CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LIÊN HỢP MÁY - VỎ - CHÂN VỊT TÀU THỦY
CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ KHAI THÁC KỸ THUẬT CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC
B. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC
3.3 Đặc điểm kết cấu của chân vịt biến bước
3.3.2 Đặc diểm kết cấu và thành phần chính của hệ trục truyền động chân vịt biến bước
a. Đặc điểm: cánh chân vịt không cố định lên củ chân vịt và có thể xoay quanh trục đứng của cánh nhờ cơ cấu điều khiển, sự xoay cánh do đó làm thay đổi bước chân vịt cho phép tàu tiến và lùi với tốc độ nhanh hoặc chậm mà không cần thay đổi chiều quay và tần
số quay chân vịt, nhờ thế mà cải thiện tính năng manơ (manoeuvre), thời gian đảo chiều từ 9 ÷ 12 giây và rất thích hợp cho máy phát điện trích công súât từ động cơ chính; cho phép dùng động cơ chính không đảo chiều cao tốc hay trung tốc có tần số quay không đổi hoặc biến đổi; bảo đảm tính ổn định của động cơ khi chân vịt quay chậm; tiện việc điều khiển từ xa và tự động; hiệu súât hệ thống động lực thấp hơn hệ thống động lực của chân vịt định bước vì hiệu súât chân vịt biến bước chỉ đạt giá trị cao nhất tại một số tỷ số bước nào đó; chi phí đầu tư cao.
b. Kết cấu: Được thể hiện qua các hình 35A, 35B, 35C.
Hình 35A: Hệ trục truyền động chân vịt biến bước cơ khí
Hình 35B: Hệ thống truyền động chân vịt biến bước thủy lực a)Với cơ cấu thủy lực bên trong trục b) Với cơ cấu thủy lực bên ngoài trục
Hình 35C: Kết cấu hệ thống truyền động chân vịt biến bước
1. Cánh chân vịt; 2. Đai ốc; 3. Vòng đệm kín cánh; 4. Vòng đỡ; 5. Củ chân vịt; 6. Piston trợ động; 7. Xylanh củ chân vịt; 8. Côn củ chân vịt; 9. Van điều chỉnh chính; 10. Cán piston và đầu chữ thập; 11. Ụ trung tâm; 12. Guốc trượt; 13. Vòng chốt; 14. Van an toàn cho phía áp suất thấp;
15. Trục chân vịt; 16. Trục trung gian; 17. Cần van; 18. Nắp; 19. Cụm động cơ động phụ trợ; 20.
Cụm đệm kín áp suất thấp; 21. Cụm đệm kín áp súât cao; 22. Cần ách; 23. Then cần van; 24. Thân hộp phân phối dầu; 25. Động cơ trợ động dự phòng; 26. Van một chiều – an toàn cho động cơ trợ động dự phòng; 27. Két dầu thuỷ tĩnh; 28. Van điều chỉnh cho bơm không khí không tải; 29. Van điều chỉnh cho bơm của động cơ trợ động phụ trợ; 30. Van giảm áp cho bơm của động cơ trợ động phụ trợ; 31. Van duy trì áp suất dầu hồi; 32. Van trình tự; 33. Van an toà; 34. Van giảm áp (không tải); 35. Van không tải; 36. Két dầu chính; 37. Bơm chính; 38. Bơm không khí cho tải; 39. Bộ lọc chính; 40. Van kiểm tra (check valve); 41. Hộp phân phối dầu.
- Chân vịt biến bước với cơ cấu thủ công – dùng cho xuồng.
- Chân vịt biến bước với cơ cấu cơ khí (hình 35A) dùng bánh răng, thanh thanh răng, cơ cấu tay quay, tay biên, năng lượng cung cấp từ trục chân vịt, tốc độ điều khiển phụ thuộc vào tần số quay chân vịt nên chỉ dung cho tàu cỡ nhỏ.
- Chân vịt biến bước có cơ cấu thủy lực (H 35B) gồm hai nhóm:
+ Chân vịt biến bước có cơ cấu thủy lực bên trong trục, trong đó dầu thuy lực làm piston, cán piston và đĩa điều khiển được chuyển động dọc trục, đĩa này thong qua con trược làm cho đĩa điều khiển cánh xoay một góc nào đó.
+ Chân vịt biến bước với cơ cấu thủy lực bên ngoài trục dầu thủy lực làm cho xy lanh chuyên động dọc trục trong khi pistin được cố định.
+ Chân vịt KaMeWa. (hình 35C) - Chân vịt biến bước với cơ cấu điện.
- Chân vịt biến bước với cơ cấu điện thủy lực.
Chân vịt biến bước KaMeWa (Thụy Điển) với động cơ servor 1 piston (hình 35C), ở đây piston trợ động được bố trí bên trong củ chân vịt, van trượt phân phối được đặt trong cán piston và được điều khiển băng cơ cấu cơ khí, cơ cấu này ở trong hộp phân phối, hộp này tại trục trung gian; động cơ servor ở bên ngoài hộp phân phối và qua ách 22 làm chuyển động vòng 13, các guốc trượt và cánh chân vịt. Nếu van phân phối chuyển động ra phía sau, dầu thủy lực 40 bar từ bơm điện (hay bơm điện dự phòng) đi vào khoảng trước piston, làm cho piston dịch chuyển cùng hướng, cho đến khi các cửa van ở vị trí trung hoà. Nếu van chuyển động ra phía trướcton dịch chuyển ra phía trước.
Khi piston chuyển động, đĩa chữ thập cùng với guốc trượt chuyển động theo. Mỗi guốc đều có một chốt, chốt này cài vào vòng 13, nhờ thế chuyển dịch của piston trợ động làm thay đổi đồng thời bước của các cánh. Áp súât lớn hất của dầu và áp súât thoát dầu được duy trì bởi 2 lò xo.
Khi động cơ servor hỏng, việc điều khiển chân vịt biến bước được tiến hành thủ công qua cần gạt bên ngoài hộp phân phối, cần này làm dịch chuyển van phân phối. Khi mất áp súât dầu, một lò xo khỏe làm cho các cánh xoay đến vị trí tiến lớn nhất, kết quả là động cơ chính bị giảm tần số quay thậm chí dừng lại.
Khi tàu đỗ, áp suất thoát dầu được duy trì bởi cột áp thủy tĩnh của dầu trong két, két này ở mức cao hơn đường mớn nước của tàu và có đường ống thông đến hộp phân phối, tạo ra sự cân bằng áp suất nên ngăn chặn được rò lọt dầu và nước ngoài tàu.
- Chân vịt tự biến bước: Vị trí thực của cánh trong khi làm việc dựa vào sự cân bằng giữa tải trọng tác dụng lên cánh với momen xoắn tác dụng lên trục quay cánh, momen xoắn này phụ thuộc vào nhiều thông số trong đó có tần số quay. Hiện nay chân vịt biến bước này chỉ dùng cho trục nhỏ.
- Chân vịt biến bứơc Pinnate: Cơ cấu điều khiển cánh cho phép thay đổi bước xung quanh vị trí trung bình bằng cách biến đổi số lượng góc trong một vòng quay chân vịt, nhằm làm giảm xâm thực cánh đồng thời giảm độ lớn của lực tiếp tuyến tác dụng lên cánh. Chân vịt biến bước này là sản phẩm lai giữa chân vịt biến bước và chân vịt định bước.