Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật cơ bản tàu CSB – 9002
Tên tàu CSB – 9002
Số hiệu đóng mới DST4612
Chiều dài lớn nhất (m) 46
Chiều dài thiết kế (m) 41
Chiều rộng thiết kế (m) 12 Chiều cao mạn (m) 5,5 Mớm nƣớc tối đa (m) 4,5 Mớm nƣớc thiết kế (m) 4 Lƣợng chiếm nƣớc (tấn) 1300 Vận tốc phục vụ (hải lý/giờ) 10
Vận tốc tối đa (hải lý/giờ) 12,5
Tầm hoạt động tối đa (hải lý) 3000
Sức kéo cọc bích (tấn) 45
Công suất (CV) 3500
24 2.2. HỆ ĐỘNG LỰC TÀU KÉO CỨU HỘ CSB – 9002
Hệ động lực tàu kéo cứu hộ CSB – 9002 là loại hệ động lực động cơ Diesel đƣợc bố trí theo phƣơng thức truyền động gián tiếp thẳng hàng thông qua 01 bộ giảm tốc bánh răng với 2 chế độ tiến/ lùi. Hệ động lực có nhiệm vụ chính là tạo ra năng lƣợng đẩy tàu thông qua việc làm quay chân vịt trong nƣớc. Hệ động lực đƣợc điều khiển trực tiếp tại buồng máy hoặc điều khiển từ xa tại phòng điều khiển.
Hệ động lực tàu CSB – 9002 gồm có các thành phần chính sau :
- M
áy chính : là nguồn động lực chính để đẩy tàu, là loại động cơ Diesel 4 kỳ tăng áp.
- H
ộp số : dùng để tạo ra số vòng quay chân vịt phù hợp với thiết kế và dùng để thay đổi chiều quay của chân vịt từ đó thay đổi chiều chuyển động của tàu.
- K
hớp đàn hồi : dùng để tạo liên kết mềm giữa máy chính và trục sơ cấp của hộp số.
- H
ệ trục : truyền mô men của máy chính đến chân vịt , đồng thời tiếp nhận lực đẩy từ chân vịt đến vỏ tàu.
- C
hân vịt : lắp trên trục chân vịt, nhận mô men của động cơ chính, quay trong môi trƣờng nƣớc tạo ra lực đẩy tàu.
25 9820 1 2 3 4 5 6 7 Lv = 11877 Lt = 2815 8 245 Hình 2-2: Bố trí hệ động lực trên tàu CSB - 9002
1. Ống đạo lưu ; 2. Trục chân vịt ; 3.Ống bao trục chân vịt; 4. Bạc lót trục chân vịt; 5. Trục trung gian ; 6. Hộp số ; 7. Khớp đàn hồi; 8. Máy chính
26
2.2.1. Máy chính tàu CSB – 9002
Máy chính có ký hiệu CAT 3512B do hãng CATERPILLAR - USA sản xuất, đây là động cơ diesel 4 kỳ tác dụng đơn, turbo tăng áp, hai hàng xy-lanh chữ V, nghiêng 600, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, máy chính đƣợc khởi động bằng không khí nén hoặc motor điện, điều khiển tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái.
Tàu CSB - 9002 đƣợc trang bị 2 động cơ chính loại CAT 3512B , truyền động trực tiếp cho hai hộp số thông qua khớp nối mềm bằng cao su.
Máy chính đƣợc đặt trên 4 ụ giảm chấn ở bốn góc trên đế máy. Đây là loại ụ giảm chấn do hãng RUBBER DESIGN sản xuất. Ụ giảm chấn chế tạo bằng cao su đúc định hình, ở giữa có bu lông liên kết với đế máy.
Hình 2-3: Động cơ CAT 3512B TA HD
1- Đế máy; 2- cây thăm dầu; 3- Đường nạp; 4- Họng đổ dầu
27 Bảng 2- 2: Thông số kỹ thuật máy chính
M ục Số Serial Động cơ CAT 3512B TA HD S2J00350 Tốc độ định mức(Vòng/phút) 1600 Công suất(kW/HP) 1305/1750 Số xylanh và cách bố trí V12, nghiêng 600 Đƣờng kính xylanh(mm) 170 Hành trình(mm) 215 Loại 4 kỳ Tỷ số nén
Suất tiêu hao nhiên liệu (g/Kw.h)
14 : 1 195,6
Tăng áp Tubor tăng áp
Nhiên liệu Tổng dung tích (lít)
Diesel 58,6 Phƣơng pháp phun nhiên liệu Vòi phun điện tử
Phƣơng pháp khởi động Mô tơ khởi động điện hoặc mô tơ khởi động khí nén
Trọng lƣợng (Kg) 6537
Nƣớc sản xuất Mỹ
Năm sản xuất 2007
Thiết bị kèm theo máy chính :
– Bơm LO bôi trơn máy chính 01 cụm
– Bơm nƣớc ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nƣớc biển làm mát 01 cụm
– Sinh hàn dầu nhờn 01 cụm
– Sinh hàn nƣớc ngọt 01 cụm
– Sinh hàn khí nạp 01 cụm
– Bơm tay LO trƣớc khởi động 01 cụm
– Lọc dầu nhờn 01 cụm
– Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp 01 cụm
28
– Mô tơ khởi động điện 01 cụm
– Mô tơ khởi khí nén 01 cụm
– Bầu tiêu âm 01 cụm
Hệ thống nhiên liệu máy chính CAT 3512B :
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hình 2-4 : Sơ đồ hệ thống nhiên liệu máy chính CAT 3512B.
1-Két dầu lắng; 2- Két dầu trực nhật; 3- Đường dầu cấp; 4- Thiết bị sấy; 5- Máy phân ly; 6- Bơm nhiên liệu; 7- Lọc nhiên liệu; 8- Đường dầu hồi; 9- Máy chính
Nhiên liệu dầu F.O đƣợc bơm vảo két trực nhật từ bể dầu lắng, sau đó dầu chảy qua thiết bị sấy 4, nhiên liệu đƣợc hâm nóng lên đến 50-70 độ C, sau khi sấy nhiên liệu đƣợc đƣa qua máy phân ly 5 để tách bỏ nƣớc và các tạp chất, nhiên liệu sạch đƣợc cấp vào động cơ chính 9 sau khi qua bơm nhiên liệu 6 và lọc 7. Dầu hồi trở về két trực nhật 2 theo đƣờng dầu 8.
Hệ thống làm mát máy chính CAT 3512B :
Máy chính CAT 3512B đƣợc làm mát gián tiếp 2 vòng tuần hoàn nhƣ sau : - Vòng tuần hoàn nhiệt độ thấp :
Khi máy chính làm việc, nhiệt độ nƣớc làm mát đạt khoảng 53 độ C thì van hằng nhiệt 8 bắt đầu mở ra để nƣớc đi qua sinh hàn 6 đặt tại hộp thông biển, nhiệt độ nƣớc ra khỏi sinh hàn là khoảng 43 độ C, nƣớc nguội tiếp tục đi qua sinh hàn hộp số 7 để làm mát hộp số sau đó trở về làm mát máy chính.
29 - Vòng tuần hoàn nhiệt độ cao :
Lúc nhiệt độ nƣớc làm mát máy chính lên đến 82 độ C thì van hằng nhiệt 4 mở ra, nƣớc nóng đi đến sinh hàn 5 đặt tại hộp thông biển để làm mát, lúc này nhiệt độ nƣớc đi ra sinh hàn khoảng 82 độ, đƣợc bơm 9 hút về làm mát máy chính.
6 5
3
1 2
7 8 4
9
Hình 2-5 : Sơ đồ hệ thống làm mát máy chính CAT 3512B
1,2-Bình nước làm mát; 3- Bơm; 4,8- Van hằng nhiệt; 5,6- Sinh hàn ngâm biển; 7- Sinh hàn hộp số; 9- Bơm nước.
Ngoài ra tàu còn đƣợc trang bị 2 động cơ diesel lai máy phát điện hãng CATERPILLAR-C18 (Mỹ), là động cơ diesel 4 kỳ tác dụng đơn, turbo tăng áp, 6 xilanh thẳng hàng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng không khí nén hoặc mô tơ điện.
– Số lượng 02
– Kiểu máy C18
– Hãng (Nước) sản xuất CATERPILLA Mỹ – Công suất định mức, [Ne] 301 kW – Vòng quay định mức, [n] 1500 rpm
30
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Tỷ số nén, [i] 16,5 :1
– Đường kính xy-lanh, [D] 145 mm
– Hành trình piston, [S] 183 mm
– Khối lượng động cơ [G] 1,676 tấn
– Suất tiêu hao nhiên liệu [ge] 192 g/kw.h – Tổng dung tích 18 lít
Song song với 2 tổ máy phát điện chính, tàu còn đƣợc trang bị thêm 01 tổ máy phát điện phụ CAT 3304 và 01 tổ máy phát điện cảng CAT C2.2 loại 3 pha.
Máy nén khí : gồm 02 tổ hợp (1 tổ hợp cung cấp khí nén điều khiển trang thiết bị mặt boong và buồng máy, 1 tổ hợp phục vụ chung cho toàn tàu).
2.2.2. Khớp nối đàn hồi
Máy chính và hộp số của hệ động lực tàu CSB – 9002 đƣợc nối với nhau thông qua 1 khớp nối đàn hồi của hãng VULKAN. Khớp nối đàn hồi có chức năng bù sự lắp ghép sai lệch về góc và lệch tâm đƣờng trục, giảm tiếng ồn và giảm chấn. Khớp nối đàn hồi đƣợc chế tạo bằng cao su chịu nhiệt độ.
Ø 63 7 355,69 190 1 2 3 4
Hình 2-6 : Kết cấu khớp nối đàn hồi Vulkan
1-Mặt bích nối bánh đà MC ; 2- Phần tử đàn hồi ; 3- Giá liên kết ; 4- Đầu nối trục sơ cấp hộp số
31
2.2.3. Hộp số thủy tàu CSB – 9002
Hình 2-7 : Kết cấu hộp số thủy WAF 772L
1-trục vào; 2,10- vỏ ly hợp; 3,4- dĩa ly hợp; 5- giá đỡ; 6- bánh răng chủ động; 7- bơm dầu; 8- trục ra; 9- bánh răng bị động; 11- trục trung gian; 12- bánh răng trục trung
gian 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
32 Để truyền tải công suất từ máy chính ra hệ trục để làm quay chân vịt đẩy tàu, tàu CSB – 9002 đƣợc trang bị mỗi tổ máy chính một hộp số cơ khí 1 cấp số WAF 772L do Đức sản xuất.
Hộp số thủy WAF 772L có thể đảo chiều quay chân vịt nhờ 2 ly hợp tiến/lùi để thay đổi chiều chuyển động của tàu. Hộp số đƣợc tự động hóa bằng thủy lực, điều khiển tại chỗ hoặc trên buồng điều khiển.
Bảng 2-3: Thông số kỹ thuật hộp số thủy WAF
Kiểu loại WAF 772L
Tỷ số truyền (i) 7,455 : 1
Trọng lƣợng (Kg) 3170
Hãng sản xuất REINTJES
Nƣớc sản xuất Đức
Nguyên lý hoạt động :
Hộp số WAF 772L gồm 3 trục : trục vào, trục ra và trục trung gian, có 2 bộ ly hợp đƣợc lắp trên 2 trục vào và trục trung gian điều khiển chức năng tiến lùi của tàu. Trục vào (1) nhận công suất từ trục ra hộp số làm quay vỏ ly hợp (2) và (10) ăn khớp với nhau.
Chế độ tiến :
Bộ ly hợp trên trục vào đƣợc đóng lại, bộ ly hợp trên trục trung gian mở. Công suất từ trục vào (1) truyền qua vỏ ly hợp (2), qua các dĩa ly hợp (3), (4), truyền qua giá đỡ (5), bánh răng chủ động (6) làm quay bánh răng bị động (9) và trục ra 8. Vỏ ly hợp (10) quay lồng không trên trục trung gian.
Chế độ lùi :
Bộ ly hợp trên trục vào mở ra, bộ ly hợp trên trục trung gian đóng lại. Công suất truyền qua vỏ ly hợp 2, qua vỏ ly hợp 10, qua các dĩa ly hợp trên trục trung gian, bánh răng chủ động trên trục trung gian, truyền qua bánh răng bị động (9) và trục ra (8).
Chế độ dừng :
Cả 2 bộ ly hợp đều đƣợc mở, đƣờng truyền công suất bị ngắt giữa trục vào và trục ra.
Bơm dầu (7) đƣợc dẫn động bởi trục vào (1), có chức năng cấp dầu điều khiển đóng mở các ly hợp, đồng thời bôi trơn các bề mặt làm việc.
33
2.2.4. Hệ trục chân vịt tàu CSB – 9002
Hệ động lực tàu CSB - 9002 gồm có 02 đƣờng trục, đặt cách nhau 6000mm đối xứng nhau qua đƣờng tâm thân tàu. Hệ trục là trục đặc, đƣợc gia công đều trên toàn bộ chiều dài trừ các cổ trục và vị trí các khớp nối. Trục đƣợc chế tạo bằng thép không gỉ. Trục chân vịt đƣợc trang bị một khớp nối rời. Toàn bộ hệ trục đƣợc liên kết với nhau bằng các bulông tinh. Chân vịt và khớp nối đƣợc lắp trên trục bằng các then.
Khi tàu cần giảm vận tốc đột ngột ngƣời ta cho dừng máy chính, tiến hành thay đổi chiều quay chân vịt bằng hộp số. Tàu CSB đƣợc trang bị 2 hệ trục chân vịt nên nó giúp cho quá trình lái đƣợc trở nên mau lẹ hơn. Ngoài ra, tàu còn có 1 hệ chân vịt mũi để tăng tính linh hoạt trong việc chuyển hƣớng di chuyển và tiếp cận của tàu.
2.2.4.1. Trục trung gian
Trục trung gian là trục nối từ bích trục hộp số đến trục chân vịt. Có nhiệm vụ chính là truyền mômen xoắn đến chân vịt. Trục trung gian chịu tải do momen xoắn, trọng lƣợng bản thân, lực đẩy và tải bổ sung do biến dạng cục bộ. Điều kiện làm việc của trục trung gian nhẹ hơn so với trục chân vịt. Trục trung gian đƣợc chế tạo bằng thép SUSF 316. Ø 2 1 0 Lt = 2815 Ø 2 4 5 Hình 2-8 : Trục trung gian Khớp nối với bích trục chân vịt
Dùng để liên kết giữa trục trung gian và trục chân vịt, khớp nối với bích trục chân vịt đƣợc chế tạo bằng thép C45N. Khớp nối liên kết với khớp nối trục nhờ 16 bulong M24 .
Hai khớp nối liên kết với trục bằng then hình chữ nhật, hai đầu trục có một đoạn tiện ren dùng để khóa chặt bích khớp nối với trục bằng bu lông loại M125.
34 Ø 23 2 Ø 26 0 Ø 37 5 Ø 42 0 50 430 Ø 30 0 Ø 20 6,8 R15 Ø 24 x 16 22.5° (16)
Hình 2-9: Khớp nối với bích trục chân vịt Khớp nối với bích hộp số
Dùng để liên kết giữa trục trung gian với bích trục hộp số, đƣợc chế tạo bằng thép C45N. Khớp nối với bích hộp số liên kết với bích hộp số nhờ 16 bulong M24 .
22.5° (16x) Ø24 x 16 430 50 Ø 250 Ø 232 Ø 202, 8 Ø 375 Ø 420 R15 Hình 2-10 : Khớp nối với bích hộp số 2.2.4.2. Trục chân vịt
Trục chân vịt nhận mômen xoắn từ trục trung gian và truyền đến làm quay chân vịt, mặt khác nhận lực đẩy từ chân vịt truyền đến thân tàu.
35 Trục chân vịt là đoạn trục cuối cùng mang chân vịt. Điều kiện làm việc của trục chân vịt nặng nề hơn rất nhiều so với trục trung gian. Do trục chân vịt chịu tải trọng trực tiếp của chân vịt và một đầu hoạt động trong môi trƣờng nƣớc biển, đầu kia nối với trục trung gian bên trong tàu.
Trục chân vịt đƣợc thiết kế và chế tạo bằng thép không gỉ SUSF 316, đầu trục lắp chân vịt có rãnh then để lắp chân vịt, có đầu tiện ren để bắt bu lông hãm chân vịt. Một đầu có rãnh then để lắp khớp nối với trục trung gian. Trên đoạn trục có làm 3 ngõng trục có tác dụng nhƣ áo bạc lót. Lv = 11877 Ø 245 Ø 210 Ø 247 Hình 2-11 : Trục chân vịt
Trục chân vịt đƣợc chứa trong 1 ống bao trục chân vịt. Hệ trục chân vịt đƣợc bôi trơn bằng nhớt bởi một hệ thống cung cấp riêng biệt. Mỗi hệ trục có một đƣờng dầu cấp và đƣờng dầu hồi, có cảm biến đo nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn và cụm làm mát dầu.
Cụm làm kín đầu trục chân vịt
Nhằm làm kín đầu trục chân vịt (đầu nối với trục trung gian), không cho dầu bôi trơn trong hệ trục tràn ra ngoài cũng nhƣ ngăn không khí và chất bẩn lẩn vào dầu bôi trơn. Gồm 3 vòng làm kín bằng cao su, trong đó 2 vòng có lò xo ép đƣợc bố trí liên tiếp nhau.
Một vòng làm kín bằng cao su bố trí cuối cùng nhằm mục đích làm kín phần lƣng ống lót trong cụm làm kín với trục chân vịt. Các nắp lót dùng để giữ chặt các vòng phớt bằng bao su đƣợc lắp chặt với ống bao trục bởi các bu lông đầu lục giác.
Các lò xo trong vòng phớp nhằm tăng thêm lực ép của vòng làm kín lên trên vỏ ống lót, tăng thêm độ kín chống rò rỉ dầu bôi trơn.
36 Hình 2-12: Cụm làm kín phía trƣớc
1- Trục chân vịt; 2- Ống bao trục; 3- Vòng chắn; 4- Bu lông định vị; 5- Vòng phớt; 6- Ống lót trục; 7- Bu lông lục giác.
Cụm làm kín phía sau trục chân vịt
Có nhiệm vụ ngăn nƣớc biển tràn vào trong hệ trục và không cho dầu bôi trơn chảy ra bên ngoài. Gồm 3 vòng làm kín bằng cao su có lò xo ép, trong đó vòng trong cùng có nhiệm vụ làm kín dầu, vòng phốt này chịu áp lực của dầu bổi trơn tác dụng. Hai vòng ngoài có tác dụng ngăn nƣớc biển tràn vào trong ống bao trục, từ đó lọt vào khoang máy, 2 vòng này chịu áp lực của nƣớc biển tác dụng từ bên ngoài. Các lò xo ép có tác dụng ép chặt vòng làm kín lên ống lót trục, hạn chế sự rò rỉ dầu bôi trơn hoặc sự xâm nhập của nƣớc biển.
37 Hình 2-13: Cụm làm kín phía chân vịt
1- Vòng chắn rác; 2- Bu lông lục giác ; 3- Phốt làm kín; 4- Bu lông định vị; 5- Vòng chắn; 6- Vòng chắn bạc lót; 7- Ống bao
Khớp nối với bích trục trung gian
22.5° (16x) Ø24 x 16 430 50 Ø 260 Ø 232