Yêu cầu với trang bị động lực tàu kéo thường rất cao nhằm đảm bảo an toàn cho bản thân tàu kéo cùng các tàu hoặc hệ thống bị kéo.
- Độ tin cậy các thiết bị động lực phải cao song vận hành thiết bị này phải dễ dàng, thuận lợi.
- Hệ thống động lực phải được trang bị các thiết bị diều khiển từ xa và khả năng tự động hóa phải cao.
- Hệ thống động lực cùng thiết bị đẩy tàu (chân vịt tàu) hoạt động nhịp nhàng, phù hợp, đảm bảo tàu có sức kéo cao, tính quay trở và tính giữ hướng tốt. Thật ra đây là kết quả của thiết kế dung hòa nhằm làm cho tàu phát huy đủ công suất trong chế độ kéo, giữ cho chế độ quay trở tốt trong khi tính giữ hướng không được phép xấu.
- Bố trí trang thiết bị động lực phải hợp lý, gọn. Buồng máy tàu kéo có thể kéo đến 40 – 60% chiều dài tàu trên các tàu kéo hiện đại tuy nhiên cần thiết chọn máy có kích thước phù hợp, không làm cho buồng máy quá cồng kềnh, lấn át các khỏang không gian cần thiết khác của tàu kéo. Chọn máy thích hợp cho tàu kéo làm một việc cụ thể.
- Đảm bảo an toàn và vệ sinh trong công tác: tiếng ồn không vượt quá giới hạn cho phép, độ rung tàu khôngn mức gây hại cho sức khỏe người làm việc trên tàu.
- Tính kinh tế phải cao.
Tàu kéo đóng vào những năm cuối thế kỷ XX sử dụng chủ yếy máy diesel trung tốc và cao tốc làm động lực chính. Công suất máy đang dùng từ 50 – 100 HP đến 15.000HP. Trên một số tàu người ta trang bị tua bin khí làm động lực chính. Năm 1961 tàu Khirio Maru của Nhật đã trang bị tua bin khí của hãng Sigma công suất 2x1000 HP quay chân vịt ben bước.
Động cơ diesel dùng trên tàu kéo hiện đại có vòng quay máy chính từ 250 v/ph đến 2300 v/ph. Điều đặc biệt người thiết kế phải để ý, tất cả tàu kéo, đẩy chỉ trang bị máy làm việc theo chế độ “nặng”. Cần nói lại rằng, theo cách phân loại máy của các hãng sản xuất máy trên thế giới, máy tàu trung tốc hoặc cao tốc được xếp trong bốn nhóm công tác: máy làm việc trong chế độ nặng (HD), chế độ trung bình (MD), chế độ nhẹ (LD) và rất nhẹ (SLD). Chế độ HD, viết tắt từ Heavy Duty còn được hiểu theo nghĩa Continuous Duty, áp dụng cho tàu kéo, tàu đánh cá và các tàu làm việc trong chế độ “nặng”.
Tàu kéo, làm việc luôn luôn trong chế độ nặng. Từ trạng thái thử tại bến tại chế độ buộc tàu (pollard pull) đến chế độ kéo (towing) tàu kéo, đẩy đều phải làm việc ở trạng thái nặng tải cho nên phải trang bị máy chịu được điều kiện đó.
Các máy trung tốc và cao tốc trang bị trên tàu kéo không mấy khi quay trực tiếp chân vịt tàu. Để tăng hiệu suất làm việc của chân vịt và hệ thống máy chính – đường trục – chân vịt nhất thiết phải hạ thấp vòng quay trục chân vịt. Phương tiện hữu hiệu đang dùng trên tàu kéo là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc dùng trên tàu khá đa dạng, hộp giảm tốc một cấp, hộp nhiều cấp, hộp giảm tốc cơ khí, hộp thủy lực, hộp giảm tốc điện từ vv… Hiệu suất làm việc các kiểu hộp số được giới thiệu tại hình 1. Tại hình trình bày các đường đặc tính ngoài của động cơ diesel quay trực tiếp trục chân vịt hoặc qua bộ truyền một cấp, lai chân vịt bước cố định 1. Đường 2 – đường đặc tính máy diesel cùng hộp giảm tốc nhiều cấp, 3 – máy diesel lai chân vịt biến bước. Đường 4 – động cơ diesel cùng hydrotransfor, chân vịt bước cố định.
Hình 1.
Các đường đặc tính chân vịt được đánh dấu như sau: a - chế độ buộc tàu, b – tàu kéo đang kéo đoàn phương tiện nổi, c – chạy tự do.
Bố trí máy chính cùng hệ đường trục các tàu kéo tiêu biểu được giới thiệu tại hình 2, 3, 4.
Hình 2 giới thiệu bố trí buồng máy tàu kéo “Sao Hỏa” chúng ta đã có dịp làm quen, lắp hai máy tổng công suất 900HP, dùng thiết bị đẩy cycloidal.
Hình 3 giới thiệu buồng máy tàu trang bị hệ thống diesel – điện, công suất máy 2000HP.
Hình 4 trình bày buồng máy tàu đẩy trang bị hai máy diesel tổng công suất 4000HP.
Hình 3. Bố trí buồng máy tàu kéo chạy biển, công suất 2000HP
Để giúp bạn đọc hình dung kích thước chính của các máy đang dùng trên tàu kéo chúng tôi chép lại catalogue của hãng Cummins, USA, trong đó trình bày rõ ký hiệu máy, công suất và kích thước phủ bì LxBxH. Máy cùng loại do các hãng khác sản xuất có kích thước không trùng với dữ liệu hiện có tại các bảng song mức độ khác nhau về kích thước phủ bì không quá lớn.
Hình 4. Buồng máy tàu đẩy, công suất 4000HP.
Điều cần lưu ý, theo cách phân loại của Cummins, chế độ heavy duty áp dụng cho tàu làm việc liên tục đến 8 giờ trong chu kỳ tính 10 giờ. Trong khi đó chế độ
Các máy vừa nêu áp dụng cho tàu kéo thông dụng dùng tại USA và các nước châu Mỹ, châu Âu.