Chơng V Các hệ thống phục vụ động diesel 5-1 Hệ thống nhiên liệu I Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống cung cấp nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp đủ lợng nhiên liệu định, khoảng thời gian định, vào buồng đối động thời điểm quy định, dới dạng sơng mù tạo điều kiện cho nhiên liệu hoà trộn tốt với khí nén xi lanh Về định lợng Chất lợng hoạt động hệ thống nhiên liệu có ảnh hởng trực tiếp tới công suất hiệu suất động Vì hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo yêu cầu sau đây: - Lợng nhiên liệu cấp vào phải đủ xác theo yêu cầu chu trình điều chỉnh đợc theo yêu cầu phụ tải - Lợng nhiên liệu phun vào xilanh phải đồng (sự chênh lệch không vợt 5% để tay ga vị trí cấp nhiên liệu lớn nhất) Nếu cấp không động hoạt động không đều, rụng động mạnh ảnh hởng đến độ bền động Về định thời - Thời điểm phun nhiên liệu vào xilanh phải thời điểm quy định, không sớm quá, không muộn Nếu phun sớm quá, lúc áp lực khí nén thấp nhiệt độ thấp nên nhiên liệu bốc chậm, phần bám vào đỉnh piston thành xilanh khó cháy gây lÃng phí nhiên liệu sinh khói đen Một phàn nhiên liệu cháy trớc điểm chết gây phản áp làm động chạy rung không hoạt động đợc Nếu phun muộn quá, nhiên liệu không đủ thời gian cháy, áp lực sinh giảm làm giảm công suất động cơ, nhiên liệu cháy không hết gây lÃng phí, động thải khói đen - Thời gian phun nhiên liệu ngắn tốt, (thông thờng thêi gian phun chiÕm kho¶ng 25 - 300 gãc quay trục khuỷu) Về định áp p suất nhiên liệu phun vào buồng đốt phải quy định phải đủ lớn để tạo sơng tốt có sức xuyên tốt, tạo điều kiện hoà trộn tốt với khí nén xilanh 111 Tuy nhiên áp suất phun không yêu cầu lớn gặp khó khăn chế tạo bơm cao áp, giảm tuổi thọ chi tiết hệ thống Trạng thái phun - Nhiên liệu phải đợc phun trạng thái tơi sơng (càng tơi sơng tốt) hình dáng tia nhiên liệu phải phù hợp với buồng đốt tơng đối đồng đều, hoà trộn tốt với khí nén - Quá trình phun phải dứt khoát, không bị nhỏ giọt lúc bắt đầu lúc kt thỳc phun.Phải đảm bảo làm việc ổn định tốc độ quay tối thiểu đà quy định II Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu Theo phơng pháp cung cấp nhiên liệu: - Hệ thông phun nhiên liệu trực tiếp - Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp a Hệ thống nhiên liệu trực tiếp Đờng ống cao áp Vòi phun Két trực nhậtV-1 Fin lọc V-2 Bơm cao áp Hình 5-1:Sơ đồ hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp Bao gồm bơm cao áp đợc truyền động khí vòi phun đợc uống với BCA ống dẫn nhiên liệu áp suất cao hệ thống nhiên liệu có áp suất cao tạo nhờ BCA đợc đa đến phun Ưu điểm: Kết cấu tơng đối đơn giản, gọn nhẹ có khả nhanh chóng đáp ứng đợc thông số cung cấp nhiên liệu chế 112 độ công tác khác nhau, cã tÝnh tin cËy cao, cã thĨ sư dơng toàn khoảng cung cấp nhiên liệu cho chu trình Nhợc điểm: p suất phun giảm chế độ vòng quay thấp động làm cho chất lợc phun sơng nhiên liệu xấu Điều 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 nhiên liệu có áp suất cao từ BCA không đợc đa đến vũi phun mà đợc đa vào bình chứa áp suất cao, gọi phận tích tụ sau đợc đa đến vòi phun qua phận phân phối đặc biệt lợng cần thiết, thời điểm cần thiết Trong thực tế loại tích bình chứa lớn nhỏ đủ cung cấp cho mt lần phun nhiều lần phun Nếu hệ thống tích bình chứa tích tụ lớn nhiên liệu đợc BCA cung cấp liên tục cho bình chứa, không phụ thuộc vào thời điểm phun nhiên liệu áp suất cao, lớn nhiều so với thể tích lần phun nên trình phun diễn với áp suất gần nh không đổi, đảm bảo chất lợng phun nhiên liệu cao khoảng tốc độ quay nh phụ tải rng Vì thờng dùng cho động diesel tàu thuỷ có yêu cầu cao việc phun nhiên liệu chế độ phụ tải nhỏ Nhợc điểm: Hệ thống có kết cấu phức tạp Dựa vào loại nhiên liệu sử dụng cho động - 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 nhĐ (A) 0,86 - 0,92g/cm3 - dÇu nhĐ (B) 0,93g/cm3 - dầu nặng (C) a Hệ thống nhiên liệu nhẹ Đặc điểm hệ thống nhiên liệu sử dụng nhiên liệu có tỷ trọng nhỏ (dới 0,92g/cm3) độ nhớt thấp (dới 30cst 500C) nhiệt độ đông đặc thấp, thành phần tạp chất khác nh nớc, lu huúnh, cãc, tro, xØ nhá Do vËy hÖ thèng nhiên liệu không cần hệ thống hâm nhiên liệu nh không cần dùng máy lọc ly t©m + Sơ đồ hệ thống 113 KÐt trùc nhËt Két lắng V V ống cao áp Vòi phun V-2 B¬ m V-3 E-4 V-5 - KÐt chøa V-8 Bơm cấp dầu V-9 V-10 V-12 V-11 V-13 Bơm cap áp V-7 V-6 Bơm chuyển dầu Hình 5-2:Sơ đồ hƯ thèng nhiªn liƯu nhĐ + Ngun lý làm việc Hệ thống nhiên liệu nhẹ sử dụng cho động trung tốc cao tốc công suất nhỏ Trong động công suất lớn tồn song song với hệ thống nhiên liệu nặng Nhiên liệu từ két chứa bm chuyển vào két lắng qua hộp van Tại két lng tạp chất bẩn nớc đợc lắng xuống xả qua van xả, sau ú đợc bơm chuyển lên két trực nhật qua phin läc Nhiên liệu bơm cấp dầu bơm tíi b¬m cao áp đợc đa đến vòi phun, phun vào xilanh động (nếu chất lợng dầu không tốt bố trí thêm máy lọc ly tâm trớc ®a tíi kÐt trùc nhËt) Trong số hệ thống khác nhiên liệu từ két trực nhật tới BCA nhờ chiu cao trng lc b.Hệ thống nhiên liệu nặng Thờng đợc dùng cho động diesel trung tốc, thấp tốc cống suất lớn Đặc điểm hệ thống sử dụng loại nhiên liệu có tỷ trọng cao (trên 0,92g/cm3) nhiệt độ động đặc cao độ nhớt cao (trên 30cst 500C) Các thành phần tạp chất bẩn nh níc, lu hnh, cèc lớn V× vËy hƯ thống cần thiết phải trạng bị thiết bị hâm két chứa trớc máy lọc ly tâm, trớc BCA Các đờng ống dẫn nhiên liệu phải bọc cách nhiệt Đối với hệ thống nhiên liệu thiết phải bố trí máy lọc ly tâm để loại bớt tạp chất bẩn nớc khỏi nhiên liệu Ngoài động sử dụng hệ thống nhiên liệu 114 nặng cần thiết phải bố trí thêm hệ thống nhiên liệu nhẹ để phục vụ động tàu khởi động manơ chẩn bị vào cảng + S h thng Két trực nhËtFO KÐt l¾ng FO V-7 KÐt trùc nhËt DO V2 V-1 V V-8 Bầu hâm V-6 V-15 Máy lọc dầu V-10 V-9 V-4 V-12 V-11 No.1 Bơm cấp dầu V-5 Vòi phun No.2 V-14 V13 Bầu hâm Bơm cao áp V-16 V-17 Hình 5-3:Sơ đồ hệ thống nhiên liệu nặng + Nguyên lý làm việc - Nhiên liệu từ két chứa dới hầm tàu đợc bơm chuyn du hút qua bầu lọc tới két lắng FO Tại két lng tạp chất bẩn nớc đợc lắng xuống xả qua van xả, két lắng nhiên liệu hâm sơ để việc lắng tốt Nhiên liệu từ két lắng qua hộp van V-4 tiếp tục đến bầu hâm ca mỏy lc nhờ bơm chuyển đến máy lọc ly tâm qua van V-6 Sau qua máy lọc để tách bỏ nớc cặn bẩn nhiên liệu đợc đa két trực nhật FO qua van V-7 Tõ kÐt trùc nhËt, nhiªn liƯu chảy két hoà trộn qua van ngả, qua phin lc đợc bơm cp du y qua bầu lọc tiếp tục đợc hõm bầu hâm để đảm bảo độ nhớ 2,5 - 0BY nhiên liệu giá trị quy định trớc BCA Sau theo đờng ống cao áp qua vòi phun đa vào xilanh ®éng c¬ - HƯ thèng nhiên liƯu nhẹ Gåm kÐt trùc nhËt DO l¾p song song víi kÐt trùc nhËt FO Trớc tàu manơ điều động từ 20 ÷ 30 phút 115 cÇn chun viƯc sư dơng hƯ thống nhiên liệu nặng sang hệ thống nhiên liệu nhẹ van chuyển ngả V-G có tác dụng làm nhiệt độ nhiên liệu thay đổi từ từ chuyển từ nhiên liệu nặng sau nhiên liệu nhẹ ngợc lại để tránh tợng kẹt piston plunger BCA Chú ý việc đóng mở van cần từ từ III Các chi tiết hệ thống nhiên liƯu HƯ thèng nhiªn liƯu bao gåm nhiỊu chi tiÕt nh: Các kột chứa, đờng ống, bơm chuyển nhiên liệu áp suất thấp, bầu hâm máy lọc ly tâm phin lọc bơm cao áp vòi phun đờng ống cao áp van chặn van ngả Ta chØ xÐt mét sè chi tiÕt chÝnh: B¬m cao áp, vòi phun Bơm cao áp Nhiệm vụ BCA cung cấp cho vòi phun lợng nhiên liệu xác, có áp suất cao, thời điểm quy định BCA thiết bị quan trọng hệ thống nhiên liệu đảm nhận cn thiết yêu cầu hệ thống nhiên liệu: Định lợng, định thời, phần định áp Động diesel tàu thuỷ làm việc với chế độ phụ tải khác Khi phụ tải thay đổi yêu cầu lợng nhiên liệu cấp cho chu trình phải thay đổi Để điều chỉnh lợng nhiên liệu cấp cho chu trình sử dụng phơng pháp sau: - Thay đổi hành trình có ích piston BCA giữ nguyên hành trình toàn - Thay đổi hành trình toàn piston BCA nhng xả bớt mt phần nhiên liệu bơm tạo - Điều chỉnh trình cung cấp nhiên liệu cho BCA ví dụ dùng thiết bị cung cấp định lợng nhiªn liƯu cho BCA HiƯn chØ sư dơng réng rÃi phơng pháp điều chỉnh hành trình có ích piston bơm cao áp có cách sau Thay ®ỉi thêi ®iĨm kÕt thóc phun Thay ®ỉi thêi điểm bắt đầu phun Thay đổi thời điểm bắt đầu phun kết thúc phun - Bơm cao ¸p kiĨu piston cã r·nh xÐo (BOSCH) 116 - B¬m cao áp kiểu piston hình trụ nhẵn điều chỉnh kiểu van *Bơm cao áp kiểu piston có rÃnh xéo Điển hình bơm Bôsơ (BOSCH) có kiểu Hình 5-4: Kết cấu piston bơm cao áp Bôsơ * Kiểu thay đổi thời điểm kết thỳc phun giữ nguyên thời điểm bắt đầu phun (rÃnh xéo phía dới loại ny hay dùng).Hỡnh A *Kiểu thay đổi thời đim bắt đầu phun, giữ nguyên thời điểm kết thỳc phun (rÃnh xéo phía trên).Hỡnh B *Kiểu thay đổi thời điểm bắt đầu kết thúc phun (rÃnh xéo mặt) Hỡnh C Các kiểu piston bơm cao áp kiểu Bôsơ Sau giới thiệu cu tạo nguyên lý hoạt động BCA Bôsơ kiểu điều chỉnh thời điểm cuối 1.Piston long dơ 2.Thanh 3.Đai ống bao xoay Xilanh Đuôi piston hình chữ T 117 Hình 5-5 Kết cấu bơm cao áp thay đổi thời điểm cuối cấp Piston chuyển động lên xilanh nhờ vấu cam nhiờn liu chuyển động xuống nhờ lực đẩy lß xo bơm cao áp - Khi vÊu cam quay xng piston dÞch chun xng phÝa díi nhê lùc đảy lò xo làm thể tích xilanh tăng lên áp suất giảm xuống Nhiên liệu cấp áp suất thấp chuyển đến qua lỗ cp du nạp vào đầy xilanh bơm Các trình làm việc bơm cao áp - Khi vấu cam quy lên bắt đầu tác dụng vào đẩy piston lên làm thể tích xilanh giảm dần Lúc đầu phần nhiên liệu bị nén chảy ngợc từ xilanh qua l thoỏt khoang nhập Đến piston bắt đầu đóng kín cửa nhập nhiên liệu bắt đầu bị nén lại làm áp suất tăng lên nhanh Khi áp suất nhiên liệu đủ lớn thắng đợc lực lò xo van xuất du van xut du đợc nâng lên nhiên liệu đợc lên đờng ống cao áp dẫn đến vòi phun để phun vào buồng đốt Quá trình trình bơm dầu (hình v I, II) 118 Hình 5-6 Quá trình bơm dầu bơm cao áp Piston tiếp tục lên, mép dới rÃnh xéo piston bắt đầu mở lỗ thoỏt dầu nhiên liệu xilanh lËp tøc håi vỊ qua r·nh däc khoang thốt, làm áp suất xilanh giảm xuống đột ngột Do áp suất xilanh giảm xuống đột ngột nên van xuất đóng xuống đột ngột trình cấp nhiên liệu đợc kết thúc dứt khoát lúc piston lên Giai đoạn gọi giai đoạn hồi dầu (hình v III) Nh hành trình có ích piston dùng để bơm nhiên liệu đợc tính từ lúc đỉnh piston bắt đầu đóng kín lỗ cp dầu đến lúc mép rÃnh xéo bắt đầu mở lỗ thoỏt dầu Muốn thay đổi lợng nhiên liệu cung cấp cho vòi phun theo yêu cầu phụ tải cần thay đổi hành trình cã Ých cđa piston b¬m Tõ Hci = h - d Trong ®ã chiỊu cao h thay ®ỉi t theo vị trí tiếp xúc ca nh piston với lỗ cp ta thÊy: NÕu xoay piston ngược chiều kim đồng hồ chiều cao h giảm nên lợng nhiên liệu giảm NÕu xoay piston thuận chiều kim đồng hồ th× chiỊu cao h tăng nên lợng nhiên liệu tăng Nếu xoay piston để vị ví rÃnh dọc trựng với lỗ nhập dầu h = nên bơm ngừng cấp nhiên liệu (Hci: Hành trình có ích piston; h: Hành trình piston; d: ng kớnh ca l cấp dầu) §Ĩ thùc hiƯn viƯc xoay piston BCA chØ cần thay đổi vị ví tay ga Tay ga di chuyển kéo đẩy làm cho ống bao xoay dn ti piston xoay theo Vì phần dới ống bao có xẻ rÃnh để lắp với đuôi chư T cđa cán piston, nªn èng bao quay sÏ lµm piston xoay theo Vịi phun *Vịi phun thng cú cỏc dng sau: - Vòi phun nhiên liệu kiểu hở - Vòi phun nhiên liệu kiểu kín dùng van - Vòi phun nhiên liệu kiểu kín dùng kim phun (dïng nhiÒu nhÊt) *Nhiệm vụ: 119 Phun hết lượng nhiên liệu BCA cung cấp với áp suất cao vào buồng đốt dạng sương mù, tạo điều kiện nhiên liệu hịa trộn tốt với khơng khí xi lanh Nguyên lý hoạt động: - Khi BCA cha cấp nhiên liệu kim phun lỗ phun nhờ áp lực lớn lò xo Nhiên liệu khoang a khụng lọt qua lỗ tia để vào buồng đốt đợc - Khi BCA bơm nhiên liệu: Nhiên liệu có áp suất cao theo đờng ống cao áp qua đờng dầu ti khoang a làm áp suất khoang a tăng lên nhanh, tác dụng vào mặt côn kim phun tạo thành lực nâng kim phun lên Khi lực nâng đủ lớn thắng đợc lực đẩy lò xo kim phun nâng lên, nhiên liệu qua lỗ phun để phun vào buồng đốt Vì áp suất phun cao, lỗ phun có đờng kính nhỏ, nhiên liệu bị xé nhỏ dạng sơng mù - Khi BCA ngõng cÊp nhiªn liƯu van xuất dầu cao áp đóng xuống nhanh, áp lực nhiên liệu đờng cao áp khoang a giảm xuống đột ngột, kim phun bị đẩy xuống đóng kín lỗ tia nh lực đẩy củ lò xo, kết thúc trình phun M c chp vũi phun nhiên Đai ốc hãm liƯu Mũ ốc Vít hãm mũ ốc Đũa ép (ty vòi phun) Lò so vòi phun Vành đỡ lò so Đũa đẩy trung gian Kim phun 10 Đầu phun 11 Chụp đầu phun 12 Đường dầu vào kim phun 13 Vành đệm 14 Chụp hãm đầu vòi phun 15 Thân vịi phun 16 Van xả khí 17 Thanh lọc 18 Rắc co ống dầu 19 ống dầu cao áp 20 Gu dông xả khí 120 ma sát Ngoài có nhiệm vụ làm mát cho khí tăng áp, dầu bôi trơn Để lm mát xilanh nắp xilanh ngời ta thờng dùng nớc hay nớc biển Để làm đỉnh piston, thờng dùng dầu bôi trơn hay nớc làm mát riêng Công chất làm mát nớc hay dầu diesel II Các hệ thống làm mát dùng cho diesel tàu thuỷ Có loại: - Hệ thống làm mát hở - Hệ thống làm mát kín Hệ thống làm mát hở (1 vòng) Hệ thống dùng nớc mạn tàu để làm mát trực tiếp cho động sau li xả mạn Hệ thống làm mát hở thờng dùng cho động công suất nhỏ *Nguyờn lý lm vic: Nớc mạn tàu qua van thông biển, qua bầu lọc đến bơm đa làm mát cho dầu sinh hàn dầu sau làm mát cho phận động cơ, sau xả mạn tàu Để tránh nớc vào làm mát cho động lạnh, ngời ta nối đờng đờng vào nớc làm mát đờng ống bố trí van điều tiết nhiệt độ *S h thng Van xả mạn Van điều tiết nhiệt độ Động Diesel Van thông biển Bầu lọc V1 Bơ m Sinh hàn dầu nhờn 129 Hình 5-13: Hệ thống làm mát hở Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ Nhợc điểm: Có nhiều nhợc điểm lớn nh sau - Nhiệt độ nớc làm mát khỏi động không đợc vợt 50 550C để trỏnh tạo tợng kết tủa muối làm giảm khả trao đổi nhiệt hệ thống, lợng muối đóng cặn (tích tụ) đờng ống làm tắc ống.Nhiệt độ nớc tàu thay đổi lớn (từ 300C) tuỳ thuộc vào vùng hoạt động tàu thời tiết dẫn đến nhiệt độ vách làm mát thay đổi làm cho ứng suất nhiệt chi tiết tăng lên Ngoài nhiệt độ thấp có khả ngng tụ nớc kết hợp với sản phẩm cháy tạo thành loại axít làm tăng mức độ ăn mòn sơmi xilanh - Dù đà lọc qua bầu lọc nhng nớc bị bẩn (do bùn, cát ) nên khoang làm mát xilanh nắp xilanh bị bẩn nhanh, gây nên Két điểm nóng cục dẫn đến việc Bầu tạo tách vết nứt Sinh hàn n bề mặt giÃn khí tăng Hệ thống làm mát kín (2 vòng) V-19 áp V-14 Bơm nớc Hệ thống gồm vòng tuần hoàn - Vòng tuần hoàn nớc ngọt: Làm mát trực tiếp cho động cơ, máy V-13 V-16 Bầu hâm nén tăng áp, tua bin khí xả Động tuần hoàn chu trình V-15 Diesel kín V-18nớc mặn: Dùng nớc mạn tàu làm mát cho - Vòng tuần hoàn dầu nhờn, nớc ngọt, không khí tăng áp xả mạn tàu V-17 V-11 *.Sơ đồ hệ thống V-9 Sinh hµn níc ngätV-10 V-12 Bầu lọc V-8 Sinh hàn dầu nhờn V-7 V-6 V-5 Bơm nớc biển V-4 V-2 Bầu lọc V-3 V-1 130 Van thông đáy Van thông mạn Hình 5-14: Hệ thống làm mát kín *Nguyên lý lm vic + Vòng tuần hoàn hở: Nớc từ mạn tàu qua van thông biển qua phin lọc nhờ bơm qua sinh hàn dầu nhờn, sinh hàn nớc đồng thời qua làm mát cho sinh hn khớ tăng áp +Vòng tuần hoàn kín: Nớc sau động qua sinh hàn nớc đợc bơm hút đa vào động Một phận nớc nóng khỏi động đợc đa vào két dÃn nở để thoát hơi, thoát khí (tránh tích khoang nớc) Sau lại trớc bơm Lợng nớc hao hụt đợc bổ sung qua két dÃn nở Các van điều tiết nhiệt độ trì nhiệt độ cần thiết cho hệ thống Trước khởi động động cần hâm động ta mở hâm vào bầu hâm, sau chạy bơm nước NhiƯt ®é níc ngät khái ®éng khoảng 65 ữ 800C hiệu số nhiệt độ nớc cửa vào động khoảng.T = ữ 10oc 131 *Ưu điểm: Khống chế đợc chất lợng nớc làm mát nên hệ thống đờng ống khoang chứa nớc làm mát Mặt khác đảm bảo nhiệt độ nớc vào động không thấp nên giảm đợc ứng suất nhiệt *Nhợc điểm: Hệ thống cồng kềnh, phải mang theo nớc III Các chi tiết chớnh hệ thống làm mát Bơm nớc làm mát - Bơm piston: Dùng cho động công suất nhỏ (lu lợng không đều) - Bơm li tâm: Dùng cho động công suất lớn Các bơm truyền động trực tiếp (do động lai) truyền động độc lập Động cỡ lớn ngêi ta dïng b¬m cã thĨ thay thÕ cho Cấu tạo bơm nêu chơng sau: Sinh hàn nớc -Cấu tạo nh sinh hàn dầu nhờn dạng ống Nớc cần làm át bên ống nớc mặn bên ống -Dng tm sinh hàn dầu nhờn Van tù ®éng ®iỊu tiÕt nhiƯt ®é C«ng dơng cđa van: Tù ®éng điều tiết lợng nớc (sau làm mát động xong) phải qua bầu làm mát nhiều hay qua điều chỉnh đợc nhiệt độ trớc vào làm mát cho động 1.Đờng gió vào 2.Màng đàn hồi 3.Lò xo 4.Ty van 5.Đế van Hình 5-15:Kết cấu van tự động điều tiết nhiệt độ Cấu tạo: Trong hép co gi·n cã chøa chÊt dƠ bay h¬i với nhiệt độ (ête, cồn ) nên nhiệt độ thay hộp co giÃn khác * Loại van khống chế không triệt để - Nớc sau làm mát cho động đợc dẫn tới van Nu nhit độ nước khỏi động cao,nó đưa tín hiệu tới van điều tiết làm cho màng xếp lên mở to 132 đường nước vào sinh hàn hình trái,hoặc đóng bớt đường nước khơng qua sinh hàn hình phải - HƯ thèng khëi ®éng - ®¶o chiỊu I HƯ thèng khëi ®éng NhiƯm vơ yêu cầu: Động trạng thái dừng, để bắt đầu hoạt động cần phải dùng nguồn lợng bên lai ®éng c¬ ®Õn mét tèc ®é quay khëi ®éng (n kđ) tốc độ quay nhỏ mà vận tốc trung bình piston đạt đến giá trị C m cần thiết để nhiên liệu tự bốc cháy động làm việc Có nhiều phơng pháp khởi động động diesel Khởi động tay, khởi động động điện, khởi động động xăng phụ, khởi động không khí nén Trong phơng pháp khởi động nói (trừ khởi động không khí nén) thiết bị khởi động tác dụng trực tiếp lên trục cổ động tức chuyển động trục (trục dẫn động piston bị dẫn) Với cách khởi động động khởi động với vị trí piston không phụ thuộc vào số xilanh động Khởi động khí nén phơng pháp dùng không khí nén có áp lực cao (10 - 50kG/cm2) tác dụng lên ®Ønh c¸c piston ®Ĩ ®Èy piston ®i xng qua ®ã làm quay trục khuỷu Nh khâu dẫn động piston khâu bị dẫn trục Khởi động không khí nén phơng pháp chủ yếu động diesel tàu thuỷ Chú ý vị trí piston điểm chết khởi động khí nén khụng thực đợc lực chuyển động quay trục khuỷu vị trí tận piston hầu nh Điều kiện ®Ĩ ®éng c¬ cã thĨ khëi ®éng b»ng khÝ nÐn piston vị trí thực đợc với động có nhiều xilanh Cụ thể động kỳ phải có xilanh động kỳ có xilanh * Yêu cầu khởi động khí nén - Khí nén phải đủ áp lực để làm quay trục khuỷu dễ dàng (thông thờng từ 10 - 30 kg/cm2) Lợng khớ nộn phải đủ để khởi động đng đợc 10 - 20 lần Tuỳ theo loại thiết bị dùng khoảng áp suất không khí nén nh sau: + Khởi động không khí nén ¸p suÊt thÊp 133 p = 20 - 30 kg/cm2 + Khởi động không khí nén áp suất trung bình p = 60 - 80 kg/cm2 + Khởi động không khí nén áp suất cao p = 150 - 250 kg/cm2 Nếu áp dụng hai loại sau hệ thống phải có van giảm áp để giảm áp suÊt khÝ khëi ®éng ®Õn 20 - 30 kg/cm2 - Khí nén vào khởi động động phải thời kỳ sinh công (cháy giÃn nở) xilanh theo thứ tự nổ động Thời gian khí nén vào xilanh phải kết thúc trớc supáp xả xilanh mở (nếu không ,khí nén lọt qua supáp xả ngoài) Đối với động diesel muốn khởi động kỳ vị trí trục khuỷu để tiết kiệm khí nén khởi động phải thoả mÃn điều kiện sau: θ ≤ 1800 — β ά :Góc kẹp nổ xi lanh θ :Góc cấp khí nén β:Góc mở xupáp xả Gãc cÊp khÝ nÐn khëi ®éng ®èi víi ®éng c¬ kú: 130 - 140 ®èi víi động kỳ khoảng 1000 Nh vây động kỳ có 720/140 > phải lấy xilanh Đối với động kỳ 360/100 > ph¶i lÊy tõ xilanh - Sau khëi động xong khí nén đờng ống phải đợc xả để đảm bảo an toàn 2.Hệ thống khởi ®éng b»ng kh«ng khÝ nÐn cấp vào buồng đốt động c Hệ thống bao gồm: Máy nén, bình chứa không khí áp suất cao, van khởi động đặt nắp xilanh Quá trình đa khí nén vào xilanh theo cách: - Lần lợt đa khí nén vào trớc, cấp nhiên liệu sau (động công suất nhỏ) - Đồng thời đa khí nén nhiên liệu vào xilanh lúc (phổ biến động có công suất lớn vừa) Hệ thống khởi động không khí nén động diesel tàu thuỷ đợc chia làm loại: Hệ thống khởi động trực tiếp hệ thống khởi động gián tiếp a Hệ thống khởi động trực tiếp không khí nén 134 Thờng sử dụng cho động cao tốc, công suất nhỏ Đặc điểm dùng cam khống chế đờng giã chÝnh *Sơ đồ hệ thống 1.Máy nén gió 5.Tay khởi động 2.Chai gió 6.Đĩa chia gió 3.Van chặn 7.Đường gió 4.Van khởi động 8.Các xupáp khởi ng Hình 5-16:Hê thống khởi động trực tiếp *Nguyên lý làm việc: - Trớc khởi động phải kiểm tra ¸p lùc chai giã (2) - Khi më van (3) khí nén từ bình (2) vào hộp van khởi động (4).Khi ta n tay ng giú vào đĩa chia gió (6) hộp van phân phối Khí nén từ phn phân phối lần lợt vào xilanh theo thứ tự nổ động cơ, qua supáp khởi ®éng tác động lên piston làm quay trục khuỷu Tèc độ trục khuỷu tăng dần đến tự làm việc đợc ngừng ấn tay (5) cho hoạt động nhiên liệu Khoá van (3) lại, khí nén theo đờng (7) bảo đảm an toàn p lực chai gió (2) thiếu dùng máy nén (1) bổ sung đạt ộn áp lực yêu cầu Đĩa chia gió (bộ phận phân phối khí khởi động) điều khiển b»ng trơc ph©n phèi 135 b.Hệ thống khởi động gián tiếp khí nén *Sơ đồ hệ thống 1.Máy nén gió 6.Tay khởi động 2.Chai gió 7.Đường gió phụ 3.Van chặn Đường gió 4.Van khởi động Các xupáp khởi động Van khởi động 10 a chia giú Hình 5-17:Hê thống khởi động gián tiếp * Nguyên lý hoạt động: Khi mở van (3), khí nén từ chai gió (2) vào hộp (4) theo đờng (T) lên hộp van (5) theo đờng (H) vào phần hộp van khởi động (4) tạo nên cân áp suất nên hộp van khởi động đóng chặt Khí ấn tay khởi động (6) xuống, mở thông đờng (H) (C) nên khí nén hộp (4) theo đờng (C) tạo nên chênh lệch ¸p suÊt, ®ã hép (4) më khÝ nÐn đợc chia làm đờng.nggiú chớnh v ng giú tới đĩa chia gió - PhÇn lín khÝ nÐn chđ yếu theo đờng (8) đến chờ sẵn supáp đờng gió để khởi động - Phần vào đĩa chia gió (10) sau vào phần trờn supáp khởi động theo thứ tự nổ động ,nhờ trục phân phối tác động vào đĩa chia giã ®Ĩ thơng đường gió phụ tới xupáp ng Mở 136 xupáp khởi động cho đờng gió vào xilanh khởi động động - Khi khởi động xong, ngừng ấn tay khởi động, khoá van (3) nạp bổ sung nhờ máy nén khí Hệ thống khởi động gián tiếp đợc sử dụng phần lớn cho động diesel lai chân vịt Các thiết bị hệ thống khởi động a Hộp van khëi ®éng chÝnh - Khëi ®éng trùc tiÕp - Khëi ®éng gi¸n tiÕp * Hép van khëi ®éng trùc tiÕp Tay khởi động Hộp van Đờng gió từ chai gió Lò xo Đế van §êng khÝ ®Õn ®Üa chia giã §êng giã thõa Hình 5-18: Hộp van khởi động trực tiếp - Khi cha Ên trơc (1) nèi víi tay khëi ®éng, ®Õ van (5) đóng kín nhờ sức căng lò xo (4) - Khi khëi ®éng Ên trơc (1) ®ãng ®êng (7) ®Õ van (5) ®i xng rêi khái bƯ van, gió từ chai gió vào đờng gió (3) qua đờng gió (6) vào đĩa chia gió từ phân phối tới supáp khởi động - Khi động làm việc, trục (1) đợc nâng lên, nhờ sức căng lò xo (4) đẩy đế van đóng kín với bệ van nh cũ, đồng thời đờng gió (6) (7) thông với nhau, nên gió đờng ống ngợc lại theo đờng (7) x * Hộp van khởi động gián tiếp 137 1,2,3,4,5,6,7 Các đờng gió 8,9 Các piston trợt 10.Tay khởi động 12.Đờng gió tới động 13.Đờng gió tới đĩa chia gió Hình 5-19: Hộp van khởi động gián tiếp - Khi mở van chn chai gió khí nén đợc dẫn đến hộp van khëi ®éng chÝnh tõ cưa (1) ®i qua cưa (2) ®Õn cưa (3) cđa hép van điều khiển råi qua cưa (4) trë l¹i cưa (5) cđa hép van khëi động tác dụng lên phía van (8) nên hép van A vÉn ®ãng khÝ nÐn cha ®Õn ®éng đợc - Khi ấn tay đề khởi động (10): Piston (9) hép van B xuèng díi më thông cửa (4) với cửa (7) khí nén phía hép van khëi ®éng A sÏ qua cưa (5) theo đờng nối lên cửa (4) qua cửa (7) xả ngoài, làm áp lực van (8) giảm xuống Khí nén có áp lực lớn phía dới đẩy van (8) lên mặt côn (11) tỳ sát lên bệ van dừng lại Khi cửa (1) thông với cửa (6) nên khí nÐn tõ chai giã sÏ qua cưa (1) vµ (6) Sau qua cửa (6) chia làm đờng: đờng đa gió tới supáp khởi động túc trực sẵn đờng phụ đến đĩa chia gió để phân phối mở lần lợt supáp khởi ®éng theo thø tù næ - Khi khëi ®éng xong, không ấn tay (10)nữa piston (9) lại đợc đẩy lên nhờ lò xo, cửa (3) cửa (4) lại thông với nhau, khí nén lại vào phía van (8) đẩy van (8) xuống, cửa (1) không thông với cửa (6) nên ngừng cấp khí nén khởi động Lúc khí nén hệ thống qua cửa (4) xả hết để đảm bảo an toàn b Xupáp khởi động - Kiểu trực tiếp - Kiểu gián tiếp 138 * Xupáp khởi động kiểu trùc tiÕp * CÊu t¹o Nắp xilanh Cán supáp khởi động Đờng gió khởi động ống dẫn hớng Lò xo Nắp supáp Hình 5-20: Xupáp khởi động kiểu trực tiếp * Nguyên lý làm việc - trạng thái bình thờng, xupáp luôn đóng kín nhờ sức căng lò xo (5) - Khi khởi động động khí nén qua đĩa chia gió vào supáp khởi động theo đờng (3).Nhờ có áp lực lớn, thắng đợc sức căng lò xo nên khí nén đẩy supáp xuống để vào xilanh khởi động động - Khi đĩa chia gió phân phối khí nén sang supáp khác (tức đờng khí nén vào supáp bị cắt) áp lực khí nén hộp xupáp giảm, lò xo kéo xupáp đóng kín lại nh cũ * Supáp khởi động kiểu gián tiếp *cấu tạo 139 Nắp xilanh Cán supáp Đờng gió Đờng gió cân Xilanh xupáp Lò xo Piston nhỏ Vành đệm Xilanh 10 Piston lớn 11 Nắp supáp 12 Đờng gió phụ 13 Séc măng Hình 5-21: Xupáp khởi động kiểu gián tiếp * Nguyên lý làm việc: - trạng thái bình thờng supáp đóng kín nhờ sức căng lò xo (6) - Khi khởi động, khí nén đợc dẫn tới xupáp khởi động đờng + Đờng khí khởi động theo đờng (3) vào nằm chờ sẵn hộp supáp nhng cha vào xilanh đực khí nén sau vào hộp van phần tác động vào nấm supáp, phần qua lỗ (4) tác dụng vào phía dới piston (7) tạo nên cân bàng áp suất nên supáp đóng kín + Khi đĩa chia gió cp đờng khí phụ vo ng (12) áp lực trªn piston (10) tăng , đẩy piston (10) xuống mở sup¸p khí nén theo đường (3) vào xi lanh ng ng c - Khi đĩa chia gió phân phối khí nén sang supáp khác (tức đờng khí nén ph vào supáp bị cắt) áp lực khí nén hộp supáp giảm, lò xo kéo supáp đóng kín lại nh cũ II Hệ thống đảo chiều Nhiệm vụ, phơng pháp đảo chiều, yêu cầu đảo chiều Để thay đổi chiều chuyển động tàu (tiến, lùi ngợc lại) thực biện pháp sau: - Đảo chiều quay trục khuỷu hệ thống đảo chiều bố trí trờn ng 140 - Đảo chiều quay chân vịt khớp nối ly hợp đảo chiều bố trí động chân vịt Theo cách cho phép động làm việc theo chiều quay định dùng động không tự dảo chiều làm động lai chân vịt - Dùng chân vịt biến bớc: Cho phép động tận dụng hết công suất điều kiện thuận lợi Giới hạn phạm vi thiết bị đảo chiều trực tiếp cho động cơ: Lúc đảo chiều động tơng ứng với trục khuỷu động phải quay theo chiều ngợc lại với chiều quay chế độ công tác trớc Để t hực điều này, thiết bị phân phối khí phải điều khiển việc më van khëi ®éng cđa xi lanh ®ang ë kú nÐn, lóc ®ã khÝ khëi ®éng sÏ ®Èy piston chun động theo chiều ngợc lại Tuỳ theo cấu tạo thiết bị phân phối khí khởi động mà cấu đảo chiều có nguyên lý làm việc khác + Đối với thiết bị phân phối khí khởi động kiẻu van trợt hớng tâm, dùng phơng pháp dịch trục phân phối để đảo chiều động + Đối với thiết bị phân phối kiểu tâm trợt dạng đĩa, dùng phơng pháp quay tơng đối trục phân phối góc định so với trục khuỷu Các thiết bị dùng hệ thống đảo chiều gồm: Thiết bị bảo vệ động xec vô dùng để dịch trục phân phối (hay xoay trục phân phối) động xec vô dộng trợ động Khi đảo chiều đng phải tuân theo thứ tự nghiêm ngặt thao tác với quy định sau: - Cha kết thúc đảo chiều cha khởi động động Chỉ khởi động động trục phân phối khí đà chuyển hoàn toàn sang vị trí tiến lùi - Sau động quay đến vòng quay khởi động dới tác dụng không khí nén, bắt đầu cung cấp nhiên liệu, phải đình việc cung cấp khí nén - Không đợc đảo chiều động làm việc, phải dừng động cơ, sau tiến hành đảo chiều khởi động lại - Khi tàu manơ động tác đảo chiều, khởi động phải đợc thực an toàn thời gian ngắn - Yêu cầu tay điều khiển phải đợc dịch chuyển dễ dàng cho phép thao tác thuận lợi nhẹ nhàng Cần phải có thiết bị bảo vệ để hạn chế thấp thao tác sai Cơ cấu đảo chiỊu trùc tiÕp b»ng c¸ch dịch trơc cam 141 a Sơ đồ cấu tạo ng dn khớ nộn 2.Van đảo chiều 3,4 Bình dầu Piston Xi lanh chứa dầu Phớt kín dầu 14 Con đội supap hút Khớp nối Trục cam 10 Cam xả lùi 11 Cam xả tiến 12 Cam hút lùi 13 Cam hút tiến 15 Con đội supap x Hình 5-22: Cơ cấu đảo chiều trực tiếp cách dch trục cam Trong cấu này, tơng ứng với xu páp động có cam dẫn động (mét cam tiÕn vµ mét cam lïi) Gia cam có mặt vát chuyển tiếp để đội trợt từ cam sang cam khác dễ dàng Khi đẩy trục cam di động dọc trục, cam khác bị đẩy đi, nên i tiÕp xóc víi cam nµy sÏ chun sang tiÕp xóc với cam khác Do pha phân phối khí thứ tự nổ động thay đổi làm động hoạt động theo chiều ngợc lại b.Nguyên lý hoạt động: - Khi tàu chạy tới (động quay theo chiều thuận) xoay van (2) vị trí "tới" Khí nén qua van (2) vào bình (3) nén dầu xuống piston (5) bị dịch chuyển sang phải kéo theo trục cam di động sang bên phải, đội tiếp xúc với cam tới (lúc không khí bình (4) thoát theo van (2) dần xi lanh phía phải dâng lên đầy bình 142 - Muốn tàu chạy lùi (động quay theo chiều ngợc lại) trc tiên phải dừng động lại Tiếp sau xoay van (2) vị trí "lùi", khí nén vào bình (4) đẩy dầu xuống làm piston bị đẩy sang trái Trục cam bị đẩy sang trái làm ®éi chun sang tiÕp xóc víi c¸c cam lïi, ®éng quay theo chiều ngợc lại 143 ... (phổ biến động có công suất lớn vừa) Hệ thống khởi động không khí nén động diesel tàu thuỷ đợc chia làm loại: Hệ thống khởi động trực tiếp hệ thống khởi động gián tiếp a Hệ thống khởi động trực... diesel II Các hệ thống làm mát dùng cho diesel tàu thuỷ Có loại: - Hệ thống làm mát hở - Hệ thống làm mát kín Hệ thống làm mát hở (1 vòng) Hệ thống dùng nớc mạn tàu để làm mát trực tiếp cho động sau... Nhờ tiến hành vệ sinh bầu lọc động hoạt động bình thờng 5- 3 Hệ thống làm mát I Nhiệm vụ hệ thống làm mát Hệ thống làm mát có nhiệm vụ mang phần nhiệt từ chi tiết động (ví dụ: Sơ mi xilanh, nắp