Nghiên cứu chi tiết chế tạo máy làm sạch dầu bôi trơn di động cho động cơ diesel lai máy phát trên tàu thủy

Tuy nhiên, hệ thống bôi trơn các-te ướt có một số nhược điểm như dễ bị khí cháy từ buồng đốt động cơ xâm nhập, bội số tuần hoàn nhỏ, lại thường không được trang bị thiết bị lọc lọc dầu h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

- oOo -

PHÍ HỒNG MẠNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY LÀM SẠCH DẦU BÔI TRƠN DI ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ DIESEL

LAI MÁY PHÁT TRÊN TÀU THỦY

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Mã số: 60520116

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS LÊ VĂN VANG

TP.HCM – 5.2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN VANG

TP HCM 5- 2018

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 5

Chương 1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 8

1.1 Khái niệm 8

1.2 Công dụng của dầu bôi trơn 8

1.3 Yêu cầu về dầu bôi trơn 9

1.4 Phân loại dầu bôi trơn 10

1.5 Các đặc tính của dầu bôi trơn 11

1.5.1 Độ nhớt: 11

1.5.2 Chỉ số độ nhớt VI (Viscosity Index) 12

1.5.3 Tính chống gỉ và chống ăn mòn 17

1.5.4 Độ kiềm tổng (Total base number – TBN) 18

1.5.5 Kiểm nghiệm ăn mòn mảnh đồng 19

1.5.6 Nhiệt độ vẩn đục, nhiệt độ đông đặc 19

1.5.7 Nhiệt độ chớp cháy (Flash point) 20

1.5.8 Độ ổn định oxy hóa (Oxidiation stability) 20

1.5.9 Tính tạo bọt của dầu bôi trơn (Foaming characteristics) 21

1.5.10 Chức năng của hệ thống bôi trơn 22

1.5.11 Chăm sóc và vận hành hệ thống bôi trơn động cơ 23

1.5.12 Xử lý, làm sạch dầu bôi trơn 26

1.6 Hệ thống dầu bôi trơn động cơ diesel: 40

1.6.1 Các thiết bị cơ bản của hệ thống bôi trơn 40

1.6.2 Hệ thống bôi trơn 41

Chương 2 THIẾT KẾ MÁY LÀM SẠCH DẦU BÔI TRƠN DI ĐỘNG 43

2.1 Giới thiệu chung về máy làm sạch dầu bôi trơn sẽ thiết kế 43

2.1.1 Sơ đồ nguyên lí kết cấu của thiết bị 44

2.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống 45

2.1.3 Tính toán, lựa chọn các thiết bị trong hệ thống 46

2.1.4 Các thông số khai thác thiết bị 58

Chương 3 MÔ PHỎNG NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ 59

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm ANSYS 59

3.2 Quy trình mô phỏng thiết bị 63

3.2.1 Xây dựng mô hình 3D của thiết bị - Geometry 63

3.2.2 Chia lưới – Meshing 65

3.2.3 Mô phỏng – ANSYS Fluent 69

3.3 Mô phỏng hệ thống 72

3.3.1 Xây dựng mô hình hình học 3D của các thiết bị trong hệ thống - Geometry 73 3.3.2 Chia lưới – Meshing 77

3.3.3 Gán thông số cho dòng chất lỏng và cấu tạo của phin lọc 78

3.4 Kết quả mô phỏng 81

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 84

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Lê Văn Vang Ngoài các nội dung tham khảo trong tài liệu đã được liệt kê trong phần “Tài liệu tham khảo”, các số liệu, kết qủa nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Phí Hồng Mạnh

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Tiến sĩ Lê Văn Vang, người đã tận tình hướng dẫn về phương pháp và nội dung nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn

Nhân dịp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô Khoa Máy tàu thủy

đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập tại trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh cũng như trong quá trình làm luận văn

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến tất cả người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả trong qúa trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn

Do thời gian có hạn, kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận án không tránh khỏi có những thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, chuyên gia, bạn bè và đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, để 1 con tàu có thể hoạt động ổn định trên biển cần có rất nhiều máy móc thiết bị hỗ trợ, trong số đó, thiết bị điện đóng vai trò rất quan trọng, điển hình như các thiết bị dẫn đường, ra đa, thiết bị điện thu phát tín hiệu, thiết bị thông tin liên lạc, đèn hiệu… Vì vậy, nguồn điện trên tàu là vấn đề thiết yếu cần phải có Nói cách khác, các máy phát điện để tạo ra nguồn điện trên tàu thủy đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong hoạt động của toàn con tàu Do đặc thù bị cô lập khi hoạt động trên biển nên các con tàu cần phải trang bị máy phát điện để cung cấp năng lượng điện cho các thiết bị điện trên tàu, nhằm đảm bảo con tàu có thể hoạt động, đảm bảo an toàn và ổn định

Trên tàu thủy hiện nay thường có nhiều hơn 1 máy phát điện, thông thường sẽ có

1 máy phát điện làm việc, các máy còn lại luôn ở trạng thái sẵn sàng hoạt động để đảm bảo luôn có điện năng để cung cấp cho các thiết bị điện trên tàu trong mọi điều kiện hành hải Hiện nay, các máy phát điện thường được dẫn động bằng động cơ đốt trong, mà phổ biến nhất là động cơ diesel

Để một động cơ diesel có thể làm việc an toàn, ổn định, đạt hiệu quả kinh tế cao cần có nhiều hệ thống phục vụ cho nó, trong đó có hệ thống bôi trơn Trong các loại hệ thống bôi trơn thì hệ thống bôi trơn các-te ướt là một trong những hệ thống đơn giản nhất, dễ vận hành nhất nhưng vẫn đem lại hiệu quả cao Tuy nhiên, hệ thống bôi trơn các-te ướt có một số nhược điểm như dễ bị khí cháy từ buồng đốt động cơ xâm nhập, bội

số tuần hoàn nhỏ, lại thường không được trang bị thiết bị lọc lọc dầu hiệu quả như các

hệ thống bôi trơn khác nên dầu nhờn nhanh bị nhiễm bẩn, giảm phẩm chất làm giảm chất lượng bôi trơn, ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ, do đó chu kỳ thay thế dầu mới sẽ ngắn hơn Khi chu kỳ thay dầu mới ngắn lại thì không những làm giảm hiệu quả kinh tế của động cơ mà còn liên quan đến vấn đề ô nhiễm môi trường khi phải xử lý lượng dầu cũ được thay ra

Ở trong nước hiện nay chưa có công trình nghiên cứu nào giải quyết được vấn đề

xử lý dầu bôi trơn cho các động cơ diesel lai máy phát điện trên tàu thủy, nhằm làm tăng thời gian sử dụng dầu bôi trơn, giúp làm giảm số lần thay thế dầu mới mà vẫn đảm bảo yếu tố hiệu quả kinh tế Vì thế, đề tài nghiên cứu này đề cập đến vấn đề nghiên cứu, thiết

kế để đi đến chế tạo một máy làm sạch dầu bôi trơn di động cho các động cơ diesel lai máy phát điện trên tàu thủy nhằm giải quyết vấn đề bức thiết vẫn đang tồn đọng nêu trên Thiết bị này cần phải gọn nhẹ, có thể di chuyển một cách dễ dàng, làm sạch hiệu quả và tốn không nhiều chi phí hơn thay dầu mới

1 Tính cấp thiết và tầm quan trọng của đề tài

Như đã trình bày ở phần trên, việc tạo ra một thiết bị di động có thể làm sạch dầu bôi trơn hiệu quả cho các động cơ diesel lai máy phát điện trên tàu thủy đóng một vai trò rất quan trọng trong vấn đề tăng tuổi thọ sử dụng dầu bôi trơn, qua đó làm giảm chi phí vận hành, tăng hiệu quả kinh tế của hệ động lực mà vẫn đảm bảo hoạt động an toàn, tin cậy cho động cơ Bên cạnh đó, chu kỳ thay dầu bôi trơn tăng lên sẽ làm giảm lượng dầu bẩn thải ra ngoài môi trường, góp phần bảo vệ môi trường Vì vậy, tác giả đã quyết định

thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy làm sạch dầu

bôi trơn di động cho động cơ diesel lai máy phát trên tàu thủy” nhằm giải quyết các

vấn đề tồn đọng nêu trên

2 Mục tiêu nghiên cứu

Chế tạo máy làm sạch dầu bôi trơn di động có thể làm sạch dầu bôi trơn cho các động cơ diesel lai máy phát điện trên tàu thủy và các máy móc tương tự với giá thành rẻ hơn khi thay mới dầu bôi trơn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy làm sạch dầu bôi trơn bằng nguyên lý li tâm

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tính toán thiết kế và chế tạo máy làm sạch dầu bôi trơn cho động cơ diesel trên tàu thủy

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu là vận dụng các kiến thức về dầu bôi trơn, công nghệ làm sạch dầu và một số thiết bị làm sạch dầu để từ đó thiết kế, chế tạo máy làm sạch dầu bôi trơn di động cho động cơ diesel cỡ nhỏ trên tàu thủy

Chương 1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1.1 Khái niệm

Dầu nhờn (dầu nhớt) hay còn gọi là dầu bôi trơn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các chi tiết chuyển động của động cơ hoặc hệ thống máy móc Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia, thường được gọi là dầu nhờn thương phẩm Phụ gia thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được

1.2 Công dụng của dầu bôi trơn

Công dụng 1: Bôi trơn các bề mặt có chuyển động tương đối với nhau nhằm mục đích làm giảm ma sát do đó giảm mài mòn, tăng tuổi thọ của chi tiết

Công dụng 2: Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết Trên bề mặt ma sát, trong quá trình làm việc thường có các mạt kim loại tróc ra khỏi bề mặt Dầu bôi trơn sẽ cuốn trôi các mạt kim loại này sau đó được giữ lại ở các thiết bị lọc của hệ thống bôi trơn, tránh cho bề mặt làm việc bị cào xước Do khi động cơ chạy rà sau khi lắp ráp, sửa chữa, còn rất nhiệu mạt kim loại sót lại trong lắp ráp và mạt kim loại trong quá trình chế tạo

có những nhấp nhô bề mặt sinh ra khi chạy rà, do vậy phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt nhỏ để tăng khả năng rửa trôi các mạt bẩn trên bề mặt

Công dụng 3: Làm mát một số chi tiết Do ma sát tại các bề mặt chi tiết làm việc như piston - xi lanh, cổ trục khuỷu - bạc lót làm phát sinh nhiệt Mặt khác, một số chi tiết như piston, vòi phun còn nhận nhiệt của khí cháy truyền đến Do đó nhiệt độ một

số chi tiết rất cao, có thể phá hỏng điều kiện làm việc bình thường của động cơ như bị gãy, bị kẹt, giảm độ bền của các chi tiết… Nhằm làm giảm nhiệt độ của các chi tiết này, dầu từ hệ thống bôi trơn có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chi tiết được dẫn đến các chi tiết

có nhiệt độ cao để tản nhiệt cho các chi tiết đó

Công dụng 4: Làm kín khe hở giữa các cặp chi tiết như piston (xec măng) - xi lanh, piston plunger – barrel của bơm cao áp… vì vậy trong quá trình động cơ làm việc, dầu bôi trơn được cung cấp vào giữa các cặp chi tiết này sẽ đồng thời có chức năng làm kín tốt hơn cho các cặp chi tiết

Công dụng 5: Chống ôxy hóa bề mặt chi tiết nhờ những chất phụ gia trong dầu và ngăn cách không cho bề mặt chi tiết tiếp xúc trực tiếp với môi trường

Công dụng 6: Rút ngắn quá trình chạy rà động cơ Khi chạy rà động cơ phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt thấp Ngoài ra, dầu còn được pha một số chất phụ gia đặc biệt

có tác động làm mềm tổ chức tế vi kim loại một lớp rất mỏng trên bề mặt chi tiết Do đó các chi tiết nhanh chóng rà khớp với nhau rút ngắn thời gian và chi phí chạy rà

1.3 Yêu cầu về dầu bôi trơn

Trong hệ thống có nhiều động cơ thì mỗi động cơ phải có một hệ thống bôi trơn độc lập và giữa chúng có sự liên hệ hỗ trợ nhau

Dầu nhờn phải đi đến được tất cả các vị trí cần bôi trơn lưu lượng và áp suất dầu bôi trơn phải phù hợp với từng vị trí bôi trơn

Hệ thống dầu bôi trơn phải đơn giản, làm việc tin cậy đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu dầu nhờn là nhỏ nhất

Bôi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại, rửa đi các hạt kim loại bong ra trong quá trình ma sát, nhằm giúp làm kín giữa các piston và xilanh ngoài ra còn tạo chêm dầu giữa các bề mặt ma sát để tránh mài mòn và tránh va đập trong động cơ khi động cơ làm việc và làm mát động cơ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn và đảm bảo cho động cơ làm việc ở nhiệt độ cho phép Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 80÷160 oC nếu lớn hơn nhiệt độ trên dầu sẽ bốc cháy Nhưng nếu dầu bôi trơn làm mát nhiều quá thì sẽ làm mất hiệu suất nhiệt của động cơ Yêu cầu công suất động cơ hệ thống bôi trơn không được vượt quá 3÷5%, dầu bôi trơn dể tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài

1.4 Phân loại dầu bôi trơn

Dầu bôi trơn được tạo thành từ dầu gốc (base oil) với thành phần trên 90% và các chất phụ gia (additives) có thành phần dưới 10% với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được

Dầu gốc: là dầu thu được sau quá trình chế biến, xử lý tổng hợp bằng các quá trình xử lý vật lý và hóa học Có hai loại dầu gốc thường được sử dụng là dầu khoáng (mineral oil) và dầu tổng hợp (synthetic oil)

Phụ gia: là những hợp chất hữu cơ, vô cơ, thậm chí là những nguyên tố hóa học được thêm vào chất bôi trơn, nhằm nâng cao hay mang lại những tính chất mong muốn Thông thường, hàm lượng phụ gia đưa vào là 0,01 – 5%, trong một số trường hợp phụ gia được dùng từ vài phần triệu cho đến vài phần trăm Các chất phụ gia có mặt trong dầu nhờn thông thường là: phụ gia tăng chỉ số nhớt, phụ gia chống oxy hóa, phụ gia tẩy rửa, phụ gia phân tán, phụ gia ức chế ăn mòn, phụ gia chống mài mòn, phụ gia ức chế

gỉ, phụ gia biến tính, giảm ma sát, phụ gia hạ điểm đông đặc, phụ gia ức chế tạo bọt…

Dầu bôi trơn có công dụng: Giảm ma sát và mài mòn; Giảm tổn thất năng lượng, giảm rung động; Làm mát, làm kín, bảo vệ và làm sạch bề mặt các chi tiết được bôi trơn

Tùy theo mục đích sử dụng, dầu bôi trơn trên tàu thủy có thể được phân thành một số loại cơ bản sau:

Dầu động cơ: dùng bôi trơn cho các động cơ diesel (lai chân vịt, lai máy phát điện…) Dầu động cơ có thể phân thành dầu bôi trơn sơmi xilanh Đối với động cơ không

có patanh bàn trượt hệ thống tuần hoàn và hệ thống bôi trơn sơmi xilanh có thể dùng chung dầu bôi trơn Đối với động cơ có patanh bàn trượt sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, dầu bô trơn sơmi xilanh và dầu tuần hoàn được cấp bôi trơn cho động cơ qua hệ thống riêng

Dầu tuabin: dùng bôi trơn cho các ổ đỡ của tuabin tăng áp

Dầu bôi trơn dùng cho máy nén gió

Dầu bôi trơn dùng cho máy nén lạnh

Dầu bôi trơn dùng cho hệ thống truyền động bánh răng (hộp số, bánh răng tời neo, máy lọc )

Dầu bôi trơn trục chân vịt

1.5 Các đặc tính của dầu bôi trơn

Chất lượng của dầu bôi trơn được đánh giá qua các thông số: độ nhớt, chỉ số độ nhớt VI, độ nhờn, tính chống oxy hóa, tính chống ăn mòn v.v

1.5.1 Độ nhớt:

Dầu nhờn có nhiều tác dụng như giảm ma sát giữa hai bộ phận tiếp xúc trực tiếp với nhau, giải nhiệt làm mát, làm kín, chống ăn mòn Tuy nhiên, tác dụng cơ bản nhất của nó vẫn là giảm ma sát nên độ nhớt là chỉ tiêu có ảnh hưởng quan trọng nhất đến chất lượng của một sản phẩm dầu nhờn thương mại

Độ nhớt của dầu bôi trơn đặc trưng cho khả năng lưu động của dầu và thay đổi theo nhiệt độ Ở nhiệt độ cao, độ nhớt giảm và ngược lại Dầu có độ nhớt thấp có tính lưu động cao hơn so với dầu có độ nhớt cao

Để đánh giá độ nhớt của dầu người ta thường dùng các hệ đo độ nhớt chẳng hạn:

hệ SAE (Hiệp hội kỹ sư ôtô Hoa kỳ - Society of Automotive Engineers); hệ AGMA (Hiệp hội các nhà sản xuất bánh răng Hoa hỳ - American Gear Manufaturers Association); hệ ISO VG hoặc hệ giây Saybolt tại 1000F hoặc 2100F (Saybolt Universal Second – SUS)

Bảng chuyển đổi tương đương độ nhớt của dầu bôi trơn theo các hệ độ nhớt khác nhau được thể hiện như bảng dưới đây:

1.5.2 Chỉ số độ nhớt VI (Viscosity Index)

Là đại lượng đặc trưng cho mức độ thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt

độ Dầu có chỉ số độ nhớt càng cao thì mức độ thay đồi độ nhớt theo nhiệt độ càng ít và ngược lại

Hình 1 1: Bảng chuyển đổi tương đương độ nhớt của dầu bôi trơn

Có thể xác định chỉ số độ nhớt của dầu bôi trơn theo phương pháp ASTM

D-2270 như sau Gọi U là độ nhớt động học tại 400C của mẫu dầu A cần xác định chỉ số độ nhớt Gọi L là độ nhớt động học của một loại dầu mẫu có chỉ số độ nhớt VI = 100 tại

400C; Gọi H là độ nhớt động học của một loại dầu mẫu có chỉ số độ nhớt VI = 0 tại 400C Vậy chỉ số độ nhớt của mẫu dầu A được tính bằng:

𝑉𝐼𝐴 = 𝐿 − 𝑈

𝐿 − 𝐻 𝑥 100

Ví dụ: xác định chỉ số độ nhớt của dầu A có độ nhớt động học 110 cSt tại 400C

Ta có: U = 110 cSt tại 400C

Tra bảng: ASTM D-2270 xác định được: L = 147.7 cSt và H = 82.87 cSt

Giá trị cơ bản của L và H với hệ độ nhớt động học tại 40 °C đến 100 °C

100

°C

mm 2 /s (cSt)

L H

Độ nhớt động học tại

100

°C

mm 2 /s (cSt)

L H

Độ nhớt động học tại

100

°C

mm 2 /s (cSt)

L H

Độ nhớt động học tại

100

°C

mm 2 /s (cSt)

L H

Độ nhớt động học tại

100

°C

mm 2 /s (cSt)

Nguồn: ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West

Conshohocken, PA 19428-2959, United States

Ta tính được:

𝑉𝐼𝐴 = 𝐿 − 𝑈

𝐿 − 𝐻 𝑥 100 =

147.7 − 110 147.7 − 82.87 𝑥 100 = 58

Mối quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ của các loại dầu bôi trơn có chỉ số độ nhớt khác nhau được thể hiện như hình dưới đây:

1.5.3 Tính chống gỉ và chống ăn mòn

Tuy các thành phần Hydrocacbon của dầu bôi trơn không gây ăn mòn nhưng các thành phần tạp chất có lẫn trong dầu sẽ gây ăn mòn các chi tiết được bôi trơn, vì vậy cần phải hạn chế đến mức thấp nhất hàm lượng tạp chất có trong dầu

Để đánh giá tính chống ăn mòn và bảo vệ bề mặt kim loại của chi tiết, cần xác định các chỉ tiêu như: Độ sạch của dầu, hàm lượng acid tổng, kiểm nghiệm thời gian ăn mòn mảnh đồng

Hình 1 2: Mối quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ của các loại dầu bôi trơn

Các chỉ tiêu về độ sạch của dầu bôi trơn bao gồm: hàm lượng nước, hàm lượng tro, hàm lượng cốc và cặn không tan trong dầu

Nước là thành phần không được phép xuất hiện trong dầu bôi trơn Nếu lẫn nước,

dầu bôi trơn sẽ bị nhũ hóa, làm giảm chất lượng và tuổi thọ dầu bôi trơn Phần nước và hơi nước có trong dầu còn làm han gỉ bề mặt chi tiết và làm giảm tình ổn định chống oxy hóa của dầu.Theo kết quả nghiên cứu, khi hàm lượng nước có trong dầu bôi trơn tương ứng là 1%, 2% và 3% thì cường độ ma sát tương ứng sẽ tăng lên 16%, 23% và 30% Thông thường, nước được loại bỏ ra khỏ dầu bô trơn bằng máy lọc li tâm

Độ tro là lượng cặn không cháy hoặc các khoáng chất còn lại sau khi đốt cháy

mẫu dầu Độ tro, cùng với độ kiềm tổng được xem là một chỉ tiêu để đánh giá xem hàm lượng chất phụ gia được thêm vào dầu nhờn có đủ hay không Theo tiêu chuẩn hàm lượng tro được phép có trong dầu bôi trơn từ 0.3% đến 1.65% về khối lượng

Cặn không tan là các tạp chất như cát, bụi, mạt kim loại do mài mòn và các sản

phẩm oxy hóa khác không tan trong dầu và không được phép có trong dầu Cặn không tan làm xấu đi chất lượng dầu bôi trơn và làm tăng tốc độ mài mòn Đối với dầu bôi trơn

có pha chất phụ gia, hàm lượng cặn không tan được phép nằm trong khoảng 0.01% đến 0.025% khối lượng, phần cặn không tan này do một phần các chất phụ gia tách ra Các thành phần tạp chất không tan được loại bỏ khỏi dầu nhờ các phin lọc và máy lọc li tâm

1.5.4 Độ kiềm tổng (Total base number – TBN)

Được xác định bằng khối lượng KOH có trong một gam dầu bôi trơn (mgKOH/g dầu) KOH được cho thêm vào dầu bôi trơn nhằm đảm bảo trung hòa các sản phẩm acid sinh ra trong động cơ sau quá trình cháy

Tùy thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu động cơ sử dụng mà dầu bôi trơn có độ kiềm tổng thay đổi Thông thường theo khuyến cáo của các nhà sản xuất

động cơ, độ kiềm tổng phải lớn hơn hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu từ 7 đến

10 lần

Khi độ kiềm tổng của dầu bôi trơn đang sử dụng giảm 50% thì nên thay dầu bôi trơn mới

1.5.5 Kiểm nghiệm ăn mòn mảnh đồng

Là tiêu chuẩn để đánh giá mức độ ăn mòn bề mặt chi tiết của mẫu dầu thí nghiệm Theo phương pháp ASTM D-130, mảnh đồng mẫu vật sẽ được đánh bóng rồi đem ngâm trong mẫu dầu được gia nhiệt đến nhiệt độ xác định trong thời gian xác định, sau đó được lấy ra đánh giá mức độ oxy hóa miếng đồng để đánh giá mức độ an mòn của dầu bô trơn

Nhiệt độ và thời gian thử nghiệm tùy thuộc vào từng loãi dầu; Chẳng hạn đối với dầu Mobigear 600 XP – dầu dùng bôi trơn bánh răng – của hãng Mobil, nhiệt độ thử nghiệm là 1000C và thời gian thử nghiệm là 3 giờ

1.5.6 Nhiệt độ vẩn đục, nhiệt độ đông đặc

Là tiêu chuẩn dùng để đánh giá khả năng lưu động của dầu bôi trơn khi nhiệt độ giảm

Nhiệt độ vẩn đục, đơn vị tính là 0C, là nhiệt độ tại đó bắt đầu xuất hiện các tinh thể rắn, các tinh thể paraffin hoặc tinh thể benzene nhỏ li ti khiến cho dầu đang từ trạng thái trong trở thành mờ đục

Nhiệt độ đông đặc, đơn vị tính là 0C, là nhiệt độ cao nhất tại đó dầu bắt đầu mất tính linh động và bắt đầu đông đặc Nhiệt độ đông đặc của dầu được xác định theo phương pháp ASTM D-97

Đối với dầu bôi trơn dùng cho động cơ diesel tàu thủy, nhiệt độ đông đặc thường trong khoảng từ -90C đến -60C Một số loại dầu bôi trơn tổng hợp có nhiệt độ đông đặc rất thấp; chẳng hạn dầu Mobigard 1 SHC, dùng cho động cơ diesel 4 kỳ không có patanh bàn trượt – của Exxon mobil – có nhiệt độ đông đặc ở -540C

1.5.7 Nhiệt độ chớp cháy (Flash point)

Nhiệt độ chớp cháy, đơn vị tính là 0C, là nhiệt độ nhỏ nhất mà tại đó lượng hơi thoát ra trên bề mặt dầu bôi trơn có khả năng cháy khi tiếp xúc với ngọn lửa trần ít nhất

1.5.8 Độ ổn định oxy hóa (Oxidiation stability)

Là chỉ tiêu đánh giá khả năng của dầu chống lại những tác động từ bên ngoài làm thay đổi chất lượng dầu Dầu có độ ổn định oxy hóa càng cao thì tính chất và thành phần hóa học của nó càng ít thay đổi Trong thực tế, nếu được bảo quản ở nhiệt độ 300C –

400C thì chất lượng của dầu có thể giữ được trong vòng 5 đến 10 năm mà không bị thay đổi

Các paraffin và hỗn hợp Naphthen/paraffin có tính ổn định oxy hóa rất tốt, nhưng ngược lại các Hydrocacbon thơm (Aromatic), Naphthen hoặc hỗn hợp Hydrocacbon thơm/naphthen đa vòng có nhánh ankyl ngắn lại có tính ổn định kém, dễ bị oxy hóa tạo thành các nhựa asphalten trong dầu bôi trơn

1.5.9 Tính tạo bọt của dầu bôi trơn (Foaming characteristics)

Trong quá trình động cơ – máy móc làm việc, dầu bị khuấy trộn cơ học làm cho không khí bị cuốn vào dòng dầu tạo thành bọt gây ảnh hưởng lớn đến hiệu suất bôi trơn

và quá trình làm việc của động cơ

Mức độ tạo bọt của dầu bôi trơn được xác định theo phương pháp ASTM D892

và chỉ áp dụng đối với dầu bôi trơn mới – chưa bị nhiễm nước, nhiễm bẩn

Bảng 1.2 thể hiện một số đặc tính kỹ thuật của dầu bôi trơn Mobigard 12 của các hãng EXXON MOBIL

Dầu Mobigard 12 sử dụng cho động cơ bốn kỳ không có patanh bàn trượt dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp

Bảng 1 2: Dầu Mobigard 12 sử dụng cho động cơ bốn kỳ không có patanh bàn trượt dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp

Viscosity, ASTM D 445

TBN, mg KOH/g, ASTM D 2896 15 15 15

Nguồn: Đặc tính kỹ thuật một số loại dầu bôi trơn của các hãng EXXON

MOBIL

1.5.10 Chức năng của hệ thống bôi trơn

Dầu bôi trơn có các chức năng cơ bản sau:

Đảm bảo bôi trơn giảm ma sát hay duy trì ma sát ướt đối với tất cả 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 các bề mặt ma sát khi chuyển động, giảm tối thiểu mức

Dầu bôi trơn còn bao phủ các chi tiết để chống oxy hoá các chi tiết

Trung hòa các thành phần hóa học tác động có hại lên bề mặt cần bôi trơn trong quá trình hoạt động của động cơ

Hệ thống bôi trơn có chức năng cung cấp đầy đủ dầu bôi trơn với thông số theo yêu cầu đến tất cả các vị trí cần bôi trơn đã được lựa chọn, thiết kế

1.5.11 Chăm sóc và vận hành hệ thống bôi trơn động cơ

1.5.11.1 Nhiệm vụ

Nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ thống bôi trơn động cơ là cung cấp liên tục dầu nhờn cho các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau trong động cơ như: Cổ trục, cổ biên, chốt piston, sơmi xilanh, con trượt, chốt ngang của cơ cấu con trượt, và các bộ phận khác như gối trục cam, gối đòn gánh xupáp, các bánh răng truyền động Mục đích tạo ra nêm dầu để giảm trở lực ma sát, tăng tuổi thọ cho các chi tiết

- Kiểm tra tình hình hoạt động của hệ thống bôi trơn được thực hiện thông qua

áp suất và nhiệt độ của dầu bôi trơn đưa vào và ra khỏi động cơ của các đồng hồ áp lực

và nhiệt độ được lắp trên hệ thống Khi mất áp suất dầu bôi trơn phải cho dừng ngay động cơ vì chỉ cần làm việc trong thời gian rất ngắn mà không có nhớt bôi trơn sẽ gây đến hỏng hóc động cơ cháy các bạc và ổ đỡ Chính vì vậy trong các động cơ tàu thủy hiện đại người ta lắp đặt thêm các thiết bị báo động bảo vệ an toàn cho động cơ, báo hỏng hóc khi áp suất dầu bôi trơn giảm xuống

Mức dầu bôi trơn trong két hoặc cácte được kiểm tra bằng cây thăm nhớt, khi máy ngừng hoạt động Dưới cây thăm dầu bôi trơn có hai khấc ngang tối đa và tối thiểu, mức dầu bôi trơn trong cácte hoặc két luôn đảm bảo ở mức khấc trên nếu hụt phải bổ sung dầu bôi trơn mới cho đủ

b Bảo quản chăm sóc định kỳ:

- Thay dầu nhờn đúng thời gian quy định theo nhà sản xuất khuyến cáo (từ 350 –

400 giờ hoạt động tùy theo loại động cơ)

- Khi thay dầu phải chú ý dầu phải đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật

- Khi động cơ sửa chữa định kỳ phải kiểm tra trạng thái kỹ thuật các chi tiết trong

hệ thống

Những hư hỏng và biện pháp khắc phục

- Bơm dầu nhờn bị mòn làm áp suất bơm dầu giảm

Bơm dầu bôi trơn sử dụng là bơm bánh răng, những hư hỏng của nó cũng tương tự bơm bánh răng trong hệ thống nhiên liệu, gồm các hiện tượng mòn răng, mòn vỏ bơm, mòn bộ phốt làm kín dầu, mòn bạc trục bánh răng những hư hỏng

do mài mòn bánh răng làm giảm một phần lưu lượng dầu bôi trơn cung cấp cho

hệ thống bôi trơn động cơ, nếu lưu lượng giảm mạnh, có thể dẫn đến thiếu dầu bôi trơn gây cháy các bạc lót

Khi thiếu dầu bôi trơn, một biểu hiện rõ nhất là áp suất dầu bôi trơn (có thể thấy qua đồng hồ báo) sẽ giảm rõ rệt, nếu ma sát ổ trục tăng cao, nhiệt độ dầu bôi trơn cũng tăng rất mạnh Tuy nhiên áp suất dầu bôi trơn giảm còn do nguyên nhân khe hở giữa bạc và trục quá lớn hoặc do các sự cố tắc, nứt vỡ đường dầu bôi trơn trên động cơ gây ra vì vậy khi sửa chữa hệ thống bôi trơn cần chú ý đến những vấn đề này

- Bầu lọc bị bẩn làm thiếu dầu đi bôi trơn

Ngoài bơm dầu bôi trơn, các loại lọc nhớt thô và tinh hoặc sinh hàn làm mát trong quá trình sử dụng thường bị tắc nếu không được xúc rửa hay thay thế đúng định kỳ, việc phin lọc hay sinh hàn tắc tuy không gây ra nguy hiểm cho hệ thống bôi trơn do đã có van an toàn cho dầu bôi trơn đi tắt qua lọc, song sẽ làm chất lượng dầu bôi trơn bị kém, gây mài mòn nhiều hơn cho các chi tiết ma sát Trong động cơ còn có lắp các van an toàn, ổn áp và điều nhiệt Giá trị áp suất mở van như vậy có ý nghĩa rất quan trọng, nếu điều chỉnh sai hoặc do sự cố kẹt, gãy lò xo van sẽ làm các chức năng trên bị ảnh hưởng, thậm chí có thể gây hư hỏng cho động cơ

Đối với loại lọc tinh bằng dạ hoặc giấy phải được thay thế lõi lọc mới sau khi tới thời gian quy định (Ví dụ với chủng loại bầu lọc JX0818A do Trung Quốc sản suất thời gian quy định là 10.000km hoặc sau 250h) Các loại lọc thô bằng tấm hay lưới kim loại được xúc rửa định kỳ để sử dụng tiếp Lọc ly tâm được sử dụng khá phổ biến do khả năng lọc tương đối tốt và việc chăm sóc cũng đơn giản, có tuổi thọ cao Khi có biểu hiện lọc bị tắc (tắt máy không thấy tiếng kêu vo vo của

rô to lọc kéo dài) chỉ cần tháo rửa các cặn bẩn trong rô to lọc là được Tuy nhiên vào sửa chữa động cơ phải kiểm tra các chi tiết của lọc như trục rô to mòn, méo, cong, bạc lót mòn để có biện pháp thay thế hoặc phục hồi

- Xéc măng bị mòn, lượng dầu nhờn hao nhanh làm động cơ thải khói xanh

1.5.12 Xử lý, làm sạch dầu bôi trơn

1.5.12.1 Lọc dầu bằng màng lọc (Phin lọc thô, phin lọc tinh)

Phin lọc thô: dầu nhờn đi từ đường dầu chính với áp suất cao đi vào bầu lọc

trong bầu lọc giấy lọc và khung tấm lọc được xếp xen kẽ nhau, dầu thấm qua lọc và được lọc sạch Dầu sau khi được lọc sạch, sau đó chảy vào các lỗ dầu, theo lỗ trên trục bầu lọc

đi bôi trơn

Phin lọc thô thường lắp trực tiếp trên đường dầu đi bôi trơn nên lưu lượng dầu phải đi qua dầu rất lớn Lọc thô lọc được cặn bẩn có kích thước lớn hơn 0.03 mm

Phin lọc tinh: do yêu cầu thực tế sử dụng để tăng tính năng của dầu nên theo kiểu

kết cấu của bầu lọc này Dầu sau khi qua phần tử lọc thô, một lượng dầu đi qua phần tử lọc tinh, dầu được lọc sạch và chảy về cacte hoặc đi vào bôi trơn động cơ

Phin lọc tinh có thể lọc được các tạp chất có đường kính rất nhỏ (đến 0,1 𝜇𝑚) Dầu sau khi qua lọc tinh thường trở về cacte

Bầu lọc cơ khí:

- Bầu lọc thấm (thường dùng cho bầu lọc thô)

Bầu lọc thấm sử dụng rộng rãi cho động cơ đốt trong

Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao được thấm qua các khe hở nhỏ của phần

tử lọc Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước khe hở được giữ lại Vì vậy, dầu được lọc sạch Bầu lọc thấm có nhiều dạng kết cấu phần tử lọc khác nhau

Bầu lọc thấm dùng lưới lọc bằng đồng: (Hình 1.3) thường dùng trên động cơ tàu

thủy và động cơ tĩnh tại Lõi lọc gồm các khung lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép sát trên trục của bầu lọc Lưới đồng dệt rất dày có thể lọc sạch tạp chất có kích thước nhỏ hơn 0,2mm

Hình 1 3: Bầu lọc thấm dùng lưới lọc

1 Thân bầu lọc 4 Đường dầu ra

2 Đường dầu vào 5 Phần tử lọc

3 Nắm bầu lọc 6 Lưới của phần tử lọc

Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại: (Hình 1.4) lõi lọc gồm có các phiến kim loại dập

5 (dầy khoãng 0,3 ¸ 0,35 mm) và 7 sắp xếp xen kẽ nhau tạo thành khe lọc có kích thước bằng chiều dày của phiến cách 7 (0,07 ¸ 0,08 mm) Các phiến gạt cặn 6 có cùng chiều dày với phiến cách 7 và được lắp với nhau tên một trực cố định trên nắp bầu lọc Còn

các tấm 5 và 7 được lắp trên trục 8 có tiết diện vuông và có tay vặn nên có thể xoay được Dầu bẩn theo đường đường dầu 4 vào bầu lọc, đi qua các khe hở giữa các tấm 5 để lại các cặn bẩn có kích thước lớn hơn khe hở rồi đi theo đường dầu 2 để bôi trơn

Hình 1 4: Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại

1 Nắp bầu lọc 2.Đường dầu ra 3.Thân bầu lọc 4.Đường dầu ra

5 Phiến lọc 6 Phiến gạt 7 Phiến cách

Bầu lọc thấm dùng lõi lọc bằng giấy, len, dạ: (Hình 1.5) lõi lọc 3 gồm các vòng

dạ ép chặt với nhau Dầu sau khi thấm qua lõi lọc dạ sẽ chui qua các lỗ trên trục theo đường dầu ra 5 Bầu lọc thấm có khả năng lọc tốt, lọc rất sạch, kết cấu đơn giản nhưng thời gian sử dụng ngắn

Hình 1 5: Bầu lọc thấm dùng làm lọc tinh

1 Thân bầu lọc 2.Đường dầu vào 3.Lõi lọc bằng da

4 Nắp bầu lọc 5 Đường dầu ra 6 Trục bầu lọc

1.5.12.2 Bầu lọc ly tâm

Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao theo đường 3 vào rôto 7 của bầu lọc Rôto được lắp trên vòng bi đỡ 6 và trên rôto có các lỗ phun 11 Dầu tron rôto khi phun qua lỗ phun 11 tạo ra ngẫu lực làm quay rôto (đạt 5.000 ¸ 6.000 vòng/phút), sau đó chảy về cácte theo đường 2 Dưới tác dụng của phản lục, rôto bị nâng lên và tỳ vào vít điều chỉnh

9 Do ma sát với bề mặt trong của rôto nên dầu cũng quay theo Cặn bẩn trong dầu có tỷ trọng cao hơn dầu sẽ văng ra xa sát vách rôto nên dầu càng gần tâm rôto càng sạch Dầu sạch theo đường ống 10 đến đường dầu 5 đi bôi trơn

Tùy theo cách lắp bầu lọc ly tâm người ta phân biệt bầu lọc ly tâm toàn phần và bầu lọc ly tâm bán phần

Hình 1 6: Bầu lọc ly tâm

Bầu lọc ly tâm toàn phần: Bầu lọc được lắp nối tiếp trên mạch dầu Toàn bộ lượng dầu do bơm cung cấp đều đi qua lọc Hình 6 9 là bầu lọc ly tâm toàn phần, bầu lọc ly tâm toàn phần trong trường hợp này đóng vai trò là bầu lọc thô

Bầu lọc ly tâm bán phần không có đường dầu đi bôi trơn Dầu đi bôi trơn hệ thống

do bầu lọc riêng cung cấp Chỉ có khoãng 10 ¸ 15% lưu lượng do bơm cung cấp đi qua bầu lọc ly tâm bán phần, được lọc sạch rồi về cácte Bầu lọc ly tâm bán phần đóng vai trò lọc tinh

Ưu điểm:

- Do không dùng lõi lọc nên khi bảo dưỡng không phải thay các phần tử

lọc

- Khả năng lọc tốt hơn nhiều so với lọc thấm dùng lõi lọc

- Tính năng lọc ít phụ thuộc vào mức độ cặn bẩn bám trong bầu lọc 1.5.12.3 Bầu lọc từ tính

Ở loại bầu lọc này thường nút thao dầu ở đáy cácte có gắn một thanh nam châm vĩnh cửu gọi là bộ lọc từ tính Do hiệu quả lọc mạt sắt của nam châm rất cao nên loại lọc này được sử dụng rất rộng rãi

1.5.12.4 Các trang bị khác trên hệ thống bôi trơn

- Đồng hồ đo áp suất

- Đèn báo nguy

- Đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát

1.5.12.5 Máy lọc ly tâm

- Giới thiệu chung và phân loại:

Để tăng tốc độ làm sạch và nâng cao hiệu quả người ta sử dụng máy lọc ly tâm Khối dầu được cấp vào trong trống máy lọc, được quay cùng với trống lọc với tốc độ hàng nghìn vòng/phút Dưới tác động của lực ly tâm, các thành phần có tỷ trọng lớn hơn dầu được tách ra Máy có các đường dẫn dầu bẩn vào, lấy dầu sạch, liên tục, nước và dầu sạch cũng sẽ được lấy ra liên tục, còn cặn bẩn được định kỳ lấy ra mỗi khi dừng máy

Trong nhóm máy phân ly ly tâm dạng đĩa nón, ta có thể phân loại chúng thành các dạng sau tùy thuộc vào cấu trúc, nguyên lý làm việc và chức năng của chúng trong

hệ thống xử lý dầu

Các máy lọc ly tâm hiện nay gồm hai nhóm chính: máy lọc ly tâm dạng đĩa nón

và máy lọc ly tâm dạng ống trong máy phân ly ly tâm dạng đĩa nón, lõi máy lọc gồm các đĩa hình nón cụt xếp chồng lên nhau tạo thành bó đĩa Quá trình phân ly ly tâm các sản phẩm xảy ra trong không gian giữa các đĩa Trong các máy lọc ly tâm dạng ống, dầu cần lọc được cấp vào một ống hình trụ Khi ống quay, dầu bẩn quay cùng ống và chịu tác động của lực ly tâm cực lớn Cặn cứng có tỷ trọng lớn hơn cả sẽ lắng đọng trên thành trống Nước có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ chiếm lớp thứ 2, dầu sạch có tỷ trọng nhỏ hơn cả sẽ chiếm lớp trong cùng Dầu bẩn được cấp vào

- Căn cứ vào phương thức xả cặn ta có:

- Máy xả cặn bằng tay: khi buồng cặn đầy, ta dừng máy, tháo trống ra và làm sạch khoang cặn

- Máy tự xả cặn định kỳ không theo chương trình: máy có cơ cấu để mở cửa buồng cặn, cho phép xả cặn ra ngoài ngay trong quá trình máy chạy mỗi khi cần

xả cặn, người sử dụng phải thao tác để điều khiển việc mở và đóng cửa buồng cặn

- Máy tự xả cặn liên tục: cặn được xả ra ngoài liên tục trong suốt quá trình máy chạy tại không gian buồng cặn có các cửa xả cặn mở thường xuyên Có đường dẫn để cấp nước liên tục vào buồng cặn, lượng nước này chảy ra ngoài liên tục mang theo cặn vừa tích tụ trong buồng cặn

- Căn cứ vào chế độ phân ly ta có:

Máy phân ly 3 pha (purifier): Trong đó nước được xả liên tục ra ngoài

Hình 1 7: Máy phân ly 3 pha

1 Đường vào của dầu chưa xử lý

2 Đường ra của dầu sạch

3 Đường ra của nước bẩn

4 Nước đệm

A: Trụ đĩa

B: Đĩa

C: Đĩa trên cùng

D: Cánh bơm hướng tâm dẫn dầu

F: Cánh bơm hướng tâm dẫn nước

E: Đĩa tỷ trọng

G: Mặt phân cách

Máy phân lý hai pha (clarifier): trong đó đường nước thải được đóng lại hoặc không có Với kiểu phân ly này, ta có thể tân dụng được hết diện tích lắng đọng của bó đĩa, chất lượng phân ly sẽ cao hơn Thường kiểu này được áp dụng để lọc dầu nhờn hoặc lọc nhiên liệu ở cấp thứ 2 trong chế độ mắc 2 máy lọc nối tiếp

Hình 1 8: Máy phân ly 2 pha

Trong đó:

1 Đường vào của dầu chưa xử lý

2 Đường ra của dầu sạch

3 Đường ra của nước bẩn A: Trụ đĩa

B: Đĩa C: Đĩa trên cùng D: Cánh bơm hướng tâm E: Đĩa tỷ trọng

H: Vách ngăn đường ra của dầu sạch Máy chuyên dùng để phân ly dầu có tỷ trọng cao (gần bằng hoặc lớn hơn tỷ trọng nước ở nhiệt độ thường) (ALCAP) Đây là ứng dụng mới của máy lọc ly tâm Thực chất

là máy lọc phân ly hai pha, tự xả cặn định kỳ theo tín hiệu hàm lượng nước lẫn trong pha dầu sạch ra Khi hàm lượng nước lẫn trong pha dầu sạch ra lớn hơn một giá trị đặt trước, tín hiệu điện sẽ truyền đến phát động cơ cấu xả cặn tiến hành xả cặn trong thời gian ngắn trong quá trình xả cặn, dầu vẫn được cấp vào Kết thúc quá trình xả cặn vẫn còn một lượng nước trong buồng cặn

- Nguyên lý hoạt động lọc trong trống lọc:

Dầu bân được dẫn vào qua đường số (1) qua ống trung tâm O đi vào không gian

D giữa các đĩa lọc, tại đây xảy ra quá trình phân ly của các thành phần Cặn bẩn và nước

có tỷ trọng lớn hơn dầu sẽ có xu hướng văng li tâm ra thành trống dưới tác dụng của lực

li tâm Nước đi ra phía trên đỉa trên cùng qua vành điều chỉnh M nhờ bơm hướng tâm N

và đi ra theo đường số 5 Dầu sạch có xu hướng đi vào phía tâm trống và đi dọc lên phía trên rồi thoát ra ngoài qua bơm hương tâm K và đi ra theo đường số 4

Để ngăn không cho dầu chảy qua rìa ngoài của đĩa trên cùng F và thoát ra ngoài qua đường số 5, ta phải duy trì lớp nước làm kín G Để có thể làm được điều đó, ta phải cấp vào trống một lượng nước đệm nhất định qua đường số 10 trước khi cấp dầu vào để lọc Khi ta cấp dầu vào, dầu sẽ có xu hướng đẩy lớp nước này ra ngoài hình thành một mặt trung hòa H phân cách giữa dầu và nước Vị trí mặt trung hòa này có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi đường kính của vành điều chỉnh M

Để ngăn không cho dầu bị xả ra ngoài cùng với cặn và nước qua cửa xả cặn, trước khi xả cặn, ta phải cấp vào trống một lượng nước thay thế vào trống qua đường số 10 Lượng nước này sẽ đẩy mặt trung hòa H lùi về phía tâm trống nhờ vậy mà chỉ còn nước

và cặn bị xả ra ngoài

Hình 1 9: Nguyên lý hoạt động

- Nguyên lý xả cặn:

- Hoạt động xả cặn ở máy lọc ALPHA-LAVAL MOPX

Cặn sẽ được xả ra ngoài thông qua các cửa xả cặn được bố trí xung quanh thành trống Bình thường khi chưa xả cặn các cửa này được đóng kín nhờ tác động của xilanh trượt (a) Xilanh trượt này được nước ép lên phía trên và dưới tác dụng của vành đệm làm kín (b), trống được đóng kín Trong quá trình trống quay, áp lực do nước tạo ra phía dưới xilanh trượt sẽ luôn lớn hơn áp lực do dầu nhờn phía trên trống tạo ra vì diện tích tác dụng phía trên xilanh trượt nhiều hơn so với phía dưới Nước nâng trống vào phía

dưới xilanh trượt qua đĩa chia nước và luôn được duy trì đủ do luôn có nước bổ sung từ két chứa chảy xuống

Khi muốn xả cặn, nước bổ sung sẽ bị ngắt đi, nước điều khiển được cấp vào qua đường ống lồng bên ngoài chảy vào phía trên vành trượt (c) Bình thường vành trượt này được đóng kín do lực căng lò xo nhưng khi có nước điều khiển được cấp vào, nó sẽ bị đẩy xuống dưới, làm cho các van (d) mở ra, nước đóng trống bị xả ra ngoài

Khi mà áp lực do nước tác động ở phía dưới xilanh trượt nhỏ hơn so với áp lực

do dầu nhờn phía trên xialnh tạo ra, xilanh sẽ bị đẩy xuống và các cửa xả cặn mở ra, cặn được xả ra ngoài

Khi xả cặn xong, nếu muốn đóng trống lại, ta ngắt đường nước điều khiển Nước điều khiển phía trên vành trượt (c) sẽ được xả ra ngoài thông qua các lỗ phun (g) Các lỗ phun này luôn mở ra rất nhỏ Lúc này lò xo sẽ ép vành trượt (c) lên phía trên, nhờ vậy

mà các cửa (d) được đóng lại Nước đóng trống lại được cấp vào qua ống nhỏ trên đĩa chia nước, xilanh trượt lại được nâng lên, trống được đóng kín lại

Hình 1 10: Nguyên lý xả cặn máy lọc ALPHA-LAVAL

- Nguyên lý xả cặn máy lọc MISUBISHI SJ

Dưới tác dụng của lực li tâm, piston van trượt sẽ văng ra đóng kín cửa xả nước nâng trống, nước nâng trống được cấp vào nâng xilanh trượt lên đóng kín trống lại, quá trình lọc diễn ra Nước nâng trống cũng luôn được bổ sung từ két để giữ cho trống luôn được đóng kín

Khi muốn xả cặn, nước điều khiển sẽ được cấp vào khoang nước mở trống Một phần nước này chảy qua lỗ phun nhỏ ở đáy trống, phần còn lại điền đầy vào khoang nước

mở trống Dưới tác dụng của nước mở trống, piston van trượt bị đẩy về phía tâm trống