đông cơ diesel tàu thủy 1

đông cơ diesel tàu thủy 1................................................................................................................................................................................................

TS LÊ VĂN VANG

TS TR NG T(AN( DŨNG

Đ NG C D)ESEL TÀU T(U I

Đ ) ( C G)AO T(ÔNG V N T ) TP ( C(Í M)N( - 2011

Đ ng c đ t trong l{ m t d ng đ ng c nhi t có qu| trình ch|y nhi n li u

x y ra bên trong m t không gian x|c đ nh c a đ ng c và đ c g i l{ bu ng ch|y

Ph n ng gi a nhiên li u v i oxi bên trong bu ng ch|y sinh ra khí ch|y kèm theo

t a nhi t khí ch|y gi~n n t|c đ ng tr c ti p lên c|c b ph n chuy n đ ng c a

đ ng c đ t o ra s chuy n đ ng C|c b ph n chuy n đ ng n{y có th l{ piston,

l{ rotor ho c chính b n thân đ ng c

Nhiên li u s d ng cho đ ng c th ng l{ c|c s n ph m có ngu n g c t d u

m nh xăng kerosene khí hóa l ng hay d u diesel

L ch s ph|t tri n c a đ ng c đ t trong có th tóm t t s l c nh sau

Giai đo n tr c th i kì hi n đ i

ch t o đ ng c đ t trong đ u tiên l{m vi c theo nguyên lý c a đ ng c ph n l c

Giai đo n t năm đ n năm

Năm 1673 Christian Huyghen b|c h c ng i ({ lan ti n h{nh c|c thí

nghi m v đ ng c đ t trong v i nhiên li u đ c dùng l{ thu c súng tuy thành

công v i c|c thí nghi m nh ng ông l i ch a ch t o đ c đ ng c đ t trong d ng

này

Năm 1780, Alessandro Volta m t nh{ nghiên c u v t lý hóa h c ng i Ý

đ~ s|ng ch ra kh u súng b n đ n nút chai b ng c|ch đ t ch|y h n h p không khí

v{ hydro trong nòng súng b ng tia l a đi n Đ}y cũng đ c xem l{ m t c|ch đ t

nhiên li u c a đ ng c đ t trong

tr c khi đ a v{o bu ng ch|y Ph|t minh n{y đ~ đ c |p d ng trong g n m t th

k

minh ra đ ng c đ t trong l{m vi c b ng nhiên li u hydro v i h n h p nhiên li u

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 3

đ t trong l{m vi c theo chu trình Lenoir đ}y cũng l{ đ u tiên đ c s d ng trong

lĩnh v c công nghi p

đ ng l c h c cho c|c đ ng c nhi t lý t ng Theo lý thuy t c a ông đ ng c c n

ph i có qu| trình nén đ t o ra s chênh l ch nhi t đ gi a ngu n nóng v{ ngu n

l nh trong chu trình l{m vi c c a đ ng c

cho đ ng c s d ng khí ch|y không có qu| trình nén

b ng ph|t minh qu| trình nén trong xilanh đ ng c

Felice Matteucci đ~ ph|t minh ra đ ng c đ t trong đ c xem l{ đ ng c b n

kỳ đ u tiên trên th gi i

Benini đ~ ch t o th{nh công c ng c đ t trong v i công su t (P trong nh ng

năn sau đó ông đ~ ch t o th{nh công đ ng c có công su t l n h n v i xilanh

Đ ng c n{y có kh năng sinh công n đ nh v{ d n thay th cho c|c m|y h i

n c

Giai đo n t đ n

đ ng c đ t trong ch y b ng khí ch|y đ ng c trông gi ng v i c|c đ ng c h i

n c t|c d ng kép cũng có c|c b ph n nh piston xilanh thanh truy n v{ b|nh

đ{ ch kh|c ch dùng khí ch|y thay cho h i n c đ t o ra chuy n đ ng sinh

công Đ}y cũng l{ đ ng c đ t trong đ u tiên đ c s n xu t v i s l ng l n

thuy t đ ng c đ t trong kỳ đ u tiên

ti n m u đ ng c c a Etienne Lenoir trên c s lý thuy t đ ng c b n kỳ c a

ng i Đ c th{nh l p h~ng NA Otto Cie đ}y cũng l{ h~ng s n su t đ ng c đ t

đ t gi i th ng l n v i đ ng c đ t trong Otto Langen

h p t|c ph|t tri n c|c m u đ ng c b n kỳ

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 4

ng i Đ c đ~ ph|t minh ra đ ng c hai kỳ ch y b ng khí gas trên c s công ngh

đ ng c b n kỳ c a Alphonse Beau de Rochas Cũng sau đó Karl Benz thi t k -

ch t o th{nh công đ ng c b n kỳ v{ l p đ t trên chính chi c xe h i c a mình

trình Atkinson Đ ng c c a Atkinson ch t o sinh công sau m i vòng quay v{ có

hi u su t cao h n so v i đ ng c l{m vi c theo chu trình Otto

ph|t minh tăng |p cho đ ng c đ t trong

Diesel đ~ ph|t minh ra đ ng c ho t đ ng b ng c|ch đ t ch|y nhiên li u phun v{o

nh không khí có |p su t cao nhi t đ cao cu i qu| trình nén g i l{ đ ng c

Diesel M t năm sau ông đ c c p b ng ph|t minh

cho s n xu t nh ng s n ph m đ u tiên

Giai đo n t đ n

Năm 1916 Auguste Rateau đ xu t t n d ng năng l ng khí x lai m|y nén

tăng |p su t không khí n p đ tăng công su t cho đ ng c đ t trong Đ}y đ c

xem nh hình th c tăng |p b ng tuabin khí x đ u tiên

ra đ ng c tuabin khí đ ng c ph n l c đ ng c n{y có m t bu ng ch|y l n

công v i tuabin khí m{ m|y nén có nhi u t ng c|nh

c Walken v i m u đ ng c DKM

L ch s phát tri n c a đ ng c diesel tàu th y

1.1.2

Đ ng c diesel l{ thi t b bi n đ i năng l ng nhi t ki u piston trong đó

nhi t năng do nhiên li u b c ch|y s đ c bi n đ i th{nh công do chuy n đ ng

qua l i c a piston v{ đ c truy n ra ngo{i d i d ng chuy n đ ng quay c a tr c

khu u

K t khi xu t hi n đ ng c diesel đ c s d ng trong r t nhi u c|c lĩnh

v c đ i s ng s n xu t giao thông v n t i nói chung lĩnh v c h{ng h i v{ v n t i

bi n nói riêng

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 5

B c ph|t tri n quan tr ng c a đ ng c ki u piston đ c đ|nh d u b ng s

ki n k s ng i Đ c Rudofl Diesel ph|t minh ra ki u đ ng c m i v{o năm

nguyên li u t b c ch|y cu i h{nh trình nén trong xy lanh đ ng c v{ sau n{y

đ c g i l{ đ ng c diesel

đ ng c Diesel KW có c|c ch tiêu kinh t k thu t h n h n c|c lo i đ ng c

đ ng th i

bi n khi Nobel cho l p đ ng c diesel trên m t s t{u ch d u

ch y b ng đ ng c Diesel mang tên VADAL v i ba đ ng c công su t m i đ ng

c l{ KW

đóng m i

x

Do có nhi u u đi m bao g m Tr ng l ng v{ kích th c t ng đ i nh

g n kh năng tăng công su t cao kh năng gi m su t tiêu th nhiên li u phù

h p v i d i vòng quay c a ch}n v t có th dùng đ c nhiên li u ch t l ng th p

đ tin c y v{ tu i th cao d d{ng khai th|c v{ b o d ng s a ch a nên ng{y

c{ng đ c s d ng ph bi n r ng r~i trong lĩnh v c h{ng h i v n t i bi n

ho c siêu d{i có tăng |p b ng tua bin khí x đ c dùng cho h đ ng l c t{u thu

tr nên ph bi n h n nh kh năng ph|t công su t l n ti t ki m nhiên li u v{

gi m h{m l ng NOx trong khí x

ch t o đ ng c diesel t{u th y nh Catepilar Yanmar, Daihatsu, Volvo, Ulstein

bergen nh ng trong đó ph i k đ n c|c h~ng l n có th ph n r t l n trong th

tr ng đ ng c Diesel t{u th y nh MAN B W Wartsila bao g m c Sulzer

NSD) và Misubishi

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 6

Đ tăng tính c nh tranh v{ đ|p ng nhu c u c a th tr ng c|c h~ng đ~ đua

nhau ti n h{nh c|c c i ti n k thu t nh m tăng công su t tăng đ b n đ tin c y

v{ tu i th l{m vi c gi m su t tiêu hao nhiên li u th c hi n gi m l ng ph|t th i

đ c t trong khí x theo c|c quy đ nh c a lu t ph|p qu c t v b o v môi tr ng

(i n nay đ ng c Diesel đ c s d ng r ng r~i vì trong cùng m t đi u ki n

nh nhau đ ng c diesel tiêu t n nhiên li u ít h n cho m t đ n v công su t

nh h n có tu i th v{ có đ b n cao h n

Đ ng c Diesel c{ng đ c ng d ng r ng r~i trong lĩnh v c h{ng h i do c|c

u đi m c a chúng bao g m

 Kh năng tăng công su t cao

 Kh năng gi m su t tiêu th nhiên li u

Đ ng c diesel l{ thi t b bi n đ i năng l ng nhi t ki u piston trong đó

nhi t năng do nhiên li u b c ch|y s đ c bi n đ i th{nh công do chuy n đ ng

qua l i c a piston v{ đ c truy n ra ngo{i d i d ng chuy n đ ng quay c a tr c

khu u thanh truy n

ENGINE Fuel oil

Plumber block

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 7

Chu trình công t|c l{ t p h p nh ng qu| trình bi n đ i trong xy lanh đ ng

c kèm theo đó l{ s bi n đ i c a môi ch t Tính chu kỳ c a chu trình công t|c

đ c đ c tr ng b ng h{nh trình c a piston đ th c hi n chu trình đó (i n nay

đ ng c đ t trong đ c chia ra l{m hai lo i đ ng c kỳ v{ đ ng c kỳ

Đ ng c Diesel lai ch}n v t t{u th y

Hình 1.2

Đ ng c Diesel lai m|y ph|t đi n

Hình 1.3

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 8

Đ ng c kỳ l{ đ ng c th c hi n m t chu trình công t|c c n b n h{nh

trình c a piston t ng ng v i hai vòng quay c a tr c khu u

Đ ng c kỳ l{ đ ng c th c hi n m t chu trình công t|c c n hai h{nh

trình c a piston t ng ng v i m t vòng quay c a tr c khu u

Kỳ l{ m t ph n c a chu trình đ c đ|nh d u b ng hai v trí đi m ch t trên

v{ đi m ch t d i c a piston Trong đó đi m ch t l{ v trí c a piston trong

xy lanh m{ t i đó piston đ i chi u chuy n đ ng

Đi m ch t trên ĐCT l{ v trí c a piston trong xy lanh m{ t i đó kho ng

c|ch t đ nh piston đ n đ ng t}m tr c khu u l{ l n nh t

Đi m ch t d i ĐCT l{ v trí c a piston trong xy lanh m{ t i đó kho ng

c|ch t đ nh piston đ n đ ng t}m tr c khu u l{ bé nh t

Hành trình c a piston l{ kho ng c|ch gi a hai đi m ch t

Th tích không gian nén hay còn g i l{ bu ng đ t l{ th tích bé nh t c a

xylanh trong m t chu trình còn g i l{ bu ng ch|y

Th tích công t|c c a xylanh l{ th tích do m t đ nh piston v ra khi

chuy n đ ng gi a hai đi m ch t đ c tính b ng hi u s gi a th tích l n nh t c a

xylanh v{ th tích bu ng đ t

Đ i v i nh ng lo i đ ng c m{ xylanh ch có m t piston thì th tích công t|c

c a xylanh có th tính theo công th c

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 10

Hình 1.6 hi n th s đ nguyên lý l{m vi c c a đ ng c diesel b n kỳ Trong

tr c khu u Đ ti n cho vi c nghiên c u ta h~y b t đ u khi piston v{o v trí đi m

ch t trên lúc đó th tích c a xy lanh l{ bé nh t t c b ng Góc quay c a

tr c khu u cũng đ c tính b t đ u t v trí đó Đ i v i đ ng c diesel b n kỳ,

vòng quay tr c khu u Chu trình công t|c c a đ ng c b n kỳ đ c th c hi n

nh sau

Kỳ n p Quá trình hút

1.3.1

Trong kỳ n p qu| trình hút piston chuy n đ ng t xu ng

s ch đ c n p v{o trong xylanh c a đ ng c t th tích do piston v ra

2 3 4

Nguyên lý ho t đ ng c a đ ng c diesel b n kỳ

Hình 1.6

Kỳ nén

1.3.2

n p v{ x đ~ đóng kín Piston th c hi n qu| trình nén l{m tăng |p su t v{ do đó

l{m tăng nhi t đ c a không khí đ~ n p v{o tr c đó

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 11

Kỳ cháy giãn n sinh công

1.3.3

ho c qua nhiên li u đ c phun v{o d i d ng c|c h t b i nh C|c h t nhiên

li u đ c phun v{o môi tr ng có khí ôxy v{ nhi t đ cao b t đ u bay h i

nh m t v n m{ ng i ta g i l{ ch|y n Năng l ng nhi t do ch|y nhiên li u

t o ra trong bu ng đ t khi ch|y có nhi t đ v{ |p su t cao S gi~n n sinh công

c a kh i khí ch|y đ y piston đi xu ng

Kỳ th i X

1.3.4

Kỳ x b t đ u khi piston t lên đ ng th i xup|p x đang m

trong khi xup|p hút đang đóng Do xup|p x m khí ch|y s t do th i ra ngo{i

giai đo n đ u v{ b piston c ng b c đ y ra ngo{i v{o giai đo n cu i Khí cháy

đ c th i ra ngo{i đ chu n b cho kỳ n p c a chu trình k ti p s n s{ng th c

1.4 NGUYÊN LÝ (O T Đ NG C A Đ NG C D)ESEL (A) KỲ

qu| trình l{m vi c c a đ ng c tr c khu u quay theo chi u mũi tên chi u kim

đ ng h xem hình v Piston cũng chuy n đ ng t nh ti n trong xy lanh thanh

truy n bi n chuy n đ ng lên xu ng c a piston th{nh chuy n đ ng quay c a tr c

khu u

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 12

(~y b t đ u chu trình l{m vi c c a đ ng c diesel hai kỳ b ng qu| trình nén

hình d Qu| trình nén b t đ u khi piston đ~ đóng c|c c a hút v{ c a x hình

d Chuy n đ ng c a piston t lên th c hi n qu| trình nén Khi

piston chuy n đ ng đ n khu v c xung quanh tr c ho c sau nhiên li u

đ c phun v{o bu ng đ t d i d ng c|c h t b i nh Nh nhi t đ cao c a không

khí có ch a oxy cu i qu| trình nén nhiên li u đ oc phun v{o s th c hi n qu|

trình ch|y n l{m tăng |p su t v{ nhi t đ

Khí ch|y có nhi t đ v{ |p su t cao s th c hi n qu| trình gi~n n sinh công

đ y piston t xu ng V{o cu i qu| trình gi n n khi piston chuy n đ ng

xu ng s m c a x exhaust port, hình 1.5b v{ th c hi n qu| trình x t do nh

|p su t khí ch|y trong xylanh đang còn cao h n bên ngo{i

S chuy n đ ng ti p theo c a piston l{m m c a n p scavenge port), và do

không khí s ch túc tr c s n v i |p su t khí ch|y cao h n khí ch|y còn l i trong

cháy trong xylanh ra ngoài (hình 1.5c)

To{n b m t chu trình công t|c c a đ ng c diesel hai kỳ th c hi n trong

Piston đi lên lên th c hi n kỳ nén đi xu ng xu ng th c

hi n kỳ ch|y gi~n n sinh công V{o đ u c|c kỳ nén v{ cu i kỳ gi~n n có c|c

qu| trình th i khí ch|y n p không khí v{ quét khí ch|y m{ ng i ta th ng g i

là quá trình trao đ i khí

Fuel injector Cylinder Piston

Connecting rod

Crank

Injection

(a)

Exhaust port

Scavenge port

Exhaust (b)

Scavenge (c)

Rotation

Compression (d)

Nguyên lý ho t đ ng c a đ ng c diesel hai kỳ

Hình 1.8

S kh|c nhau c b n tính ch t hai lo i đ ng c b n kỳ v{ hai kỳ l{ hình

th c sinh công v{ trao đ i khí Trong đó đ ng c hai kỳ sinh công sau m t vòng

quay còn đ ng c b n kỳ sinh công sau hai vòng quay tr c khu u Nh v y n u

hai lo i đ ng c có cùng s vòng quay v{ kích th c c b n thì đ ng c hai kỳ v

lý thuy t có công su t l n g p hai l n đ ng c b n kỳ Th c t m t ph n h{nh

trình ph i s d ng cho c|c qu| trình trao đ i khí đ ng c hai kỳ ch sinh công

trao đ i khí n p v{ quét khi đ ng c hai kỳ đòi h i không khí n p ph i đ c nén

s b tr c đ có |p su t cao h n so v i không khí môi tr ng

1.5 Đ T( TRÒN CÁC QUÁ TRÌN( TRAO Đ ) K(Í

nh m đ m b o ho t đ ng c a đ ng c v i c|c ch tiêu kinh t k thu t cao Ch t

l ng c a qu| trình trao đ i khí đ c đ|nh gi| b ng ch t l ng c|c qu| trình

th i quét khí v{ n p C|c qu| trình th i quét khí v{ n p c|c qu| trình trao đ i

khí di n ra n i ti p nhau v{ nh h ng l n nhau Khi m t qu| trình n{y không

đ m b o ch t l ng qu| trình kh|c cũng không th duy trì đ c ch t l ng

mong mu n M t y u t r t quan tr ng liên quan đ n qu| trình trao đ i khí tính

qu|n tính c a dòng khí khí x v{ không khí l u đ ng trong đ ng c Diesel

Nh m m c đích l i d ng qu|n tính c a dòng khí l u đ ng th i đi m đóng m c|c

c c u th i v{ n p c a đ ng c Diesel ph i đ c tính to|n t i u v{ không trùng

v i c|c đi m ch t và )

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 14

Đ th tròn các quá trình trao đ i khí c a đ ng c b n kỳ

1.5.1

Exhaust valve closes

Power str oke

Su

ction str ok e

Exh au

ke

Inlet valve opens

Inlet valve closes

Exhaust valve opens

Rotation

Fuel injection begins

Fuel injection ends

TDC

BDC

Đ th tròn trao đ i khí đ ng c diesel b n kỳ

Hình 1.10

b n kỳ Trên đ th cho th y th i đi m đóng xup|p n p đ th c hi n qu| trình

nén không ph i m{ mu n h n còn g i l{ góc đóng mu n nh m muc đích

l i d ng qu|n tính c a dòng khí n p đang đi v{o Cu i qu| trình gi~n n xup|p x

đ c m s m h n th i đi m nh m m c đích ph}n b năng l ng d{nh cho

c|c thi t b t n d ng tuabin tăng |p v{ tăng c ng qu| trình x t do Cu i qu|

trình x c ng b c xup|p x không đóng th i đi m m{ mu n h n góc

đóng mu n nh m l i d ng qu|n tính dòng khí ch|y ra kh i bu ng đ t Cũng

nh m m c đích đó đ ng th i đ quét s ch bu ng đ t xupap n p m s m h n

tr c v{ tr c khi xupap x đóng Giai đo n c hai xupap n p x cùng

m g i l{ giai đo n trùng pha

Đ th tròn các quá trình trao đ i khí đ ng c diesel hai kỳ

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 15

n p s m h n c a x s m h n cũng đ c tính to|n đ khi c a n p m

qu| trình quét khí di n ra hi u qu nh t

Fuel injection begines

Fuel injection ends

Scavenge ports close

Scavenge ports open

Exhaust ports close

Exhaust ports open

Rotation

Scavenging Exhaust

Đ th tròn trao đ i khí đ ng c diesel hai kỳ

Hình 1.11

Đ th tròn các quá trình trao đ i khí c a đ ng c diesel tăng áp

1.5.3

Đ i v i c|c đ ng c tăng |p do l ng không khí c n n p v{o v{ khí x ph i

th i ra l n h n so v i đ ng c không tăng |p Ngo{i ra v i c|c đ ng c tăng |p có

s d ng tuabin khí x v n đ ph}n b năng l ng khí x đ đ m b o công xu t

c n thi t c a tuabin lai m|y nén gió cũng đ c tính đ n Vì v y đ ng c tăng |p

đ c thi t k v i góc đóng m xup|p kh|c v i đ ng c không tăng |p Hình 1.12

có tăng |p ) C|c đ ng c tăng |p có góc m s m xup|p x đóng mu n xup|p

x m s m xup|p n p v{ giai đo n trùng pha l n h n đ ng c không tăng |p

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 16

OVERLAP AHEAD

EXPANSION

INDUCTION

EXHAUST COMPRESSION

FUEL

(a)

OVERLAP AHEAD

EXPANSION

INDUCTION

EXHAUST

(b) FUEL

Đ th tròn trao đ i khí đ ng c diesel b n kỳ

Hình 1.12

1.6 P(ÂN LO ) Đ NG C D)ESEL TÀU T( Y

Đ ng c diesel dùng trên t{u th y bao g m r t nhi u ch ng lo i v i c|c m c

đích s d ng kh|c nhau Chúng có th đ c ph}n lo i theo c|c đ c đi m nh sau

Fuel injector

Lower piston

Injection

(a)

Exhaust (b)

Scavenging (c)

Exhaust port

Scavenge port

Compression (d)

 C|c thi t b đo v{ ch b|o

 C|c c c u an to{n v{ đi u khi n

87

654

32

 Thân máy (framework)

 Kh i xylanh cylinder block

 S mi xylanh cylinder liners

 N p xylanh cylinder covers

th{nh khoang c|cte kín d u Th}n m|y ch u l c nén do kh i l ng c a to{n b

kh i xylanh v{ l c do khí ch|y cũng nh l c ngang do chuy n đ ng quay c a tr c

Kh i xylanh có nhi m v đ nh v c|c s mi xylanh v i n p xylanh Kh i

xylanh c a đ ng c hai kỳ kh|c v i đ ng c b n kỳ ch đ ng c hai kỳ c n ph i

có khoang quét khí khí n p v{ khoang khí x

N p xylanh cùng v i s mi xylanh t o th{nh bu ng đ t Khi l{m vi c n p

xylanh ti p xúc tr c ti p v i khí ch|y có nhi t đ v{ |p su t cao có th b ch|y

ho c n t v Bên trong n p xylanh đ c ch t o v i c|c khoang v{ l i đi c a

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 23

 Tr c khu u

Piston l{ c c u quan tr ng nh t c a đ ng c quy t đ nh tr c ti p đ n công

su t c c đ i c a đ ng c Đ nh piston đ c ch t v t li u ch u nhi t đ cao v{ |p

su t cao

V i piston có c|n chuy n đ ng c a piston v{ c|n c a nó ch l{ chuy n đ ng

th ng đ ng v{ không có l c ngang Lo i piston n{y th}n nó không c n qu| d{i đ

l{m m t t a ch u l c ngang Đ ng nhiên lo i n{y c n con tr t v i ch c năng

m t t a ch u l c sinh ra t chuy n đ ng qua l i c a thanh truy n v{ chuy n đ ng

quay c a tr c khu u B{n tr t nh m m c đích đ v{ d n h ng con tr t đ c

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 24

Thanh truy n l{ c c u bi n chy n đ ng t nh ti n c a piston ho c con tr t

th{nh chuy n đ ng quay c a tr c khu u

Tr c khu u là c c u quay c a đ ng c diesel, đó là c c u nh n công su t ch

th t xylanh đ ng c đ truy n ra ngoài tr c khu u ch u mômen u n và xo n thay

đ i theo chu k trong quá trình làm vi c c a đ ng c Thông th ng tr c khu u

th ng đ c ch t o b ng thép rèn, v i đ ng c cao t c th ng dùng thép crôm niken

Các khu u tr c c a đ ng c nhi u xylanh đ c s p x p h p lý nh m m c đích cân

b ng đ ng c

2.4 CÁC C C U TRUY N Đ NG

Ch c năng chính c a c c u truy n đ ng l{ đi u khi n c|c qu| trình trao đ i

khí v{ phun nhiên li u v{o bu ng đ t c a đ ng c V i đ ng c kh i đ ng b ng

không khí nén c c u truy n đ ng còn đi u khi n qu| trình ph}n ph i gió kh i

đ ng cho đ ng c C c u truy n đ ng có th dùng b|nh răng ho c xích đ

d n đ ng tr c cam t tr c khu u T s truy n gi a tr c khu u v{ tr c cam

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 25

2.5 CÁC T() T B ĐO VÀ C( BÁO

Không ch v i đ ng c diesel t t c c|c m|y móc thi t b c n ph i đ c đo

đ c c|c thông s trong qu| trình ho t đ ng C|c thông s nh nhi t đ |p su t

r t c n đ c đo v{ ch b|o hi n th C|c thông s đo đ c không ch dùng đ

ki m tra v{ đ|nh gi| ch t l ng l{m vi c m{ còn c n thi t cho v n đ |p d ng t

M t chi c ng ki u ch dùng làm manometer th hi n trên hình 2.7a M t

đ u c a ng ch n i v i ngu n đo |p su t đ u kia m thông v i môi tr ng

không khí

Scale

Atmospheric pressure

Leather bag containing mercury

Datum pointer

Adjusting screw

Scale

Bourdon tube

Adjustable linkage Pivot

Pinion

Pointer Spring Rack

System pressure

Pointer

Scale Linkage

Evacuated corrugated cylinder

không phía trên c t th y ng}n trong ng mao d n ch u t|c đ ng c a |p su t khí

quy n v{o b u th y ng}n Ch s trên thang đo l{ |p su t tuy t đ i c a khí quy n

Thi t b đo khí |p h p dùng k t c u hình h p có m{ng đ{n h i đ ki m tra s

thay đ i |p su t khí quy n (hình 2.7c T}m m{ng đ{n h i t t xu ng n u khí |p

tăng v{ d ch lên do lò xo t|c đ ng ph n u khí |p gi m C|c thanh n i l{m

chuy n d ch kim ch c a thi t b

2.5.1.3 Đ ng h áp su t ki u ng Bourdon

Đ ng h áp su t ki u ng bourdon (hay lò xo ng đ c s d ng r ng rãi

ho c co v{o thông qua van kim ch ch b|o đ c gi| tr |p su t

Thi t b đo nhi t đ

2.5.2

Nhi t đ th ng đ c đo v i giá tr trên thang đ ( Đ Cenlsius

2.5.2.1 Nhi t k ki u ch t l ng trong ng th y tinh

Có r t nhi u ch t l ng đ c s d ng trong lo i nhi t k n{y tùy thu c v{o

tăng nhi t đ l{m giãn n ch t l ng trong ng th y tinh l{m m c ch t l ng tăng

lên M c ch t l ng đ c l y l{m ch b|o trên thang chia bên ngo{i ng th y tinh

v{ ch b|o nhi t đ Trong ng th y tinh c a nhi t k đo nhi t đ cao kho ng

không gian phía trên c t th y ng}n đ c n p khí nit ch u |p su t

2.5.2.2 Nhi t k ki u ch t l ng trong ng kim lo i

Dùng k t c u g m m t b u nh n i v i ng bourdon kim lo i gi ng |p k

đ đ y ch t l ng có u đi m v đ tin c y v kho ng đo nhi t đ r ng h n S

d ng k t c u ki u n{y v i ch t l ng l{ th y ng}n cho kho ng đo nhi t đ t

End fixed to spindle

M t d i l ng kim đ t xo n ki u ren hình 2.8 đ c ch t o t hai kim lo i

kh|c nhau g n li n nhau Khi nhi t đ thay đ i d i l ng kim gi~n n v{ do đ

gi~n n c a m i kim lo i kh|c nhau s g}y ra hi n t ng xo n l i c a d i kim lo i

M t đ u d i kim lo i đ c c đ nh đ u kia g n v i tr c xoay có g n kim ch th

cho phép ch b|o gi| tr nhi t đ đ~ chia s n trên nhi t k Kho ng nhi t đ dùng

2.5.2.4 C p nhi t đi n Đi n ng u

Cold junction

Temperature indicator Ceramic

insulator

Hot

junction

Metal sheath

Compensating leads

A

B

Thi t b đo nhi t đ ki u l ng kim

Hình 2.9

C p nhi t đi n đi n ng u l{ ki u đi n nhi t k khi hai kim lo i kh|c nhau

n i v i nhau th{nh m t m ch kín đ c đ t trong tr ng nhi t đ kh|c nhau t i

ch n i s ph|t sinh m t dòng di n m{ nó đ c s d ng đ đo nhi t đ hình 2.9)

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 28

Thi t b đo m c ch t l ng

2.5.3

2.5.3.1 Phao

Qu phao n i trên m c ch t l ng đ c d n trong ng s truy n tín hi u đ n

c c u ch b|o cho bi t m c ch t l ng tăng hay gi m C c u truy n đ ng có th

dùng d}y ho c xích Công t c ki u qu phao cũng hay đ c dùng cho c|c đèn còi

Three way cock

Compressed air supply

Manometer Scale

Vent

Thi t b đo m c ch t l ng ki u khí

Hình 2.10

Đ}y l{ thi t b đo m c ch t l ng trong két dùng manometer th y ng}n n i

v i n a hình c u kim lo i đ t trong két c n đo hình 2.10 N a hình c u kim lo i

đ t g n đ|y trong két c n đo v{ đ c n i b ng m t ng nh v i manometer th y

ng}n C p khí nén v{o h th ng dùng van chuy n có th đo đ c m c ch t l ng

c a nhi u két ch b ng m t manometer th y ng}n Khi khí x kh i h th ng vi c

đo m c ch t l ng không đ c th c hi n

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 29

Thi t b đo l u l ng

2.5.4

Đo dòng l u đ ng có th l{ đo l ng ch t l ng l u đ ng trong m t đ n v

th i gian ho c đo t c đ l u đ ng sau đó nh}n v i di n tích l u đ ng đ có l u

l ng dòng l u đ ng

2.5.4.1 Đo l ng ch t l ng l u đ ng

M t c p b|nh răng ho c c|ch ăn kh p trong v i th tích đ y sau m i vòng

quay cho phép x|c đ nh th tích ch t l ng l u đ ng qua thi t b sau m i vòng

quay ho c m t s vòng quay hình 2.11a) M t b quay nh tuabin th y cũng cho

phép đ m đ c ch t l ng l u đ ng qua nh hình 2.11b

Rotating vane

Ki u ng ventuari: B trí nh hình 2.12a ng venturi có ti t di n thu h p t

l i v{o v{ m r ng l i ra Khi ch t l ng l u đ ng qua thi t b s có thay đ i t c

đ khu v c h ng ng v{ do đó g}y chênh l ch |p su t su t đ c đo b i

đ nh t c đ l u đ ng

Head of liquid related

to fluid flow velocity Manometer

Flow

Orifice plate

Pressure tapping

Head of liquid related

to fluid flow velocity Manometer

Đo l u l ng ki u

Hình 2.12

(a ng Venturi b t m ti t l u

T m ti t l u: T m ti t l u đ t vuông góc v i l i l u thông c a dòng ch t

l ng có l ti t l u v{ đ c b trí m t manometer đo chênh l ch |p su t

tr c v{ sau ti t l u (hình 2.12b) Đ chênh |p su t đ c l y l{m c s cho

đ c đ t gi a hai c góp hình 2.13a Tr c quay c n đo t c đ thông qua c c u

truy n đ ng s lai d n tr c quay c a qu văng v{ ph thu c v{o t c đ quay qu

văng s văng ra C góp tr t đ c thông qua c|c thanh truy n l{m quay kim ch

b|o ch t c đ quay c a tr c quay c n đo t c đ

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 31

Spring Mass

Scale Pointer

Pivot Driven

Drag cup

Stator Insulation

Bearing Winding

Driven shaft

T c đ k

Hình 2.13

(a) Ki u c khí (b) Ki u m|y ph|t

2.5.5.2 T c đ k đi n t

Có d ng m t m|y ph|t đi n bao g m m t c c nhôm quay trong m t stator có

nam ch}m đi n hình 2.13b Stator có hai cu n d}y kh|c nhau đ t vuông góc v i

nhau M t dòng đi n xoay chi u cung c p cho m t cu n d}y hi u đi n th do

cu n d}y kia t o ra đ c l y l{m c s cho vi c x|c đ nh t c đ quay c n đo

Thi t b c m ng t c đ quay ki u xung đi n c m ng có th đ c tr c ti p

t c đ quay hình 2.14a M i m t răng trên b|nh quay khi quay qua đ u c m

pick up đ c ghi l i d i d ng m t xung đi n v{ đ a đ n đ ng h ch b|o

Đ ng h t c đ ki u đi n dung bi u th trên hình 2.14b M t chi c c|nh

đ a v đ ng h ch th

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 32

Pick-up coil

Signal modifier

Digital counter

Toothed wheel (a) inductive

Signal modifier

Digital counter

Measuring capilary

Oilflow

Inlet

Gear pump suction

Constant speed gear pump

Pressure tapping led to differantial pressure gauge

Thi t b đo đ nh t

Hình 2.15

Vi c đo đ nh t nh m m c đích đi u ch nh đ nh t c a nhiên li u l{ vô cùng

quan tr ng v{ c n thi t Tăng nhi t đ c a nhiên li u s l{m gi m đ nh t c a nó

và ng c l i

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 33

B c m ng đ nh t bi u th trên hình 2.15 M t chi c b m b|nh răng nh

c p m t l ng ch t l ng c đ nh qua m t ng mao d n Ch t l ng l u đ ng qua

ng mao d n có đ chênh |p su t tr c v{ sau tùy thu c v{o đ nh t c a ch t

l ng M t đ ng h đo đ chênh |p su t đ tính to|n đ nh t ch t l ng

2.6 T() T B Đ) U K() N VÀ T() T B AN TOÀN

B đi u t c

2.6.1

Thi t b đi u khi n ch y u trong b t kỳ m t đ ng c diesel l{ b đi u t c

B đi u t c có ch c năng duy trì t c đ quay c a đ ng c n đ nh khi t i công

su t thay đ i Nh m th c hi n đi u đó b đi u t c đi u ch nh m t c|ch t

đ ng nhiên li u cung c p cho đ ng c phù h p v i t i đ ng c Có c|c lo i

b đi u t c ki u c khí th y l c v{ đi n t

Speed setting

Ballhead

Conical speeder spring

Rotating flyweights Compensation

land

Oil

pressure

Pilot valve plunger

Oil return

Buffer piston

Buffer springs

Needle valve

Return spring Power piston

+

-To engine controls

B đi u t c

Hình 2.16

B đi u t c c khí dùng qu văng đ c m ng vòng quay đ ng c (ai qu

văng g n trên m t c|i đĩa quay đ c truy n đ ng t tr c đ ng c hình 2.16) Tác

d ng c a l c ly t}m đ y c|c qu văng ra l{m c n đ ng d i c|c qu văng b n}ng

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 34

lên nén lò xo t c đ l i cho đ n khi t o đ c c}n b ng Chuy n đ ng c a c n

đ ng thông qua h thanh truy n c h c ho c khuy ch đ i th y l c l{m thay đ i

nhiên li u c p cho đ ng c

Van an toàn xylanh

2.6.2

Van an to{n xylanh đ c thi t k đ gi m thi t k đ gi m |p su t ch|y

(hình 2.17 Van an to{n đ c gi v trí đóng b i lò xo v{ nó s b đ y lên khi l c

khí ch|y v t qu| l c t|c đ ng c a lò xo Van an to{n xylanh đ c thi t k đ nó

( i d u c|cte hình th{nh do s bay h i c a d u bôi tr n d i nhi t đ cao

S hình th{nh h i d u c|cte có th đ t đ n m c nguy hi m v{ có th g}y n Đ u

c m bi n h i d u c|cte dùng t b{o quang đi n đ đo liên t c s tăng r t nh

n ng đ h i d u hình th{nh trong c|cte M t motor đi n lai qu t hút l y m u h i

d u t c|cte th i qua ng đo M u h i d u đ c l y l n l t t c|c khoang c|c

nhau c a c|cte thông qua m t van ph}n ph i cũng do motor đi n quay M u h i

d u đ c đo v{ so s|nh v i m u không khí s ch ho c so s|nh m u h i d u c a

c|c khoang c|cte v i nhau Tr s đo th c t sau khi so s|nh đ c đ a đ n b

b|o đ ng ho c hi n th cho ng i khai th|c

Van an toàn cácte

2.6.4

Van an to{n c|cte đ c trang b nh m b o v c|cte khi m|y x y ra ch|y n

h i d u trong c|cte Van an to{n c|cte đ c b trí trên c|c n p c|cte c a đ ng c

b ng lò xo v{ t m do t|c đ ng c a |p xu t trong c|cte khi gi| tr c a |p su t

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 35

v t qu| gi i h n đ t tr c Hình 2.18 miêu t k t c u c a van an to{n c|cte

Trong đó bên trong c a van có b trí l i ngăn không cho ng n l a tr{n ra ngo{i

còn bên ngo{i đ c b trí c a tho|t l{m l ch h ng dòng h i d u đ b o v

ng i khai th|c đang l{m vi c phía ngo{i

Van an toàn cacte

Hình 2.18

Máy via

2.6.5

M|y via dùng đ ng c đi n lai thông qua h p b|nh răng ăn kh p v i răng

trên b|nh đ{ đ quay tr c khu u c a đ ng c v i t c đ r t ch m M|y via dùng

đ via đ ng c đ n nh ng v trí c n thi t cho vi c th|o s a ch a ki m tra v{

ch nh đ nh

Tr c khi kh i đ ng m|y via cũng đ c kh i đ ng nh m v{o vi c ki m tra

s quay tr t do c a c|c c c u chuy n đ ng trong đ ng c cũng nh nguy c có

n c trong bu ng đ t

Khi m|y via ho t đ ng c|c van an to{n c a đ ng c ph i đ c m tr c khi

kh i đ ng đ ng c

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 36

Đ NG C D)ESEL C L N T( P T C

3.1 G) ) T() U C(UNG

Đ ng c diesel c l n th p t c th ng s d ng d i t{u th y l{m m|y

chính lai tr c ti p thi t b đ y t{u l{ ch}n v t Chúng th ng l{ lo i đ ng c hai kỳ

tăng |p có patanh b{n tr t h{nh trình d{i vòng quay tr c khu u th p nh ng

t c đ chuy n đ ng c a piston r t cao v{ đ c thi t k đ s d ng nhiên li u có

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 37

M t c t đ ng c S ME hãng MAN

Hình 3.2

Đ NG C D)ESEL T[U T( Y ) Đ ) ( C GTVT TP (CM -2011 38

3.2 CÁC C() T) T TĨN(

C|c chi ti t tĩnh chính hình 3.2 c a đ ng c l n th p t c bao g m b m|y

khung m|y b đ chính kh i xylanh s mi xylanh n p xylanh

Cylinder cover

Cylinder block

Engine colunm

Tie bolts

Bed plate

1

2 3

B m|y l{ n n móng cho đ ng c v{ còn l{ c|cte ch a d u nh n bôi tr n

B m|y liên k t ch t th}n đ ng c v i c|c chi ti t tĩnh v{ ch u l c c a c|c chi

ti t chuy n đ ng B m|y ph i có đ b n đ c ng v ng thích h p đ ch u đ c

l c u n theo chi u d c B m|y c a đ ng c l n th p t c đ c ch t o t c|c t m

thép h{n do đó có th gi m đ c tr ng l ng v{ tăng đ c ng cho b m|y

K t c u c a b m|y bao g m c|c d m d c v{ t m ngang C|c d m ngang ch a

đ chính tr c khu u có t|c d ng tăng đ c ng v ng theo chi u ngang cho b

m|y C|c d m ngang chia b m|y th{nh c|c khoang t ng ng v i s xylanh