Giáo trình mô đun Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa - Nghề: Sửa chữa máy tàu thủy
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: THỬ, NGHIỆM THU ĐỘNG
CƠ VÀ HỆ THỐNG SAU SỬA CHỮA
NGHỀ: SỬA CHỮA MÁY TÀU THỦY
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số.....QĐ/ ngày......tháng........năm....của Hiệu
trường Trường Cao đẳng Hàng hải I )
Hải Phòng, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại giáo trình, nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình mô đun “Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa”
được biên soạn trên cơ sở tham khảo một số tài liệu của: TS Lê Viết Lượng (2000),
Lý thuyết động cơ Diesel, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. Nguyễn Văn Bình –
Nguyễn Tất Tiến (1997), Nguyên lý động cơ đốt trong, Nhà xuất bản Đại học và
Trung học chuyên nghiệp. Hồ Tấn Chuẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế -
Nguyễn Tất Tiến, Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 1, 2, 3, Nhà xuất bản
Đại học và Trung học chuyên nghiệp. PGS.TS Lê Viết Lượng (2003), Kết cấu
động cơ Diesel, Đại học Hàng hải. GS Trần Hữu Nghị (1991), Sổ tay sĩ quan máy
tàu tập 1, Trường Đại học Hàng hải. Tập bài giảng Sửa chữa diesel tàu thủy và Tập
bài giảng Công nghệ sửa chữa của Hoàng Quốc Việt, Khoa Máy tàu trường Đại
học Hàng hải. TS Nguyễn Đức Ca (2017), Động cơ Diesel tàu thủy, Nhà xuất bản
Giao thông Vận tải, Hà Nội. Nguyễn Đăng Cường (2000), Thiết kế và lắp ráp thiết
bị tàu thủy, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Và, căn cứ mục tiêu, nội
dung của mô đun trong chương trình đào tạo nghề sửa chữa máy tàu thủy, Trường
Cao đẳng Hàng hải I.
Giáo trình phục vụ cho việc giảng dạy của giảng viên, học tập của học sinh
sinh viên Trường Cao đẳng Hàng hải I. Đồng thời là tài liệu tham khảo cho công
nhân đang làm tại các nhà máy đóng mới và lắp ráp, sửa chữa máy tàu thủy.
Trong quá trình biên soạn, tôi cố gắng đưa ra những quy trình công nghệ;
các công đoạn và nguyên công cơ bản nhất trong công tác sửa chữa hệ thống động
lực diesel tàu thủy và thử chúng sau sửa chữa, được thực hiện trong ngành công
nghiệp đóng tàu thủy tại Việt Nam.
Tuy nhiên, trong quá trình biên soạn chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của các đồng nghiệp và các độc giả,
nhằm bổ sung cho cuốn giáo trình mô đun “Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống
sau sửa chữa” được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày …….. tháng …........ năm 20…
Biên soạn: ThS. Lê Đức Tuấn
3
MỤC LỤC
TT
1
Nội dung
Trang
Tuyên bố bản quyền
Lời giới thiệu
2
3
4
5
7
8
9
2
3
Mục lục
4
Danh mục hình vẽ
Danh mục bảng biểu
Nội dung
5
6
Bài 1: Thử các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ
động cơ
Bài 2: Thử các thiết bị trên boong và các hệ thống phục
vụ
56
Bài 3: Thử, nghiệm thu động cơ Diesel
Tài liệu tham khảo
79
88
7
4
Danh mục hình vẽ
TT
1
Tên hình vẽ
Trang
10
Hình 1.1. Đồng hồ áp suất dầu
2
Hình 1.2. Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất
thấp/không có dầu
11
3
4
5
6
7
8
9
Hình 1.3. Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất
dầu cao
12
13
13
16
17
18
19
Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn
loại từ điện
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp
suất dầu bôi trơn loại từ điện
Hình 1.6. Sơ đồ điều kiện về góc để một động cơ Diesel
khởi động bằng khí nén
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống khởi động bằng khí nén do cam
trực tiếp khống chế xupáp khởi động
Hình 1.8. Hệ thống khởi động bằng khí do cam khống
chế đường khí phụ
Hình 1.9. Hệ thống khởi động bằng khí do cam khống
chế đường khí chính
10 Hình 1.10. Van phân phối khí kiểu cũ
20
21
22
23
24
11 Hình 1.11. Van phân phối khí kiểu tấm trượt dạng đĩa
12 Hình 1.12. Van phân phối khí kiểu van trượt hình trụ
13 Hình 1.13. Cấu tạo của xupáp khởi động
14 Hình 1.14. Cấu tạo của xupáp khởi động động cơ hãng
BMZ
15 Hình 1.15. Cấu tạo của máy nén khí
25
28
29
30
16 Hình 1.16. Các phần tử cảm ứng của bộ điều tốc cơ giới
17 Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý bộ điều tốc nhiều chế độ
18 Hình 1.18. Bộ điều tốc cơ giới nhiều chế độ tác dụng trực
tiếp có thay đổi lực căng ban đầu của lò xo
19 Hình 1.19. Bộ điều tốc nhiều chế độ tác dụng trực tiếp
31
5
20 Hình 1.20. Bộ điều tốc tác dụng gián tiếp kiểu P13M-
32
33
34
36
1KE
21 Hình 1.21. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu hiệu chỉnh của bộ
điều tốc P13M-1KE
22 Hình 1.22. Sơ đồ cấu trúc bộ điều tốc tác dụng gián tiếp
liên hệ ngược tổng hợp
23 Hình 1.23. Hệ thống làm mát hở hay hệ thống làm mát
không tuần hoàn
24 Hình 1.24. Hệ thống làm mát kín hay tuần hoàn
25 Hình 1.25. Cấu tạo của bầu lọc nước biển
38
39
40
40
26 Hình 1.26. Cấu tạo của van tự động điều tiết nhiệt độ
27 Hình 1.27. Van tự động điều tiết nhiệt độ đặt trên một
đường ống
28 Hình 1.28. Bơm piston một hiệu lực
41
42
43
44
45
45
46
29 Hình 1.29. Bơm piston hai hiệu lực kiểu nằm
30 Hình 1.30. Bơm piston hai hiệu lực kiểu đứng
31 Hình 1.31. Sơ đồ cấu tạo của bơm song áp kiểu nằm
32 Hình 1.32. Bơm ly tâm một cấp
33 Hình 1.33. Bơm ly tâm nhiều cấp hút nước một mặt
34 Hình 1.34. Sơ đồ hệ thống và cấu tạo bơm ly tâm hút
nước hai mặt
35 Hình 1.35. Hệ thống khởi động bằng khí nén kiểu gián
50
tiếp
36 Hình 2.1. Một số dạng bánh lái
59
60
61
64
65
66
37 Hình 2.2. Treo trục bánh lái bằng bạc chặn côn
38 Hình 2.3. Máy lái điện
39 Hình 2.4. Truyền động trục lái bằng xilanh mômen
40 Hình 2.5. Truyền động máy lái dùng xilanh lực
41 Hình 2.6. Máy lái điện-thuỷ lực với bơm có sản lượng và
chiều cấp không đổi
6
42 Hình 2.7. Hệ thống lái điện-thủy lực hai máy lái có khả
68
70
năng tự cô lập
43 Hình 2.8. Máy lái sử dụng bơm có sản lượng và chiều
cấp thay đổi
44 Hình 2.9. Cách bố trí và hoạt động của cần nổi
45 Hình 3.1. Sơ đồ đo co bóp trục khuỷu
72
84
Danh mục bảng biểu
TT
1
Tên bảng biểu
Trang
76
Bảng 2.1. Áp suất thử các hệ thống trên tàu thủy
Bảng 3.1. Tính chất đặc trưng của nhóm động cơ
Bảng 3.2. Các thống số cần đo theo nhóm động cơ
Bảng 3.3. Kết quả đo co bóp
2
81
3
81
4
84
7
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa
Mã mô đun: MĐ.50510225.34
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí:
Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa là mô đun quan trọng
trong đào tạo nghề Sửa chữa máy tàu thuỷ; được bố trí học sau các môn học, mô
đun chuyên môn nghề.
- Tính chất:
Mô đun này là rất cần thiết, phải được giảng dạy cho người học của nghề
Sửa chữa máy tàu thuỷ.
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:
Mô đun này trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng về công tác
thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa đúng theo quy trình với độ tin
cậy cao.
Mục tiêu mô đun:
- Về kiến thức:
Trình bày được các bước thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau khi sửa
chữa. Trình bày được mục đích của việc thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau
sửa chữa.
- Về kỹ năng:
Kiểm tra phát hiện được rò rỉ và khuyết tật còn tồn tại trong quá trình sửa
chữa; điều chỉnh được các thông số kỹ thuật cần thiết của động cơ. Thử, nghiệm
thu được một số hệ thống phục vụ động cơ sau khi sửa chữa đảm bảo độ tin cậy.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
Tuân thủ đúng các quy tắc về an toàn lao động, tổ chức, bố trí nơi làm việc
hợp lý và bảo vệ môi trường.
Nội dung mô đun:
8
BÀI 1: THỬ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU CHỈNH, BẢO VỆ
ĐỘNG CƠ
Mã bài: MĐ.50510225.34.1
Giới thiệu:
Thử các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ là hết sức quan
trọng, nó khẳng định về chất lượng sửa chữa các hệ thống điều khiển, điều chỉnh
bảo vệ động cơ, tránh được các sai hỏng trong quá trình sữa chữa, làm ảnh hưởng
xấu đến quá trình khai thác hệ thống động lực tàu thủy sau này. Thông qua quá
trình thử các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ, sẽ loại bỏ được
những sai sót của quá trình sửa chữa trước đó, và góp phần nâng cao được hiệu quả
làm việc của hệ thống động lực tàu thủy sau sửa chữa.
Mục tiêu:
- Trình bày được nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển và hệ thống
điều chỉnh, bảo vệ động cơ. Trình bày được quy trình thử các hệ thống điều khiển,
điều chỉnh bảo vệ động cơ theo đúng yêu cầu kỹ thuật;
- Kiểm tra được các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ theo
đúng yêu cầu kỹ thuật. Thực hiện được quy trình thử các hệ thống điều khiển, điều
chỉnh bảo vệ động cơ theo đúng yêu cầu kỹ thuật;
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động sáng tạo
trong học tập và phát huy khả năng làm việc theo nhóm.
Nội dung chính:
1. Công tác chuẩn bị
Quy trình chuẩn bị các điều kiện phục vụ cho việc thử các hệ thống điều
khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ sau sửa chữa được tiến hành theo các bước sau.
Bước 1: Chuẩn bị nhân lực cho việc thử các hệ thống điều khiển, điều chỉnh
bảo vệ động cơ.
Bước 2: Chuẩn bị hồ sơ phục vụ cho quá trình thử các hệ thống điều khiển,
điều chỉnh bảo vệ động cơ.
Bước 3: Chuẩn bị nhiên liệu, dầu mỡ.....
Bước 4: Chuẩn bị dụng cụ, trang thiết bị chuyên dùng cho việc thử các hệ
thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ sau sưa chữa.
Chuẩn bị các điều kiện phục vụ cho việc thử các hệ thống điều khiển, điều
chỉnh bảo vệ động cơ phải được tiến hành đầy đủ theo các bước trên; có như vậy
9
mới nâng cao được hiệu quả của việc thử các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo
vệ động cơ sau sửa chữa.
2. Các hệ thống điều khiển, điều chỉnh bảo vệ động cơ
2.1. Hệ thống thiết bị đo áp suất dầu bôi trơn
Trong hệ thống thiết bị đo áp suất dầu bôi trơn, thì đồng hồ áp suất dầu có
vai trò hết sức quan trọng đối với hệ thống bôi trơn động cơ. Đồng hồ áp suất dầu
để chỉ báo áp suất dầu trong động cơ, giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bôi
trơn. Đồng hồ áp suất dầu là kiểu đồng hồ lưỡng kim.
Toàn bộ cơ cấu đồng hồ thường gồm hai phần: bộ cảm biến, được lắp vào cácte
của động cơ hoặc lắp ở bộ lọc dầu thô và đồng hồ (bộ phận chỉ thị), được bố trí ở
bảng đồng hồ trước mặt bảng điều khiển.
Đồng hồ và bộ cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch. Bộ cảm
biến làm nhiệm vụ biến đổi tương đương sự thay đổi của áp suất dầu bôi trơn thành
sự thay đổi của các tín hiệu điện để đưa về đồng hồ đo.
Đồng hồ là bộ phận chỉ thị áp suất dầu ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ
bộ cảm biến. Thang đo đồng hồ được phân độ theo đơn vị KG/cm2.
Trên các động cơ thủy ngày nay có thể gặp ba loại đồng hồ áp suất dầu bôi trơn:
loại đồng hồ nhiệt điện, loại từ điện và cơ khí đơn thuần.
Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ nhiệt điện và loại từ điện.
2.1.1. Đồng hồ áp suất dầu bôi trơn kiểu đồng hồ nhiệt điện
Hình 1.1. Đồng hồ áp suất dầu
Nguyên lý của loại đồng hồ này là cho một dòng điện đi qua một phần tử
lưỡng kim được chế tạo bằng cách liên kết hai loại kim loại hoặc hợp kim có hệ số
10
giãn nở nhiệt khác nhau. Nhờ hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, nên các phần tử lưỡng
kim bị cong khi nhiệt thay đổi. Rất nhiều đồng hồ bao gồm một phần tử lưỡng kim
kết hợp với một dây may so. Khi phần tử lưỡng kim bị cong do ảnh hưởng của
nhiệt độ môi trường không làm tăng sai số của đồng hồ.
Nguyên lý hoạt động:
a. Áp suất dầu thấp/không có áp suất dầu
Phần tử lưỡng kim ở bộ phận áp suất dầu gắn một tiếp điểm và độ dịch
chuyển kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so. Khi áp suất dầu bằng
không, tiếp điểm mở, không có dòng điện chạy qua khi bật công tắc. Vì vậy, kim
vẫn chỉ không. Khi áp suất dầu thấp, màng đẩy tiếp điểm làm nó tiếp xúc nhẹ. Sau
đó có một dòng điện chạy qua dây may so của cảm biến và bộ báo áp suất dầu. Vì
áp suất tiếp xúc của tiếp điểm nhỏ, tiếp điểm lại mở do phần tử lưỡng kim bị uốn
cong do có dòng điện nhỏ chạy qua. Do tiếp điểm phía bộ cảm nhận áp suất dầu
mở khi dòng điện chạy qua trong một thời gian rất ngắn, nhiệt độ của phần tử
lưỡng kim trong bộ chỉ thị không tăng nên nó bị uốn ít. Vì vậy, kim sẽ lệch nhẹ.
Hình 1.2. Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất thấp/không có dầu
b. Áp suất dầu cao
11
Khi áp suất dầu tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh nâng phần tử lưỡng kim lên.
Vì vậy, dòng điện sẽ chạy qua trong một thời gian dài, tiếp điểm sẽ mở chỉ khi
phần tử lưỡng kim uốn lên trên đủ để chống lại lực đẩy của dầu. Do dòng điện
chạy qua bộ báo áp suất dầu trong một thời gian dài cho đến khi tiếp điểm phía
cảm biến áp suất dầu mở, nhiệt độ phần tử lưỡng kim phía bộ chỉ thị tăng làm tăng
độ cong của nó. Khiến kim đồng hồ lệch nhiều.
Như vậy, độ cong của phần tử lưỡng kim trong bộ chỉ thị tỉ lệ với độ cong
của phần tử lưỡng kim trong bộ cảm nhận áp suất dầu.
Hình 1.3. Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất dầu cao
2.1.2. Đồng hồ áp suất dầu bôi trơn kiểu từ điện
12
Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn loại từ điện
1.Buồng áp suất; 2.Chốt tỳ; 3 và 7.Vít điều chỉnh; 4.Màng; 5.Vỏ bộ cảm biến;
6.Tay đòn bẩy; 8.Con trượt; 9.Nắp bộ cảm biến; 10.Cuộn điện trở của biến trở;
11.Lá đồng tiếp điện; 12.Dây dẫn đồng; 13.Lò xo; 14.Cần đồng hồ hạn chế kim
đồng hồ; 15.Rãnh cong; 16 và 20.Nam châm vĩnh cửu; 17.Khung chất dẻo;
18.Kim; 19.Vỏ thép của đồng hồ.
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn loại từ
điện
a) Véc tơ từ thông tổng và vị trí kim đồng hồ tương ứng với các vị trí khác nhau
b) Sơ đồ nguyên lý đấu dây
Rcb - Điện trở của bộ cảm biến.
Nguyên lý hoạt động:
13
Khi ngắt công tắc, kim chỉ thị lệch về phía của vạch 0 trên thang số đồng hồ.
Kim đồng hồ được giữ vị trí này do lực tác dụng tương hỗ giữa hai nam châm vĩnh
cửu 6 và 20.
Khi bật công tắc (đồng hồ làm việc) trong các cuộn dây của đồng hồ và bộ
cảm biến xuất hiện những dòng điện chạy theo chiều mũi tên như hình vẽ . Cường
độ dòng điện, cũng như từ thông trong các cuộn dây phụ thuộc vào vị trí con trượt
trên biến trở 10. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch đồng hồ và bộ cảm biến
0,2A.
Khi trong buồng áp suất 1 của bộ cảm biến có trị số áp suất P = 0 thì con
trượt 8 nằm ở vị trí tận cùng bên trái của biến trở 10 (theo vị trí của hình vẽ 1.5),
tức là điện trở Rcb có giá trị cực đại. Khi đó cường độ dòng điện trong cuộn W1 sẽ
cực đại, còn trong các cuộn dây W2 và W3 cực tiểu. Từ thông Φ1 và Φ2 của các
cuộn W1 và W2 tác dụng ngược nhau, nên giá trị và chiều từ thông của chúng xác
định theo hiệu Φ1 - Φ2.
Từ thông Φ3 do cuộn dây W3 tạo ra sẽ tương tác với hiệu từ thông Φ1 - Φ2
dưới một góc lệch 900.
Từ thông tổng ΦΣ của cả 3 cuộn dây sẽ xác định theo quy luật hình bình
hành. ΦΣ sẽ định hướng quay và vị trí của đĩa nam châm 16, cũng có nghĩa là xác
định vị trí của kim đồng hồ trên thang số.
Khi bật công tắc mà áp suất trong buồng 1 bằng 0, thì từ thông tổng ΦΣ sẽ
hướng đĩa nam châm trục quay đến vị trí sao cho kim đồng hồ chỉ vạch 0 của thang
số. Khi áp suất trong buồng 1 tăng, màng 4 càng cong lên, đẩy cho đòn bẩy 6 quay
quanh trục của nó. Đòn bẩy thông qua vít 7 tác dụng lên con trượt 8 làm cho nó
dịch chuyển sang phải. Trị số điện trở của biến trở (hay Rcb) giảm dần, do đó
cường độ dòng điện trong các cuộn dây W1 và W2 cũng như từ thông do chúng
sinh ra Φ1 và Φ2 tăng lên. Trong khi đó, dòng điện trong cuộn dây W1 và từ thông
Φ1 của nó giảm đi. Trong trường hợp này, giá trị và hướng của từ thông tổng ΦΣ
thay đổi, làm cho vị trí của đĩa nam châm 16 cũng thay đổi và kim đồng hồ sẽ lệch
về phía chỉ số áp suất cao.
Trong trường hợp áp suất P = 10 KG/cm2, con trượt sẽ ở vị trí tận cùng bên
phải của biến trở 10, tức là điện trở của bộ cảm biến Rcb = 0 (biến trở bị nối tắt) thì
cuộn dây W1 cũng bị nối tắt và dòng điện trong cuộn dây sẽ bằng 0, kim đồng hồ
sẽ lệch về ranh giới bên phải của thang số.
2.2. Hệ thống khí nén khởi động
2.2.1. Điều kiện của một động cơ Diesel khởi động bằng khí nén
14
a. Nguyên tắc của khởi động bằng khí nén
Là dùng năng lượng giãn nở của khí nén thay cho quá trình cháy trong xi
lanh động cơ, làm piston chuyển động, quay trục khuỷu động cơ. Với mục đích đó,
khí nén phải được cấp vào buồng đốt động cơ tương ứng với hành trình cháy giãn
nở của động cơ. Và phải kết thúc trước khi xupap xả (hoặc cửa xả) được mở. Quy
luật cung cấp gió nén khởi động là: cấp lần lượt vào các xilanh, trùng với thứ tự nổ
của động cơ.
b. Áp suất của khí nén để khởi động
Áp suất của khí nén để khởi động cho các động cơ Diesel tàu thủy nằm trong
khoảng sau:
- P = 20 ÷ 30 kG/cm2 (áp suất thấp);
- P = 60 ÷ 80 kG/cm2 (áp suất trung bình);
- P = 150 ÷ 250 kG/cm2 (áp suất cao);
- Sử dụng trong hệ thống có van giảm áp, thì áp suất khí nén vào khởi động
giảm xuống 30 kG/cm2.
c. Các điều kiện để khởi động động cơ bằng khí nén
Hệ thống khởi động bằng khí nén có ba loại:
- Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế đường khí
phụ.
- Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế xupáp khởi
động.
- Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế đường khí
nén chính.
Để khí nén khởi động được cấp vào các xilanh một cách liên tục (ở động cơ
nhiều xilanh) thì góc cấp khí khởi động phải đảm bảo yêu cầu: θ ≤ φkđ.
Trong đó: θ - góc kẹp nổ. θ = 3600/i (Động cơ 2 kỳ); θ = 7200/i (Động cơ 4
kỳ). φkđ - góc cấp gió khởi động.
Để khí khởi động không bị thoát ra ngoài theo xupáp xả: φkđ ≤ 1800 – β.
Trong đó: β - góc mở sớm của xupáp xả.
β = 65 ÷ 800 góc quay trục khuỷu (đối với động cơ 2 kỳ).
β = 40 ÷ 550 góc quay trục khuỷu (đối với động cơ 4 kỳ).
15
Để có thể khởi động cơ ở bất kỳ vị trí nào của trục khuỷu thì góc cấp gió
khởi động phải thỏa mãn điều kiện:
θ ≤ φkđ ≤ 1800 - β
(1.1)
Do đó, để động cơ khởi động được, thời điểm khí nén vào phải ở hành trình
giãn nở. Góc độ khí nén vào đối với động cơ bốn kỳ thường là 1400 và động cơ hai
kỳ thường là 1200, động cơ bốn kỳ phải có ít nhất là 6 xilanh, động cơ hai kỳ phải
có ít nhất 4 xilanh. Như vậy mới bảo đảm trục khuỷu ở bất kỳ vị trí nào cũng khởi
động được.
Đối với các động cơ Diesel khởi động bằng khí nén có lắp một van khởi
động trên nắp xilanh, khi khởi động qua hệ thống khống chế, van khởi động được
mở. Khí có áp suất từ 10 atmôtphe trở lên vào xilanh đẩy piston di động làm trục
khuỷu quay. Cuối kỳ giãn nở xupáp xả mở, khí nén được thoát ra ngoài, các bộ
phận phụ trong hệ thống phải có một máy nén khí do động cơ trực tiếp lai, hay do
một mô tơ riêng lai, một hoặc hai bình khí nén. Thể tích của bình khí nén bảo đảm
khởi động được 12 lần.
Hình 1.6. Sơ đồ điều kiện về góc để một động cơ Diesel khởi động bằng khí nén
7200
1200
Ta lấy ví dụ: Giả sử có một động cơ bốn kỳ, 6 xilanh thì góc =
.
6
Như vậy nếu góc cấp gió vào khởi động φkđ cũng bằng 1200 thì có một lúc nào đó
tất cả các xupáp khởi động đều đóng kín, cho nên ở thời điểm đó động cơ không
thể nào khởi động được.
Nhưng nếu tăng góc φkđ lớn quá cũng không được. Vì rằng, góc 1800 - β
thông thường khoảng từ 1200 đến 1500, nên nếu ta cho φkđ lớn quá thì khí vào từ
xupáp khởi động sẽ ra ở xupáp xả (vì xupáp xả đã mở). Nghĩa là góc φkđ phải thoả
mãn điều kiện (1.1).
7200
1800
Do vậy nếu động cơ bốn kỳ mà bốn xilanh thì =
mà 1800 - β «
4
1800 nên trái với biểu thức (1.1).
16
Cho nên để đảm bảo an toàn thì động cơ Diesel bốn kỳ phải có ít nhất 6
xilanh. Lập luận tương tự như vậy cho động cơ Diesel hai kỳ phải có ít nhất 4
xilanh.
Khí nén vào các xilanh phải theo thứ tự nổ như vậy động cơ mới quay được
đều. Tốc độ quay khởi động đối với động cơ lớn là nkđ 50vg/ph, với động cơ cỡ
nhỏ nkđ 80vg/ph. Động cơ có buồng cháy phân cắt nkđ > 200vg/ph.
2.2.2. Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế xupáp khởi
động
Đặc điểm của phương pháp này là chỉ có một đường khí chính, đòn gánh,
thanh truyền khống chế thời điểm khởi động, xupáp khởi động làm nhiệm vụ đóng
mở để khí vào xilanh.
Lúc bình thường hệ thống thanh truyền đòn gánh 1 dưới tác dụng của lò xo
2, nên con lăn 3 không tiếp xúc với cam 4 và lò xo 5 đẩy nắp 6 đóng kín cửa khí
vào không cho khí nén tới xupáp khởi động.
Khi ta khởi động, phải tác dụng một lực đẩy cán 7 về bên trái, lập tức khí
nén vào cửa 8 qua khe hở của nắp 6 sang cửa 9, theo đường ống khí vào không
gian 10 của xupáp khởi động. Ở đây có một đường đưa khí vào lỗ 11, đẩy piston
12 đi lên phía trên, lúc này con lăn 3 mới tiếp xúc với cam 4. Dưới tác dụng của
cam khởi động xupáp 13 mở cửa, khí nén từ không gian 10 tràn vào xilanh.
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế
xupáp khởi động
1.Hệ thống thanh truyền đòn gánh; 2.Lò xo thanh truyền; 3.Con lăn; 4.Cam;
5.Lò xo van khí vào; 6.Nắp cửa khí; 7.Cán đẩy; 8.Cửa khí từ bình khí đến; 9.Cửa
khí đến xupáp khởi động; 10.Không gian khí xupáp khởi động; 11.Cửa khí đi lên
piston; 12.Piston; 13.Đế xupáp khởi động; 14.Cửa khí thừa ra.
Khi khởi động xong, ta thôi tác dụng vào cán 7, lò xo 5 đẩy nắp 6 về đóng
kín cửa khí, như vậy không cho khí vào xilanh. Đồng thời khí trong không gian 10
và piston 12 trở về cửa 9 qua nắp 14 mà ra ngoài.
17
Hệ thống này phức tạp, chiếm nhiều chỗ, tốn công và khí cháy có thể chạy
ngược đường ống, nên không an toàn.
2.2.3. Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam khống chế đường khí phụ
Đặc điểm của hệ thống này gồm một đường khí chính để khởi động và một
đường khí phụ để định thời. Ở đầu động cơ có bộ phận phân phối khí đặt trên
đường khí phụ, đường khí phụ khống chế đường khí chính qua van khởi động.
Hình 1.8. Hệ thống khởi động bằng khí do cam khống chế đường khí phụ
1.Bình khí nén; 2.Lò xo van khởi động; 3.Xupáp khởi động đặt trên nắp xilanh;
4.Piston của xupáp khởi động; 5.Đường khí phụ; 6.Cần đẩy van khống chế; 7.Cam;
8.Thanh truyền; 9.Cần đẩy van khởi động chính; 10.Van khởi động chính;
11.Đường khí chính; 12.Cửa thoát không khí thừa.
Khí từ máy nén khí, được nén vào bình khí nén 1 có áp suất từ 30 đến 35
atmôtphe. Khi ta mở van khí trên bình khí nén. Khí nén sẽ qua không gian van
khởi động chính 2. Khi muốn khởi động, ta đẩy thanh truyền 8 sang trái, đòn gánh
đẩy cần đẩy 9 đi lên, cần đẩy đẩy xupáp mở cho khí xuống phía dưới để cân bằng
áp lực với phía trên, và cuối cùng đẩy toàn bộ van 10 đi lên. Khí nén đi vào hai
đường ống, đường khí chính 11 tới xupáp khởi động 3 đặt trên nắp xilanh và túc
trực ở đó, đường khí phụ 5 tới bộ phận phân phối. Ở bộ phận phân phối, khi mấu
cam tới vị trí thấp, van 6 cho khí thông trên đường khí phụ đến phía trên xupáp
khởi động, đẩy piston 4 đi xuống, xupáp 3 mở, khí từ đường khí chính 11 tràn vào
xilanh, đẩy piston của động cơ đi xuống. Khi trục cam quay tới vị trí phần lồi của
cam 7 cam đẩy van 6 đi lên, đường khí phụ bị cắt, khí trên piston 4 quay trở lại
thoát ra cửa xả 12 của bộ phân phối trên đường khí phụ, xupáp 3 đóng kín cửa khí
vào xilanh. Các xilanh khác cũng tương tự như vậy. Lúc đã khởi động xong, ta thôi
18
tác dụng vào thanh truyền 8, các lò xo trong van khởi động chính 2 giãn đẩy van
10 đóng kín cửa hơi.
Trong kiểu này đường khí chính lớn hơn đường khí phụ rất nhiều, bộ phận
phân phối khí có kích thước nhỏ, gọn, lượng khí qua bộ phân phân phối rất ít.
Nhưng có khuyết điểm là dùng hai hệ thống nên cồng kềnh, hiện nay được
dùng chủ yếu trên các động cơ lớn có công suất lớn và tốc độ thấp.
2.2.4. Hệ thống khởi động bằng khí nén do cam trực tiếp khống chế đường khí
chính
Trong hệ thống này chỉ dùng một đường khí chính để khởi động, và bộ phận
phân phối khí đặt trực tiếp trên đường khí chính, cho nên toàn bộ lượng khí khởi
động đều đi qua bộ phân phối, xupáp khởi động không phải là xupáp cân bằng, số
cam phân phối bằng số xilanh.
Khí từ máy nén qua van hút khí 5, đến van 6 vào bình chứa khí 1. Khi ta
muốn khởi động động cơ phải mở van 2, đồng thời đẩy tay khởi động 3, để khí từ
bình khí nén tới van phân phối 4 (hình 1.9).
Nhờ có van phân phối 4 khí lần lượt được đưa đến các xupáp khởi động 7
theo thứ tự nổ của các xilanh.
Hình 1.9. Hệ thống khởi động bằng khí do cam khống chế đường khí chính
1.Bình khí nén; 2,6.Van; 3.Tay khởi động; 4.Van phân phối khí; 5.Van nạp khí;
7.Xupáp khởi động.
a. Van phân phối khí kiểu cũ
Nguyên lý hoạt động và kết cấu của van phân phối khí kiểu cũ được thể hiện
trên hình 1.10.
19
Ống đồng 1 lắp trong vỏ 2, ống đồng giữ ty 3. Phía trên nối với ống khí 8 tới
xupáp khởi động, phía dưới có clapê 4, lò xo 6 đẩy que đẩy 5 đi lên.
Khi tay khởi động 3 (trong hình 1.9) đã mở, khí theo đường ống tới đẩy
clapê 4 đi xuống, nếu lúc đó cam 9 ở vị trí mặt bằng, khí sẽ đẩy clapê 4 đi qua các
gân 7 để vào ống khí 8 (4, 7, 8, 9 trên hình 1.10).
Lúc cam 9 qua hết phần mặt bằng đến phần lồi đẩy que đẩy 5 đi lên đóng
clapê 4 lại (4, 5, 9 thuộc hình 1.10), khí không qua được bộ phân phối, nên cũng
cắt khí vào xilanh. Lúc động cơ đã khởi động xong ta đóng tay khởi động 3 (hình
1.9).
Hình 1.10. Van phân phối khí kiểu cũ
1.Ống đồng; 2.Vỏ; 3.Ty; 4.Clapê; 5.Que đẩy; 6.Lò xo;
7.Gân; 8.Ống khí; 9.Cam.
Phương pháp này có ưu điểm là chỉ cần một đường khí nên cấu tạo đơn giản,
gọn, tránh được hiện tượng khí chạy ngược. Nhưng bộ phân phối lớn, số cam
nhiều.
b. Van phân phối khí kiểu tấm trượt dạng đĩa
Cơ cấu này gồm đĩa 5 được chế tạo một lỗ 8 có dạng như hình 1.11.
Trên mặt tựa của thân 6 có khoan các lỗ 11 tương ứng với số xilanh của
động cơ, các lỗ 11 này dẫn khí đến các van khởi động trên các xilanh.
20
Tải về để xem bản đầy đủ
88 trang
22625
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Thử, nghiệm thu động cơ và hệ thống sau sửa chữa - Nghề: Sửa chữa máy tàu thủy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_thu_nghiem_thu_dong_co_va_he_thong_sau_sua.pdf
