Việc lựa chọn động cơ để tính toán mô phỏng cần đáp ứng 2 yêu cầu: phù hợp với hướng nghiên cứu của đề tài và xuất phát từ nhu cầu thực tế. Do vậy,
động cơ dùng để tính toán là động cơ Hãng MAN B&W lai máy phát điện trên tàu AUSTRALIAN SPRIT tải trọng 112.000 tấn, chở dầu. Đây là động cơ Diesel 4 kỳ, buồng cháy thống nhất, tăng áp bằng tuabin khí xả, có 6 xilanh bố trí một hàng thẳng đứng sử dụng bơm cao áp kiểu piston plông-giơ
của Bosh. Công suất lớn nhất của động cơ là 788 kW ở 720 v/ph, vòng quay lớn nhất của động cơ là 900 ± 50 v/ph.
a. Các thông số cơ bản của động cơ như sau:
Loại động cơ: 6L23/30
Số xilanh: 6 xilanh thẳng hàng, 4 kỳ, làm mát bằng nước, tăng áp tuabin khí xả. Phạm vi công suất: 650-1280kW (885-1740BHP) Tốc độđộng cơ: 720/750/900rpm Tỉ số nén: 13:1 Thể tích khí nạp/xylanh: 11,9 lít Đường kính xilanh: 225mm
Hành trình pittong: 300mm Công suất đầu ra: 780kW Tại vòng quay: 720rpm Tốc độ trung bình pittong: 7,2m/s
Suất tiêu hao nhiên liệu: 194g/kW.h Áp suất cháy lớn nhất: 130bar
Lưu lượng khí xả: 6565kg/h khi đầy tải
Nhiệt độ khí xả: 2930 khi đầy tải dưới nhiệt độ môi trường 250C Khởi động: bằng khí nén áp suất lai motor gió k/đ là 9bar
b. Máy phát điện:
Hãng sản xuất: HHI-Electro Electric 912,5 kVA/730kW, 60Hz, AC450V, 10 điện cục, 3pha, 0.8p.f
Tuabin tăng áp: Hãng Man B&W dòng NR15R
Nguyên tắc tăng áp: Hệ thống áp suất không đổi và làm mát trong.
c. Sơ đồ hệ thống tăng áp:
Hình 4.1: Sơđồ hệ thống tăng áp
d. Sơ đồ hệ thống cấp khí bổ sung:
Hình 4.2: Sơđồ cấp khí bổ sung
Tăng áp được bố trí hệ thống cấp khí bổ sung. Hệ thống cấp khí bổ sung là hệ thống cấp bổ sung khí nén vào máy nén nhằm tăng hiệu suất của máy nén. Khí nén từ nguồn bên ngoài được được dẫn tới buồng hình vành khuyên vào vỏ máy nén. Từ buồng hình vành khuyên khí nén được dẫn qua một số vòi phun tới cánh máy nén. Khi khí nén được dẫn thông qua vòi phun năng lượng
được biến đổi thành động năng làm tăng tốc độ qua đó tăng công suất và tăng lượng khí nạp vào động cơ.
Hình 4.3: Sơ đồ bộ điều khiển áp suất khí nạp Bộđiều khiển áp suất khí nạp
+ Mục đích:
Mục đích của bộ cảm biến áp suất khí nạp là để ngăn cản sự cấp quá nhiều nhiên liệu trong buồng đốt động cơ, điều đó có thể cháy trong suốt quá trình tăng tải trọng tức thời. Bộ điều khiển này được thực hiện bằng cách điều khiển mối quan hệ giữa lượng nhiên liệu chỉ thị và áp suất khí nạp
+ Ưu điểm:
Bộ cảm biến áp suất khí nạp có những ưu điểm sau:
- Giảm lượng khí xả trong trường hợp đột ngột tải trọng tăng tức thời. - Cải thiện khả năng nhận tải
- Giảm sự đóng muội trên đường khí xả của động cơ.
- Hạn chế lượng nhiên liệu chỉ thị trong suốt quá trình khởi động. + Nguyên tắc hoạt động:
Hình 4.3 minh họa nguyên tắc hoạt động mẫu của bộ điều khiển. Trong trường hợp tải trọng tức thời tăng, bộ điều khiển sẽ làm tăng lượng khí cấp vào máy nén và nhờ đó tay điều khiển được quay, bộ cảm biến sẽ tác động vào tay pittong 3 và được đẩy xuống nhờ cách đó mạch điện sẽ được đóng. Van điện từ 4 sẽ mở. Hệ thống cấp khí bổ sung được hoạt động, gia tốc cho tuabin tăng áp và làm tăng áp suất khí nạp, do đó nén pittong tác động ngược vào xylanh bộ cảm biến. Khi tỷ lệ lambda thích hợp, hệ thống cấp khí bổ sung sẽ được hoạt động.
Tại 50% tải thay đổi hệ thống sẽ được hoạt động khoảng 3 tới 8 giây.
Nếu hệ thống hoạt động nhiều hơn 10 giây, cuộn van điện từ sẽ được ngắt và bộ điều khiển từ xa của hệ thống sẽ báo lỗi.
+ Giới hạn lượng nhiên liệu trong suốt quá trình khởi động
Trong suốt quá trình khởi động bộ cảm biến áp suất khí nạp được sử dụng như là bộ giới hạn chỉ số
Nhờ đó sự hành thành lượng khí xả nhiều sẽ được ngăn cản trong suốt quá trình khởi động và hơn thế nữa bộ điều chỉnh không thể tác động quá mức. Hệ thống bổ sung khí nén được khóa chặt trong suốt quá trình khởi động cho
đến khi động cơđạt 710v/ph.
Hình 4.4: Sơđồ khối hệ thống cấp khí bổ sung