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
A. CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC
3.1 Giới thiệu chung về chân vịt biến bước
Chân vịt biến bước là chân vịt có bước thay đổi do cánh chân vịt có thể xoay quanh trục của nó, do đó làm thay đổi chiều đạp nước và hút nước của tàu, vì vậy mà tính cơ động của tàu được cải thiện hơn so với chân vịt định bước. Ngoài khả năng thích hợp với mọi điều kiện khai thác, chân vịt biến bước có thể cho phép lùi tàu và chạy với tốc độ thấp mà không thay giá trị và chiều quay của động cơ. Vì vậy động cơ không cần đổi chiều.
Chân vịt biến bước xuất hiện cùng thời gian với sự xuất hiện của chân vịt. Nhưng lúc đó cơ cấu truyền động chân vịt biến bước quá nặng nề, việc làm kín nước các cánh cũng không tốt, làm cho tín tin cậy và hiệu suất của chân vịt bị giảm thấp. Mặt khác các thao tác điều khiển chân vịt biến bước đương thời đều dung phương pháp thô sơ. Các vấn đề có liên quan mật thiết với nhau giữa biến bước chân vịt, tính năng hành trình của tàu, tình hình làm việc của động cơ, thiết bị điều khiển chân vịt biến bước…phải trong vòng 30 năm sau mới giải quyết được. Nói chung, vào thời điểm đó chân vịt biến bước chưa hoàn thiện nên chưa được ứng dụng rộng rãi.
Ưu nhược điểm của chân vịt biến bước
Sử dụng chân vịt biến bước cho ta những lợi sau:
a. Thay đổi tốc độ và khi tàu lùi máy không đảo chiều quay, không thay đổI số vòng quay sử dụng được các loại động cơ không tự đảo chiều được sử dụng.
b. Trong mọi điều kiện khai thác, tận dụng hết công suất động cơ khi ở vòng quay định mức.
c. Tốc độ chuyển động chậm hoàn toàn không phũ thuộc số vòng quay ổn định của động cơ đó là điều kiện xác định giới hạn dưới của tốc độ khi bước chân vịt cố định.
d. Sức cản chân vịt biến bước ít hơn sức cản chân vịt bước cố định.
Nhược điểm của chân vịt biến bước.
a. Kết cấu phức tạp, thanh mảnh như moyeu và trục chân vịt, dẫn đến phí tổn nhiều đũi hỏi luụn phải theo dừi.
b. Tăng đường kính moyeu làm giảm hiệu suất chân vịt (trung bình từ 2% đến 3%) c. Tăng chiều dài moyeu, đối với tàu 1 chân vịt gây khó khăn cho lắp đặt bánh lái.
d. Giảm chiều rộng cánh, đòi hỏi phải tăng chiều dày profin dẫn đến s745 giảm hiệu súât không an toàn về xâm thực.
Những nhược điểm trên hạn chế sử dụng chân vịt biến bước ở các tàu, tuy nhiên điều lợI ở mục b có nhiều ý nghĩa với 1 số tàu. Những lợi do áp dụng chân vịt biến bước theo quan điểm tận dụng hoàn toàn công suất trong mọi điều kiện khai thác thể hiện ở hình 16.
Hình 18
Trên hình thể hiện sức kéo đạt được của tàu kéo có cộng suất 1200cv phụ thuộc tốc độ khi áp dụng chân vịt biến bước cũng như áp dụng 3 loại chân vịt bước cố định có bước 1656mm, 2070mm và 2484mm. So sánh ta thấy rằng khi áp dụng chân vịt biến bước sức kéo luôn luôn bằng hoặc lớn hơn của ba loại chân vịt kia.
* Ứng dụng
Chân vịt biến bước với những ưu điểm đó, ngay nay được sử dụng nhiều trên tàu ngầm, tàu quét ngư lôi, các tàu dân dụng như tàu cá, tàu phá băng, tàu kéo… Ngoài ra trên các tàu thủy cỡ lớn, chân vịt biến bước còn được bố trí ở phần mũi để tăng tính cơ động của tàu.
Kích thước chân vịt biến bước điều chỉnh do Liên Xô sản xuất (bảng 1)
Đường kính chân vịt (m)
Đường kớnh lừi (m)
Số cánh (z)
Công suất được cung cấp (ml)
Số vòng quay (vg/ph)
Vị trí cơ cấu điều khiển biến bước
1,50 0,45 3 1200 403 Trong lừi
2,10 0,71 3 2500 320 Trong lừi
1,80 0,55 3 400 275 Trong đường trục
2,40 0,80 3 6000 350 “
2,70 0,80 3 2400 225 “
2,73 0,80 3 2000 250 “
3,30 1,02 3 4500 200 “
1,80 0,60 4 600 300 “
1,90 0,66 4 1000 375 “
2,15 0,66 4 800 300 “
3,80 1,25 4 3800 167 “
6,30 1,00 4 13000 102 “
Hình 19 Sơ đổ bố trí chân vịt biến bước
1- bộ điều khiển bước bằng thủy lực; 2- xylanh thuỷ lực; 3- cơ cấu qua vách kín nước trước; 4- trục chõn vịt; 5- cơ cấu qua vỏch kớn nước sau; 6- cỏnh chõn vịt; 7- lừi chõn vịt.
3.2 Tính năng kỹ thuật của chân vịt biến bước