Đề tài Tìm hiểu chung về 1 động cơ diesel tàu thủy

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÁY TÀU THỦY BÀI THỰC HÀNH MÔN DIESEL TÀU THỦY I ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CHUNG VỀ 1 ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY GVHD : TRƯƠNG THANH DŨNG SVTH : bùi văn hiếu LỚP : MT08a MSSV : 0851020020 NHÓM : 02 TP HỒ Í MINH, tháng 11 năm 201 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÁY TÀU THỦY BÀI THỰC HÀNH MÔN DIESEL TÀU THỦY I ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CHUNG VỀ 1 ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY GVHD : TRƯƠNG THANH DŨNG SVTH : bùi văn hiếu LỚP: MT08a MSSV: 0851020020 NHÓM: 02 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2010 MỤC LỤC 1. Bản vẽ mặt cắt máy chính 2. Giới thiệu chung về động cơ MC A. Kết cấu B. Ưu điểm 3. Đặc điểm kết cấu của động cơ A. Các chi tiết tĩnh a. Bệ máy - bedplate b. Thân máy - framework c. Khối xylanh - cylinder block d. Sơ mi xylanh - cylinder liners e. Nắp xylanh -cylinder covers B. Các chi tiết động a. Trục khuỷu -crankshaft b. Piston c. Xéc măng - ring d. Cán piston - piston rod e. Thanh truyền - connecting rod f. Trục cam - camshaft g. Cơ cấu con trượt h. Van xả - exhaust valve C. Cơ cấu truyền động D. Các thiết bị đo và chỉ báo E. Cơ cấu an toàn và điều khiển 4. Các đặc tính của động cơ 5. Các hệ thống phục vụ cho động cơ A. Hệ thống nhiên liệu. B. Hệ thống khởi động và đảo chiều C. Hệ thống bôi trơn D. Hệ thống làm mát PHẦN 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ MC-C A. KẾT CẤU Các tính năng của động cơ MC/MC-C nằm ở chuỗi trục cam định hướng, nhiên liệu, kiểm soát thời gian và trục cam mở van xả cũng như bơm nhiên liệu thông thường. Các khái nim c đc da trên mt h thng trc cam c khí đ kích hot ca phun nhiên liu và van x. Đng c đc cung cp cùng vi mt h thng / khí nén đin c đng và tc đ đng c đc điu khin bi mt thng đc / đin t loi hình thy lc PHẦN 2 : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ S46ME-B8 A. CÁC CHI TIẾT TĨNH. a. BỆ MÁY (BEDPLATE). Bệ máy Là bộ phận chịu lực ở phần cuối,dưới của động cơ( máy chính). Nó được kết cấu từ các dầm dọc, dầm ngang với thép chịu lực tốt. Bệ máy điều chỉnh vị trí của động cơ, là nền móng cho động cơ, lắp đặt các bulong để thiết chặt sự kéo nén, đàn hồi, rung lắc khi động cơ hoạt động. Nhưng nhiệm vụ chính của nó là nâng đỡ khối trục khuỷu và toàn bộ khối lượng của máy chính, tạo sự ổn định cho máy chính, đặt các vòng bạc lót nơi tiếp xúc với trục khuỷu để giảm ma sát.Ngoài ra, còn có chảo dầu được làm từ các tấm thép hàn ở bệ máy có nhiệm vụ thu hồi dầu từ hệ thống dầu bôi trơn và dầu làm mát phục vụ cho máy chính. b. THÂN MÁY ( FRAME BOX). Thân máy Thân máy thì được làm từ các tấm thép hàn dưới dạng tam giác (chữ A) và được thiết kế dưới dạng sườn, là một khối vững chắc được đúc bằng gang.Có nhiệm vụ liên kết giữa khối xylanh với bệ máy tạo thành một khoang hoàn toàn kín, bên trong có các thiết bị để lắp đặt trục khuỷu, các ống nước làm mát, ống dầu bôi trơn. Nó chịu lực nén do khối lượng của xylanh, nắp xylanh và các bộ phận nằm ở phần phía trên của máy chính. c. KHỐI XYLANH (CYLINDER BLOCK). Khối xylanh Khối xylanh của động cơ là khối xylanh độc lập, được đúc liền với thân máy, có các hốc để chứa nước làm mát.Nó có nhiệm vụ định vị các sơ mi xylanh, đảm bảo sự liên kết giữa sơmi xylanh và nắp xylanh. So với khối xylanh của động cơ kì thì xylanh của động cơ 4 kỳ có kết cấu phức tạp hơn vì có các không gian cho nước làm mát tuần hoàn cho xylanh động cơ. Các hệ thống đường ống dầu bôi trơn, hộp làm mát khi quét khí ở turbo đều được lắp ở khối xylanh động cơ. d. SƠ MI XYLANH (CYLINDER LINERS). Sơ mi xylanh Sơ mi xylanh được làm từ thép hợp kim có khả năng chịu được 2 ứng suất: ứng suất cơ do áp suất cháy và ứng suất nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài xylanh. Sơ mi xylanh được định vị trong khối xylanh nhờ các gờ định vị ở phía trên tỳ vào khối xylanh.Trên sơ mi xylanh có các lỗ khoan cho dầu bôi trơn sơ mi xylanh. e. NẮP XYLANH (CYLINDER COVERS). Nắp xylanh Nắp xylanh, đỉnh piston và thành sơ mi xylanh tạo thành không gian buồng đốt và giữa chúng được lót các gioăng đồng được thắt chặt nhờ các bulong, đai ốc nhằm không cho khí cháy rò ra ngoài từ các khe hở đó. Nắp xylanh rất dễ bị nứt do tiếp xúc với khí cháy có áp suất và nhiệt độ cao. Vì vậy, nắp xylanh được đúc thành 1 khối liền từ các vật liệu chịu nhiệt và chịu áp suất cao. Bên trong nắp xylanh có chứa các khoang nước làm mát cho nắp xylanh.Trên nắp xylanh được lắp them các thiết bị như: xupap, van khởi động, van an toàn, kim phun nhiên liệu. B. CÁC CHI TIẾT ĐỘNG. a. TRỤC KHUỶU (CRANKSHAFT). Trục khuỷu Trục khuỷu là một trong những chi tiết chịu tải nặng nề nhất và chế tạo khó khăn nhất trong tất cả các chi tiết của động cơ diesel.Nó có nhiệm vụ nhận công suất từ động cơ và truyền nó tới các nơi tiêu thụ.Trục khuỷu có các bộ phận: cổ khuỷu, má khuỷu, cổ trục và đối trọng. Tùy thuộc vào độ dài của trục khuỷu mà nó có thể làm liền hoặc ghép lại với nhau. Đồng thời trên trục khuỷu cũng có khoan các lỗ để dẫn dầu bôi trơn từ trục khuỷu lên cho thanh truyền (hoặc ngược lại), hay dầu làm mát lên cho đỉnh piston. Ở 2 đầu của trục khuỷu có bố trí các cơ cấu phụ, bánh đà, các cơ cấu truyền động cho hệ thống phân phối khí, các bánh răng lai bơmViệc bố trí các khuỷu trục quyết định thứ tự nổ của các xylanh trong động cơ. b. PISTON. Piston Piston được chế tạo thành 2 phần: phần đỉnh và phần váy. Phần đỉnh được chế tạo từ thép chịu được nhiệt độ và áp suất cao.Váy piston thường được chế tạo bằng gang với các đai bằng đồng.Phần đỉnh được chế tạo lõm xuống hoặc có các lỗ nhằm tạo xoáy cho không khí trước khi được hòa trộn với nhiên liệu.Trên piston còn có các rãnh để lắp xéc măng khí và xéc măng dầu.Rãnh xéc măng thường được mạ crôm hoặc được hóa cứng.Ngoài ra con có lỗ để lắp chốt piston. Đỉnh piston thường được làm mát bằng một hệ thống riêng hay được cấp dầu nhờn có hệ thống làm mát. c. XÉC MĂNG (RING). Xéc măng Xéc măng được làm từ các vật liệu có khả năng đàn hồi và chịu mài mòn cao.Các xéc măng này nằm trong các rãnh xéc măng trên piston.Phải đảm bảo cho xéc măng chuyển động dễ dàng trong các rãnh đó để không gây kẹt và gãy xéc măng. Do đó cần có các khe hở giữa các khe hở này. Có 2 loại xéc măng: khí và dầu. Xéc măng khí dùng để ngăn không cho khí cháy và khí nén lẫn lộn với nhau; xéc măng dầu dùng để gạt dầu bôi trơn cho sơ mi xylanh.Cả 2 cùng có nhiệm vụ dẫn nhiệt từ piston đến sơ mi xylanh. d. CÁN PISTON ( PISTON ROD). Cán piston Cán piston được làm bằng thép và được gia công bề mặt rất cứng. Cán piston đòi hỏi phải chịu nén và chịu kéo tốt.Thanh piston được nối với patanh bằng 4 bulông. Ở trong cán piston được đục rỗng để làm chỗ cho các đường ống dẫn dầu làm mát cho piston đi lên bôi trơn và đi ra. e. THANH TRUYỀN ( CONECTING ROD). Thanh truyền được làm bằng thép bền vì phải chịu lực tương tự như của cán piston và lực kéo nghiêng, lực xoắn khi quay đẩy trục khuỷu. Kết cấu của thanh truyền bao gồm : đầu nhỏ, đầu to, thân thanh truyền, các bạc lót của 2 đầu thanh truyền, các bulông. Trong thân thanh truyền còn có các lỗ rỗng để dầu làm mát và dầu bôi trơn vào phục vụ cho thanh truyền làm việc. f. TRỤC CAM (CAMSHAFT). Trục cam Được bố trí song song với trục khuỷu theo chiều dài của động cơ, được làm bằng thép, điều chỉnh tốc độ bằng con lăn.Trục cam xả và trục cam nhiên liệu được dùng chung. Hệ thống bôi trơn của trục cam được thực hiện bằng một hệ thống bôi trơn chính. g. CƠ CẤU CON TRƯỢT (CROSSHEAD) Cơ cấu con trượt Con trượt được làm bằng thép với 1 bàn trượt và một guốc trượt với nhiệm vụ dẫn hướng cho cán piston chạy theo 1 đường thẳng nhằm làm giảm ma sát giữa piston và xylanh. Chúng cũng được trang bị các ống dầu làm mát và dầu bôi trơn cho bàn trượt. Các ống dầu này được nối với ống dầu làm mát của piston ở cán piston. h. XUPÁP XẢ- VAN XẢ (EXHAUST VALVE) Xu páp xả bao gồm 1 đế xupáp và 1 trục xupáp. Nó được lắp đặt chặt với nắp xylanh bằng các chốt và các đai ốc.Xupáp này được đóng mở bằng thủy lực và được làm mát bằng nước ở ngay đế của xupap. C. CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG. Xu páp xả được đóng mở bằng thủy lực.Dòng công chất thủy lực này được bơm từ bơm thủy lực và bơm thủy lực này được lai bằng trục khuỷu thông qua dây xích. D. THIẾT BỊ ĐO VÀ CHỈ BÁO. Không chỉ với động cơ diesel, mà tất cả các động cơ, máy móc thiết bị cần phải được đo đạc các thống số trong quá trình hoạt động. Các thông số cần đo như nhiệt độ, áp suất a. THIẾT BỊ ĐO ÁP SUẤT. Các thiết bị đo áp suất như manometer, barometer b. THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ. Thường được đo băng thang độC (cenlsius). Các thiết bị dùng để đo nhiết độ như kiểu chất lỏng trong ống thủy tinh, kiểu chất lỏng trong ống km loại c. THIẾT BỊ ĐO ĐỘ NHỚT. Việc đo độ nhớt rất quan trọng trong việc đảm bảo cho động cơ hoạt động được ở trạng thái bình thường. Việc đo độ nhớt trong dầu nhiên liệu đảm cho sự phun nhiên liệu ổn định. E. CƠ CẤU AN TOÀN VÀ ĐIỀU KHIỂN. a. BỘ ĐIỀU TỐC. Với chức năng là duy trì và đảm bảo cho động cơ hoạt động ở một tốc độ cố định khi có tải thay đổi nên bộ điều tốc có hầu hết trên các động cơ diesel nào. Ngoài ra điều tốc con phụ thuộc vao các yếu tố như phun nhiên liệu, lượng nhiên liệu cấp vào b. CÁC VAN AN TOÀN. Nhằm đảm bảo an toàn cho toàn hệ thống trên tàu thủy, van an toàn được bố trí trên hầu hết tất cả các thiết bị, các đường ống Van toàn được kết cấu sao cho nó có thể tự đóng sau mỗi lần mở ra. d. BỘ CẢM BIẾN HƠI DẦU CACTE. Nhằm đảm bảo rằng nhiệt độ, áp suất của dầu trong cacte luôn ở 1 trạng thái an toàn. c. MÁY VIA. Việc thử động cơ trước khi đưa vào sử dụng nó là rất cần thiết.Nó đảm bảo rằng động cơ vẫn còn hoạt động tốt. Việc thử động cơ có thể giúp ta phát hiện ra một số sự cố như: kẹt xéc măng, dầu bôi trơn d. CƠ CẤU ĐẢO CHIỀU. Với động cơ có thể đảo chiều được ( động cơ có chân vịt định bước ), việc đảo chiều được thực hiện bằng cách thay đổi thứ tự cấp khí nén khởi động cho mỗi xylanh hoặc thay đổi thứ tự cấp nhiên liệu cho mỗi xylanh. Tuy nhiên không thể thay đổi thứ tự đóng mở các van xả. PHẦN 3 : CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ L60MC-C8 Power, pressure and speed  Khi động cơ làm việc tại điểm L1: số vòng quay của trục khuỷu là cực đại ( 123 rpm), áp suất làm việc cực đại ( 20 bar) thì công suất của mỗi xylanh cũng là cực đại đạt 2340 kW/xylanh.  Tại điểm L2 : động cơ làm việc tại áp suất cực tiểu, số vòng quay của trục khuỷu cực đại, thì công suất của mỗi xylanh đạt 1880 kW/xylanh.  Tại điểm L3: động cơ làm việc tại áp suất cực đại, số vòng quay của trục khuỷu là cực tiểu thì công suất của mỗi xylanh đạt 2000 kW/xylanh.  Tại điểm L4: động cơ làm việc tại áp suất cực tiểu, số vòng quay ủa trục khuỷu là cực tiểu thì công suất của mỗi xylanh đạt 1600 kW/xylanh. Fuel and lube oil consumption Sức tiêu hao nhiên liệu của động cơ ứng với mỗi điểm làm việc. Example of part load SFOC curves for conventional turbochargers Sự thay đổi của dầu bôi trơn khi động cơ hoạt động ở các tình trạng tải khác nhau, hiệu suất của động cơ khác nhau. Lượng dầu bôi trơn tiêu thụ nhiều nhất khi động cơ hoạt động dưới 50% hoặc 100% công suất của nó. PHẦN 4 : CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ A. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU. a. Nhiệm vụ.  Đo, xác định lượng nhiên liệu và bảo quản nhiên liệu dự trữ theo yêu cầu khai thác  Đảm bảo chất lượng của nhiên liệu trước khi đưa vào động cơ.  Cung cấp nhiên kiệu chính xác phù hợp với chế độ khai thác của động cơ.  Phải đảm bảo rằng nhiên liệu cấp vào xylanh đúng thời điểm và phun trong 1 khoảng thời gian nhất định.  Đảm bảo chất lượng phun sương ở áp suất phun nhất định.  Với động cơ nhều xylanh, nhiên liệu cấp cho các xylanh phải đều nhau cả về lượng lẫn về chất.  Làm việc tin cậy, ổ định ở mọi chế độ khai thác,tuổi thọ cao, giá thành rẻ.  Ngoài ra, hệ thống nhiên lieu không chỉ cung cấp cho máy chính mà nó còn có thể kiêm luôn nhiện vụ cung cấp nhiên liệu cho các máy đèn hoạt động. b. Phân loại  Phun nhiên liệu trực tiếp. Loại này được dùng rộng rãi hơn cho các loại động cơdiesel. Đây là hệ thống mà nhiên liệu được truyền trực tiếp từ bơm cao áp tới thẳng kimphun nhiên liện và được phun thẳng vào trong buồng đốt.  Phun nhiên liệu gián tiếp. Loại này sử dụng bơm cao áp cấp nhiên liệu cho 1 bình chứa áp suất cao để từ đó được qua 1 bộ phân phối đặc biệt, cung cấp cho các kim phun nhiên liệu phun vào trong buồng đốt. B. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG VÀ ĐẢO CHIỀU. Động cơ diesel là loại động cơ không thể tự đảo chiều được, nếu muốn đảo chiều thì nó cần phải cần sự trợ giúp bằng hệ thống khởi động. Có các phương pháp khởi động cơ bao gồm: khởi động bằng tay, khởi động bằng điện, khởi động bằng máy phụ, khởi động bằng gió nén C. HỆ THỐNG BÔI TRƠN. a. Nhiệm vụ  Đảm bảo bôi trơn giảm ma sát hay duy trì ma sát ướt đối với các chi tiết chuyển động tương đối với nhau.  Làm mát, giảm nhiệt độ do ma sát của tất cả các chi tiết khi chuyển động tương đối với nhau.  Rửa sạch các tạp bẩn trên bề mặt ma sát khi chuyển động, giảm tối thiểu mức mài mòn.  Trung hòa các thành phần hóa học có hại tren bề mặt tiếp xúc. b. Phân loại Dựa trên các đặc điểm, ta có thể chia hệ thống bôi trơn thành các loại sau:  Theo phương pháp cấp dầu bôi trơn dến bề mặt ma sát:  Tuần hoàn cưỡng bức áp suất thấp.  Tuần hoàn áp suất cao.  Phương pháp vung tóe.  Theo vị trí chứa dầu bôi trơn:  Hệ thống bôi trơn các te ướt.  Hệ thống bôi trơn các te khô. D. HỆ THỐNG LÀM MÁT.  Nhiệm vụ. Trong quá trình hoạt đọngDuy trì trạng thái nhiệt, không cho nhiệt độ của các chi tiết tăng quá mức cho phép.Đảm bảo cho động cơ hoạt động bình thường.  Phân loại. Có các hệ thống làm mát phục vụ cho động cơ như:  Hệ thống làm mát sơ mi xylanh. Thường thấy ở tất cả các động cơ tàu thủy. Với công chất là nước ngọt.  Hệ thống làm mát piston. Thường thấy ở các động cơ diesel tàu thủy cỡ lớn. Với công chất là nước ngọt và dầu bôi trơn tuần hoàn.  Các hệ thống khác như làm mát vòi phun, nắp xylanh Với các công chất như nước biển, nước ngọt, dầu bôi trơn tuần hoàn