Large and low speed diesel engine

04/05/24 Editor: Nguyen Trung Cuong 4Diều kiện làm việc: • Chịu tác dụng của lực khí cháy, lực quán tính của các chi tiết chuyển động.. • Nó rất dễ bị cháy và nứt do tiếp xúc trực tiếp v

Trang 1

Chapter 3 Large and low

speed diesel engine.

3.1 Arrangement on board ship

3.2 Static parts

3.3 Moving parts

3.4 Gas exchange system

Trang 2

3.1 Arrangement on board ship

• Động cơ diesel cỡ lớn thấp tốc đ ợc sử dụng d ới tàu để lai trực tiếp chân

vịt

• Những động cơ này sử dụng nhiên liệu có chất l ợng thấp.

Trang 3

Main static parts of the

large and low speed

diesel engines consist of:

Trang 4

04/05/24 Editor: Nguyen Trung Cuong 4

Diều kiện làm việc:

• Chịu tác dụng của lực khí cháy, lực quán

tính của các chi tiết chuyển động

• Vì vậy, bệ máy phải có độ bền, độ cứng

vững thích hợp để chịu đ ợc lực uốn theo chiều dọc

Trang 10

b Main bearing

• Hình d ới là kết cấu ổ đỡ chính điển hình

• Bạc lót ôm lấy cổ trục, khe hở giữa cổ trục và bạc lót( loại bạc dày) đ ợc điều chỉnh bởi các căn đệm giữa hai nửa bạc lót

• Dầu nhờn bôi trơn th ờng đ ợc cấp vào bạc lót qua lỗ phía trên của nắp ổ đỡ

Trang 11

b Main bearing

• Phía trong bạc lót có rãnh dẫn dầu bôi trơn để

đảm bảo dầu nhờn phân bố đều xung quanh bạc lót

• Bạc lót đ ợc đặt trong ổ đỡ chính và đ ợc cố định bởi nắp ổ đỡ, các gu-dông và ê cu.

Trang 14

c Engine frame

• Trên khung máy có lỗ

suốt để lắp bulông

liên kết khung máy

với bệ máy, hoặc bệ

máy với khung và khối

sơ mi xilanh

Trang 15

d Cylinder block

các khối độc lập

nhau và liên kết với nhau bằng các bulông.

Trang 18

e Cylinder line

• Sơ mi xilanh phải có khả năng chịu đ ợc hai ứng suất chính là:

ứng suất cơ do áp suất cháy

ứng suất nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ

giữa vách trong và vách ngoài sơ mi xilanh.

• ứng suất của sơ mi xilanh rất nguy hiểm.

• Bề mặt phía tiếp xúc với n ớc làm mát của Sơ mi xilanh sẽ là nơi xuất hiện các vết nứt

đầu tiên

Trang 20

nhên kiÓu piston côm cÊp

dÇu nhên b«i tr¬n cho s¬

mi xilanh qua c¸c lç trªn

s¬ mi xilanh

Trang 21

một chiều để ngan ngừa

việc dầu nhờn chay ng ợc

Trang 22

e Cylinder line

• Các miệng lỗ phía trong

sơ mi xilanh đ ợc nối với

nhau bằng rãnh l ợn sóng,

hoặc thẳng để phân

phối dầu nhờn đều

xung quanh chu vi sơ mi

xilanh

• Dầu bôi trơn cấp vào khi

xec măng đầu tiên đi

qua các lỗ dầu ở hành

trình đi lên của piston.

Trang 23

f Cylinder cover

• Nắp xilanh cùng với đỉnh piston, thành

sơ mi xilanh tạo thành không gian buồng đốt.

• Nó rất dễ bị cháy và nứt do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có áp suất và nhiệt độ cao, do đó nắp xilanh cần phải đ ợc làm mát thích hợp.

Trang 24

f Cylinder cover

• ViÖc thiÕt kÕ n¾p

xilanh phô thuéc vµo

rÊt nhiÒu yÕu tè nh :

Trang 29

3.3 Moving parts.

a. Pistons and its components

• Piston là một chi tiết quan trọng của

động cơ đốt trong.

• Piston có nhiệm vụ nhận và truyền lực

khí cháy cho biên và trục khuỷu

• Đỉnh piston đ ợc chế tạo bằng vật liệu có

khả năng chịu đ ợc áp suất và nhiệt độ cao.

Trang 30

Có hai loại piston: piston của động cơ không có

patanh-bàn tr ợt và piston của động cơ có patanh-bàn

tr ợt

Trang 31

• Dầu nhờn vào làm mát

piston, sau đó đi ra

bằng đ ờng ống trong

cán piston

Trang 32

• DØnh piston ®iÓn hinh ® îc chÕ t¹o tõ

thÐp chÞu nhiÖt nh : hîp kim cr«m, m«lip

Trang 35

• Piston của các động cơ hai kỳ quét thẳng có

patanh-bàn tr ợt, hành trinh dài không có phần dẫn h ớng vi patanh-bàn tr ợt giu vai trò dẫn h ớng.

• Dối với các động cơ không có patanh-bàn tr ợt

piston có phần dẫn h ớng dài hơn

Trang 36

VËt liÖu chÕ t¹o piston phô

Trang 38

 Làm mát piston.

• Quá trình truyền nhiệt từ đỉnh piston cho

sơ mi xilanh phải diễn ra đều xung quanh piston,

• Vị trí nào truyền nhiệt kém sẽ làm cho

piston bị quá nhiệt,

• Đó là nguyên nhân làm cho piston bị biến

dạng dẫn đến quá trình mài mòn sơ mi xilanh tăng

• Trong tr ờng hợp đặc biệt đây cũng có thể

là nguyên nhân làm kẹt piston.

Trang 39

Trang 40

• Giá trị khe hở này phụ thuộc vào công suất và

vật liệu chế tạo piston

• Nó nằm trong khoảng:

 0,01% đ ờng kính piston đối với piston thép rèn,

 0,1% đối với piston chế tạo bằng hợp kim nhôm.

Trang 45

• Nªn viÖc dÉn dÇu b«i

Trang 46

• Sau đây là sơ đồ hệ thống bôi trơn,

làm mát piston của động cơ hai kỳ có

patanh-bàn tr ợt.

Trang 49

• CÊu t¹o cña

patanh-bµn tr

ît gåm:

 Con tr ît

 Bµn tr ît

Trang 50

• G¹t dÇu b«i tr¬n c¸n piston xuèng

c¸c-te, vµ xuèng kÐt riªng

Trang 52

• Gạt dầu bôi trơn cho sơ mi xilanh.

• Dẫn nhiệt từ piston đến sơ mi xilanh

Trang 53

C Piston rings.

HiÖn nay ng êi ta th êng dïng hai lo¹i xÐc m¨ng.

• XÐc mang khÝ

Trang 54

C Piston rings.

Trang 55

• Xéc măng phải có khả năng chuyển động

tự do trong rãnh, do đó giữa xéc măng và rãnh xéc măng cần phải có khe hở cần

Trang 56

Tr íc khi l¾p xÐc m¨ng vµo piston ph¶i kiÓm

tra c¸c khe hë nµy

Trang 57

C Piston rings.

Xéc mang làm việc trong điều kiện rất nặng

nề.

• Tai tác dụng lên xéc mang luôn dao động,

• Khi piston ở D.C.T xéc mang có tốc độ thấp

nhất, nh ng nhiệt độ cao nhất

• Xéc mang phai chịu đ ợc an mòn của san phẩm

cháy

• Do đó xéc mang phai có độ đàn hồi cao,

Trang 58

C Piston rings.

• Xéc măng phải duy trì đ ợc độ căng

ở áp suất cháy thấp hơn và phù hợp với

vật liệu chế tạo Sơ mi xilanh

• Việc chế tạo vật liệu vừa có độ bền cao

vừa có tính chất chống ăn mòn là rất khó khăn.

• Do đó ng ời ta th ờng dùng loại vật liệu có

độ bền cao , còn bề mặt xéc măng đ ợc

sử lý để tăng khả năng chống ăn mòn.

Trang 59

cña xÐc mang qua

cöa quÐt: kÑt, thæi,

Trang 60

C Piston rings.

• Chế độ khởi động năng nề, áp suất th ờng

xuyên v ợt quá giới hạn cho phép (van an toàn bị mở) cũng là nguyên nhân làm gãy xéc măng

Trang 62

3.4 Gas exchange

system.

và không khí trong động cơ đốt trong phụ thuộc rất nhiều vào l ợng không khí mới nạp vào xilanh.

suất cao nếu không khí mới nạp vào sơ mi xilanh có lẫn cả khí cháy từ chu trình tr ớc,

bởi khối l ợng không khí nạp vào Sơ mi xilanh

trình cháy phụ thuộc vào mức độ hoàn

Trang 63

3.4 Gas exchange system.

a Gas exchange process

• Trong các động cơ hai kỳ quá trình quét

khí đ ợc thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn giữa cuối của kỳ dãn nở và đầu

kỳ nén

• Do đó quá trình trao đổi khí ở động cơ

hai kỳ không hoàn thiện so với động cơ bốn kỳ.

Trang 64

nằm đối diện nhau.

• Khí quét sẽ đi ngang qua

Sơ mi xilanh từ cửa quét

vòng lên trên và đi ra cửa

xả ở phía đối diện.

• Hiệu suất của ph ơng pháp

quét khí này thấp nhất vì

có nhiều khí quét đi

thẳng từ cửa quét ra cửa

xả.

Trang 65

• KhÝ quÐt ®i vµo trong

S¬ mi xilanh qua cöa

quÐt vßng lªn trªn quÐt

khÝ ch¸y trong S¬ mi

xilanh ra ngoµi qua cöa

Trang 66

Quét thẳng:

• ở các động cơ hai kỳ quét thẳng cửa quét nằm

trên Sơ mi xilanh còn cửa xa trên nắp xilanh,

• Hoặc cũng nằm trên Sơ mi xilanh nh ng ở phía trên

Trang 67

Quét thẳng:

• Khí quét đi vào Sơ mi xilanh theo h ớng tiếp

tuyến nên không khí sẽ chuyển động xoáy dọc theo vách Sơ mi xilanh đuổi khí cháy ra ngoài

Trang 68

Quét thẳng:

• Chuyển động xoáy của dòng khí quét trong Sơ mi

xilanh làm cho quá trinh trao đổi khí hoàn thiện hơn

• Hiệu suất quét của ph ơng pháp này cao nhất trong

số các ph ơng pháp trên

Trang 69

Trang 70

Trang 71

b Cơ cấu dẫn động trục cam

ở các động cơ lớn, thấp

tốc trục cam th ờng đ ợc

dẫn động từ trục khuỷu

bằng xích

• Tỷ số truyền của trục

khuỷu và trục cam là:

 1:1 đối với động cơ hai

kỳ,

Trang 72

C Exhaust valves

• Xupáp nạp và xa anh h ởng rất lớn đến

quá trinh làm việc của động cơ

Trang 73

Trang 74

C Exhaust valves

Các yếu tố anh h ởng đến thời gian sử dụng

xupáp:

với xupáp Xupáp phai có kha nang chịu đ ợc

an mòn và mài mòn

xupáp loại này th ờng đ ợc dùng cho các động cơ cao tốc,)

Crôm),

30% Crôm, 20% Vonfram.

Trang 75

C Exhaust valves

• Xup¸p n¹p ® îc chÕ t¹o b»ng hîp kim bao

gåm 3% niken, 0,3% Cr«m.

• DÕ xup¸p nãi chung ® îc chÕ t¹o b»ng

hîp kim gang bao gåm trªn 15% Cr«m, vµ thÐp chÞu nhiÖt hoÆc stainless

• C¸n xup¸p ® îc ho¸ cøng b»ng c¸ch phñ

mét líp cacbua vonfram, hoÆc Cr«m.

• èng dÉn h íng cña xup¸p ® îc chÕ t¹o

Trang 76

Trang 77

Trang 78

Trang 79

C Exhaust valves

Cơ cấu xoay xupáp

• Duy tri nhiệt độ ổn định

xung quanh nấm xupáp sẽ

Trang 80

Trang 81

C Exhaust valves

• Một vấn đề rất lớn cần quan tâm là

hiện t ợng cháy bề mặt làm kín của xupáp, đặc biệt là xupáp xa của động cơ bốn kỳ

• Sau đây là các nguyên nhân chính

gây nên hiện t ợng cháy xupáp:

 Xupáp đóng không kín có thể do muội

bám trên nấm hoặc đế xupáp,



Trang 82

C Exhaust valves

 Chất l ợng nhiên liệu không tốt Nếu nhiên

liệu có hàm l ợng vanađi cao sẽ dẫn tới hiện

t ợng an mòn ở nhiệt độ cao, đặc biệt trong tr ờng hợp có mặt natri

 Hàm l ợng n ớc cao trong nhiên liệu cũng là

nguyên nhân làm cho xupáp bám nhiều muội.

 Cháy không tốt Chất l ợng nhiên liệu không

tốt, hoặc chất l ợng vòi phun kém làm cho quá trinh cháy rớt tang, nhiệt độ khí xa tang.

 Quá nhiệt, đây có thể là do động cơ bị

quá tai, làm nhiệt độ khí xa tang, hoặc do

sự l u thông của n ớc làm mát kém.

Trang 83

nhiên liệu của Sơ mi xilanh đó bằng cách nâng piston bơm cao áp xilanh đó lên.

Trang 84

Trang 85

Trang 86

dùng để thay đổi thời

điểm đóng của xupáp

closing-VEC-control)

Trang 87

Trang 88

C Exhaust valves

Cơ cấu dẫn động xupáp

bằng thuỷ lực.

• Việc điều chỉnh thời

điểm dong xupáp nạp

phù hợp với phụ tai của

động cơ làm cho đ ờng

đặc tính suất tiêu hao

nhiên liệu thoai hơn

trong đặc tính phụ tai.

•

Trang 89

Trang 90

Trang 91

3.5 Fuel injection pump and

đây gồm hai loại chính sau:

độ cao, đòi hỏi mức độ chính xác cao,

cứng, có đủ độ cứng và độ bền để không

Trang 92

A Fuel oil pump

Nói chung, bơm cao áp kiểu van th ờng

dùng cho các động cơ trung binh và lớn,

• Bơm cao áp kiểu piston có rãnh xéo th

ờng dùng cho động cơ trung binh và nhỏ.

• Nh ng trong thực tế, hầu hết các động

cơ đều sử dụng bơm cao áp kiểu rãnh xéo, kiểu bơm này chiếm tới 90% thị phần.

Trang 93

Trang 94

Trang 95

A Fuel oil pump

cao tiếp tục đi lên

cho đến khi van

Trang 96

Trang 97

Trang 98

kiÓu r·nh xÐo, ®iÒu

chØnh thêi ®iÓm cuèi

cÊp.

Trang 99

A Fuel oil pump

Bơm kiểu rãnh xéo.

• Việc điều chỉnh l ợng

nhiên liệu cung cấp cho

chu trinh dựa trên

nguyên tắc thay đổi

hành trinh có ích của

plunger bằng thanh

Trang 100

• Plunger của bơm trong

quá trinh chuyển động

sẽ đóng mở hai lỗ này.

Trang 101

Trang 102

khiển sẽ cấp vào,

piston đi xuống đẩy

van hút mở,

• Nhiên liệu trở lại tuần

hoàn trong không gian

xung quanh bơm và

không cấp đến vòi

phun nua.

Trang 103

Trang 104

trong không gian xung

quanh bơm trong thời

gian nhiên liệu không đ

ợc cấp đến vòi phun

Trang 105

A Fuel oil pump

Bơm kiểu rãnh xéo.

• Nhờ kha nang tuần

hoàn của nhiên liệu mà

bơm cao áp và nhiên

liệu luôn đ ợc hâm

nóng ngay ca khi động

cơ dừng.

Trang 106

ở hành trinh đi lên của

plunger, nhiên liệu sẽ đ

ợc cấp đến vòi phun

Trang 107

Trang 108

Trang 109

A Fuel oil pump

Nguyên lý làm

việc của cơ cấu

thay đổi thời

(V.I.T).

Trang 110

A Fuel oil pump

Cơ cấu thay đổi

thời điểm phun

(V.I.T).

• Diều Diều này này cho cho

phép giam đ ợc áp

suất cháy cực đại

ở phụ tai lớn (P max ).

• Do đó nâng cao

đ ợc mức độ tang

áp cho động cơ

Trang 111

A Fuel oil pump Cơ cấu thay đổi thời điểm phun

(V.I.T).

• Khi sử dụng V.I.T các thông số:

 áp suất cháy lớn nhất trong Sơ mi xilanh,

 Suất tiêu hao nhiên liệu sẽ thay đổi

theo chiều h ớng có lợi.

Trang 112

A Fuel oil pump

Thay đổi góc phun sớm theo phụ tai

Without VIT

Pe

Pmax

With VIT

Withou

t VIT 50

% 85% 100% Pe

Trang 113

A Fuel oil pump

Anh h ởng của V.I.T đến P max , P com

Pmax

With VIT

Witho

ut VIT

Trang 114

A Fuel oil pump

Thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu theo phụ tai.

Withou

t VIT

With VIT

+ -

1 0 1

50

% 85% 100% Peg/

Bhp.h

Trang 115

b Fuel injection valve.

• CÊu t¹o vßi phun

Trang 116

Trang 117

• áp suất phun

phai đam bao tốc

độ của tia nhiên

liệu lớn để chất l

ợng phun s ơng là

tốt nhất

Trang 118

Nozzles:

Trang 119

lo¹i vßi phun,

nhiªn liÖu cã kha

nang tuÇn hoµn

qua vßi phun khi

Trang 120

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	7,64 MB