2.2.1. Chai gió
Hệ thống điều khiển khí nén tàu Sông Đuống đơc trang bị hai chai gió. Tổng thể tích của hai chai là 4000 l, áp lực lớn nhất là 30 bar.
Ngoài hai chai gió khởi động chính còn có các chai gió điều khiển nhằm cung cấp áp lực khí nén ổn định cho các mạch điều khiển bằng khí nén.
2.2.2. Van khởi động trên các nắp xilanh
Mỗi xilanh có một van khởi động. Nó đợc đặt ở trên nắp xilanh và có thể đợc tháo rời. Van khởi động đợc đóng mở bằng khí nén điều khiển bởi van trợt trên đĩa chia gió. Van khởi động đợc bắt vào nắp xilanh bằng các guzông và có vòng đệm làm kín giữa van khởi động và nắp xilanh.
Chức năng của các van khởi động trên các xilanh là lần lợt đóng mở cấp khí khởi động vào các xilanh theo đúng thứ tự nổ nhằm khởi động động cơ.
Hình vẽ 2.2.f Van khởi động trên các xilanh
1. nắp xilanh; 2. đệm làm kín; 3. Đế van; 4. Trục van; 5. Thân van; 6,7.Vòng đệm cao su; 8. xecmăng piston nhỏ; 9. Xecmăng piston điều khiển; 10. ống dẫn h- ớng; 11. piston điều khiển; 12. Xecmăng piston lớn; 13. Xilanh trung bình; 14. Xecmăng píton điều khiển; 15. Bulông; 16. Lò xo; 17. nắp lò xo; 18. Chốt định vị; 19. ống bao; 20. Nắp; 21. Vòng đệm chịu nén; 22. Làm kín bằng da; 23. Van trợt trên đĩa chia gió; 24. Chốt; 25. Dẫn hớng; 26. Chốt khóa; 94247. thanh kiểm tra sự nâng hạ của trục van có trơn tru hay không.
Hình 2.2g. Nguyên lý đóng mở của van khởi động.
Quá trình mở:
Khí điều khiển mở van từ van trợt của đĩa chia gió theo đờng gió mở tới mặt trên của piston điều khiển C (khoang T). Khi đờng gió mở van có áp lực gió thì đờng gió đóng van đợc mở thông. Lúc này van vẫn đang đóng, khoang P và khoang M đợc thông nhau qua lỗ B. áp lực của khí nén sẽ tác động lên mặt trên của piston K1. Nếu không có áp lực khí cháy trong buồng đốt, lực đẩy của áp lực khí điều khiển sẽ thắng
lực đàn hồi của lò xo F, đẩy piston đi xuống. Do đó trục van chuyển động xuống dới, mở thông một phần van.
Khi piston K1 dịch xuống 1 đoạn tơng ứng, sẽ làm thông khoang T với khoang P, tác dụng lên mặt trên của piston K2 có diện tích lớn. Khi đó lực đẩy của khí nén làm mở van khởi động lúc này là lớn nhất, làm van mở hoàn toàn. Khí khởi động áp lực 30 bar tràn vào xilanh đẩy piston đi xuống và làm quay trục khuỷu.
Van khởi động vẫn mở theo góc mở của cam khởi động, khí khởi động vẫn cấp vào đờng mở của van khởi động từ van trợt của đĩa chi gió. Sau đó, trớc khi cửa xả của xilanh mở, van khởi động bắt đầu kì đóng diễn ra nh sau.
Quá trình đóng
Trong quá trình đóng, đờng khí điều khiển đóng van có áp lực khí nén và đờng khí điều khiển mở van đợc xả thông. Việc thay đổi khí điều khiển cấp vào kì đóng và mở của van khởi động nh thế này đợc điều khiển bởi van trợt trên đĩa chia gió. Bắt đầu của quá trình đóng, khí điều khiển cấp vào khoang dới của piston K2 (khoang M). Dới tác dụng của áp lực khí điều khiển và lực căng lò xo, lúc này khí nén diều khiển ở khoang T không còn đợcthông với bên ngoài, van sẽ ngay lập tức đợc đóng lại.
Khi piston điều khiển chuyển động lên trên một đoạn, nó sẽ ngăn không cho khí điều khiển đóng van thông với khoang M. Lúc này áp lực khí sẽ đẩy mặt dới của piston K3 có diện tích nhỏ hơn piston K2 làm giảm lực đóng xupáp lại. Van chuyển động chậm lại và lợng khí nhốt trong khoang P lúc này có tác dụng nh một bộ giảm chấn. Khi van đóng lại, piston K2 sẽ nén không khí trong khoang P3, bằng cách đó, cả van và đé van sẽ không bị va đập mạnh. Điều này rất có ý nghĩa trong việc keo dài tuổi thọ cho nấm và đễ van. Quá trình đóng van khởi động đợc hoàn tất. Tuy nhiên đ- ờng khí điều khiển đóng van vẫn duy trì áp suất phụ thuộc vào góc đóng của cam khởi động.
Độ chênh lệch áp suất của khí trong khoang đệm P và khoang M hoàn toàn cân bằng nhau trong khoảng thời gian kết thúc qua trình đóng và piston K2 bắt đầu mở thông lỗ B. Do đó, chỉ có lò xo F tác động đóng van khi mà van mới bắt đầu kì mở.
Van trựơt giờ cắt nguồn khí điều khiển tới cửa đóng của van khởi động, khí nén đợc cấp tới đờng mở và bắt đầu một quá trình mới nh trên.
Từ kết cấu của van hởi động trên đây, ta thấy: ngoài piston đóng mở van K2 , van khởi động còn có thêm 2 piston có kích thớc nhỏ hơn K1 và K3. Hai piston này gọi là piston điều khiển hay step piston.
Mục đích của kết cấu nh vậy nhằm đạt đợc những tính năng sau: - Kì đóng và mở đợc đợc điều khiển chính xác.
- Van khởi động chỉ mở khi mà áp lực khí cháy trong xilanh không còn cao hơn áp lực của khí khởi động.
- Khi đảo chiều động cơ, trong qúa trình hãm, khí khởi động thổi vào buồng đốt trong khi piston đang trong hành trình đi lên, áp lực trong buồng đốt rất lớn. Do có piston điều khiển có diện tích tác dụng nhỏ hơn piston đang chịu lực ép của khí điều khiển mở van khởi động nên van khởi động vẫn mở cho đến thời điểm đóng đóng của mình.
- Trong khoảng cuối kì đóng của van khởi động, piston điều khiển có tác dụng nh một bộ giảm chấn, do đó kéo dài tuổi thọ của nấm van và đế van.
2.2.3. Đĩa chia gió
Van khởi động trên mỗi xilanh đợc diều khiển bằng khí nén bởi các van trợt trên đĩa chia gió. Mỗi van trợt đợc nối tới các van khởi động bằng hai đờng gió, một đờng đóng và một đờng mở van khởi động.
Đĩa chia gió là loại van trợt hình trụ, các van trợt đợc sắp xếp hớng tâm. Chúng đợc điều khiển bởi một cam khởi động chung ở đầu của trục truyền động thẳng đứng.Các van trợt này chỉ hoạt động khi nhấn nút khởi động. Khi đó khí điều khiển 7 bar sẽ đến các van trợt này và đợc chúng lần lợt cấp tới đóng mở van khhởi động theo đúng thứ tự.
Khi đảo chiều động cơ, trục cam khởi động đợc quay tơng đối so với trục khuỷu. Do đó thời điểm đóng mở các van khởi động không phụ thuộc vào chiều quay của trục khuỷu và đợc bảo toàn.
Hình 2.2h. Đĩa chia gió
1. Trục trên của truyền động thẳng đứng; 2. ống bao van trợt; 3. Van trợt; 4.
Thân; 5. Cam khởi động ; 6. Nắp; A. Đờng khí đệm; B. Không gian vành
khăn; C. Đờng khí cấp; D. Không gian xả; E. Đờng xả; F. Không gian phân phối; H.
Đờng đóng; J. Đờng mở.
b, Nguyên lý họat động của đĩa chia gió.
Khí đệm vào không gian vành khăn B qua ống “A” và đẩy van trợt tì con đội lên biên dạng cam khởi động. Ngay sau khi van khởi động chính mở, khí nén tràn vào không gian phân chia F qua đơng ống “F”.
Chú ý: Nếu động cơ vẫn không chạy thì có thể con đội của một trong các van tr-
ợt không tựa lên lng bánh cam khởi động.
Không gian phân chia F trong vị trí van trợt nh hình vẽ đợc thông với ống mở (J). Không gian xả D thông với đờng đóng (H). Piston điều khiển của van khởi động trên nắp xilanh dới tác động của áp lực khí nén làm van khởi động mở. Khí nén sẽ tràn vào các xilanh. Trục khuỷu do đó sẽ quay và truyền chuyển động thông qua trục cam và trục truyền động thẳng đứng làm cho cam khởi động cũng quay theo.
Các van trợt chuyển động phụ thuộc vào biên dạng lõm của bánh cam khởi động. Đờng ống mở (J) đợc nối tới không gian xả (D) và đờng ống đóng (H) đợc nối với không gian phân chia (F). Van khởi động trên các nắp xilanh đóng lại.
Van khởi động vẫn đóng khi con đội của cam vẫn tiếp xúc với phần lồi của cam. Khi con đội bắt đầu tiếp xuc với phân lõm của cam, van trợt dịch về vị trí đờng ống mở thông với không gian phân chia, đờng ống đóng thông với cửa xả. Bánh cam vẫn tiếp quay và một chu kì mới lặp lại nh đã mô tả ở trên.
Chú ý: khi lắp ráp cam khởi động cần chú ý vị trí chính xác của cam nh sau (khi
đại tu sửa chữa)
- Khi lắp cam khởi động với bộ truyền động thẳng đứng, vị trí của cam đợc điều chỉnh rồi cố định bằng chốt
- Piston ở gần bệ chõi nhất đang ở điểm chết trên.
- Servo motor đảo chiều 4.01 đang ở hành trình tiến và các cánh van xoay đang ở vị trí cuối.
- Dấu chữ “U” ở vành bánh răng (phía bánh đà) phải thẳng hàng với mép ngoài thẳng đứng “K” của hộp bánh răng.
- Dấu “O” trên bánh răng nằm ngang của bộ truyền động thẳng đứng phải thẳng hàng với nhau và đầu vít “S” thẳng hàng với dấu trên bánh răng, tơng đơng với chi tiết M và M1 nh hình 2.2i.
Hình 2.2i. Dấu lắp ráp chính xác cam khởi động.
- cam khởi động 5 phải ở vị trí làm sao để rãnh “a” trên đầu trên của trục vuông góc với dấu “b” trên cam.
- Rãnh “a” phải song song với trục dọc của động cơ và lỗ “c” ở về phía động cơ. Khi van điều khiển khởi động 8.18 đóng sẽ không có đờng gió dẫn hớng vào khoang B, lúc này lò xo sẽ kéo van trợt ra không cho con lăn tiếp xúc với biên dạng cam để tránh mài mòn cho biên dạng cam và cho con lăn. Con lăn sẽ cách phần biên dạng lồi của cam một khoảng S = 1 mm.
2.2.4. Van khởi động chính
Van khởi động chính đợc đặt ở tầng trên cùng. Van này có nhiệm vụ khống chế việc nạp khí khởi động vào xilanh của động cơ. Trong điều kiện hoạt động bình th- ờng, van khởi động chính thờng đóng và chỉ mở khi khởi động. Van này sẽ mở trong thời gian ta ấn nút 8.15 hoặc cần khởi động sự cố 2.18. Khi cần thiết van khởi động có thể đợc mở hay đóng bằng tay quay 2.10. Khi đặt ở vị trí tự động thì van sẽ ở trạng thái tự do có thể đóng, mở bằng khí nén. Khi hành trình trên biển hoặc khi máy không chạy trong một thời gian dài thì phải đóng chặt van này bằng tay van 2.10.
Hình 2.2j. Van khởi động chính
1. Van điều khiển; 2. Piston van điều khiển; 2a. Nấm van; 3. Vòng gioăng đồng; 4. Thân van khởi động chính; 5. Vỏ van; 6,7. Đế van; 8. Vỏ van một chiều; 9. Van một chiều; I. Đờng vào gió điều khiển ; II Đờng xả; A. Khoang trong; B. Khoang vành khăn; C. Bệ chặn; D. Lỗ; E. Van xả; K. Van kiểm tra; L. ống cấp gió điều khiển; M. Đồng hồ áp lực.
Đờng khí khởi động 30 bar từ chai gió sẽ đợc cấp vào khoang B, một phần đi qua lỗ D vào khoang A và theo khe hở dọc trục xuống khoang bên dới. áp lực khí trong khoang A bên dới nấm van cộng với sức nén của lò xo làm cho van ở trạng thái đóng.
Ngay khi van điều khiển gió khởi động 8.18 mở, gió điều khiển sẽ vào van điều khiển 1, nâng piston và nấm van 2a lên. Nh vậy khoang trong A sẽ đợc thông, gió trong khoang A sẽ đơc xả qua van điều khiển theo đờng II. áp lực gió khởi động ở khoang B tác động vào mặt vòng của nấm van 4 làm cho nó đi xuống đến điểm chặn C. Đờng gió khởi động đợc mở thông đẩy van 1 chiều 9 đi lên rồi đi vào đờng ống L tới khởi động đông cơ.
Ngay khi van điều khiển gió khởi động 8.18 đóng lại thì piston van điều khiển đi xuống, đờng xả gió II bị đóng lại. Gió khởi động từ khoang B qua lỗ D làm tăng áp suất trong khoang A, cùng với lực lò xo làm nấm van chính 4 đóng lại.
Để ngăn ngừa khí cháy đi ngợc trở lại van khởi động chính, ngời ta bố trí van một chiều 9. Cả van một chiều và van khởi động chính đều bố trí các van xả (van E và van K). Để van khởi động chính hoạt động tót thì ta phải định kì mở các van xả này để xả nớc đọng trên các van.
Tuy nhiên việc xả bằng van K chỉ nên thực hiện khi đã đóng van chặn ở chai gió. Viêc mở van K cũng tơng đơng với việc mở van điều khiển 1. Thân van 4 mở sẽ, nghe thấy tiếng gió rít ở lối vào của bộ phận phân phối khí khởi động 2.01. Do vậy van K còn đợc gọi là van kiểm tra.
Việc kiểm tra van khởi động chính bằng cách này chỉ nên đợc tiến hành khi máy đã sẵn sàng khởi động hoặc máy đang chạy trớc khi vào cảng hoặc sau một hành trình dài.
2.2.5 Van điều khiển gió khởi động
Van điều khiển gió khởi động đặt ở gần servo motor đảo chiều đảo chiều. Trong điều kiện hoạt động bình thờng, nghĩa là máy đợc điều khiển bằng khí nén thì van này đợc đóng mở bằng khí điều khiển áp lực 7 bar. Trong trờng hợp sự cố không có khí điều khiển, van này đợc diều khiển bằng tay. Van điều khiển gió khởi động có nhiệm vụ điều khiển đờng gió điều khiển đến đóng mở van khởi động chính và đờng gió dẫn hớng của đĩa chia gió.
Điều kiện để van hoạt động bằng khí điều khiển là servo motor đảo chiều đã ở vị
trí cuối (đã thực hiện đảo chiều xong) theo hớng chạy yêu cầu.
Trong điều khiển sự cố, hệ thống gió điều khiển bị hỏng thì van 8.18 đợc mở bằng cần khởi động 2.18. Khi thao tác bằng cần 2.18 thì cũng phải có điều kiện là chỉ đợc thao tác khi servo motor đảo chiều đã thực hiện đảo chiều xong ( đồng hồ 4.08 chỉ màu xanh ).
Một điều kiện nữa để van 8.18 cấp gió điều khiển khởi động là máy via đã đợc tách ra khỏi động cơ, tức là van 2.09 đã đợc mở thông.
a. Kết cấu van điều khiển gió khởi động (hình vẽ 2.2k).
Hình 2.2k. Van điều khiển khởi động
1. Xilanh dẫn hớng của van; 2. Bulông; 3. Van; 4. Vòng cao su; 5. Hộp van; 6. Bulông khuyết; 7,14. Vòng cao su; 8,21. lò xo; 9. piston gió; 10. Lõ xo kéo; 11. Nắp ; 12. Cần bẩy; 13. Chốt trụ; 16,17. Vòng cao su; 18.Piston cơ khí; 19. Vòng gioăng đế van; 20. Vòng cao su; A. Đờng gió khởi động; B. Đờng gió điều khiển; C. Đờng tới bộ phân phối gió khởi động; D. Đờng xả gió cho khoang C; E. Lỗ giảm áp
b, Nguyên lý hoạt động.
Đờng A đợc cấp khí có áp suất 30 bar. Nếu đờng B có khí nén áp suất 7 bar đi vào, nó sẽ tác dụng lên mặt trên của piston gió 9 đẩy nó đi xuống. Khí dới piston 9 sẽ đợc thoát qua lỗ E đồng thời piston cơ khí 18 cũng đi xuống ép vào thân van 3 đẩy van đi xuống, mở thông đờng A với đơng C, ngăn cách đờng A với đờng D.
Khí nén sau khi qua van của máy via sẽ vào khoang A tới C rồi đi tới van điều khiển 2.07 để mở van khởi động chính rồi tới đờng dẫn hớng của đĩa chia gió.
Khi không ấn nút khởi độngthì đờng gió vào khoang B sẽ đợc xả qua van trên nút khởi động 8.15 nên áp suất bị giảm đi nhanh chóng, lò xo 8 sẽ đẩy piston gió 9 đi lên, lò xo 21 cũng đẩy van 3 ép chặt vào đế van, vòng đệm 19 sẽ ngăn cách khoang A và khoang C, gió ở khoang C sẽ thoát qua lỗ ở van 3 qua đờng D. Van ở trạng thái đóng.
Khi hệ thống khí điều khiển bị hỏng thì ta phải điều khiển van bằng tay. Để mở van, ta dùng cần 12 ấn chốt 13 xuống. Hoạt động của van cũng tơng tự nh khi điều khiển bằn khí nén.
Ngoài ra cần 12 còn có tác dụng kiểm tra sự dịch chuyển van có trơn tru hay không.
2.2.6. Xilanh 3 vị trí (3 position cylinder )
Xilanh 3 vị trí đợc điều khiển bằng khí nén và có nhiệm vụ đa van điều khiển
