Hiện nay ngành hàng hải đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu trong nền kinh tế thế giới. Riêng Việt Nam, có đường bờ biển dài 3260 km, là một quốc gia có tiềm lực phát triển kinh tế biển nói chung và nghành hàng hải nói riêng. Để có một nghành hàng hải lớn mạnh, ta phải tập trung phát triển về các cảng biển, nguồn nhân lực và quan trọng nhất đó là phát triển nghành đóng tàu cũng như sửa chữa tàu. Máy chính được xem như “trái tim” của con tàu, để “trái tim” luôn được mạnh mẽ ta phải thường xuyên bảo dưỡng và kiểm tra nó. Cụm piston, cán piston và thanh truyền đóng vai trò rất quan trọng – là cầu nối để chuyển đổi nhiệt năng do đốt cháy nhiên liệu sinh ra sang chuyển động quay tròn trên trục khuỷu, truyền động hệ trục chân vịt, tạo lực đẩy tiến lùi cho con tàu.
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MÁY CHÍNH MAN B&W – S42MC7
Công suất định mức/ vòng quay : 6.480 KW / 136 v/p
Số xy lanh : 6 xy lanh, bố trí 1 hàng thẳng đứng Đường kính xy lanh : 420 mm
Hành trình piston : 1.764 mm Áp suất có ích bình quân Pe : 19,5 bar Áp suất cháy cực đại Pz : 148 bar
Suất tiêu hao nhiên liệu ge : 179 g/KWh
Tăng áp bằng tua bin khí xả : Mitsubishi MET53MA
Hình 1.1 Mặt cắt ngang động cơ MAN B&W 6S42MC7
NHÓM PISTON, CÁN PISTON VÀ HỘP LÀM KÍN CÁN PISTON CỦA MÁY CHÍNH MAN B&W – S42MC7
Cấu tạo của nhóm piston, cán piston và hộp làm kín cán piston
Hình 2.1 Cấu tạo piston và cán piston
Số Tên bộ phận Số Tên bộ phận
035 Bu lông 143 Ống lồng dẫn dầu làm mát đỉnh piston
047 Dây thép khóa 155 Cán piston
060 Bu lông 167 Vòng đệm chữ D
072 Xéc măng 179 Vòng đệm chữ D
2.1.2 Hộp làm kín cán piston
Hình 2.2 Hộp làm kín cán piston
Tên Bộ phận Tên Bộ phận
025 Xéc măng dầu phía trên 145 Chốt định vị
037 Vòng đệm kín 157 Chốt lò xo
049 Vòng làm kín nắp 169 Tấm kim loại cho xéc măng dầu
050 Đai ốc, tự khóa 170 Vỏ hộp làm kín cán piston, đầy đủ
074 Vỏ hộp làm kín 182 Bu lông khớp
Hướng dẫn tháo, lắp nhóm piston, cán piston và hộp làm kín cán piston
2.2.1.1 Các bước chuẩn bị trong ở khu vực cacte máy
Mở cửa nắp cacte của xylanh cần tháo gỡ
Via máy cho đầu chữ thập xuống đủ xa để có thể thao tác được với hộp làm kín cán piston, thanh truyền/ patanh bàn trượt
Nới lỏng và tháo các bu lông giữ ống lồng tại chỗ uốn cong để dễ dàng thao tác Kéo ống lồng lên, sau đó lắp ốc tai hồng vào các bu lông bảo vệ nhằm cố định ống đúng vị trí Tiếp theo, đặt ống lồng trên ốc tai hồng để đảm bảo kết nối chính xác Vặn chặt ốc tai hồng để cố định, rồi kiểm tra chắc chắn xem ống lồng có được treo an toàn và vững chãi hay chưa.
Khi rút một piston, không bao giờ via máy mà không tháo gỡ ống lồng từ patanh bàn trượt trước tiên
3 Hộp làm kín cán piston
Để tháo hộp làm kín cán piston, bắt đầu bằng việc mở các bu lông trên mặt bích của hộp làm kín Đối với các động cơ có ống xả kết nối trực tiếp với hộp làm kín, cần tháo dỡ đường ống xả trước để đảm bảo quá trình tháo ráp diễn ra dễ dàng và an toàn Điều này giúp đơn giản hóa công tác bảo trì, bảo dưỡng và đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ luôn tối ưu.
Không tháo các bu lông phía ngoài cùng trên mặt bích của hộp làm kín
4 Nới lỏng cơ cấu nối giữa cán piston và đầu chữ thập
Tháo các bu lông trên cán piston
5 Lắp các thanh đỡ cố định hộp làm kín cán piston
Lắp hai thanh chống dài từ chân cán piston đến mặt dưới của hộp làm kín nhằm bảo vệ vòng gạt dầu dưới, giúp cố định và dẫn hướng chính xác cho hộp làm kín, tăng độ bền và hiệu quả hoạt động của hệ thống.
2.2.1.2 Các bước chuẩn bị phía trên đỉnh piston
6 Nắp xilanh: Tiến hành tháo nắp xy lanh
Khi đỉnh piston lên đến điểm chết trên, đỉnh piston nhô ra khỏi sơ mi xy lanh, cần làm sạch rãnh nâng của piston để đảm bảo hoạt động tuần hoàn của động cơ Sau đó, lắp đặt thiết bị nâng đúng quy trình để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình bảo dưỡng hoặc sửa chữa.
Lắp thiết bị nâng một cách chính xác, để móc của thiết bị nâng vào trong rãnh nâng bao quanh đỉnh piston
Hạn chế chiều cao nâng:
Nếu động cơ không được trang bị các thanh dẫn hướng, gỡ một hay hai thanh bulông của nắp xilanh
Rút piston ra khỏi sơ mi xy lanh và dẫn hướng chân cán piston đi qua mặt bích của hộp làm kín
Để lắp đặt động cơ với thanh dẫn hướng dài cho hộp làm kín, chân cán piston có thể đi qua giữa hai bulông của nắp xilanh Quá trình thực hiện bao gồm đặt hai nửa của giá đỡ xung quanh một trong các lỗ có sẵn trên mặt sàn buồng máy, rồi hạ cán piston cùng hộp làm kín qua lỗ đó Cuối cùng, siết chặt hai nửa của giá đỡ bằng bulong và đặt piston nằm trên giá đỡ để đảm bảo vị trí chính xác và an toàn cho động cơ.
Kiểm tra piston nằm trên mặt bích của cán piston
9 Bảo vệ bạc đầu chữ thập Đặt một cái nắp che lỗ trống ở vị trí hộp làm kín của cán piston phía dưới cùng xy lanh
Via máy cho đầu chữ thập đi xuống đủ xa để có thể gắn được nắp bảo vệ cao su trên đỉnh của bạc đầu chữ thập
Nắp bảo vệ bạc vẫn phải được giữ nguyên để tránh bụi bẩn lọt vào bạc cho đến khi piston được lắp lại
Làm sạch, đo đạc và phục hồi sơ mi xy lanh (nếu có)
1 Vệ sinh, kiểm tra piston và rãnh xéc măng Đặt piston trên giá đỡ sau đó gỡ bỏ thiết bị nâng piston
Vệ sinh piston và xéc măng để đảm bảo hoạt động trơn tru của động cơ Kiểm tra khe hở rãnh xéc măng và vết cháy trên đỉnh piston nhằm phát hiện các sự cố tiềm ẩn Sau đó, tháo hộp làm kín cán piston để tiến hành bảo trì và sửa chữa hiệu quả, đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ.
Tháo xéc-măng bằng thiết bị tháo xéc-măng chuyên dụng để đảm bảo quá trình diễn ra chính xác và an toàn Khi động cơ được trang bị hai bộ dụng cụ tháo xéc măng, bộ dụng cụ ngắn hơn thường dùng để tháo các xéc măng ở vị trí trên cùng, giúp dễ dàng thao tác và tiết kiệm thời gian Sử dụng dụng cụ chuyên dụng và lựa chọn đúng bộ phù hợp là yếu tố quan trọng trong quá trình bảo trì động cơ.
Tiến hành tháo các xéc măng trên cùng, sau đó tháo xéc măng thứ 2, thứ 3 và thứ
Vệ sinh và kiểm tra các xéc măng, rãnh piston
Tháo dây khóa xoay bulông và bulông trong cùng nối giữa cán piston và đỉnh piston Sau đó nâng piston và phần váy piston ra ngoài
4 Cán piston và ống làm mát
Để tháo ống dầu làm mát, cần tháo các bu lông khỏi mặt bích ống Sau đó, gắn vòng bulông và nhấc ống dầu làm mát ra ngoài để tiến hành làm sạch và kiểm tra ống dẫn dầu cùng với cán piston Trước khi lắp lại, đảm bảo các bề mặt rãnh đặt O-ring sạch sẽ, mịn màng, và thay mới vòng O-ring trên mặt bích cán piston để đảm bảo kín khít và hoạt động hiệu quả của hệ thống làm mát.
Để bắt đầu, mở móc cẩu khỏi dụng cụ nâng piston và kết nối dụng cụ nâng với móc cầu bằng dây cáp Sau đó, tiến hành cẩu đỉnh piston lên vị trí cần thiết Tiếp theo, gắn hai bu lông vòng vào váy piston và sử dụng dây cáp móc vào hai bu lông vòng để cố định Cuối cùng, lắp đặt pa lăng ở vị trí phù hợp, đảm bảo đủ không gian cho việc nâng đỡ đỉnh piston một cách an toàn và hiệu quả.
Gắn pa lăng vào sợi dây trên đỉnh piston một cách cẩn thận và lộn ngược đỉnh piston để dễ thao tác Để tăng độ an toàn và tiện lợi, nên sử dụng hai pa lăng nếu buồng máy được trang bị đầy đủ thiết bị hỗ trợ Trước khi tháo piston, đặt dụng cụ nâng và đỉnh piston lên các thanh gỗ cố định để đảm bảo an toàn trong quá trình thao tác Sau đó, nới lỏng dụng cụ nâng và nhẹ nhàng nhấc piston ra khỏi dụng cụ để tránh gây hư hỏng hoặc mất an toàn.
6 Tháo dỡ và làm sạch đỉnh piston Đặt đỉnh piston với váy piston trên một giá đỡ bằng gỗ như hình Tháo dây khóa và các bu lông trong váy piston Nếu cần thiết, sử dụng hai bu lông đã tháo dỡ để tháo rời đỉnh piston và váy piston Gắn hai bu-lông vòng vào váy piston, nâng váy piston và hạ nó trên một vài tấm ván Tháo O-ring làm kín trên váy piston
Thay mới O-ring làm kín cho piston cần kiểm tra kỹ bề mặt O-ring để đảm bảo sạch sẽ và nhẵn mịn, giúp đảm bảo hiệu quả kín hơi tốt nhất Trước khi lắp đặt, nên phủ một lớp dầu bôi trơn lên O-ring để giúp quá trình lắp đặt dễ dàng hơn và tăng tuổi thọ của vòng định vị Việc kiểm tra và chuẩn bị đúng quy trình sẽ đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và tránh rò rỉ khí hoặc chất lỏng.
Lắp váy piston và đỉnh piston đúng kỹ thuật, sau đó siết chặt bu-lông theo lực yêu cầu đảm bảo an toàn Tiếp theo, khóa bu-lông bằng dây thép để cố định chắc chắn, tránh lỗi kỹ thuật hay rò rỉ khí Việc lắp đặt đúng quy trình giúp tăng độ bền và vận hành ổn định của hệ thống piston.
Gắn thanh dẫn hướng để đảm bảo chính xác vị trí của cán piston và piston Bôi trơn O-ring trên cán piston bằng dầu bôi trơn để giảm ma sát và đảm bảo hoạt động trơn tru Hạ piston xuống vị trí tiếp xúc với cán piston, sau đó tháo thanh dẫn hướng và siết chặt bulông cố định piston cùng với cán piston để đảm bảo an toàn và độ bền của hệ thống.
Thử kín bằng áp lực
Theo quy định của đăng kiểm, piston cần được kiểm tra áp suất bằng thủy lực để đảm bảo độ kín Trước khi đổ dầu vào piston, có thể thực hiện kiểm tra thử kín bằng khí nén để kiểm tra độ kín khí hiệu quả Quá trình thử kín có thể được thực hiện khi piston đang nằm trên giá đỡ, giúp đảm bảo an toàn và chính xác trong quá trình kiểm tra.
Gắn dụng cụ kiểm tra áp suất trên chân cán piston Kết nối khí nén vào dụng cụ thử nghiệm và bơm vào piston khoảng 4-
PATANH BÀN TRƯỢT VÀ THANH TRUYỀN
Cấu tạo patanh bàn trượt và thanh truyền
Các động cơ lớn, thấp tốc, có hành trình dài hoặc siêu dài thường sử dụng con trượt và phần dẫn hướng con trượt (cơ cấu patanh bàn trượt) để đảm bảo chuyển động chính xác Piston và cán piston chỉ chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, khiến phần dẫn hướng của piston rất ngắn vì không tiếp xúc trực tiếp với sơ mi xy lanh Patanh bàn trượt chịu lực pháp tuyến, được cố định vào khung động cơ, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chuyển động ổn định Cấu tạo của patanh bàn trượt liên kết với cán piston và đầu nhỏ của thanh truyền, giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của động cơ.
Hình 3.1 Cơ cấu patanh bàn trượt của động cơ 2 kỳ
Hình 3.2 Cấu tạo của patanh bàn trượt
Số Tên các bộ phận Số Tên các bộ phận
1 Nắp đầu to biên 7 Đường dầu làm mát piston vào
2 Thanh truyền 8 Đường dầu làm mát piston ra
3 Ắc đầu chữ thập 9 Chốt con trượt
5 Bạc đầu chữ thập 11 Bulông biên
7 Đường dầu làm mát piston vào
8 Đường dầu làm mát piston ra
Thanh truyền (biên) là khâu trung gian nối piston với trục khuỷu, dùng để biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu, trong
Thanh truyền trong động cơ diesel đóng vai trò truyền lực từ trục khuỷu đến piston qua các hành trình không tạo ra công suất Khi động cơ hoạt động, thanh truyền liên tục chịu lực nén, uốn lớn do áp lực khí cháy truyền xuống, cùng với lực kéo và lực quán tính của piston Thanh truyền được chia thành ba phần chính: đầu nhỏ (lắp với piston hoặc patanh bàn trượt), thân thanh truyền, và đầu to (kết nối với trục khuỷu).
Hình 3.3 Cấu tạo của thanh truyền
Số Tên các bộ phận Số Tên các bộ phận
1 Nắp thanh truyền 5 Bạc thanh truyền tiếp xúc với patanh
2 Hai nữa bạc đầu to thanh truyền 6 Đầu thanh truyền tiếp xúc với patanh
3 Đầu thanh truyền tiêp xúc với cổ biên 7 Cựa giữ của bạc thanh truyền
Thông số, số liệu, giá trị của patanh trượt, thanh tryền
Bảng 3.1 Bảng số liệu của patanh bàn trượt
Phần mô tả Giá trị Đơn vị
Bạc patanh bàn trượt với ổ đỡ Đường ống dầu làm mát ra Đường ống dầu làm mát vào Đinh ống đầu vào Đai ốc dẫn hướng Ống lồng
Khe hở giữa bạc chặn và patanh bàn trượt
Patanh bàn trượt hoàn chỉnh
Phần dẫn hướng Đường ống dầu làm mát vào
Thanh truyền hoàn chỉnh Ống lồng Đường ống đầu vào
Patanh bàn trượt không có phần dẫn hướng Áp suất thủy lực, lắp đặt Áp suất thủy lực, tháo dỡ
Kg kg kg bar bar
Bảng 3.2 Bảng số liệu của thanh truyền
Phần mô tả Giá trị Đơn vị
Nửa bạc biên + nắp thanh truyền + bulong biên
Thân thanh truyền mà không có bất kỳ bạc nào
Thanh truyền hoàn chỉnh Áp suất thủy lực, lắp đặt Áp suất thủy lực, tháo dỡ
Quy trình tháo patanh bàn trượt
1 Tháo các ống dẫn dầu bôi trơn ổ trục chính
2 Via máy, cho patanh bàn trượt xuống ĐCD để dễ tiếp cận các đai ốc mặt trên nắp ổ trục của patanh bàn trượt
Gắn dụng cụ giữ cho ống lồng trên hộp làm kín
Gắn bơm thủy lực và các con đội vào các bulong
Gắn dây bơm và kích thủy lực để nới lỏng các đai ốc mặt trên nắp ổ trục của con trượt
Dùng kích thủy lực bơm 800 - 900 (bar)
Nới lỏng các đai ốc, tháo các kích thủy lực và tháo các đai ốc
3 Via máy, điều chỉnh sao cho con trượt đến ĐCT
Treo ống lồng bằng dụng cụ chuyên dùng
4 Via máy xuống ĐCD và lắp các dụng cụ chuyên dùng để nâng thanh truyền và dùng hai vật cứng chèn vào để giữ cho thanh truyền luôn ở vị trí thẳng đứng
(những việc này phải thực hiện một cách tỉ mỉ và thận trọng để giữ an toàn trong quá trình làm việc)
- Gắn chéo hai bulong vào nắp ổ trục và móc vào chốt từ phía trên của cacte
- Nhấc nắp ổ trục ra khỏi động cơ
5 Tháo chốt dẫn hướng dầu vào bằng dụng cụ chuyên dụng đặc biệt
- Tháo đường ống thoát dầu, ống lồng và các đinh tán ra khỏi patanh bàn trượt
- Gắn dụng cụ nâng đặc biệt lên patanh bàn trượt
- Gắn chốt vào giá nâng lên patanh bàn trượt và sau đó móc chốt vào dụng cụ chuyên dụng đã chuẩn bị sẵn
6 Cuối cùng là từ từ nâng patanh bàn trượt lên một cách cẩn thận
Nhấc patanh bàn trượt ra khỏi thanh truyền
Trong lúc nhấc patanh bàn trượt thì vẫn phải giữ thanh truyền ở vị trí thẳng đứng bằng dụng cụ chuyên dụng
7 Từ từ nghiêng thanh truyền về phía ống xả, đồng thời quay trục khuỷu về phía trục cam
8 Tháo các ống dẫn dầu ra khỏi hai nắp ổ trục chính
9 Tháo các thanh dẫn hướng và các vít chặn đáy của dẫn hướng patanh bàn trượt
10 Hạ patanh bàn trượt xuống để phần dẫn hướng nằm ngay dưới cửa hông cacte
11 Gắn móc balăng vào bulong vòng khuyên trên phần dẫn hướng
12 Gắn hai bu lông vòng khuyên vào lỗ vít chặn của phần dẫn hướng và treo hai balăng từ bulong vòng khuyên
13 Kéo balăng buộc vào phần dẫn hướng cho chặt và đồng thời kéo phần dẫn hướng sang một bên cho đến khi chúng tách ra khỏi patanh bàn trượt
14 Xoay patanh bàn trượt một góc 90º để dễ dàng lọt khỏi nắp hông của cacte
15 Treo balăng bên ngoài động cơ bằng dây bẹ và móc vào bulong khuyên đã gắn vào patanh con trượt trước đó Balăng bên trong thì hạ xích xuống từ từ, đồng thời balăng phía ngoài kéo xích lên để di chuyển patanh bàn trượt ra khỏi động cơ một cách an toàn
Khi tháo động cơ, cần xử lý dây xích của balăng phía ngoài đã thẳng đứng trước, sau đó tháo dây xích của balăng bên trong để đảm bảo an toàn Tiếp theo, cần tiếp đất và bảo vệ patanh bàn trượt để đảm bảo quá trình bảo trì diễn ra an toàn và hiệu quả.
Quy trình tháo thanh truyền
Tháo các ê cu nắp bạc đầu chữ thập
2 Treo hai pa lăng từ các giá đỡ được trang bị từ trước
- Tháo và di chuyển nắp bạc đầu chữ thập ra ngoài
Tiếp đến gắn thêm bộ phận nâng ngay chỗ nơi tiếp xúc giữa patanh bàn trượt và thanh truyền ở phía ống xả
Tháo nửa dưới đầu to biên
4 Tháo bốn giá đỡ cho phần dẫn hướng trên các thanh dẫn hướng patanh bàn trượt
- Cẩn thận via máy sao cho trục khuỷu quay xuống về phía của hông cacte (phía trục cam), cho đến khi phần dẫn hướng nằm trên giá đỡ
- Điều chỉnh các giá đỡ vào phần dẫn hướng để khối lượng của patanh bàn trượt được phân bổ đều trên bốn giá đỡ
5 Gắn các phụ kiện nâng vào patanh bàn trượt và thanh truyền (như hình bên)
Gắn móc khóa vào giá nâng A và D vào thành bên trong cacte và gắn móc balăng vào dụng cụ nâng
- Gắn dụng cụ nâng vào đầu to của thanh truyền, ở phía ống xả
6 Xoay trục khuỷu đến vị trí trước ĐCD 45º, trong lúc chú ý các pa lăng thì cũng cần phải quan sát và điều chỉnh thanh truyền
Kéo pa lăng ở vị trí D đã chuẩn bị từ trước, từ bộ phận nâng ở một bên của thanh truyền sang bộ phận nâng ở phía bên kia của thanh truyền
Kéo pa lăng ở vị trí A
7 Gắn thêm một pa lăng vào vị trí B trên thành bên trong cacte và kết nối móc pa lăng với bộ phận nâng trên đầu kẹp của thanh truyền
Bên ngoài chiếc cacte, lắp đặt một balăng tại vị trí F trên giá đỡ của động cơ để nâng cao hiệu quả làm việc Móc pa lăng F được kết nối vào điểm cố định mới này, tạo sự an toàn và chắc chắn trong quá trình thao tác Việc gắn balăng và móc pa lăng tại các vị trí phù hợp giúp nâng cao khả năng nâng chuyển và bảo trì thiết bị một cách dễ dàng và hiệu quả.
Hướng dẫn an toàn khi thao tác xoay trục khuỷu lên trên, đồng thời hạ dây pa lăng D và F để đảm bảo quá trình vận hành chính xác Trong quá trình này, cần thâu dây pa lăng B lên để giữ an toàn cho thiết bị và người vận hành Đặc biệt, hướng đầu thanh truyền cần được kéo ra khỏi của hông cacte nhằm tránh nguy cơ va đập hoặc tai nạn để đảm bảo an toàn lao động hiệu quả.
8 Tháo móc balăng D, chuyển sang móc vào vị trí mà móc balăng B đang móc
Tiếp tục via máy sao cho trục khuỷu đến vị trí sau ĐCT 30, trong khi đó đặc biệt chú ý các pa lăng
9 Tại vị trí E gắn một pa lăng trên giá đỡ bên ngoài động cơ và gắn móc pa lăng E vào vị trí mà móc pa lăng F đang móc
- Chuyển pa lăng trên giá đỡ từ vị trí F sang G và gắn móc balăng vào chốt đã được gắn trên thanh truyền trước đó Kéo căng dây
Tháo pa lăng tại vị trí E
- Tháo thanh truyền ra khỏi trục khuỷu bằng cách xoay cẩn thận trục khuỷu, chú ý theo dõi các balăng
Cuối cùng, thả dây balăng tại vị trí B đồng thời kéo dây balăng tại vị trí G cho đến khi thanh truyền hoàn toàn ra khỏi động cơ
Hạ thanh truyền xuống trên vài tấm ván gỗ đển bảo vệ thanh truyền