Đặc điểm cấu tạo của họ động cơ Diesel S70 MC-C của hãng MAN B&W

CƠ CẤU PISTON – THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU

Làm mát cho piston bằng dầu thì tuy không lấy đi một lượng nhiệt lớn như làm mát bằng nước, nhưng nó lại đảm bảo an toàn cho phần dầu bôi trơn, không làm hỏng dầu bôi trơn do dầu làm mát rò rỉ nhưng nhược điểm của nó là lúc vừa khởi động dầu trong cácte còn nguội do đó sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ ở mặt trên và mặt trong đỉnh piston sẽ lớn tạo ra ứng suất nhiệt, dễ sinh nứt đỉnh piston mặt khác sẽ tiêu tốn một lượng lớn dầu bôi trơn cho hệ thống làm mát. + Làm mát đỉnh piston bằng dầu nên an toàn cho dầu bôi trơn mặt khác giảm nhiệt độ đỉnh piston hạn chế sự bó kẹt piston trong xilanh, tăng độ bền cho piston, ngoài ra các vòng găng cũng được giảm tải nhiệt, cặp vòng găng – xilanh không bị quá nóng nên nên vẫn giữ được lớp màng dầu bôi trơn giới hạn ngay cả ở vòng găng đầu tiên khi piston ở ĐCT, nhờ đó mà pison và vòng găng ít mòn hơn.

TRỤC CAM

Trục cam họ động cơ S70 MC-C có cấu tạo ghép từ một hoặc nhiều đoạn lại với nhau tùy theo số xilanh (48) trên động cơ, mỗi xilanh gồm một cam điều khiển máy nén thủy lực và một cam của bơm cao áp, cam và trục cam chế tạo rời nhau, trên cam người ta có ghi các thông số của cam cũng như khắc các vạch để dễ dàng cho việc xác định góc phun sớm và điều chỉnh góc phun sớm khi lắp cam vào trục, trên mặt cam có các lỗ thủy lực dùng cho việc tháo lắp cam với trục cam. + Do công suất động cơ rất lớn (Ne=12420 KW-24840 KW) nên trục cam sẽ rất dài và lớn, chính vì thế nhà chế tạo lựa chọn phương án chế tạo trục ghép lại từ nhiều đoạn lại với nhau, các cam được chế tạo rời sau đó lắp cam lên trục.

BỘ KHUNG ĐỘNG CƠ

Ngoài ra kết cấu hệ thống điều khiển xupáp bằng thủy lực giảm đáng kể các chi tiết phụ như đũa đẩy, cò mổ, đòn gánh…(do công suất động cơ rất lớn và là động cơ có con trượt nên những chi tiết này sẽ rất lớn). Như vậy kết cấu của động cơ lớn hơn do phải lắp thêm xích và đĩa xích, và phải thiết kế thêm hệ thống bôi trơn cho truyền động xích, mặt khác sau một thời gian làm việc xích sẽ rão, gây ra nhiều tiếng ồn và không an toàn. Nắp xilanh có kết cấu tương đối phức tạp, phần dưới nắp xilanh có khoang chứa nước (áo nước) để dẫn nước tuần hoàn tránh cho động cơ quá tải về cơ và nhiệt, nước được đưa từ các ống dẫn vào áo nước sau đó tuần hoàn lên làm mát phần trên nắp xilanh rồi sau đó được đưa ra ngoài.

Sơ mi xilanh chịu lực khí cháy và nhiệt độ rất cao, do đó ứng suất cơ và ứng suất nhiệt trong sơ mi xilanh rất lớn, để giảm ứng suất nhiệt cho thành vách xilanh người ta làm mát bằng nước luân chuyển tuần hoàn trong các hốc của áo xilanh (8). Các bulông liên kết giữa nắp xilanh và lót xilanh và khối thân được phân bố đều nên đảm bảo được kín hơi, trên nắp xilanh có bố trí áo nước làm mát và các lỗ tuần hoàn nước làm mát đều trên nắp xilanh đảm bảo việc giải nhiệt tốt, giảm ứng suất nhiệt.

CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ

• Hệ thống khí nạp và hệ thống khí xả

Dầu bôi trơn từ thùng chứa (10) được bơm cung cấp (2) bơm qua bầu lọc (7) để lọc bỏ tạp chất sau đó đi bôi trơn cho các chi tiết của động cơ, nó được chia làm 3 ngã: một ngã Y được bơm tăng cường (8) cung cấp đến máy nén để điều kiển việc đóng mở xupáp xả, một ngã RU đi bôi trơn cho ổ đỡ, trục cam và đi làm mát piston, ngã AA bôi trơn cho tuabin khí và sau đó đổ về lại thùng chứa dầu. Chi tiết số 5 là van hằng nhiệt, điều khiển van hằng nhiệt này là thiết bị cảm biến đặt trên đường dầu vào động cơ, nếu nhiệt độ dầu bôi trơn lớn hơn 45C thì van hằng nhiệt mở lúc đó dầu sẽ qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) để làm mát dầu sau đó mới qua bộ lọc rồi vào động cơ, ngược lại nếu nhiệt độ dầu bôi trơn nhỏ hơn 45C thì van hằng nhiệt đóng, lúc đó dầu sẽ không qua thiết bị làm mát mà đi trực tiếp vào động cơ. Van hằng nhiệt (11) là thiết bị dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát, van hằng nhiệt này được điều khiển bởi một thiết bị cảm biến đặt trên đường ra của nước làm mát, nếu nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 80 0C thì van này đóng, nước làm mát sẽ không vào trao đổi nhiệt với thiết bị trao đổi nhiệt (2) mà nó sẽ đến trực tiếp làm mát các thiết bị cần làm mát của động cơ.

Thiết bị số (7) là van hằng nhiệt, van này điều khiển đường đi của nước làm mát, nếu nhiệt độ của nước làm mát thấp hơn nhiệt độ mở van thì van hằng nhiệt đóng nước ngọt không qua thiết bị trao đổi nhiệt trung tâm (5) mà sẽ được bơm đưa đến các thiết bị cần làm mát, nếu nhiệt độ nước làm mát lớn hơn nhiệt độ mở van hằng nhiệt mở, nước ngọt sẽ được dẫn đến thiết bị làm mát trung tâm để trao đổi nhiệt hạ thấp nhiệt độ nước làm mát xuống, sau đó mới được đưa đến những nơi cần làm mát. Khi động cơ đã hoạt động bình thường thì lượng khí xả thoát ra đủ để dẫn động tuabin quay cung cấp đầy đủ lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy của động cơ tuy nhiên lúc động cơ khởi động hoặc làm việc ở các chế độ tải nhỏ hay không tải thì lượng khí xả thoát ra không đủ để lai tuabin cung cấp lượng khí nạp cần thiết cho động cơ, lúc này phải hỗ trợ khởi động bằng 2 quạt phụ (hai quạt này được dẫn động bằng động cơ điện) hút không khí từ không gian sau bộ làm mát khí tăng áp, không gian này được nối với ống dẫn khí tăng áp bằng một van lá, và sau khi áp suất tăng áp tăng lên đạt giá trị cần thiết thì quạt điện này sẽ được tự động cắt. Khi động cơ làm việc ở chế độ thấp tải thì năng lượng chứa trong khí thải ít, công sinh ra của tuabin cũng như công suất máy nén nhỏ, phù hợp với lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình công tác, khi tăng tải động cơ thì năng lượng chứa trong khí thải cũng tăng theo, kết quả là công suất của tuabin tăng, đảm bảo cho máy nén cung cấp đủ không khí theo yêu cầu của động cơ.

Khí nén từ bình chứa khí khởi động (1) sau khi vào van khởi động chính (2) đi ra, nó được chia làm 2 ngã, ngã (a) là đường khí chính (áp suất là 30 bar) đưa khí khởi động đến các van khởi động của xilanh (6) và túc trực tại van khởi động, ngã (b) sau khi qua trạm giảm áp để giảm áp suất xuống là 7 bar nó sẽ được dẫn đến đĩa chia khí khởi động (5) (đĩa này có nhiệm vụ phân phối khí nén điều khiển vào van khởi động của xilanh (6) đúng thời điểm) điều khiển việc đóng mở van khởi động của xilanh.