởi động xong, ngừng ấn tay khởi động, khoá van (3) và nạp bổ sung nhờ máy nén khí

Hệ thống khởi động gián tiếp được sử dụng phần lớn cho động cơ điêzel lai chân vịt

2 Hệ thống đảo chiều

2.1 Nhiệm vụ, các phương pháp đảo chiều, yêu cầu khi đảo chiều

Để thay đổi chiều chuyển động của tàu (tiến, lùi hoặc ngược lại) có thể thực hiện các biện pháp sau:

- Đảo chiều quay trục khuỷu bằng hệ thống đảo chiều bố trí ngay trên động cơ

- Đảo chiều quay của chân vịt bằng khớp nối ly hợp đảo chiều bố trí giữa động cơ và chân vịt Theo cách này cho phépđộng cơ luôn làm việc theo một chiều quay nhất định và do đó có thể dùng động cơ không tự đảo chiều làm động cơ chính laichân vịt

- Dùng chân vịt biến bước: Cho phép động cơ tận dụng hết công suất trong điều kiện thuận lợi

Giới hạn trong phạm vi những thiết bị đảo chiều trực tiếp cho động cơ: lúc đó đảo chiều động cơ tương ứng với trục khuỷucủa động cơ phải quay theo chiều ngược lại với chiều quay của chế độ công tác trước đó Để thực hiện điều này, thiết bị phânphối khí phải điều khiển việc mở van khởi động của xi lanh đang ở kỳ nén, lúc đó khí khởi động sẽ đẩy piston chuyển độngtheo chiều ngược lại Tuỳ theo cấu tạo của thiết bị phân phối khí khởi động mà cơ cấu đảo chiều có nguyên lý làm việc khácnhau

+ Đối với thiết bị phân phối khí khởi động kiểu van trượt hướng tâm, dùng phương pháp dịch trục phân phối để đảo chiềuđộng cơ

+ Đối với thiết bị phân phối kiểu tấm trượt dạng đĩa, dùng phương pháp quay tương đối trục phân phối một góc nhất định

so với trục khuỷu

Các thiết bị chính dùng hệ thống đảo chiều gồm: Thiết bị bảo vệ và động cơ xecvô dùng để dịch trục phân phối (hay xoaytrục phân phối) động cơ xecvô là dộng cơ trợ động.

Khi đảo chiều động cơ phải tuân theo thứ tự nghiêm ngặt các thao tác với những quy định sau:

- Chỉ khởi động động cơ khi trục phân phối khí đã chuyển hoàn toàn sang vị trí tiến hoặc lùi

- Sau khi động cơ quay đến vòng quay khởi động dưới tác dụng của không khí nén, nhiên liệu bắt đầu được cấp vào buồngđốt, khi đó phải dừng cấp khí nén

- Không được đảo chiều động cơ khi nó đang làm việc, phải dừng động cơ, sau đó tiến hành đảo chiều trục phân phối rồimới khởi động lại

- Khi tàu manơ các động tác đảo chiều, khởi động phải được thực hiện an toàn trong thời gian ngắn nhất

- Yêu cầu các tay điều khiển phải được dịch chuyển dễ dàng cho phép thao tác thuận lợi nhẹ nhàng Cần phải có các thiết bịbảo vệ để hạn chế thấp nhất những thao tác sai

2.2 Cơ cấu đảo chiều trực tiếp bằng cách dịch trục cam

a Sơ đồ cấu tạo

1 Đường dẫn khí nén 8 Khớp nối

6 Xi lanh chứa dầu 12 Cam hút khi lùi

7 Phớt kín dầu 13 Cam hút khi tiến

14 Con đội xupáp hút 15 Con đội xupáp xả

Hình 2-22: Cơ cấu đảo chiều trực tiếp bằng cách dịch trục cam

Trong cơ cấu này, tương ứng với mỗi xupáp của động cơ có 2 cam dẫn động (một cam tiến và một cam lùi)

Giữa 2 cam có mặt vát chuyển tiếp để con đội có thể trượt từ cam này sang cam khác dễ dàng Khi đẩy trục cam di độngdọc trục, các cam khác bị đẩy đi, nên con đội đang tiếp xúc với cam này sẽ chuyển sang tiếp xúc với cam khác Do đó phaphân phối khí và thứ tự nổ của động cơ sẽ thay đổi làm động cơ hoạt động theo chiều ngược lại

b Nguyên lý hoạt động:

- Khi tàu chạy tới (động cơ quay theo chiều thuận) thì xoay van (2) ở vị trí "tới" Khí nén qua van (2) vào bình (3) và néndầu xuống piston (5) bị dịch chuyển sang phải kéo theo trục cam di động sang bên phải, các con đội tiếp xúc với các cam tới(lúc này không khí trong bình (4) thoát ra ngoài theo van (2) dần trong xi lanh phía phải sẽ dâng lên đầy bình

- Muốn tàu chạy lùi (động cơ quay theo chiều ngược lại) thì trước tiên phải dừng động cơ lại Tiếp sau đó mới xoay van (2)

về vị trí "lùi", khi đó khí nén sẽ vào bình (4) đẩy dầu xuống làm piston bị đẩy sang trái Trục cam sẽ bị đẩy sang trái làm conđội chuyển sang tiếp xúc với các cam lùi, động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại

CHƯƠNG III

NỒI HƠI TÀU THUỶ VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ NỒI HƠI

§ 3-1 KẾT CẤU NỒI HƠI TÀU THỦY

I Sơ đồ nguyên lý nồi hơi ống lửa

1 Nồi hơi ống lửa ngược chiều (Tuần hoàn tự nhiên)

1.1 Sơ đồ kết cấu:

1 Thân nồi 5 Không gian nước 9 Hộp lửa

2 Cụm ống lửa 6 Nắp hộp lửa 10 Buồng đốt

3 Đinh chằng dài 7 Ống thuỷ 11,13 Cửa kiểm tra

4 Không gian hơi 8 Đinh chằng ngắn 12 Mặt sàng trước

Hình 3-1 Sơ đồ nồi hơi ống lửa ngược chiều

* Bầu nồi: có dạng hình trụ tròn được ghép từ 1,2 hoặc 3 tấm thép nồi hoặc hơi bằng mối hàn hoặc đinh tán Vật liệu là thép(20k, 25k hoặc T5k), ở trên bầu nồi có khoét các cửa hình elíp để vào vệ sinh

* Buồng đốt: có cấu tạo hình lượn sóng để tăng bề mặt tiếp xúc và bảo đảm có thể co giãn khi nhiệt độ thay đổi (có thể có 1,

2 nhiều buồng đốt)

* Hộp lửa: có dạng hình hộp, phần đỉnh bị thu hẹp lại số hộp lửa tương ứng với số buồng đốt Phần trên đỉnh hộp lửa bố tríthanh gia cường bằng mã đỉnh hộp lửa Một mặt của bộp lửa được khoét các lỗ để lắp các ống lửa Ba mặt còn lại của hộp lửaliên kết với nắp sau của bầu nồi và các mặt khác bằng các đinh chằng ngắn

- Đinh chằng dài: dùng để chằng giữ phần không gian có ống lửa với nắp sau của nồi và thân nồi

* Hộp khói: khói lò đi ra khỏi ống lửa được dẫn vào hộp khói trước khi đi quét qua bộ sưởi không khí, bộ hâm nước tiết kiệm

7

Phía trước hộp khói có cửa hộp khói, qua nó có thể tiến hành lau chùi muội hoặc bịt bỏ những ống lửa bị nứt vỡ.

* Bầu khô hơi: Làm tăng chiều cao của không gian hơi trong thân nồi, do đó buộc các hạt nước lớn trong hơi nước rơi trở vềkhông gian nước, kết quả làm tăng độ khô của hơi, miệng của bầu khô hơi được khoét ở thân nồi và được hàn vào thân nồi

1.2 Nguyên lý hoạt động

- Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng đốt 10 thực hiện quá trình cháy tạo ra khí lò Khí lò đi vào hộp lửa 9 cháy nốtphần nhiên liệu chưa kịp cháy trong buồng đốt và phân phối khí cháy cho các ống lửa Khí cháy tiếp tục đi qua bộ sấy hơi (quánhiệt) rồi đi qua hộp khói, qua bộ hâm nước tiết kiệm, bộ sưởi không khí rồi ra ngoài

- Nước trong bầu nồi nhận nhiệt xung quanh buồng đốt, xung quanh hộp lửa và chủ yếu là ở các ống lửa, hoá hơi Hỗn hợpnước và hơi có tỷ trọng bé hơn so với nước Chính sự chênh lệch tỷ trọng đó tạo nên vòng tuần hoàn của nước ở trong nồi hơiống lửa

- Hơi trích từ nồi thực hiện qua bầu khô hơi và qua bộ sấy hơi thành hơi quá nhiệt rồi tới các thiết bị tiêu thụ hơi

- Chú ý mực nước phải ngập hết các ống để tránh cháy ống

1.3 Ưu nhược điểm

* Ưu điểm:

- Nhờ ống lớn và thẳng nên có thể dùng nước với chất lượng không cao chưa lọc hoặc có lẫn dầu

- Thân nồi chứa nhiều nước làm cho nồi hơi có năng lựơng tiền tàng lớn nên áp suất nồi hơi khá ổn định ngay cả khi đột ngộttăng giảm lượng hơi nước lấy từ nồi hơi

- Độ khô của nồi hơi tương đối cao do chiều cao của không gian hơi khá lớn Không cần thiết bị khô hơi, kết cấu bền sử dụngđơn giản

* Nhược điểm:

- To nặng, trong khi thân nồi nắp nồi rất to, rất dày, mà không phải là bề mặt hấp nhiệt, cường độ bốc hơi yếu, do đó chỉ dùngcho loại nồi hơi bộ thông số thấp

- Thời gian nhóm lò lấy hơi rất lâu (610 giờ)

- Khi nổ vỡ thân nồi sẽ gây tai nạn rất nguy hiểm

Nồi hơi ống lửa thường chỉ được dùng làm nồi hơi phụ nhất là các tầu dầu (ở loại tàu này, trong nước cấp thường có lẫn dầu).Ngoài ra còn được dùng cho tàu máy hơi nước nhỏ nhất là các tàu lai dắt là loại tàu có tải trọng luôn biến đổi