Ph ng pháp này áp d ng cho các đ ng c piston đ i đ nh Trong tr ng h p này c a quét n m phía d i c a x n m phía trên c a s mi xi lanh ho c ng c l i
5.5.5 Quét th ng qua xupáp (hình 5.6 d)
các đ ng c hai kỳ quét th ng n m trên s mi xi lanh và xupáp x trên n p s mi xi lanh các đ ng c diesel hai kỳ th p t c c l n c a hãng MAN-B&W là đ ng c hai kỳ quét th ng lo i này Khí quét đi vào s mi xi lanh theo h ng ti p tuy n nên không khí s chuy n đ ng xoáy d c theo vách s mi xi lanh quét khí cháy ra ngoài Chuy n đ ng xoáy cùa dòng khí quét trong s mi xi lanh làm cho quá trình trao đ i khí hoàn thi n h n (i u su t quét c a ph ng pháp này cao nh t trong các ph ng pháp trên.
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 96
CH NG TĂNG ÁP CHO DIESEL TÀU THU
6.1 M c đích c a tăng áp cho đ ng c diesel tàu thu
6.1.1 Các ph ng pháp tăng công su t đ ngc diesel tàu thu
C s lý lu n c a tăng công su t đ ng c diesel tàu thu có th b t đ u t các công th c c b n tính toán quá trình công tác c a đ ng c nh sau
L ng không khí n p vào các xi lanh c a đ ng c trong 1 chu trình:
(6-1)
Trong đó
: th tích công tác xi lanh : h s n p
: kh i l ng riêng c a không khí n p vào đ ng c : s xi lanh
L ng nhiên li u phun vào các xi lanh trong m t chu trình:
(6-2)
Trong đó
i: s xi lanh
gct: l ng nhiên li u cung c p theo chu trình cho 1 xilanh
H s d l ng không khí tính cho m t chu trình
(6-3) Công su t có ích c a đ ng c : (6-4) Trong đó : h ng s : áp su t có ích bình quân : đ mh kính xi lanh : hành trình piston : vòng quay : s xi lanh
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 97 : h s kỳ b ng v i đ ng c 2 kỳ b ng v i đ ng c 4 kỳ Các ph ng án thông th ng tăng công su t đ ng c có th bao g m
- Tăng s xi lanh i ho c kích th c c b n, bao g m đ ng kính xi lanh và hành trình piston Khi đó th tích công tác c a xi lanh
s tăng lên
- Tăng s vòng quay công su t đ ng c cũng có th cũng s tăng lên Khi tăng vòng quay v n đ khó khăn là tính toán cân b ng đ ng và đ m b o bôi tr n
- Dùng đ ng c hai kỳ ( ), có th tăng g p đôi công su t đ ng c b n kỳ ( Trên th c t đ ng c hai kỳ có công su t l n h n t
công su t đ ng c b n kỳ có cùng kích th c c b n
T t c các ph ng án đã nêu trên vi c tăng công su t cho đ ng c luôn kèm theo vi c tăng các kích th c c a đ ng c đ ng th i v i vi c tăng l ng nhiên li u tiêu th cho đ ng c
Ph ng án tăng công su t d a trên công th c - đ c đ c p sau đây là ph ng pháp tăng nhiên li u tiêu th cho đ ng c nh ng gi nguyên kích th c c a đ ng c đ c g i là tăng áp đ ng c Thu t ng tăng áp mu n nói đ n v n đ tăng áp su t không khí n p nh ng b n ch t c a v nđ tăng công su t trong m i tr ng h p là ph i tăng l ng nhiên li u tiêu th cho đ ng c
Trên c s công th c 6- vi c tăng s làm gi m hi u su t ch th c a đ ng c (i u su t ch th ph thu c tr c ti p vào các đi u ki n đ m b o quá trình cháy nhiên li u trong đó y u t quan tr ng là t l gi a l ng nhiên li u và không khí c p vào xi lanh đ ng c Chính vì v y đ tăng l ng nhiên li u c p vào xi lanh ng i ta phài đ ng th i tăng l ng không khí c n thi t đ đ t cháy nó
Kh i l ng riêng c a không khí n p đ c tính theo công th c
(6-5) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo công th c - đ tăng l ng không khí n p ph i tăng áp su t không khí n p và gi m nhi t đ . Tăng công su t đ ng c diesel b ng cách tăng áp su t gi m nhi t đ không khí n p đ đ m b o hi u su t cháy toàn b l ng nhiên li u l n h n trên c s các kích th c c b n c a đ ng c đ c g i m t cách đ n gi n là tăng áp Trong các đ ng c tăng áp ng i tăng áp th ng s d ng máy nén đ tăng áp su t và sinh hàn đ gi m nhi t đ không khí n p cho đ ng c
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 98 M c đ tăng công su t c a đ ng c nh tăng áp so v i chính đ ng c đó trong đi u ki n ch a tăng áp đ c đánh giá b ng h s g i là m c đ tăng áp
(6-6) Trong đó và là công su t có ích c a đ ng c ch a tăng áp và đ ng c đã tăng áp và là áp su t có ích bình quân c a đ ng c ch a tăng áp và đ ng c đã tăng áp Đ i v i các đ ng c ch t o tr c nh ng năm h s có giá tr ph bi n t Theo tr s c a áp su t có ích bình quân c a các đ ng c tăng áp ph thu c vào m c đ tăng áp c a chúng nh sau
M c đ tăng áp Tr s Đ ng c b n kỳ Đ ng c hai kỳ Th p V a Cao 6.1.2 Các ph ng pháp tăng áp
Trong đ ng c tăng áp ng i ta có th s d ng máy nén th tích ho c cánh d n đ nén không khí n p Máy nén th tích có th là máy nén piston máy nén tr c vít máy nén dùng h c d i piston c a đ ng c
Các máy nén có th đ c truy n đ ng tr c ti p t đ ng c dùng đ ng c đi n ho c dùng tuabin khí x Tuỳ theo vi c d n đ ng máy nén ng i ta phân bi t các hình th c tăng áp c gi i tăng áp tuabin khí máy nén và tăng áp h n h p
6.1.2.1 Tăng áp truy n đ ng c gi i
Máy nén khí th ng có th là máy nén th tích ho c máy nén cánh d n đ c truy n đ ng tr c ti p t đ ng c S đ kh i k t c u đ ng c tăng áp truy n đ ng c gi i trên hình 6.1 bao g m đ ng c diesel c c u truy n đ ng máy nén khí sinh hàn gió tăng áp và b u ch a khí n p đã tăng áp
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 99
Hình 6.1 S đ nguyên lý tăng |p c khí
1. Đ ng c 2. C c u truy ntruy n đ ng 3. Máy nén;
Đ ng n p Xup|pn p
Tăng áp c gi i có u đi m là đ m b o đ c không khí cung c p cho đ ng c khi thay đ i ch đ khai thác đ ng c Nh c đi m c a ph ng pháp là ph i chi phí công đ d n đ ng máy nén v t quá công su t ch th và su t tiêu hao
nhiên li u bình quân Tính đ n các ch tiêu kinh t k
thu t ng i ta ch áp d ng tăng áp c gi i cho các đ ng c có áp su t tăng áp .
b Tăng áp tuabin khí máy nén
Tăng áp tuabin khí máy nén là ph ng pháp dùng tuabin s d ng năng l ng khí x lai máy nén gió ki u ly tâm đ c g n đ ng tr c v i roto tuabin. Trên
hình 6.2th hi n s đ kh i đ ng c diesel tăng áp b ng tuabin khí máy nén. Khí x sau khi ra kh i đ ng c có th qua b bi n đ i s b r i c p vào tuabin. Công su t đ ng c tuabin tr c ti p đ c s d ng đ d n đ ng máy nén gió tăng áp Không khí nén tr c khi c p vào đ ng c có th đ c làm mát b ng thi t b sinh hàn.
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 100
Hình 6.2 Đ ng c diesel tăng |p tuabin khí m|y nén
Tăng áp b ng tuabin khí máy nén đ n thu n nh t cho phép tăng công su t
đ ng c diesel t tăng hi u su t đ ng c t B ng m t s bi n
pháp c i ti n tăng áp tuabin khí máy nén có th tăng t đ n l n Đ ch đ ng đ nh l ng m c đ tăng áp ng i tăng áp có th trích m t năng l ng khí cháy trong xi lanh đ ng c dành cho tuabin b ng cách tăng góc m s m c c u x Trong tr ng h p này tuabin khí máy nén là thi t b t n d ng năng l ng c a khí x M c dù tăng áp b ng tuabin khí máy nén có th c i thi n đ c các ch tiêu kinh t k thu t c a đ ng c nh ng kh năng gia t i c a đ ng c r t kém
Trên th c t các đ ng c diesel th ng đ c trang b các t h p tuabin khí máy nén v i nhi u thi t b ph tr nhi u ph ng án c i ti n Các ph ng án đó có th k ra nh b bi n đ i xung khí x ng phun và ng khuy ch tán đi u ch nh đ c ph i h p tăng áp c gi i và tuabin khí máy nén s d ng máy nén h c d i
Máy nén Xi lanh đ ng c Sinh hàn gió ng góp khí n p Xupáp x Tua bin Xupáp hút ng d n khí x
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 101 piston s d ng qu t gió ph ho c máy nén ph vào m c đích gi m t i cho t h p
tuabin khí máy nén
6.2 S d ng năng l ng khíx cho tăng áp diesel tàu thu
6.2.1 Phân b năng l ng khí x đ ng c diesel
Quá trình x trong đ ng c diesel b t đ u t i th i đi m m c c u x đi m b, hình 6.3 Có hai giai đo n trong quá trình x Giai đo n th nh t là x t do di n ra v i t c đ r t l n do đ chênh l ch áp su t trong xi lanh và ng góp khí x Giai đo n th hai di n ra d i tác đ ng c a piston ho c khí quét v i t c đ l u đ ng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nh h n
Năng l ng toàn b trong khí x c a đ ng c có th chia làm hai ph n - Năng l ng do giãn n khí x t áp su t đ n áp su t trong ng góp
tr c tuabin thành ph n này đ c ký hi u là t ng đ ng v i
ph n di n tích . Đây là thành ph n năng l ng mang tính ch t
xung.
- Năng l ng do giãn n khí x trong tuabin khí máy nén t áp su t đ n áp su t (sau tuabin Thành ph n này ký hi u là t ng đ ng v i ph n di n tích là Thành ph n năng l ng này mang tính ch t n đ nh P V Pb PT POT b c e m n f p q V E2 E1 E ng giãn n Hình 6.3 Ph}n b năng l ng khí x
Tuabin khí x có th s d ng c hai thành ph n năng l ng này tuy nhiên
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 102 x đ n tuabin Tuỳ thu c vào cách t ch c c p khí x đ n tuabin, tuabin khí máy nén tăng áp có hai lo i
- Tăng áp xung khi áp su t khí x tr c tuabin thay đ i - Tăng áp đ ng áp khi áp su t khí x tr c tuabin n đ nh
6.2.2 Tăng áp xung
Hình 6.4 S đ b trí h th ng tăng |p xung
Đây là hình th c tăng áp mà tuabin khí x s d ng nhi u nh t thành ph n năng l ng xung S d ng năng l ng xung là s d ng tr c ti p đ ng năng cho vi c sinh công c a tuabin Đ th c hi n m c đích đó m t s các bi n pháp sau đây đ c th c hi n
- Tránh giãn n khí x sau khi ra kh i tuabin b ng cách dùng ng x có
kích th c nh đ c tính toán tr c tuabin đ t g n xi lanh - Tăng góc m s m xupáp x t o xung khí x l n
- Tránh s trùng h p gây nh h ng l n nhau gi a xung c a các xi lanh khác nhau ng x c a các xi lanh th ng đ c ch t o riêng bi t s nói chung đ ng ng x v i không quá ba xi lanh có th t n cách xa nhau
Trên hình 6.4 là s đ tăng áp s d ng tuabin khó máy nén ki u xung Khí
x đ c c p đ n tuabin theo hai nhóm xi lanh s và qua hai đ ng ng x có kích th c nh Các đ ng c diesel hai kỳ th p t c có th t n d ng t năng l ng xung Các đ ng c diesel b n ký đ t nhi u tuabin có th
t n d ng t năng l ng .
6.2.3 Tăng áp đ ng áp
Trong h th ng tăng áp đ ng áp, toàn b khí x t đ ng c ra kh i xi lanh
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 103
n nh tăng th tích (xem hình 6.5 đ ng năng khí x gi m chuy n hoá thành
nhi t năng v i nhi t đ cao áp su t bình n tr c khi c p đ n cho tuabin.
Trên hình 6.5bi u di n s đ tăng áp c p khí ki u đ ng áp Toàn b khí x
ra kh i đ ng c đ c đ a đ n b u góp chung có th tích t ng đ i l n T b u góp chung này khí x đ c c p đ n tuabin tăng áp
Năngl ng khí x phân b tr c tuabin là trong đó là ph n
năng l ng t ng đ ng v i di n tích M c dù không tr c ti p s d ng
xung khí x nh ng tăng áp đ ng áp l i có s c p khí n đ nh cho tuabin Đây là đi u ki n đ m b o hi u su t công tác c a tuabin r t cao
Hình 6.5 S đ b trí h th ng tăng |p đ ng |p
6.2.4 u nh c đi m c a tăng áp xung và tăng áp đ ng áp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
u đi m l n nh t c a tăng áp xung là vi c s d ng tr c ti p xung năng l ng khí x đó chính là đ ng năng r t l n c a khí x trong giai đo n x t do Chính vì th t c đ c a tuabin tăng r t nhanh và có kh năng cung c p đ khí cho diesel ngay c khi đ ngc ho t đ ng ch đ nh t i Tính tăng t c c a đ ng c s d ng tăng áp đ ng áp r t t t Tuy nhiên nh c đi m c a tăng áp xung là hi u su t công tác c a tuabin r t kém Do c n t o xung góc m s m xupáp x tăng lên nh h ng đ n công su t ch th c a đ ng c Tính hi u qu c a tăng áp xung càng gi m khi áp su t tăng áp càng l n Ngoài ra k t c u c a h th ng cũng ph c t p h n
Ng c l i v i tăng áp xung tăng áp đ ng áp có hi u qu s d ng năng l ng c a tuabin r t cao Tăng áp đ ng áp không đòi h i tăng góc m s m do đó tăng đ c công su t ch th đ ng c Tăng áp đ ng áp đ m b o tính kinh t r t cao c a đ ng c đ c bi t là các đ ng c có m c đ tăng áp l n khi ho t đ ng ch đ toàn t i Nh c đi m l n nh t c a nó là tính tăng t c c a đ ng c r t kém Đ i v i đ ng c hai kỳ khi ho t đ ng ch đ ph t i thì không có kh năng quét khí cho
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 104 xi lanh Trong tr ng h p này h th ng tăng áp th ng ph i trang b thêm qu t gió ph
6.3 S thay đ i các ch tiêu kinh t k thu t c a đ ng c khi tăng áp
6.3.1 S thay đ ihi u su t c gi i c a đ ng c tăng áp
So v i đ ng c không tăng áp các đ ng c tăng áp có các thông s ch th và thay đ i nhi u nh ng các thông s có ích và l i thay đ i nhi u h n