VỤ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG VÀ HỆ THỐNG TÀU
4.2. Mơ phỏng hệ thống phục vụ động cơ diesel
62
Khi động cơ hoạt động ở chế độ ổn định , tố độ quay định mức của động cơ khơng đổi, vị trí của thanh răng bơm cao áp ứng với lượng cấp nhiên liệu cho cho chu trình của động cơ. Lúc đĩ lực căng của lị xo cân bằng với lực căng của quả văng. Van trượt ở vị trí đĩng kín cửa dầu cĩ áp suất cao vào servomotor. Van xả ở vị trí mở, xả dầu áp lực cao về lại bình chứa.
Khi phụ tải động cơ giảm, tốc độ quay của động cơ tăng lên cao hơn tốc độ định mức, lực ly tâm thắng lực căng của lị xo kéo con trượt đi lên. Thanh truyền động quay quanh điểm nối với cần của piston servomotor kéo van trượt đi lên, mở thơng đường dầu cĩ áp lực cao vào khoang trên của servomotor, khoang dưới thơng với đường xả. Lúc này van xả đĩng kín cửa xả khơng cho dầu áp lực cao về bình chứa do lực căng của lị xo lớn hơn áp lực của dầu cao áp. Piston của servomotor sẽ dịch chuyển xuống dưới đẩy thanh răng về phía giảm lượng nhiên liệu cung cấp, tốc độ động cơ giảm. Khi piston của servomotor chuyển động xuống kéo thanh truyền động quay quanh điểm nối ở khớp trượt, van trượt sẽ được kéo trở về vị trí ban đầu đĩng kín cửa dầu vào servomotor. Van xả lại mở cửa xả dầu áp lực cao về lại bình chứa, Trong quá trình điều chỉnh luơn cĩ sự quá điều chỉnh, lượng nhiên liệu giảm lớn hơn mức cần thiết. Lúc này tốc độ động cơ lại giảm xuống dưới mức quy định một chút, lực lị xo thắng lực ly tâm của quả văng đẩy con trượt đi xuống, thanh truyền động van trượt đi xuống mở thơng đường dầu áp lực cao vào khoang dưới servomotor đẩy piston của servomotor đi lên kéo thanh nhiên liệu về phía tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Động cơ được cấp thêm nhiên liệu đạt được tốc độ quay định mức ban đầu ứng với chế độ phụ tải mới. Lúc này van trượt được thanh truyền động kéo lên đĩng kín cửa thơng dầu áp lực cao vào servomotor. Van xả mở cửa xả để dầu áp lực cao qua cửa xả về lại bình chứa. Trường hợp phụ tải của động cơ tăng, tốc độ quay của động cơ giảm, quá trình điều chỉnh sẽ diễn ra ngược lại với quá trình trên.
Đai ốc điều chỉnh cho phép hiệu chỉnh lực căng ban đầu của lị xo, từ đĩ cĩ thể hiệu chỉnh tốc độ quay của động cơ mà bộ hiệu chỉnh duy trì theo ý muốn của
63
người sử dụng. Khi tăng lực căng lị xo thì tốc độ cần điều chỉnh của động cơ tăng lên và ngược lại nếu giảm lực căng lị xo thì tốc độ cần điều chỉnh giảm.
4.2.2. Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát
Hình H. 4-2. Sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát động cơ Bộ điều tiết nhiệt nước vịng trong cĩ nhiệm vụ đưa một phần dịng nước nĩng sau khi ra khỏi động cơ vào bình sinh hàn và phần cịn lại đưa vào tuyến ống chính sau bình sinh hàn. Tại tuyến ống chính xảy ra sự hồ trộn giữa dịng nước qua bình sinh hàn và dịng nước đi tắt để tạo thành dịng nước chung cĩ nhiệt độ thích hợp rồi được bơm vịng trong cấp vào khoang làm mát của động cơ diesel.
Ở chế độ nhiệt bình thường, van điều tiết nhiệt ở vị trí cân bằng lượng nước vào bình sinh hàn và nước vào tuyến ống chính đảm bảo nhiệt độ thích hợp cho hoạt dộng của động cơ.
Khi nhiệt độ nước ra ở động cơ tăng, nhiệt độ này làm cho cơng chất cĩ hệ số dãn nở nhiệt lớn trong ống xiphơng của van điều tiết dãn nở nén xẹp xiphơng, thơng qua thanh truyền đẩy hai cánh van đi xuống mở rộng cửa tăng lượng nước qua bình sinh hàn, đồng thời đĩng bớt cửa thơng với tuyến ống chính, tăng cường làm mát cho nước vịng trong. Nước vịng ngồi là nước biển luơn được cấp ổn định chia làm hai ngả qua bình sinh hàn dầu và sinh hàn nước. Khi nhiệt độ nước vịng
64
trong giảm, cơng chất trong ống xiphơng co lại lị xo đẩy xiphơng xẹp xuống kéo hai cánh van đi lên đĩng bớt cửa thơng với bình sinh hàn đồng thời mở rộng cửa thơng với đường ống chính đưa nước làm mát trở lại cho động cơ.
Điều chỉnh lực căng của lị xo ở van điều nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát định mức cho động cơ.
4.2.3. Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn
Hình H. 4-3. Sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn.
Van điều nhiệt gồm chai hơi cảm biến, ống mao dẫn và xiphơng nối với van điều chỉnh lượng nước vào bình sinh hàn làm mát cho dầu. Ở chế độ nhiệt bình thường van điều nhiệt ở vị trí xác định, cân bằng lượng nước vào bình sinh hàn dầu tạo nhiệt độ thích hợp cho dầu bơi trơn động cơ.
Khi nhiệt độ dầu bơi trơn giảm, chai hơi chứa hơi ga nhạy cảm với nhiệt độ sẽ hố lỏng, mật độ cơng chất trong xiphơng giảm, lực căng của lị xo thắng lực căng của xiphơng, đẩy xiphơng xẹp xuống kéo cánh van đi lên đĩng bớt cửa thơng với bình sinh hàn đồng thời mở rộng cửa thốt bên dưới cho nước đi đến bình sinh hàn nước vịng trong, giảm sự làm mát cho dầu bơi trơn. Khi nhiệt độ dầu bơi trơn tăng mơi chất trong chai cảm biến hố hơi làm tăng mật độ mơi chất trong xiphơng, lực căng của xiphơng thắng lực căng của lị xo đẩy cánh van đi xuống mở rộng cửa thơng tăng cường lượng nước đến bình sinh hàn dầu, tăng cường làm mát cho dầu bơi trơn.
65
Điều chỉnh lực căng của lị xo ở van điều nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ định mức của dầu bơi trơn.
4.2.4. Hệ thống điều chỉnh độ nhớt nhiên liệu
Hình H. 4-4. Sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh độ nhớt nhiên liệu Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này dựa trên cơ sở đo lực ma sát trong lớp chất lỏng chảy qua giữa hai đĩa được sử dụng làm phần tử cảm biến. Đĩa chủ động quay với số vịng quay khơng đổi nhờ động cơ điện. Nhờ lực ma sát nhớt của nhiên liệu nên đĩa bị động 4 quay theo và tác động đến bộ khí nén làm việc theo nguyên tắc vịi phun - bướm điều tiết.
Với độ nhớt của nhiên liệu đúng giá trị điều chỉnh thì bướm điêu tiết đĩng kín hai miệng ống nhận khí nén. Van điều chỉnh lượng hơi cấp đến bộ sấy ở vị trí cố định. Khi độ nhớt nhiên liệu tăng hoặc nhiệt độ hơi sấy giảm, lực ma sát giữa hai đĩa thắng lực kéo của lị xo vịng gắn trên thanh truyền kéo đĩa bị động 4 quay cùng chiều với đĩa chủ động. Thơng qua cơ cấu thanh truyền kéo bướm điều tiết mở cho khí nén đi vào đường ống bên phải, đi đến khoang trái của servomotor, lượng khí này đẩy piston của servomotor về phía phải kéo mở rộng cửa van cung cấp hơi nĩng cho bộ sấy. Phần khí nén ở khoang phải của servomotor theo đường ống cịn lại đi ra ngồi. Khi lượng hơi hâm nĩng được cung cấp đủ lớn, nhiên liệu được hâm lên,
66
độ nhớt nhiên liệu giảm, lực ma sát ở hai đĩa nhỏ hơn lực căng của lị xo vịng, lúc này đĩa bị động bị lị xo vịng kéo theo chiều ngược chiều chuyển động của đĩa chủ động. Bướm điều tiết được kéo lại đống kín vịi phun. Nhưng do lượng hơi vẫn được cấp đến nhiều nên lị xo vịng tiếp tục kéo đĩa bị động quay ngược chiều quay của đĩa chủ động, bướm điều tiết lúc này di chuyển về phía phải mở cho khí nén đi vào đường ống phía bên trái đi đến khoang phải của servomotor. Lượng khí này đẩy piston đĩng bớt cửa van cung cấp hơi nĩng cho bộ sấy. Lượng hơi sấy cấp đến giảm, độ nhớt nhiên liệu đạt dần đến giá trị định mức ban đầu. Bướm điều tiết ở vị trí đĩng kín hai vịi phun.
Khi độ nhớt nhiên liệu giảm hay nhiệt độ hơi sấy cao, lực ma sát giữa hai đĩa chủ động và bị động giảm, lực kéo của lị xo vịng lớn hơn kéo đĩa bị động quay ngược chiều so với chiều quay đĩa chủ động. Quá trình điều chỉnh ngược lại với quá trình trên.
Độ nhớt định mức của nhiên liệu được thiết lập thơng qua van tiết lưu và van điều tiết lắp giữa hai ống thơng với hai khoang của servomotor.
4.2.5. Hệ thống cấp nhiên liệu cho két trực nhật
Hình H. 4-5. Sơ đồ hệ thống tự động cấp nhiên liệu cho két trực nhật
Để đảm bảo lượng nhiên liệu cấp cho động cơ, ta sử dụng hệ thống tự động cấp nhiên liệu từ két dự trữ đến két trực nhật. Trên két trực nhật lắp cơng tắc phao để điều khiển hoạt động của động cơ lai bơm cấp nhiên liệu. Khi động cơ hoạt
67
động, lượng nhiên liệu trong két trực nhật giảm xuống, lúc đầu phao số 2 vẫn nổi trên bề mặt chất lỏng, khi nhiên liệu cạn dần, phao số 2 dần dần bị “treo lên”. Lúc này trọng lượng tạo ra từ hai phao thắng lực căng của lị xo lá, trọng lực này kéo hai địn bẩy đẩy nút nhấn đi lên. Đến vị trí nhất định, lị xo lá kéo hai tiếp điểm tiếp xúc với nhau, mạch điện đĩng kín cung cấp điện cho động cơ lai bơm hoạt động. Khi năng lượng được cấp vào, mức nhiên liệu tăng lên, nhưng do cấu tạo của lị xo lá nên với trọng lượng của một phao cũng đủ để giữ hai tiếp điểm tiếp xúc với nhau. Mức nhiên liệu tăng cho đến khi phao cịn lại bắt đầu nổi, trọng lượng phao bắt đầu giảm, lực căng lị xo lá thắng lực kéo của phao đẩy nút nhấn đẩy địn bẩy đi xuống. Lúc này hai tiếp điểm được tách ra, mạch điện bị ngắt ngừng cấp điện cho động cơ, động cơ ngừng hoạt động, quá trình cấp nhiên liệu cho két trực nhật hồn tất.
Ta thay đổi mực nước cần hút khơ bằng cách thay đổi khoảng cách gữa hai phao.
4.2.6. Hệ thống điều chỉnh mực nước cho nồi hơi
Hình H. 4-6. Sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh mực nước nồi hơi. Mực nước trong balơng của nồi hơi luơn thay đổi do sự thay đổi lượng hơi của nước khi phụ tải của nồi hơi thay đổi.
Khi phụ tải của nồi hơi khơng đổi van cấp ở vị trí xác định đảm bảo cho lượng nước trong nồi ở giá trị định mức. Khi phụ tải của nồi tăng, lượng hơi trong nồi giảm, áp lực trong khoang cảm biến tăng. Áp lực này đẩy màn đàn hồi đi xuống
68
đẩy van mở rộng tăng lượng nước cấp vào nồi hơi. Khi lượng nước cấp vào nồi tăng dần, áp lực trong khoang cảm biến cũng giảm dần, van màng dần trở về vị trí ban đầu do lực đẩy của lị xo phía dưới màng. Lúc này lượng nước cấp vào nồi tăng cao hơn mức định mức, áp lực trong khoang cảm biến càng giảm, lực căng lị xo đẩy màng đi lên kéo đĩng bớt van cấp giảm lượng nước cấp cho nồi. Lượng nước trong nồi lại giảm xuống qua giá trị định mức một ít, màng đàn hồi được đẩy xuống mở thêm van cấp. Ở vị trí này lượng hơi trong balơng tương ứng với phụ tải, mức nước trong nồi đạt giá trị định mức. Lượng nước cấp cho nồi được bơm cấp liên tục với lưu lượng ổn định, van hồi cĩ thể tự động đĩng bớt và mở thêm để cho nước hồi về.
Để điều chỉnh mức nước trong nồi hơi ta thay đổi lực nén của lị xo ở van cấp.
4.2.7. Hệ thống cảnh báo sự cố và bảo vệ
Hình H. 4-7. Sơ đồ hệ thống cảnh báo sự cố và bảo vệ theo áp suất dầu bơi trơn. Hệ thống làm việc theo sự thay đổi của áp suất dầu bơi trơn trong động cơ. Khi áp suất dầu trong động cơ giảm xuống, cảm biến áp suất kéo các thanh tiếp điểm về bên trái. Khi áp suất dầu bơi trơn giảm xuống đến giá trị báo sự cố thì lúc này hai tiếp điểm 1và 1’ tiếp xúc với nhau, mạch điện đĩng cấp điện cho cịi và đèn báo. Nếu áp suất dầu vẫn giảm và khơng cĩ sự can thiệp của người sử dụng thì thanh tiếp điểm tiếp tục được kéo về bên trái. Khi áp suất dầu bơi trơn trong động cơ giảm xuống tới mức khơng cho phép thì lúc này 2 tiếp điểm 1 và 1’ được ngắt ra
1’ 1 2 2’
69
và 2 tiếp điểm 2 và 2’ tiếp xúc với nhau. Điện từ ắc quy được cấp đến van điện từ. Van làm việc ngắt nhiên liệu cấp vào động cơ, động cơ ngừng làm việc. Muốn động cơ làm việc trở lại sau khi đã khắc phục sự cố ta ngắt cầu dao để ngừng cấp điện cho van điện từ. Khởi động lại động cơ, chờ cho động cơ làm việc ổn định rồi ta đĩng cầu dao để cho hệ thống bảo vệ làm việc trở lại.