Sửa chữa bảo trì máy tàu và hệ thống điện 1

Khi không khí bị nén, thể tích giảm dần, áp suất và nhiệt độ tăng ổn định, trong động cơ Diesel, qua trinh này xảy ra liên tục cho đến khi không khí đạt được nhiệt độ khoảng 1000°F 540

TRAN THẾ SAN (Biên soạn) - ĐỖ DŨNG (Hiệu đính)

SỬA CHỮA-BẢO TRÌ

MAY TAU & HỆ THỐNG ĐIỆN

TRAN THE SAN—DO DŨNG

Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh

SỬA CHỮA-BẢO TRÌ MÁY TÀU & HỆ THỐNG ĐIỆN

NHÀ XUẤT BẢN ĐÀ NẴNG

Cái thiệu

gày nay động cơ diesel được sử dụng rộng rãi trên các tàu

thuyền hoạt động trên sông, ven biển, và ra khơi xa vài

trăm hải lý Động cơ diesel có độ tin cậy cao trong môi

trường biển, tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn động cơ xăng, hiệu

quả hơn khi tàu thuyển có tải nhẹ đến tải toàn phần; khí

thai it 6 nhiễm hơn, và tính an toàn cao hơn Công suất động cơ diẻsel trên tàu thuyền hiện nay là từ vài chục đến vài trăm mã lực (HP), với nguyên lý vận hành, cấu tạo, yêu cầu bảo trì, và quy trình sửa chữa hầu như không khác nhau, dù có vài khác biệt giữa các nhà chế tạo động co (Detroit,

Cummins, Caterpillar, Nhật, .)

Dù được sử dụng ngày càng rộng rãi, động cơ diesel vẫn còn một số

nhược điểm cần tiếp tục cải tiến Hầu hết các thợ máy hiện nay đã vận hành động cơ diesel nhiều năm với kinh nghiệm và bản lĩnh cao hơn, nhưng có lẽ họ không có thời gian để nghiên cứu các quy trình bảo trì, sửa

chữa động cơ diesel và hệ thống điện trên tàu thuyền một cách bài bản và

hệ thống Nội dung cuốn sách gồm 5 phần cơ bản:

+ Nguyên lý hoạt động của động cơ điesel trên tàu thuyền

+ Các quy trình bảo trì thường xuyên và bảo trì dự phòng động cơ diesel

+ Các kỹ thuật xử lý sự cố phát sinh trong quá trình sử dụng động cơ diesel

+ Các quy trình sửa chữa động cơ điesel

+ Hệ thống điện, nguyên lý vận hành, kiểm tra và các quy trình xử lý sự

cố mạng điện -

Bảo trì thường xuyên và bảo trì đự phòng là biện pháp tốt nhất bảo đảm cho các chuyến đi biển dài ngày, giúp bạn giảm chỉ phí, kéo đài tuổi thọ các trang thiết bị trên tàu thuyền Cuốn sách cung cấp nhiều bản vẽ,

hình ảnh, sơ đỗ minh họa, các quy trình thực hiện theo từng bước, được trình bày có hệ thống, rõ ràng, đễ hiểu, sẽ là bạn đồng hành tốt với những người đi biển

Cuốn sách còn rất có ích cho các bạn học viên đang theo học các lớp

máy tàu, các thầy cô giáo dạy nghề, và mọi người có liên quan đến nghề

sông biển.

đường 1

NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ DIESEL

Trong các tài liệu kỹ thuật, động cơ

Diesel thường được gọi là động cơ cháy

bằng quá trình nén (C1), còn động cơ xăng

được coi là động cơ đánh lửa (SI) Cháy

bằng quá trình nén là bản chất để hiểu

về động cơ dicsel

Khi lượng khí bất kỳ bị nén, áp suất

và nhiệt độ déu tăng Sự tăng nhiệt độ

trong điều kiện lý tưởng luôn luôn tỷ lệ

thuận với tăng áp suất và có quan hệ chặt

chẽ với mức độ nén, thường được gọi là tỷ

số nén

Sự cháy do nén

Mọi động cơ đốt trong đều có một hoặc

nhiều cylinder xếp sát nhau, đóng kín ở

một đầu và piston chuyển động bên trong

Trong động cơ diesel không khí đi vào

cylinder, piston chuyén dong va nén khong

khi

Khi không khí bị nén, thể tích giảm

dần, áp suất và nhiệt độ tăng ổn định,

trong động cơ Diesel, qua trinh này xảy

ra liên tục cho đến khi không khí đạt được

nhiệt độ khoảng 1000°F (540°C) Nhiệt độ

này đạt được chỉ bằng quá trình nén (Hình

1.1

Nhiên liệu diesel cháy ở khoảng 750°F

(400°C); do d6 nhién liu duoc phun vào

cylinder và bốc cháy, không cần sự đánh

lứa độc lập

Để nhận được nhiệt độ đủ cao bảo đảm

sự cháy cho nhiên liệu diesel, không khí

thường được nén đến tỷ lệ tối thiếu là

14:1, nghĩa là thể tích ban đầu là 14 phần,

sau đó nén thể tích không khí chỉ còn 1

phần Điều này được gọi là ÿ số nén Tỷ

số nén được hiểu là tỷ số giữa phần thể

Hầu hết các động cơ diesel đều có tỷ

số nén trong khoảng 16:1 đến 23:1 Giá

trị này cao hơn nhiều so với tỷ số nén của động cơ xăng, tỷ số nén của động cơ xăng

trong khoảng 7:1 đến 10:1 Tỷ số nén thấp

của động cơ xăng tạo ra áp suất và nhiệt

độ trong cylinder thấp hơn, đo đó quá trình

Hình 1-3 Phân phối nhiệt năng trong động cơ

diesel

nén không đạt đến nhiệt độ tự cháy của

xăng, hỗn hợp nhiên liệu/không khí phải

được đánh lửa bằng nguồn riêng - bougie

(do đó động cơ xăng được gọi là động cơ

đánh lửa)

Chuyển nhiệt năng thành cơ năng

Các định luật về chất khí cho biết khi

chất khí bị nén, nhiệt độ sẽ tăng và ngược

lại khi chất khí được cấp nhiệt trong buồng

kín, áp suất sẽ tăng Các định luật này

được ứng dụng cho động cơ đốt trong

Không khí được dua vao cylinder va

được nén đo chuyển động của piston, nhiệt

độ tăng lên Nhiên liệu được đưa vao cyl-

inder và bốc cháy Sự cháy nhiên liệu làm

cho nhiệt độ tăng nhanh, do đó làm tăng

áp suất khí Áp suất tăng làm cho piston

chuyển động xuống dưới, quá trình này

được gọi là thi nán Động cơ chuyển nhiệt

năng phát sinh trong quá trình cháy nhiên

liệu thành cơ năng, vì thế động cơ đốt

trong đôi khi còn được gọi là động cơ nhiệt

Có thể tính toán nhiệt lượng của nhiên

liệu bằng cách đo nhiệt trị do một đơn vị

nhiên liệu (lit, gallon ) phát ra khi cháy

Công suất (mã lực) của động cơ có thể được

tính theo đơn vị nhiệt lượng (một mã lực

tương đương 2544 BTU - đơn vị nhiệt

Anh) Bằng cách này, nhiệt năng trong

động cơ có thể được so sánh với cơ năng,

8

cho phép xác định hiệu suất nhiệt của động

cơ, lượng nhiệt năng của nhiên liệu được

chuyển thành cơ nững hữu dụng

Nói chung, động cơ diesel có hiệu suất

nhiệt khoảng 30-40% Nói cách khác, chỉ

khoảng 1/3 nhiệt năng của nhiên liệu được chuyển thành cơ năng hữu đựng Khoảng

ˆ một nửa nhiệt còn lại bị tổn thất qua hệ thống xả ở dạng khí nóng Nửa còn lại bị tiêu tán ra xung quanh thông qua hệ thống

làm mát và bể mặt động cơ (Hình 1.3) Sự

tổn thất nhiệt này là khá lớn, nhưng vẫn hiệu quả hơn so với động cơ xăng, chỉ có hiệu suất nhiệt từ 25% đến 35%,

Dãn nở và làm nguội

Nói chung, khi nén chất khí sẽ tăng

nhiệt độ, khi giảm áp suất, chất khí sẽ giảm nhiệt độ Điều này là do chất khí

tích và giảm áp suất Tuy nhiên, nhiên liệu dang

cháy, sự tăng nhiệt độ tạm thời cân bằng với sự

tăng thể tích do đó áp suất hầu như không đổi

từ P3 đến P4 Tại đây sự cháy dừng lại, thể tích cylinder tiép tuc tang, điều này làm giảm dần

áp suất và nhiệt độ trong khi piston vẫn trong

thì nén từ P4 đến P8 Từ P5 đến P1, động cơ xã khí cháy ra ngoài và nhận không khí mdi, Chu trình lặp lại ở P1.

Khi piston đi xuống trong thì nén, thể

tích tăng dần, làm giảm áp suất và do đó

nhiệt độ này phản ánh quá trình chuyển

đổi nhiệt năng của khí cháy thành eơ năng;

chuyển động của piston (Hình 1.4)

Tỷ số nén của động cơ càng cao, sự

dãn nở của khí cháy trong thì nén càng

lớn Ví dụ, trong động cơ với tỷ số nén

22:1, khí cháy sẽ dãn nở đến thể tích gấp

22 lần buồng đốt Động cơ tỷ số nén 7:1,

độ đãn nở là 7,

Động cơ diesel có tỷ số nén cao, có

khả năng chuyển đổi nhiệt khí cháy thành

cơ năng tốt hơn động cơ xăng, do đó có

hiệu suất nhiệt cao hơn

Động cơ xăng

Có thể phát sinh câu hỏi, tại sao không

tăng tỷ số nén trong động cơ đốt trong để

tăng hiệu suất nhiệt?

Động cơ xăng nhận nhiên liệu và không

khí #rước khi nén, thông qua bộ chế hòa

khí hoặc hệ thống phun, đưa vào bộ góp

nap (thay vi cylinder) Cdn dong co diesel,

nhiên liéu phun sau khi nén không khí

Sự tăng tỷ số nén cho động cơ xăng sẽ

làm tăng nhiệt độ nén vượt quá điểm cháy

của xăng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu/

không khí cháy sớm hơn thời điểm tối ưu,

điều này gây hư hại động cơ, và không

thể điểu khiển quá trình cháy Để tránh

sự cháy sớm, tỷ số nén của động cơ xăng

phải đủ thấp và hỗn hợp nhiên liệu/không

khí được đánh lửa vào thời điểm thích

hợp, đo đó cần có hệ thống đánh lửa riêng

Đôi khi động cơ xăng bị quá nhiệt đủ

để hỗn hợp nhiên liệu/không khí cháy

trước thời điểm đánh lửa Điều này được

gọi là sự tự cháy hoặc cháy sớm và thường

xảy ra khi tắt động cơ bị quá nhiệt, dù đã

tất cả hệ thống đánh lửa

Câu hỏi thứ hai, để tăng hiệu suất tại

sao không tăng tỷ số nén cho động cơ xăng

và sử dụng sự phun nhiên liệu trực tiếp

vào cylinder để tránh sự cháy sớm, như

được thực hiện trong động cơ diesel? Vấn

đề ở đây là bản chất của xăng, có tính bốc

hơi cao hơn nhiều so với điesel

Dù động cơ điesel có thể đạt đến 3000 v/ phút; với thì nén của piston bất kỳ không

thể vượt quá 1/100 giây, nhiên liệu diesel được phun vào cylinder phải cháy với tốc

độ được kiểm soát, thay vì nổ Nếu tốc độ cháy không được kiểm soát, sẽ xảy ra các

vấn để cháy và động cơ bị hư hại

Do có độ bốc hơi cao hơn, rất khó kiểm

soát tốc độ cháy của xăng khi tăng tỷ số

nén Sự nổ có thể xảy ra, gây hư hại động

cơ Động cơ xăng, với mức công nghệ hiện

tại bị giới hạn tỷ số nén và hiệu suất nhiệt

Tỷ số công suất - trọng lượng

Tuy động cơ diesel có tỷ số nén cao

hơn động cơ xăng, nhưng chịu ứng suất

lớn hơn và được chế tạo bền hơn Đế chịu được tải và tỷ số nén cao, động cơ điesel

được chế tạo với độ chính xác cao Kết cấu

lớn và độ chính xác cao làm tăng giá thành

và trọng lượng của động cơ diesel so với

động cơ xăng có cùng công suất Nói chung,

khi tăng công suất, trọng lượng động cơ

diesel tang nhanh,

Các kiểu động cơ diesel

Đậng cơ diesel có thể vận hành theo chu trình 4 thì hoặc chư trình 2 thì Giữa hai chu trình này có các khác biệt rõ rệt

Động cơ 4 thì

1, Piston ở đỉnh cylinder, valve mở khi piston đi xuống Khi piston đến ĐCD (điểm chết đưới), valve nạp đóng để giữ không khí bên trong cylinder (Hình 1.5) chuyển động của piston từ ĐỢT

(điểm chết trên) đến ĐCD được gọi là

thì Đây là 1 trong 4 thì của động cơ 4 thì, được gọi là thì nạp hoặc thì hút

2 Piston di lén‘DCT va nén không khí,

áp suất trong không khí tăng đến 450—

700 psi (trong động cơ xăng áp suất

chỉ khoảng 80-150 psi) và nhiệt độ

không dưới 1000°F (540°C) Đây là thì

nén

3 Nhiên liệu được đưa vào cylinder (buông đốt) thông qua bộ phun nhiên liệu và đốt cháy Nhiệt độ tăng nhanh

9

Hình 1.5 Các thì của động cơ diesel 4 thi (1) Thi

nap—Piston hut khéng khi vao cylinder qua

valvenap (2) Thi nén—Piston nén không khí

(3) Phun nhiên liệu— Nhiên liệu được phun vào

khi nén và bốc cháy có kiểm soát (4) Thì xả—

Piston đẩy khí chảy ra ngoài qua valve xâ

đến khoảng 2000-5000°F (1100-

2750°C) Sự tăng nhiệt độ này làm cho

áp suất tăng đến 850-1000 psi, đấy

piston đi xuống Khi piston đi xuống,

thể tích cylinder tăng nhanh, dẫn đến

giảm áp suất và nhiệt độ Đây là thì

thứ ba, được gọi là thì sinh công

4 Khi piston đến gần cuối thì thứ ba,

valve xả bắt đầu mở Trong cylinder

vẫn còn áp suất và nhiệt đủ lớn, để

đẩy khí cháy ra ngoài Piston chuyển

động lên phía trên, đẩy hết khí cháy

ra ngoài Đây là thì thứ tư, được gọi là

thì xả

Ở cuối thì xả, valve xa dong, valve

nạp mở, đưa không khi vao cylinder

khi piston đi xuống, chu trình lặp lại

Động cơ 2 thì

Phần này trình bày sự vận hành của

loại động cơ diesel 2 thi phổ biến, được sử dụng rộng rãi Có thể có các kiểu vận hành

động cơ 2 thì khác, nhưng ít được dùng trên tàu thủy

Động cơ diesel 2 thì vận hành về cơ bản tương tự động cơ 4 thì nhưng chuyển

4 thì của piston thành hai - một chuyển

động lên và một chuyển động xuống

1 Piston ở đỉnh cylinder trong thì nén,

Phan buồng đốt của cylinder chứa không khí bị nén với áp suất và nhiệt

độ cao Dầu diesel được phun vào và bốc cháy Piston bất đầu đi xuống và

sinh công Khi piston đi xuống, áp suất

và nhiệt độ trong cylinder giảm Khi

piston đến gần cuối thì sinh công, valve

xả mở, khí cháy ra khỏi cyÌinder (Hình 1.6), hoàn toàn tương tự động cơ 4 thì

Khi piston tiếp tục đi xuống, để lộ

và bắt đầu đi lên, valve xả đóng lại,

2 Khi piston đi lên, sẽ chấn các cổng nạp không khí, giữ không khí trong cylinder, và nén không khí đó Khi

piston đến đỉnh cylinder, nhiên liệu được phun vào và đốt cháy, chu trình

lặp lại Động cơ thực hiện hai thì thay

vì bốn như động cơ 4 thì

Hình 1.6 Sự vận hành của động cơ diesel hai thì {Hang Detroit)

10

Hình 1.7 Đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay

Do đó, động cơ 2 thì có hai thì sinh

công so với động cơ 4 thì Đối với động cơ

cùng kích thước, động cơ 2 thì có công

suất cao hơn 4 thì, do đó giảm chỉ phí và

cải thiện tỷ số nén,

Tuy nhiên, động cơ 2 thì có hiệu suất

nhiệt thấp hơn và tiêu thụ nhiên liệu cao

hơn động cơ 4 thì Tuổi thọ động cơ 2 thì

thường ngắn hơn động cơ 4 thì do tải động

cơ lớn hơn, khi vận hành: có tiếng ồn lớn

hơn

Trục khuỷu

Chuyển động tịnh tiến của piston trong

cylinder được đổi thành chuyến động quay

để có thể sử dụng, điều này được thực hiện

bằng thanh truyền và trục khuỷu

Trục khuỷu được đặt trên các ổ lăn ở

hai đầu động cơ Dưới từng cylinder, trục

khuỷu có chốt khuyu va má khuỷu Thanh

truyền nối piston với phần chốt khuỷu

Các ổ trượt ở hai đầu thanh truyền cho

phép chốt khuỷu quay bên trong đâu to

của thanh truyền, còn piston được lắp với

chốt piston, dao động xung quanh đầu nhỏ

thanh truyền Piston chuyển động lên

xuống làm cho trục khuỷu quay (Hình 1.7)

Các valve và thời chuẩn

Sự vận hành hiệu quả động cơ 2 thì và

4 thì đòi hỏi phối hợp chính xác chuyển

động của piston với các thời điểm mở và

đóng valve, và thời điểm phun nhiên liệu

Điểu này được gọi là thời chuẩn phun nhiên liệu và đóng/mở valve

Cac valve được bố trí ở đầu cylinder

va déng chat bang 10 xo valve Don bay được gọi là cò mổ hoạt động để mở valve

Cò mổ chuyển động lên xuống trực tiếp

hoặc gián tiếp thông qua đrục cam, xoay ở

phía trên đầu cyÌinder (Hình 1.8) Đọc trục cam có các mấu hình ellipse, được gọi là cam (mỗi valve một cam) Khi

trục cam quay, cam sẽ đẩy cò mổ lên xuống

Một số trục cam được lắp trong đầu cylin- đer có các cam tiếp xúc trực tiếp với cò

mổ được gọi là trực cam phía trên Số khác được lắp trong bloek máy, tác động gián tiếp đến cò mổ thông qua ¿hanh đẩy

6 46 chinh Thanh truyén

Õ đỡ đầu tay quay

Bơm dầu và các bánh răng

Hình 1.9 Các bánh răng thời chuẩn

Bánh răng, lắp ở đầu trục khuỷu, quay

đồng bộ với trục này Bánh răng thứ hai

lắp ở đầu trục cam, được gọi là bánh răng

cam, quay cùng với trục cam Sự thời chuẩn

valve, đóng/mở valve, được phối hợp với

chuyển động của piston bằng cách nối hai

bánh răng đó thông qua bánh răng trung

gian, đai, hoặc xích, cho phép chúng quay

với nhau (Hình 1.9)

Trên động cơ 4 thì, các valve nạp và

xả lần lượt mở và đóng trong từng thì, do

đó bánh răng trên trục cam có kích thước

gấp đôi bánh răng trên trục khuỷu; làm

cho bánh răng trục cam quay với tốc độ

bánh răng trục khuỷu, các valve lân lượt

mở và đóng theo từng vòng bằng một nửa

vòng quay của động cơ

Động cơ 2 thì chỉ có các valve xả Valve

xả mở mỗi khi piston đi xuống, do đó bánh

răng trục cam có cùng kích thước với bánh

răng trục khuỷu Hai trục này quay cùng

xác bảo đảm hiệu suất tối ưu cho động cơ

Sự thời chuẩn phun nhiên liệu được

xác lập theo phương pháp tương tự Bánh

răng lắp ở đầu trục truyền động bơm phun

nhiên liệu được dẫn động bằng trục khuỷu

12

thông qua bánh răng trung giãn, đai, hoặc

xích Sự thay đổi quan hệ các bánh rang

này cho phép phùn nhiên liệu ở vị trí bất

kỳ của hành trình piston Do sự phun xây

ra theo từng cặp vòng quay trên động cơ 4

thì, bánh răng truyền động bơm có kích

- thước gấp đôi bánh răng trên trục khuỷu, bơm quay theo một nửa tốc độ động cơ Trên động cơ 2 thì, các bánh răng có cùng kích cỡ; sự phun nhiên liệu xảy ra một

lần trong mỗi vòng quay

Động cơ và các bộ phận khác

Phần nặng nhất của động cơ là bioek

máy (Hình 1.10) Trên tất cả các động cơ,

trừ loại được làm mát bằng không khí, đây là khối gang đúc chứa các đường dẫn khong khi, nuéc lam mat, dau, và các bộ phận khác của động cơ, kể cả trục cam va

trục khuỷu

€ó hai loại cylinder, hoặc dng lt (che-

mise-sơ mi), được đùng cho động cơ diesel

= loại khô và loại ướt Trong động cơ ống

lót khô, các cylinder va block tiép xtic sat

nhau theo toàn bộ mặt ngoài ống lót Với

loại ống lót ướt, bloek chỉ tiếp xúc với cyl-

inder ở phần trên và đưới, nước làm nguội

tuần hoàn xung quanh thân ối ống lót (Hình 1.11) Ống lót ướt có ưu điểm là dễ thay thế khi cần sửa chữa lớn, còn đối với ống

lót khô phải đưa toàn bộ khối block vào

xưởng

Piston có các uòng găng (bạc, segment),

được lắp vào rãnh trên chu vi piston Vòng

găng ép lên vách cylinder để bảo đảm kín khí Phần trên cylinder được che kín bằng nắp máy, trong äó có bộ phận phun nhiên liệu, valve, buồng đốt, đường dẫn nước,

Các valve được lắp trong ống dẫn hướng,

ống này có thể tháo đễ dàng

Khi động cơ bị mòn, các ống dẫn valve được ép ra ngoài và thay mới Các động

cơ chất lượng cao có mặt /ø valve có thể

thay thé dé dang Mot tua valve la phan

valve tiếp xúc để làm kín buông đốt Gia công lại mặt tựa valve, thay các ống dẫn

valve, lắp các valve mới sẽ giúp động cơ

trở lại trạng thái gần như mới

Ống lót cylinder

(tháo rời được)

Bom phun nhién

Bé trao déi nhiét ~~~ liệu kiểu "co giật

Thanh truyền =

Bộ lọc dầu — — Bơm dầu

Hình 1.12 Tiết diện động cơ diesel

(ương 2

CÁC CHI TIẾT VẬN HÀNH

PHAN Il: CUNG CAP KHONG KHi

Động cơ diesel sinh công cơ học bằng

cách đốt nhiên liệu Động cơ đốt cháy càng

nhiều nhiên liệu, nhiệt phát sinh càng

lớn, công suất càng cao Sự tăng tỷ số công

suất, trọng lượng sẽ làm giảm chỉ phí Các

nhà sản xuất liên tục tìm kiếm các phương

pháp cải tiến quá trình cháy trong động

cơ

Tăng lượng nhiên liệu đưa vào động

cơ là tương đối dễ, chỉ cần tăng công suất

bơm và kích cỡ bộ phun nhiên liệu Tuy

nhiên, tăng hiệu suất cháy là vấn đề khó

Sự cháy không hết sẽ làm giảm hiệu quả

sử dụng nhiên liệu và làm tăng chất thải

ô nhiễm Để cháy hiệu quả cần bảo đảm

ba yếu tố:

1 Cung cấp đủ oxi

2 Tạo sương nhiên liệu phun tối đa

3 Hòa trộn đều sương nhiên liệu và oxi

trong cylinder

Trước hết cÂn xét quá trình cung cấp

oxi,

Cung cấp oxi

Điều thực tế xảy ra khi cháy nhiên

liệu là phản ứng giữa oxi trong không khí

với hydro và carbon trong nhiên liệu die-

sel Phản ứng này khởi đầu ở nhiệt độ

khoảng 7ð0°F (400°G), oxi phần ứng với

hydro tạo thành nước và với carbon tạo

thành CO, (và CO khi cháy không hết)

Trong quá trình hóa học này, nhiệt năng

được giải phóng

Không khí chỉ chứa 23% oxi theo trong

lượng (21% theo thể tích); phần còn lại

chủ yếu là nitơ cộng với vài loại khí khác

không tham gia vào quá trình cháy

Để cháy hết 1 pound nhiên liệu diesel cần khoảng 3 1⁄3 pound oxy Do không

khí chỉ chứa 23% oxi theo trọng lượng, để

cháy 1 gallon nhiên liệu diesel ở áp suất khí quyển cần 1500 feet khối không khí

có nhiệt độ 60°F., Khả năng đưa đủ không

khí vào động cơ để cháy toàn bộ nhiên

liệu là yếu tố giới hạn lượng nhiên liệu

động cơ có thể đốt cháy

Hiệu suất thể tích Các kỹ sư liên tục cải tiến để tránh

cần trở dòng không khí đi vào động cơ

Các bộ lọc không khí được chế tạo lớn đến mức tối đa có thể được Các bộ góp nạp được chế tạo sao cho không khí đi vào bị cần trở ít nhất (ma sát thấp nhất) Các valve được chế tạo lớn tối đa trong đầu cylinder (trên động cơ diesel 2 thì các cổng nạp có diện tích lớn nhất có thể đạt được) Các tổn thất không thể tránh do

ma sát trong các đường dẫn khí (kể cả

khí xả) được gọi là tổn thất bơm

Mức độ động cơ điền đẩy không khí trong các cylinder được gọi là hiệu suất thể tích Piston chuyển động từ đầu đến cuối hành trình chiếm thể tích xác định, được gọi là ¿bể tích quét Nếu động cơ có

khả năng hút đủ không khí trong thì nạp

điển đây thể tích quét với áp suất khí

quyển, hiệu suất thể tích là 100% Do đó,

hiệu suất thể tích là tỷ số giữa thế tích

không khí được hút vào cylinder và thể

tích quét ở áp suất khí quyển

Động cơ hút khí tự nhiên

Động cơ hút không khí vào cylinder

thông qua hoạt động của piston được gọi

là hút khí tự nhiên

Trên động cơ 4 thì tiêu chuẩn, chuyển

động đi xuống của piston trong thì nạp

làm giảm áp suất trong cylinder và kéo

không khí vào cylinder (Nói một cách

chính xác, áp suất giảm trong cylinder

làm cho áp suất khí quyển bên ngoài cao

hon, do dé khéng khi di vao cylinder)

Ma sát trong bộ lọc khí và ống dẫn

không khí nạp (bộ góp nạp) cản trở dòng

không khí đi vào cylinder Do đó, khi pis-

ton đến ĐCD, áp suất bên trong cylinder

chỉ hơi thấp hơn áp suất khí quyển Điều

này có nghĩa là cylinder không thể điển

đây không khí chỉ với áp suất khí quyển

Khi đi vào cylinder, không khí có động

năng Khi piston của động cơ 4 thì đến

cuối thì nạp và bắt đầu chuyển động đi

lên, không khí tiếp tục đi vào cylinder

trong thời gian ngắn Để tận dụng điều

này, valve nạp được xác lập để đóng lại

sau khi piston bắt đầu thì nén

Bắt đầu

quá trình

phun Valve nap

mở Valve xả:

mở

No Phan nay khéng hién thi

sự chồng chập valve do các valve mở vào các thì khác nhau

Valve nạp được xác lập để mở ngay

trước khi piston đạt đến ĐCT ở thì xả, trước khi valve xả hoàn toàn đóng kín

Điều này được gọi là khoảng chồng chập valve, hai valve cing mở trong thời điểm

đó, bảo đảm valye nạp mở rộng vào thời điểm piston bắt đâu thì nạp, hút không khi vao cylinder Cac biện pháp này có thể tăng hiệu suất thể tích đến 80 — 90% (Hình 2.1)

Nạp không khí cưỡng bức

Hiệu suất thể tích và công suất của

động cơ diesel hút khí tự nhiên có thể

tăng rõ rệt bằng cách dùng áp suất đưa không khí vào cylinder một các cưỡng bức Đây là nguyên lý của siêu nợp (super-

charge) va nap turbine (turbocharger)

B6 siéu nap (supercharger) bom khong

khí vào bộ góp nạp bằng quạt, được truyền

động từ động cơ thông qua đai, xích, hoặc bánh răng Bộ nạp turbine (turbocharger)

có turbine lắp trong bộ góp xả của động

cơ và nối với bánh đà của máy nén trong

bộ góp nạp Khi khí xả thoát ra ngoài sẽ làm quay turbine Turbine quay bánh đà máy nén, bơm không khí vào bộ góp nạp

Bộ turbocharger không cần truyền động

cơ học (Hình 2.2)

Khi tải động cơ tăng, nhiên liệu phun

vào cũng tăng, làm tăng thể tích khí xả

Xả không khí nén

“eR Vỏ máy nén Ngõ vào _

của dầu

Vỏ turbine “` Bánh đà

k máy nén

Không Bánh xe [ + €Ẽ2” khí

Hình 2.3 “Sự quét khí" trong động cơ 2 thì:

Điều này làm cho turbine và bánh đà máy

nén quay nhanh hơn, tăng lượng không

khí đi vào động cơ Bộ turbocharger rất

nhạy với sự thay đổi tải, làm tăng công

suất động cơ khi tải tăng lên

Bộ turbocharger nói chung không dùng

trên động cơ 2 thì, tuy có thể kết hợp với

bộ supercharger, do khi các cổng nạp mở

do piston đi xuống, động cơ 2 thì phụ thuộc

vào nguồn cung cấp không khí nén để đẩy

khí xả ra ngoài cylinder và nạp không

khí mới Quá trình này được gọi là sự quét

khí Do trong quá trình khởi động, động

cơ chưa có khí xả để quay bộ turbocharger,

cần phải có quạt được được truyền động

bằng cơ học (bộ supercharger) để bơm

không khí vào cylinder (Hình 2.3)

Hiệu suất đưa không khí vào động cơ

2 thì được gọi là hiệu suất quét khí, tương

tự khái niệm hiệu suất thể tích của động

cơ 4 thì Nếu không khí nạp đẩy toàn bộ

khí xả ra ngoài và điển đầy không khí

vào cylinder ở áp suất khí quyển, động cơ

có hiệu suất quét 100%

Bộ làm nguội trung gian và

làm nguội sau

Không khí được nén từ bộ turbocharger

hoặc supercharger sẽ nóng lên Do không

khí nóng dãn nở, sẽ chứa ít oxy hơn trong một đơn vị thể tích Để giải quyết tổn thất hiệu suất do sự tăng nhiệt độ, không

khí phải được làm nguội Hầu hết các động

cơ có trang bị turbocharger hoặc super- charger đều có bộ trao đổi nhiệt, được gọi

là bộ làm nguội trung gian, hoặc làm nguội

sau, lắp trong bộ góp nạp giữa bộ super- charger hoặc turbocharger va block déng

cơ (Bộ làm nguội trung gian được lắp giữa turbocharger và supercharger, còn bộ làm nguội sau được lắp giữa turbocharger hoặc supercharger và block động cơ) Nước làm nguội tuần hoàn qua các thiết bị này, tương

tự bộ giải nhiệt trên xe hơi, làm giảm

nhiệt độ không khí đi vào động cơ

Một số bộ làm nguội sau được nối với

mạch làm mát động cơ, nhận nước nóng

do đã tuần hoàn qua động cơ Loại thứ hai

nối trực tiếp với nguồn nước riêng, có nhiệt

độ thấp hơn, do đó đạt hiệu suất cao hơn

Các nhà chế tạo phân biệt ba định mức công suất của cùng một loại động cơ: (1)

Hút khí tự nhiên; (2) Turbocharger và làm nguội sau sử dụng mạch nước làm mát

động cơ; (3) Turbocharger và làm nguội

sau sử dụng mạch nước riêng

Supercharger và turbocharger thường

làm tăng hiệu suất thể tích đến 150% hoặc

cao hơn, áp suất không khí trong cylinder

ở cuối thì nạp cao hơn áp suất khí quyển, công suất cao hơn khoảng 50% so với hút

khí tự nhiên

Sự cải thiện hiệu suất này làm cho động

cơ phức tạp hơn và có giá thành cao hơn, nhưng giảm chi phí/mã lực Ngoài ra, su- percharger và turbocharger làm cho động

cơ bị mòn nhanh hơn và chi phi bdo tri cao hơn, nhưng đồng thời làm tăng tỷ số công suất/động cơ, thích hợp hơn cho tàu biển

PHẦN II: SỰ CHÁY

Khi nhiên liệu diesel được phun vào

cylinder chứa không khí nén với áp suất

và nhiệt độ cao, nhiên liệu không nổ mà

tự bốc cháy Sự cháy tương đối chậm của nhiên liệu diesel làm cho áp suất và nhiệt

độ trong cylinder tang cao hon so véi xang,

tác dụng lực đều hơn trên piston Đây là

ưu điểm so với xăng, đo đó, động cơ diesel

có moment quay ổn định hơn, đặc biệt ở

các tốc độ thấp

Tâm quan trọng của sự cuộn xoáy

Vào thời điểm phun áp suất trong cyl-

inđer có thể đạt đến 700 psi, nhiệt độ

đến 1000°F (540°C) Bộ phun phun nhiên

liệu vào không khí nén dưới dạng một hoặc

nhiều dòng hạt (nhiên liệu) rất nhỏ Chỉ

khoảng hơn 20% không khí là oxi Khi

hạt nhiên liệu gặp phân tử oxi, sẽ tự bốc

cháy và tiêu thụ oxi trong quá trình cháy

Sự cháy hoàn hảo đòi hỏi nhiên liệu tiếp

xúc đều với oxi, nhưng trong tiến trình

cháy, số lượng phân tit oxi trong cylinder

giảm dần, làm giảm cường độ cháy Phân

nhiên liệu điesel chưa cháy hết bị đẩy ra

ngoài qua hệ : thong xả dưới dạng khói đen,

làm tăng tổn thất nhiên liệu, tăng ô

nhiễm, và giảm công suất động cơ

Các bộ phun chỉ có thể phun nhiên

liệu theo đường thang Ở gần đầu bộ phun

các hạt nhiên liệu tập trung cao tiếp xúc

với nhiều phân tử oxi, nhưng càng xa đầu

phun, dòng nhiên liệu càng trải rộng, khả

năng gặp phân tử oxi càng giảm (Hình

2.4) Do đó yếu tố quan trọng là hòa trộn

nhiên liệu với không khí

Sự hòa trộn giữa các hạt nhiên liệu và

không khí phụ thuộc nhiều yếu tế, dang

phưn nhiên liệu, cỡ hạt nhiên liệu, và sự

cuộn xoáy không khí bên trong cylinder,

Các kiểu phun của

bộ phun nhiên liệu

Dạng phun nhiên liệu được xác định bằng kích cỡ và hình đạng lỗ phun trong

bộ phun, gồm 2 kiểu cơ bản:

©_ Đầu phun biểu lỗ đẩy nhiên liệu qua

một hoặc nhiều lỗ phun nhỏ Sự thay đối kích cỡ lỗ sẽ tạo sương cho nhiên liệu theo các hình dạng khác nhau

Thay đổi số lượng và góc của các lỗ

cho phép đưa nhiên liệu vào nhiêu vùng trong buồng đốt (Hình 2.5)

Nhiều lễ (kiểu ống ngắn)

Nhiều lỗ

(kiểu ống dài) Hình 2.5 Các kiểu đầu phun nhiên liệu

s- Đầu phun hiểu kim phun nhiên liệu có

dạng hình nón từ lỗ tâm tỏa ra xung quanh Kiểu này không thể phun sương nhiên liệu với cùng cấp độ như đầu phun kiểu lỗ Thay đổi góc thoát sẽ thu hẹp hoặc mở-*ộng góc côn

Ngoài ra còn có các loại đầu phun lai

ghép giữa hai kiểu nêu trên, chẳng hạn loai Lucas CAV Pintaux cé kim phun va

16 phu

Đầu phun kiểu kim có ưu điểm cơ bản

so với kiểu lỗ, dòng nhiên liệu chạy dọc kim phun giữ cho kưm luôn luôn sạch, còn các lỗ nhỏ trong đầu phun kiểu lễ có thé

bị kẹt do các hạt rắn nhỏ lẫn vào nhiên

liệu.

Buồng đốt mở Buồng đốt trước

Hình 2.6 Các kiểu buồng đốt

Phương pháp tạo cuộn xoáy

Để hòa trộn các hạt nhiên liệu phun

với oxi trong cylinder, nhà chế tạo thiết

kế piston và buông đốt sao cho có thể tạo

ra mức độ cuộn xoáy không khí cao hơn

trong cylinder Hầu hết các động cơ die-

sel hiện nay đều áp dụng một trong các

thiết kế đưới đây

Buông đốt trực tiếp: buồng đốt mở

hoặc trực tiếp thực tế không lớn hơn thể

tích ở trên cylinder khi piston đạt đến

điểm chết trên Thể tích này còn có thể

tính thêm phần cong ở mặt piston hoặc

đầu cylinder (Hinh 2.6) Day là kiểu buông

đốt đơn giản nhất và có nhiều ưu điểm

Diện tích bề mặt, tương đối so với thể

tích buông đốt, nhỏ hơn so với mọi kiểu

buồng đốt khác Điều này có nghĩa là tổn

thất nhiệt qua các bể mặt động cơ thấp

hon, do đó, hiệu suất nhiệt cao hơn Buông

đốt này còn cho phép khởi động dễ hơn,

do nhiệt ở thì nén bị tổn thất ít hơn trong

khi động cơ còn nguội Đặc tính này cho

phép tỷ số nén thấp hơn sơ với các kiểu

buồng đốt khác (thường là 16:1 so với 20:1

hoặc cao hơn), do đó giảm ứng suất tác

dụng lên động cơ và làm tăng tuổi thọ

động cơ

Trong các kiểu buồng đốt khác, một

phần không khí được đẩy vào và ra thông

qua các lỗ nhỏ, thường được gọi là công

được thực hiện bằng không khí Quá trình

này luôn luôn phát sinh ma sát, tiêu thụ

năng lượng và góp phần vào sự tổn thất

Buồng đốt xoáy Buồng không khí

áp suất nén Trong tất cả các thiết kế

buông đốt loại trực tiếp có công thực hiện

bằng không khí thấp nhất, nhưng cũng còn vài nhược điểm

Buông đốt trực tiếp tạo ra sự cuộn xoáy

thấp hơn mọi kiểu buồng đốt khác, do đó

sử dụng ít oxi hơn trong eylinder Đối với kích cỡ cylinder cho trứơc, buồng đốt trực

tiếp tạo ra công suất thấp hơn Để giải quyết vấn dé nay, cdc valve nap va mat

tựa valve được tạo hình và bố trí sao cho

có thể tạo ra chuyển động xoáy đối với

không khí nạp khi đi vào cylinder Hơn nữa, phần lõm trên mặt piston thường có đạng cong kép (được gọi là dạng lõm tor-

oid, Hình 2.7), để tăng sự cuộn xoáy không

khí Hiện nay, nghiên cứu đang tập trung vào khả năng tăng hiệu suất của buồng

đốt trực tiếp

Hình 2.7 Ph¿n nhiên liệu trực tiếp với piston lõm toroid

Các động cơ với buồng đốt trực tiếp

hầu như chỉ sử dụng đầu phun nhiên liệu

kiểu lỗ, tạo ra các hạt nhiên liệu nhỏ hơn

đầu phun kiểu kim, nhằm tăng cường quá

trình cháy

Buông đốt trước Các nhà chế tạo

thường dùng các buồng đốt trước riêng rẽ

ở đầu cylinder ác buông đốt này chiếm

khoảng 25 - 40% tổng thể tích nén của

oylinder Khi nhiên liệu được phun vào

buồng đốt trước và bắt đầu cháy, làm cho

nhiệt độ và áp suất lớn hơn so với trong

buông đốt chính Điều này buộc sự cân

bằng chưa cháy của hỗn hợp không khí —

nhiên liệu phải đi qua lỗ tương đối nhỏ

của buông đốt trước để vào buông đốt

chính, làm tăng mức độ cuộn xoáy và hòa

trộn nhiên liệu với không khí

Kiểu động cơ này thường sử dụng bộ

phun nhiên liệu kiểu kim phun, do dạng

hình nón cho phép nhiên liệu phân bố

đều trong buồng đốt trước Sự cuộn xoáy

mạnh trong buồng đốt chính bù cho độ

tạo sương (nhiên liệu) thấp của bộ phun

nhiên liệu kiểu kim phun

Áo làm nguội bằng nước “

của buồng đốt trước

cao hơn từ cùng kích cd cylinder Tuy

nhiên, công tiêu tốn cho không khí lớn hơn, diện tích bể mặt của 2 buông đốt cao

hơn, làm giảm hiệu suất nhiệt Động cơ khởi động khó hơn do tổn thất nhiệt cao hơn Vì thế, tỷ số nén thường cao hơn (từ 20:1 đến 23:1) và các (hanh nhiệt (xem

Chương 4) được lắp trong buông đốt trước

để hỗ trợ sự khởi động nguội (Hình 2.8)

Buông xoáy Buông xoáy tương tự buông đốt nhưng có thể tích gần bằng buông đốt chính Độ cuộn xoáy rất cao tác động lên không khí nạp khi đi vào buông

xoáy Bộ phun kim phun nhiên liệu và khối không khí cuộn xoáy, quá trình cháy

xảy ra tốt hơn nhưng tổn thất đo không khí cũng cao hơn Hiệu suất nhiệt bị giảm nhiều do đó cần có tỷ số nén cao và các

thanh nhiệt để khởi động nguội

Các biểu buông đối khác Có 3 kiểu phối hợp đầu phun/ buồng đốt được dùng

cho các động cơ điesel với vài biến thể Ví

dụ, buồng không khí được bố trí đối diện

Buồng đốt trước

Đầu cylinder

Đệm kín

đầu cylinder Block máy

Áo nước

Ống lót cylinder ướt

Hình 2.8 Tiết diện cylinder có buồng đốt trước

20

với đầu phun, nhiên liệu được phun qua

đỉnh piston đi vào buồng không khí

Dù có nhiều kiểu buông đốt và đầu phun

được sử dụng, nhiên liệu vẫn không thể

hòa trộn và cháy hết 100% Vì lý do này,

động cơ diesel được thiết kế để nạp không

khí nhiễu hơn so với yêu câu cháy của

lượng nhiên liệu tương ứng Sự cháy càng

hoàn hảo, hiệu suất nhiên liệu càng tăng

và ô nhiễm càng giảm Sự hòa trộn nhiên

liệu và không khí càng đều, lượng không

khí dư càng thấp, do đó công suất động cơ

càng tăng,

Cơ sở để xử lý sự cố một cách biệu quả

là hiểu rõ sự vận hành của động cơ Chẳng

hạn, khi động cơ ngày càng khó khởi động,

xả nhiều khói đen, và bị nóng quá mức,

cần xác định nguyên nhân gây ra các hiện

tượng đó Nếu hệ thống làm nguội hoạt

động bình thường, dầu bôi trơn đây đủ và

áp suất dầu là bình thường, bạn cần biết

loại buồng đốt (trực tiếp, đốt trước, buồng

xoáy) và kiểu đầu phun nhiên liệu

Nếu động cơ có buồng đốt trực tiếp với

các bộ phun kiểu lỗ, một hoặc vài bộ phun

nhiên liệu có thể hoạt động không chuẩn,

làm giảm sự tạo sương Điều này có thể

làm cho động cơ khó khởi động, nhiên

liệu cháy không hết, xả ra nhiều khói đen

Nhiên liệu lỏng trong cyÌinder sẽ rửa trôi

màng đầu bôi trơn trên vách cylinder, làm

tăng ma sát với piston Cylinder và pis-

ton bị quá nhiệt đẫn đến bị biến dạng

Các động cơ với buồng đốt trước và buồng

đốt cuộn xoáy ít bị các hiện tượng này

Đây chỉ là một trong các khả năng,

mình họa sự cần thiết về các kiến thức

động cơ khi bạn chẩn đoán sự cố và tìm

biện pháp giải quyết

PHẦN II: PHUN NHIÊN LIỆU

Hai phần đầu chương này trình bày

các quá trình xảy ra trong cylinder khi

nhiên liệu được phun vào và cháy hoàn

hảo Phần này khảo sát hệ thống phun

nhiên liệu Ngày nay, nhờ các tiến bộ công

nghệ, động c¢ diesel ngay càng nhỏ hơn,

nhẹ hơn và mạnh hơn với các cải tiến

trong hệ thống phưn nhiên liệu

Xét động cơ 4 thì, 4 eylinder, chạy với

tốc độ 3000w/ph, tiêu thụ 2 gallon dầu DO/

h Trong từng thì nén, hệ thống nhiên

liệu sẽ phun 0.000005 gallon nhiên liệu

Tùy theo loại đầu phun, áp suất phun trong

khoảng 1500 - 5000 psi do đó nhiên liệu

cũng phải đạt đến áp suất này

Mi thi piston chạy với tốc độ này chí

với 1/100 giây Trong thời gian rất ngắn

đó, hệ thống phun phải khởi động quá

trình phun, duy trì chế độ phun ốn định,

và dừng chính xác Nếu phun quá nhanh,

sự cháy sẽ tăng tốc, làm tăng nhiệt độ và

áp suất trong cylinder, động cơ sẽ có tiếng

gõ lớn Nếu phun quá chậm, sự cháy bị

trễ, làm giảm công suất, nhiên liệu cháy không hết, gây ra khói đen và ô nhiễm

Nhiên liệu phải được phun sương đều,

không làm nghẹt đầu phun, kể cả trước

và sau xung phun

Điểm bắt đầu phun thực tế phải được thời chuẩn với độ chính xác đến 0.00006

giây Cuối cùng, các cylinder phải nhận

được lượng nhiên liệu như nhau và ổn định

trong từng vòng quay để giảm rung động

và tránh tải không đều giữa các cylinder,

sao cho không bị quá nhiệt cục bộ và pis-

ton không bị biến đạng

Các yếu tố nêu trên cho thấy hệ thống

phun nhiên liệu động cơ diesel là phân hỹ thuật có độ chính xúc rất cao, cần xử lý một cách cẩn than va ti mi

Hầu hết các động cơ diesel đều sử dụng

một trong các hệ thống nhiên liệu sau: bơm nông, bơm phân phối và hệ thống

đường dẫn chung

Bơm nâng

Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu dùng

bơm nâng được nêu trên Hình 2.9 Bơm

cung cấp lấy nhiên liệu từ thùng chứa

nhiên liệu đi qua bộ lọc nhiên liệu chính,

đẩy nhiên liệu với áp suất thấp qua bộ lọc thứ hai đến bơm nâng

Bơm nâng có piston chuyển động lên

21

Bơm nâng đa cấp S6bộ

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm

nâng và bơm phân phối

xuống trong cylinder bơm thông qua trục

cam Ở cuối thì piston, nhiên liệu đi vào

cylinder bơm Khi piston đi lên sẽ đẩy

Cuối thì piston bơm

Hình 2.11 Cấu tạo bơm nâng

22

Bat dau qua trinh phun

Khoang nhiên liệu ©›

Thanh điều khiển

Trục cam Hình 2.10 Sự bố trí các piston và cylinder bơm

trong hệ thống bơm nâng thẳng hàng

nhiên liệu qua valve phản phối đến đầu

phun (Hình 2.10) Áp suất bơm sẽ mở valve

trong đầu phun, khởi động quá trình phun

Tốc độ động cơ được điều tiết bằng cách điều khiển lượng nhiên liệu phun vào cy]- inder động cơ Để thực hiện điều này, pis-

ton bơm có một rãnh cong xuống Lỗ khoan

từ đỉnh piston bơm đi đến rãnh cong để

nhiên liệu trong cylinder bơm có thể đi qua (Hình 2.11) Lỗ thứ hai, được gọi là

cửa thoát, ở phần cylinder bơm

Khi rãnh cong trùng khớp với cửa

thoát, nhiên liệu trong cylinder bơm sẽ

chảy ra ngoài, áp suất giảm, sự phun dừng

lại Bằng cách quay piston hoặc eylinder

bơm, rãnh và cổng trùng khớp với nhau

vào thời điểm bất kỳ trong hành trình

piston bơm, cho phép thay đổi lượng nhiên

liệu phun

Bánh răng lắp vào piston hoặc eylin-

der bom duge truyền động bằng thanh

răng, được gọi là ¿hanh răng nhiên liệu

Van tiết lưu nối với thanh này, sự thay

đổi vị trí tiết lưu sẽ điều chỉnh đòng nhiên

liệu đi đến các bộ phun, cho phép điều

khiển công suất động cơ

Hình 2.14 Phun nhiên liệu

kiểu bơm phân phối

Mỗi cylinder có một bơm riêng, tất cả

các bơm nâng đều được đặt chung trong một hộp và được truyền động bằng trục

cam, mỗi cam một bơm Kiểu bố trí này được gọi là dây bơm nâng (hổng hàng (Hình 2.12)

Để động cơ vận hành ổn định, từng bơm phải cung cấp cùng lượng nhiên liệu

một cách chính xác đến phần triệu lít Piston bơm không có các vòng găng (bạc, segment) dé lam kin véi cylinder, chi dua vào độ chính xác giữa piston và cylinder bơm Ngày nay, độ hở giữa chúng không qua 0.004", bé mat piston va cylinder duge

gia công chính xác với độ bóng rất cao Bơm phân phối

Các Hình 2.13 và 2.14 minh họa hệ

thống nhiên liệu sử dụng bơm phân phối

Nói chung, hệ thống này tương tự kiểu

Đầu thủy lực và rotor

Hình 2.15 Bơm phun nhiên liệu kiểu phân phối

bơm nâng, nhưng có thêm ống £hoát, dẫn

nhiên liệu từ bơm phun trở về thùng nhiên

liệu Hai hệ thống này vận hành như nhau,

sử đụng cùng loại đầu phun Sự khác biệt

cơ bản giữa chúng chỉ là các bơm phun

' Hề thống bơm nâng có bơm riêng cho

tiing cylinder con bơm phân phối sử dụng

một bơm chung và đầu quay để đưa nhiên

liệu đến từng cylinder Điều này được thực

hiện tương tự bộ phân phối trong động cơ

xăng cung cấp sự đánh lửa cho từng bougie,

do đó được gọi là bơm phân phối Do chỉ

dùng một bơm cung cấp cho tất cả các cylin-

der, từng bộ phun nhận được những lượng

nhiên liệu như nhau, bảo đảm tải động cơ

phân bố đều, cho phép vận hành ổn định

các tốc độ không tải Valve định lượng ở

cửa vào bơm được nối với ống tiết lưu, điều

khiển lượng nhiên liệu bơm (Hình 2.15)

Hệ thống đường dẫn chung

Hệ thống đường dẫn chung có bơm lấy

nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua bộ lọc

chính, bộ lọc phụ và đưa vào đường dẫn

chưng trong đâu cylinder Đường dẫn này

cấp nhiên liệu cho các bộ phun (Hình 9.16)

Value điều chỉnh áp suất (valve điều áp) ở

cuối đường dẫn duy trình áp suất trong

hệ thống theo giá trị xác định và đưa nhiên

liệu dư trở về thùng nhiên liệu: Nhiên

liệu tuân hoàn liên tục qua toàn bộ hệ

thống, kể cả các bộ phun, duy trì sự bôi

Bộ phun nhiên liệu

Khi hoạt động, bơm phun đưa nhiên liệu với áp suất cao đến đầu phun Bơm

nâng và bơm phân phối đưa nhiên liệu từ

bơm phun qua ống cung cấp đến bộ phun

Hệ thống đường dẫn chung chỉ đưa nhiên

Hình 2.17 Bộ phun nhiên liệu Nhiên liệu phun trong bộ phun qua các đường dẫn trong thân và đầu phun đến buồng riêng bao quanh van phun

Lò xo giữ valve đóng cho đến khi áp suất nhiên liệu từ thì phun vượt quá lực lò xo và nâng valve lên, cho phép nhiên liệu với áp suất cao đi qua các lỗ phun Điều này xảy ra hầu như tức thời

Ở cuối quá trình phun, áp suất nhiên liệu giảm nhanh, lò xo đóng valve lại, kết thúc dòng dầu

nhiên liệu vào buồng đốt.

liệu đến đầu phưn của bộ phận bơm/bộ

phun kết hợp (được gọi là bộ phun đơn 0ị)

Bên trong bộ phun, một lò xo mạnh

giữ udÌue kữn tựa vào đầu phun Valve kim

được thiết kế để có thể chuyển động, cho

phép nhiên liệu đi vào động cơ, khi áp

suất trong bộ phun đạt đến giá trị xác

định (Hình 2.17) Trên bơm nâng và bơm

cao áp, một lượng nhỏ dầu diesel đi qua

thân valve kim để bôi trơn bộ phun Nhiên

liệu dư trở về thùng nhiên liệu qua ống

thoát Nhiên liệu liên tục tuần hoàn qua

thân bộ phun trong hệ thống đường dẫn

chung

Bơm chuyển tải

Mọi hệ thống nhiên liệu đều sử dụng

bơm chuyển tdi dé dua dau diesel tir thing

nhiên liệu đến bơm phun Hệ thống đường

dẫn chung cần có bơm bánh răng được

thiết kế đặc biệt cho hệ thống này Các

hệ thống khác chỉ cần bơm áp suất thấp

thích hợp với dầu diesel Một số động cơ

sử dụng bơm điện kiểu màng, nhưng hầu

hết các hệ thống phun đều sử dụng bơm

màng vận hành bằng lực cơ học lắp trong

khới cylinder hoặc bên cạnh bơm phun

PHẦN IV: BỘ ĐIỀU TỐC

Công suất của động cơ diesel được điều

khiển thông qua lượng nhiên liệu được

phun vào các cylinder Trong máy thủy

thường yêu cầu động cơ chạy với tốc độ

xác định, bất kể tải tác động lên động cơ

Điều này không thể thực hiện nếu chỉ dùng

valve tiết lưu mỗi khi tải tăng hoặc giảm,

động cơ tăng tốc hoặc giảm tốc độ Sự vận

hành với tốc độ ổn định có thể đạt được

bằng cách nối thanh điều khiển nhiên liệu

trên bơm phun với Öô điều tốc

Bộ điều tốc đơn giản

Bộ điều tốc cơ bản gỗm hai khối thép

nặng, được gọi là bánh đà, gắn vào các

đầu của hai thanh có khớp xoay và lò xo

(Hình 2.18) Trục truyền động của bộ điều

tốc được động cơ truyền động, các bánh

đà quay quanh trục này, bị đẩy ra xa do

Đai ốc điều chỉnh tốc độ (xác lập tốc độ lý tưởng)

Giả sử động cơ đang hoạt động, bộ điều

tốc đang quay và các bánh đà cân bằng

với lò xo tốc độ ở vị trí xác định Nếu tải

giảm và động cơ tăng tốc, bộ điều tốc sẽ quay nhanh hơn, các bánh đà ra xa do tăng lực ly tâm Khi các bành đà ra xa,

các thanh đẩy của chúng tựa vào ống lót

điều khiển, ép lên lò xo tốc độ cho đến

khi khôi phục sự cân bằng

Ống điều khiển được nối đến thanh điều khiển nhiên liệu của bơm phun thông qua các thanh khớp nhỏ, khi ống điều

khiển chuyển động lên phía trên trục truyền động của bộ điều tốc, sẽ làm giảm

sự phun đầu của bơm Điều này làm giảm tốc độ động cơ đến giá trị xác định trước

Động cơ có thế chạy ở tốc độ xác lập

bất kỳ bằng cách điều chỉnh lực lò xo tốc

độ thông qua thanh điều chỉnh tốc độ Áp

suất tác dụng lên lò xo càng cao, các bánh

đà càng hướng vào trong, nhiên liệu phun càng tăng, động cơ chạy càng nhanh, Giảm

áp suất tác dụng lên lò xo tốc độ làm cho các bánh đà di chuyển ra xa, lượng nhiên

liệu phun giảm, động cơ chạy chậm dần

Trên các động cơ lớn, bộ điều tốc cơ học đơn giản nêu trên được thay bằng bộ

có điều tốc thủy lực phức tạp hơn, nhưng nguyên lý không thay đổi Một số động cơ

thủy cỡ nhỏ có bộ điều tốc lắp trong khối

động cơ, nhưng nói chung bộ điều tốc

thường được đặt ở phía sau bơm phun

nhiên liệu Bộ điều tốc ít khi bị hư hỏng,

khi sử dụng động cơ bạn có thể chỉ cần

điều chỉnh lực căng của lò xo tốc độ để

xác lập tốc độ không tải của động cơ

Bộ điều tốc chân không

Đôi khi bạn có thể gặp bộ điều tốc kiểu

chân không Bộ này gồm uaiue bướm (lá

kim loại) được lắp ở cửa vào bộ góp không

khí nạp Ống chân không nối giữa bộ góp

không khí nạp và hộp nhỏ phía sau bơm

phun Bên trong hộp này là màng nối với

thanh điều khiển nhiên liệu của bơm phun

Bộ tiết lưu vận hành valve bướm, khi

valve tiết lưu đóng, valve bướm chặn dòng

không khí đi vào động cơ Tác đụng bơm

của các piston kéo không khí vào tạo ra

chân không trong bộ góp nạp Chân không

này được truyền cho phần trên bơm phun

nhiên liệu thông qua ống chân không, kéo

màng về phía lò xo Màng này kéo thanh

điều khiển của bơm phun về vị trí đóng

Nếu tải tăng, động cơ giảm tốc độ, độ

chân không sẽ giảm, lò xo trong bom phun

nhiên liệu đẩy màng chắn, tác động đến

thanh điều khiển nhiên liệu, lượng nhiên

liệu phưn tăng lên Động cơ tăng tốc độ

Nếu tải giảm, tốc độ động cơ tăng và chân

không cũng tăng, kéo màng về phía đóng,

làm giảm tốc độ động cơ

Rhi tiết lưu mở, valve bướm mở, chân

không trong bộ góp nạp giảm, màng

chuyển động do lực của lò xo, thanh rang

điểu khiển điểu khiển nhiên liệu tăng

lượng nhiên liệu cung cấp, động cơ tăng

tốc độ đến giá trị mới xác lập

Hệ thống này ít bị hư hồng, vài sự cố

thường gặp là ống chân không bị rò ri,

hộp chứa màng bị rạn nứt, và màng bị nứt Tốc độ không tải của động cơ được xác lập với vít diéu chính vị trí đóng tối thiểu của valve bướm

PHAN V: HE THONG LAM NGUOI

Động cơ diesel vận hành với lượng

nhiệt lớn, chỉ một phân ba lượng nhiệt này được chuyển thành công hữu ích Hai phần ba còn lại phải được giải phóng ra xung quanh để nhiệt độ trong động cơ không quá cao đến mức nguy hiểm Nhiệt

độ quá cao có thể phá hủy màng dầu bôi trơn, làm cho động cơ bị biến dạng, đầu cylinder bị rạn nứt Khoảng gần một nửa

lượng nhiệt dư thoát ra ngoài theo khí

thải, phần còn lại được xử lý bằng hệ thống

làm nguội,

Có ba hệ thống làm nguội chính được dùng trong máy thủy: làm nguội bằng nước

thô, sử dụng bộ trao đổi nhiệt, và bộ làm nguội ở đáy tàu thuyền

Làm nguội bằng nước thô

Hệ thống làm nguội bằng nước thô trên tàu thuyên lấy nước trực tiếp từ sông hoặc

Hình 2.19 Làm nguội bằng nước thô.

biển Nước đi vào qua ống hút, đến bình

chứa, tuần hoàn qua các bộ làm nguội dầu,

làm nguội phía sau, và động cơ, sau đó

chảy ra ngoài Trên hầu hết các động cơ

điesel 4 thì, sau khi nước tuần hoàn qua

động cơ sẽ đi vào ống xả rồi xả ra ngoài

cùng với khí thải (Hình 2.19), được gọi la xd

ướt, còn xả khô chỉ có khí thải mà không

có nước

Hệ thống làm nguội bằng nước kiểu

này đơn giản và kinh tế, nhưng có nhiều

nhược điểm

s - Theo thời gian, cặn lắng tích tụ trong

động cơ và các bộ làm nguội, dần dần

làm nghẹt các đường dẫn làm nguội

» - Điều chỉnh nhiệt độ động cơ tương đối

khó Thứ nhất, nhiệt độ nước trong môi

trường thay đổi trong phạm vi rộng

quanh các thành và dau cylinder Diéu

này làm giảm hiệu suất làm nguội và

gây ra các điểm nóng cục bộ Tốc độ

hình thành muối phụ thuộc vào nhiệt

độ nước, tăng nhanh khi nhiệt độ nước

làm nguội cao hơn 709C Do đó động cơ

làm nguội bằng nước biển hoạt động

với nhiệt độ thấp hơn so với các loại

động cơ khác (khoảng 60-70°C so với

85°C hoặc cao hơn) Điều này làm giảm

hiệu suất nhiệt của động cơ có thể làm

cho nước và các acid độc hại ngưng tụ

trong dầu động cơ

© - Sự kết hợp nhiệt, nước biển và các kim

loại, dễ dàng dẫn đến sự ăn mòn điện

hóa Động cơ sử dụng hệ thống làm

nguội này cần được chế tạo từ eác vat

liệu tương thích về điện hóa (khối cyl-

inder bằng gang đúc phải eó đầu cyl-

inder bằng gang, không được dùng hợp

kim nhôm) Các dương cực bằng kẽm

(Zn) được lắp trong mạch làm nguội,

được kiểm tra và thay mới một cách

đều đặn để giảm tốc độ ăn mòn,

s Dong co khong sit dung chất chống

Hình 2.20 Khối cylinder bi nứt trong động cơ

làm nguội bằng nước Động cơ này được lắp

dưới đường món nước và không có ống xi-phông

đông (chống đóng băng) trong điều kiện

thời tiết giá lạnh (Hình 2.20), do đó

nước làm nguội phải được xả hết sau

mỗi lần sử dụng Toàn bộ đường ống

và các bơm phải không có điểm giảm

áp để dễ dàng xả nước ra ngoài sau khi sử dụng

Làm nguội bằng bộ trao đổi nhiệt

Động cơ với bộ trao đổi nhiệt có hệ

thống làm nguội khép kín Bơm làm nguội

động cơ tuân hoàn chất làm nguội từ thùng

chứa qua các bộ làm nguội đầu, bộ làm

nguội sau, và động cơ Chất làm nguội đi qua bộ trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ và chất làm nguội tiếp tục tuần hoàn (Hình

2.21)

Bộ trao đổi nhiệt gồm một hình trụ với các ống hợp kim Cu-Ni bên trong (Hình 2.22) Chất làm nguội động cơ nóng

đi qua ống trụ Nước lạnh bên ngoài được bơm qua các ống hợp kim Cu-Ni Nước tải

nhiệt từ chất làm nguội ra ngoài, được xả

Thủng chứ nước làm

Hình 2.22 Bộ trao đổi nhiệt

ra một cách trực tiếp hoặc qua ống xả ướt

chung với khí thải

Bộ trao đổi nhiệt tương đối đắt tiền,

đòi hỏi nhiều ống hơn so với hệ thống

làm nguội bằng nước thô Mặt khác, có

chống ăn mòn trong dung dịch làm nguội

để bảo vệ động cơ, do đó sẽ không có cặn lắng và muối kết tỉnh trong các đường ống và đầu cylinder Động cơ có thể vận

hành ở nhiệt độ cao hơn, làm tăng hiệu

suất nhiệt Thùng dãn nở có nắp chịu áp

suất như trên bộ tản nhiệt của xe ôtô

Khi áp suất chất làm nguội tăng, điểm

sôi cũng tăng Nếu áp suất tăng thêm 10 psi, nhiệt độ sôi tăng đến 116°C Áp suất

tăng trong hệ thống làm nguội khép kín

sẽ giảm nguy cơ hình thành các túi hơi

nước cục bộ và các điểm nóng trong động

và nước đóng băng Các điện cực bằng kẽm (2n) được dùng trong các ống này để chống

ăn mòn điện hóa

Làm nguội ở đáy tàu thuyền

Sự làm nguội ở đáy tàu thuyên không cân sử dụng mạch nước thô Thay vì đặt

hệ thống trao đổi nhiệt trên tàu thuyên

và đưa nước thô vào, bộ trao đổi nhiệt

được nhúng trực tiếp xuống nước sông biển

(Hình 2.23) ở đáy tàu thuyền Điều này

Hình 2.23 Bộ làm nguội ở đáy tàu thuyền

thường được thực hiện bằng cách đặt đường

ống chạy đưới đáy và tuần hoàn chất làm

nguội qua ống đó, hoặc lắp đặt các ống

làm nguội ở phía ngoài sườn tàu thuyền

Tàu thuyển vỏ thép có các đường dẫn bằng

thép hàn ở ngoài tàu, hoặc loại ống có hai

lớp, nước sông biển chảy giữa ống, còn

chất làm nguội tuần hoàn giữa hai lớp đó

Hai kiểu hệ thống này ít được sử dụng do

chúng làm tăng trọng lượng và sự sửa chữa

có thể đòi hỏi chỉ phí cao khi đường ống

Bị ăn mòn

Bộ làm nguội ở đáy tàu thuyền có mọi

ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt, ngoài ra

còn có các ưu thế khác Bộ làm nguội này

không bị các vấn đề tích tụ cặn lắng, ăn

mòn, hoặc nước đóng băng trong mạch

làm nguội Nến động cơ có hệ thống xả

khô, bộ làm nguội không cần bơm hoặc

mạch dẫn nước thô Nếu động cơ dùng hệ

thống xả ướt, cần có bơm nước thô riêng

để cấp nước phun vào đường xả khí thải

Bơm này còn tuân hoàn nước qua bộ làm

nguội sau, và bộ làm nguội đầu bôi trơn

Bộ làm nguội đáy được chế tạo bằng đồng

thay với các ống bằng hợp kim Cu — Ni

(áp suất ngược) cần trở dòng khí thải và

làm giảm hiệu suất Dù ống xả thẳng có

đường kính lớn cho phép xả khí thải khá

tốt nhưng tiếng ồn quá cao, thường vượt

ngưỡng tiêu chuẩn

Tiếng ồn động cơ gồm nhiều yếu tế

độ khí xả thoát ra ngoài động cơ Thứ hai

là sự thay đổi áp suất đột ngột phát sinh khi từng cylindet xả khí thải Giảm thể tích khí thải hoặc đưa khí thải vào khu vực có thể tích lớn sẽ giảm tốc độ khí xả

Áp suất ngược với giá trị xác định trong

hệ thống xả có thể làm giảm các thay đổi

áp suất

Đó là các lý do để sử dụng hệ thống xả

ướt (Hình 2.24) Nhiệt độ cao của khí thải

làm cho một phần nước trong hệ thống này hóa hơi (sôi) Khi hóa hơi, nước hấp

thụ nhiệt từ khí thải (nhiệt hóa hơi), làm

giảm mạnh nhiệt độ Nhiệt độ giảm làm giảm tương ứng thể tích khí thải, do đó sẽ

giảm tốc độ Sự xả ướt làm nguội khí thải

và giảm thấp tiếng ồn động cơ mà không

cần tăng áp suất ngược Hơn nữa, phía

sau điểm phun nước có thể sử dụng ống cao su để làm ống xả Ống cao su làm giảm tiếng ôn tốt hơn ống kim loại trong

hệ thống xả khô

Sự giảm tiếng ồn trong hệ thống xả ướt có thể được tiếp tục cải thiện bằng cách tăng áp suất ngược sử dụng bộ giảm

âm nước Sau khi nước được phun vào khí thải, nước và khí thải đi vào buổng dan

nở vô cửa xả ở đáy Nước chưa hóa hơi tích tụ cho đến khi chặn kín cửa xả, khi

đó khí xả đẩy nước ra khỏi ống xả (Hình 2.25) Buồng dãn nở và áp suất ngược tương đối nhỏ kết hợp làm giảm sự thay đối áp suất trong hệ tnống xả, do đó làm giảm tiếng ôn

Hệ thống xả ướt rất hiệu quả và được

sử dụng ngày càng rộng rãi, nhưng cần chú ý đặc biệt khi lắp đặt do nước có thế

Khí thải của động cơ 4 thì được đẩy ra

ngoài do piston ở thì xả (thì thứ tư) Áp

suất ngược cao không cản trợ sự xá khí

thải nhưng làm cho động cơ chạy nặng

hơn, nóng hơn, và tổn thất công suất lớn

hơn Khí xả của động cơ 2 thì, được đẩy ra

ngoài bằng áp suất không khí quét được

thổi vào cylinder Áp suất xả ngược đủ

cao sẽ chặn hoàn toàn đòng khí thải, làm

cho động cơ không thể tiếp tục chạy

Vì lý do đó hầu hết các động cơ 2 thì đều có hệ thống xả khô một cách trực tiếp,

do đó có tiếng ồn cao hơn động cơ 4 thì Tiếng ồn này còn tăng thêm đo chu kỳ xá tương đối ngắn, đòi hỏi các valve xả mở

và đóng nhanh để sử dụng bộ tiêu âm lắp

ở đường ống xả

Hệ thống xả khô nóng hơn nhiều so

với xả ướt, đòi hồi sự cách nhiệt tốt hơn

đặc biệt ở phần dau cylinder

(ương 3

GIỮ SẠCH ĐỘNG CƠ

Động cơ diesel có tuổi thọ lâu và độ

tin cậy cao Quy trình bảo trì tương đối

đơn giản, nhưng sự bảo trì định kỳ là

yêu cầu cơ bản Sự bất cẩn và không chú

ý đến các chỉ tiết có thể làm hư hại động

cơ một cách nghiêm trọng

Động cơ diesel yêu cầu không khí sạch,

nhiên liệu sạch, đầu bôi trơn sạch, và luôn

luôn được giữ gìn sạch sẽ Do đó, bạn cần

chú ý tắm quan trọng của độ sạch, thay

các bộ lọc không khí, nhiên liệu, và đầu

theo định kỳ để tăng độ tin cậy, kéo đài

tuổi thọ động cơ và duy trì công suất ổn

định

Không khí sạch

Như đã để cập trong Chương 1, cần

khoảng 1500 f# không khí ở 15.6% để

đốt cháy hoàn toàn một gallon dâu diesel

Nhưng trong thực tế, lượng không khí cần

dùng thường cao hơn Piston của động cơ

kiểu hút không khí tự nhiên, hút cùng

một lượng không khí trong từng thì hút, bất kể tốc độ và tải động cơ (trong động

cơ siêu nạp hoặc nạp với áp suất, lượng

khong khi di vao cylinder thay đổi theo tốc độ và tải), Ở các tốc độ và tải thấp, phưn rất ít nhiên liệu, và oxi trong cylin- der chỉ cháy một phần Khi tải, tốc độ,

hoặc cả hai đều tăng, lượng nhiên liệu phun tăng, cho đến khi đạt tải toàn phần, nhiên liệu phun đủ để đốt cháy toàn bộ

oxi (kể cả không khí nón từ bộ siêu nạp) Khi động cơ tiêu thụ toàn bộ oxi sẽ đạt

được công suất cực đại (Tuy nhiên, trong thực tế, sự phun nhiên liệu toàn phân thường chỉ giữ ở mức đốt cháy 70 - 80% oxi để bảo đảm cháy hoàn hảo và giảm

khí xả độc hại)

Do vậy, ở các tải nhẹ, chỉ một phần

nhỏ không khí đi vào động cơ được đốt

cháy, ngay cả ở tải toàn phần vẫn có một

CID*Nit Tốc độ động cơ (v/ph)

500 1000 1500 2000 2500 3000 30/0.8 6 12 18 24 30 36

75/1.25 9 18 27 36 45 34

5 100/1.6 12 24 36 48 60

72 2 125/2.0 1s 30 45 60 75 90

= 150/2.5 18 36 34 72 90

lượng không khí không cháy để bảo đảm

sự cháy hoàn toàn dầu diesel và chất xả ô

nhiễm ở mức tối thiểu Các động cơ nạp

không khí với áp suất (siêu nạp) sử dụng

lượng không khí gấp đôi so với nạp tự

nhiên, còn các động cơ 2 thì cần lượng

không khí đến gấp bốn Điều này làm tăng

sự tiêu thụ không khí (Hình 8.1):

Sự vận hành hiệu quả động cơ diesel

phụ thuộc chủ yếu vào sự duy trì áp suất

nén, Ngay cả một lượng bụi rất nhỏ lọt

qua bộ lọc không khí hoặc bộ góp nạp cũng

làm tăng tốc độ mòn vòng găng (bạc, seg-

ment) và vách cylinder, đòi hỏi chi phí

sửa chữa khá cao Hơn nữa, khi bụi lọt

uào động cơ, bạn không thể loại bỏ chúng

Các hạt bụi nhỏ bám vào bề mặt tương

đối mềm của động cơ và ổ trượt, dâu bôi

trơn không thể loại bỏ chúng, do đó tốc độ

mài mòn tăng rõ rệt

Theo thời gian, bụi tích tụ ngày càng

nhiều có thể gây hư hại động cơ diesel

một cách nghiêm trọng

Dù bộ lọc không bị hư, trong quá trình

lọc không khí bụi vẫn tích tụ và cản trở

dòng không khí đi vào động cơ Điều này

hạn chế lượng oxi đi vào cylinder, làm

giảm sự cháy nhiên liệu đặc biệt khi tải

nặng Động cơ bị giảm công suất, khí xả

có khói đen do cháy không hết Các valve,

Khoảng thời gian thay bộ lọc tùy thuộc

vào các điều kiện vận hành Nói chung,

môi trường biển có không khí ft bị ô nhiễm

hơn so với môi trường sông và đất liền,

do đó đôi khi bộ lọc khí bị bỏ quên, việc

thay bộ lọc theo khoảng thời gian xác định,

dù bộ lọc đó còn sạch, vẫn tốt hơn là bỏ

quên

Bộ lọc không khí Bộ lọc không khí

trong các động cơ diesel cỡ nhỏ thường sử

dụng giấy lọc dễ thay thế (Hình 3.2), loại

bộ lọc với bể dầu (Hình 3.3) ít thông dụng

hơn Kiểu bể dầu đẩy không khí đổi chiều

32

Hình 3.2 Bộ lọc không khí với giấy lọc dễ thay

Hình 3.3 Bộ lọc không khí kiểu bể dầu

nhanh qua bể dầu Các hạt bụi bị đẩy ra ngoài bằng lực ly tâm và được giữ lại trong dầu Không khí sau đó đi qua lưới mịn, tùy theo lượng dầu hút từ bể dầu để bôi

trơn

Theo thời gian, tuy dầu bề ngoài vẫn

có vẻ sạch, nhưng bể dầu liên tục tích tụ bụi, dầu trở nên đặc hơn, hiệu quả của bộ lọc giảm dần Bạn cần xả dầu cũ một cách định kỳ, làm sạch bể đầu bằng dau hỏa hoặc xăng Khi thay dầu mới, cần chú ý,

khong cham dẫu quá mức, dầu dư có thể lọt vào động cơ gây ra hiện tượng kích nổ

và ô nhiễm

Nhiên liệu sạch

Bơm phun nhiên liệu (heo đầu) là loại

thiết bị rất chính xác, có thể bị hư hại do nước hoặc bụi với cỡ hạt u¿ mô Đây còn là

bộ phần đắt tiền nhất trên động cơ Điều

đặc biệt quan trọng là giữ cho nhiên liệu

luôn luôn sạch Theo các nhà sản xuất

thiết bị phun nhiên liệu, 90% các vấn đề

của động cơ diesel là do nhiên liệu bị

nhiễm bẩn

Nhiên liệu bị nhiễm bẩn do bụi, nước

và vi khuẩn Ngay cả các hạt bụi rất nhỏ

cũng có thể làm mòn piston của bơm phun

hoặc cả piston và cylinder Sự mòn của

bơm nâng làm cho nhiên liệu rò rỉ, sự

phân phối nhiên liệu trở nên không đều,

ảnh hưởng xấu đến hoạt động của từng

cylinder, tải không đều giữa các cylinder

làm giảm công suất động cơ Nếu bụi lọt

vào bộ phun, đầu phun sẽ bị nghẹt, gây ra

nhiều vấn đề nghiêm trọng

Nếu động cơ chạy không đều, các cyl-

inder chịu tải lớn hơn sẽ bị quá nhiệt, gây

cháy các valve và piston, đầu cylinder bi

rạn nứt, khói đen do nhiên liệu cháy không

hết Trong một số trường hợp, dòng nhiên

liệu phun sương không ổn định sẽ rửa trôi

màng đầu bôi trơn ở vách cylinder, gây

hư hỏng piston va cylinder

Nước lẫn trong nhiên liệu là tác nhân

của nhiều sự cố nghiêm trọng Ngoài việc

gây ra sự bốc cháy nhiên liệu không chuẩn

và làm giảm hiệu suất, các giọt nước trong

bộ phun còn bị hóa hơi ở nhiệt độ cao

trong cylinder ở thì nén Điều này xảy ra

với lực rất lớn, có thể làm hư hại đầu phun

Nhiên liệu tràn vào cylinder, rửa trôi màng

đầu bôi trơn, đầu phun va đập với các valve

và piston Trong thời gian động cơ không

hoạt động, nước trong hệ thống nhiên liệu

có thể ăn mòn nhiều bộ phận quan trọng

Vi khuẩn thậm chí có thể phát triển

trong dầu diesel bề ngoài có vẻ sạch, tạo ra

màng nhớt làm nghẹt các bộ lọc, bơm và

bộ phun Vi khuẩn sống ở bể mặt nhiên

liệu/nước, cần có cả hai chất lỏng này để

tổn tại và phát triển Môi trường sống tối

ưu của chúng là nơi tối, yên lặng, không có

cuộn xoáy, đặc biệt là thùng nhiên liệu

Hai loại thuốc chống vi sinh được dùng để

điệt các vi khuẩn này, thứ nhất là loại

hòa tan trong nước, thứ hai là hòa tan

trong diesel, `

Một số chất xử lý dầu diesel có thể chứa alcohol (để hấp thu nước), gây ăn

mòn cho các bộ phận phi kim loại trong

hệ thống nhiên liệu Thay vì xử lý nhiên liệu sau khi gặp sự cố, bạn nên dự đoán

trước các vấn đề từ gốc bằng cách áp dụng

các biện pháp đưới đây:

«Ổ Bảo đảm tất cả các can chứa nhiên

liệu đều sạch, không bị rỉ sét

s - Khi lấy nhiên liệu từ thùng phuy, trước hết bạ lắp một ống nhựa đến đáy

thùng, chặn đầu ống bên ngoài bằng

tay, sau đó rút nhanh ống ra ngoài và

kiểm tra nhiên liệu trong ống xem có

nhiên liệu để kiểm tra sự nhiễm bẩn Khi có dấu hiệu ô nhiễm, bạn hãy xả hết nhiên liệu ra ngoài chơ đến khi

không còn ô nhiễm Nhiên liệu bị

nhiễm bẩn cần phải loại bỏ, sau đó

súc sạch thùng nhiên liệu và sử dụng

nhiên liệu mới

« Khi không sử dụng tàu, thuyền trong thời gian dài (vài tuần hoặc vài tháng), bạn hãy dé day nhiên liệu vào thùng,

ngăn chặn không khí lọt vào thùng

nhiên liệu, tránh hơi ẩm ngưng tụ Bạn nên sử dụng chất chống vi sinh thích

hợp cho nhiên liệu

Bộ lọc nhiên liệu Thiết bị phun dầu

diesel được chế tạo rất chính xác Dầu die-

sel là chất bôi trơn, và do mọi bộ phận

làm việc của hệ thống này đều được ngâm hoàn toàn trong dầu diesel, hầu như không

xảy ra sự mài mòn và ma sát Nếu hệ

thống nhiên liệu được cung cấp đều đặn

nhiên liệu sạch, hệ thống sẽ hoạt động

nhiều ngàn giờ hầu như không xảy ra sự

cố (Các đầu ống phưn là ngoại lệ, do chúng phải đáp ứng các điều kiện vận hành khắc nghiệt trong buồng đốt Các bộ phun phải

được tháo ra và làm sạch theo định kỳ không quá 1000 giờ)

33

Bộ khử nước CAV

Hình 3.4 Các bơm nhiên liệu chính Nhiên liệu vào đầu bộ lọc, phần còn lắng, qua khe hẹp giữa

phần còn lắng và thân bộ lọc, sau đó đi vào giữa bộ lọc và ra ngoài ở phía trên qua các nối kết

Dòng lưu động hướng tâm cho phép trọng lực tách nước và các hạt rắn ra khỏi nhiên liệu, nước và

tạp chất lắng xuống đáy bộ lọc Bộ lọc nà, \y hoàn toàn không có bộ phận chuyển động Thanh do

điện tử ở đáy bộ lọc chứa hai điện cực, còn bộ lọc là điện cực thứ ba Khi mức nước tăng, sẽ làm

mất cân bằng trong hệ thống, đưa tín hiệu đến bộ cảnh báo, cho biết cần xả sạch đá y bộ lọc Sự

cảnh báo có thể là đèn, âm thanh Bạn hãy tháo vít nhỏ ở phía dưới để mỏ lỗ xả Bộ lọc có mạch

tự động, kích hoạt thiết bị cảnh báo trong 2- 4 giây

Mọi động cơ máy thủy đều phải có hai

loại bộ lọc Bộ lọc thứ hai thường được

đặt ngay phía trước bộ phưn Nếu chỉ có

một bộ lọc, bộ đó phải được lắp đặt giữa

thùng nhiên liệu và bơm cung cấp, không

được đặt sơu bơm đó, do nước trong nhiên

liệu có thể đi qua bơm cung cấp phân tán

thành các giọt nhỏ rất khó lọc

Bộ lọc sơ cấp và bộ lọc thứ cấp có chức

năng khác nhau Bộ lọc sơ cấp chỉ lọc nước

và các tạp chất nguy hiểm trong nhiên

liệu nhưng không lọc được các hạt rắn và

các giọt nước có kích thước nhỏ (eỡ ym)

Bộ lọc thứ cấp có nhiệm vụ loại bỏ các

hạt nhỏ lọt qua bộ lọc sơ cấp

Bộ lọc sơ cấp thường là kiểu bộ lắng

được thiết kế đặc biệt để tách nước ra

khỏi nhiên liệu Bộ lắng rất đơn giản, gồm

một bầu chứa và tấm lệch hướng Nhiên

liệu đi đến và đập vào tấm lệch hướng,

lưu động quanh tấm đó, đi xuống dưới tấm

lệch hướng và ra ngoài bộ lọc Các giọt

nước và hạt rắn cỡ lớn lắng xuống và bị

đẩy ra ngoài bằng lực ly tâm (Hình 3.4)

Các bộ lọc chất lượng cao còn cho nhiên

34

liệu đi qua phần tử lọc thô, cỡ 10 - 30 tưn

(Hình 3.5)

Bộ lọc sơ cấp có bầu lọc với đường xả

để nước dễ dàng thoát ra ngoài, hoặc có ống xả cong để có thể lấy mẫu kiểm tra

theo định kỳ Ngoài ra, bộ lọc còn có linh kiện cảm biến điện trở, kích hoạt bộ cảnh báo khi mực nước đạt đến giá trị xác định,

bộ phao nổi sẽ chặn dòng nhiên liệu đi

vào động cơ

Máy tàu thủy thường có hai hoặc nhiều

bộ lọc sơ cấp lắp liên tiếp nhau, cho phép

đóng hoặc thay một bộ lọc mà không cần tắt động cơ (Hình 3.6) Theo cách này,

nếu bạn gặp sự cố nhiên liệu bị nhiễm bẩn trong tình huống tắt động cơ có thể

gây nguy hiểm, bạn có thể thay bộ lọc

trong khi động cơ vẫn hoạt động Bạn có thể lắp áp kế chân không giữa các bộ lọc

sơ cấp và bơm cung cấp, khi bộ lọc bắt

đầu bị nghẹt, kim áp kế sẽ dịch chuyển

và cảnh báo cho bạn

Bộ lọc thứ cấp hoặc thiết kế với lưới lọc rất mịn để loại bỏ các hạt rắn và giọt

Fos ate s

Hình 3.6 Các bộ lọc sơ cấp có các valve cho

phép thay một bộ trong khi động cơ đang chạy

nước rất nhở Các bộ lọc này thường là

kiểu quay với phần tử lọc bằng giấy đặc

“ biệt Các giọt nước nhỏ vẫn quá lớn, không

Phần tử lọc thay được ——~

Bi điều chỉnh———— Cánh ly tâm — |

Bau (chén) loc} |

thể đi qua lưới do đó chỉ bám trên mặt

giấy lọc Khi nước tích tụ, các giọt nước lớn dần và lắng xuống đáy bộ lọc, từ đó sẽ

được xả ra theo định kỳ, lưới bộ lọc chỉ

trong khoảng 7- 10 m (Hình 3.7)

Bơm cung cấp thường có lưới mịn ở

phía cửa vào để lọc các hạt bụi lớn Nếu bạn phát hiện có sự nhiễm bẩn nghiêm trọng ở bộ lọc sơ cấp, bạn cần kiểm tra lưới lọc ở bơm cung cấp Trên các bơm kiểu màng do động cơ truyền động, bạn

có thể mở vít ở giữa nắp bơm (Hình 3.8)

để tiếp cận lưới này

Thay bộ lọc nhiên liệu thường xuyên

là ưu tiên hàng đầu trong lịch bảo trì động

cơ Nhiên liệu bị nhiễm bẩn có thể làm

hư hại các bộ lọc, bộ phun, piston, cylin- đer, thậm chí chi phí sửa chữa động cơ còn lớn hơn chi phi mua động cơ mới, do động cơ sau khi sửa chữa có thể tiêu thụ

nhiên liệu cao hơn, công suất thấp hơn và

kém an toàn hơn động cơ mới

Hình 3.7 Bộ lọc thứ cấp

Hình 3.8 Làm sạch bơm cung cấp

Dầu bôi trơn sạch

Dầu bôi trơn trong động cơ diesel làm

việc trong các điều kiện khó khăn hơn so

với động cơ xăng, phải chịu nhiệt độ cao

hơn và tải lớn hơn Điều này càng rõ rệt

đối với động cơ diesel ngày nay, thường

có trọng lượng nhẹ, tốc độ cao, không khí

nạp với áp suất cao, và thể tích dầu bôi

bôi trơn bị đen chỉ sau vài giờ vận hành

động cơ

Khi động cơ chạy với tải nhẹ hoặc không tải, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước trong động cơ Nước tác dụng với lưu huỳnh trong nhiên liệu tạo thành acid,

ăn mòn các bề mặt động cơ Vận hành với

tải nhẹ hoặc không tải còn làm tăng lượng muội than tích tụ Muội than tập trung ở cae vong gang (bac segment), valve va than

valve gây tổn thất áp suất nén và nhiều vấn đề khác

Dầu bôi trơn động cơ diesel có thành phần rất phức tạp, bảo đảm sự bôi trơn,

xử lý acid và các sản phẩm phụ độc hại

phát sinh từ quá trình cháy Sử dụng đúng

loại dầu nhớt trong động cơ diesel là rất quan trọng Nhiều loại dầu nhớt dùng tốt

cho động cơ xăng nhưng không thích hợp

với động cơ điesel Viện Dầu Mỏ Hoa Kỳ

(API) st dụng chữ C để ký hiệu lọai đầu nhớt dùng cho động cơ diesel và chữ S cho

động cơ xăng Sau chữ C hoặc chữ S là ký

tự biểu thị mức độ phức tạp của các phụ

gia trong dầu nhớt, ký tự càng cách xa chữ

A trong thứ tự alphabet chất lượng dầu

nhớt càng cao Ví dụ: CC, CD, CE dùng

cho déng co diesel, trong đó CE là tốt nhất

từ năm 1994 loại CF bắt đầu được sử dụng

với chất lượng ngày càng cao

Khi dầu bôi trơn hoạt động, các chất

phụ gia và chất tẩy rửa dần dần bị tiêu

thu, kha nang bôi trơn giảm dân Bạn cần

định kỳ thay đầu nhớt, khoảng thời gian

thay dầu thường ngắn hơn so với động cơ

xăng Mỗi khi thay dầu nhớt bạn nên lắp

bộ lọc mới (hoặc làm sạch bộ lọc đang

dùng) để giữ sạch đầu và động cơ

Nếu dầu nhớt không được thay theo

định kỳ, acid hình thành sẽ ăn mòn các

bề mặt động cơ Muội than làm xuống cấp

các chất tẩy rửa trong dầu nhớt, tạo thành

lớp đen nhão trong hộp cacte (hộp trục

khuyu) va trong bé loc nhớt Muội than sẽ

làm nghẹt các đường dẫn dầu nhớt, dầu

lưu động chậm dần, một số bộ phận trong

động cơ sẽ không được bôi trơn hoặc bôi

trơn không đẩy đủ Các nhà sản xuất ổ

trượt đã thống kê khoảng 58% hư hồng ổ

trượt là do thiếu đầu bôi trơn hoặc do dầu

Thay dầu nhớt trên tàu thuyển đôi khi

hơi khó do ống xả nhớt thường ở nơi khuất

khó với tới, không đủ chỗ để đặt can chứa

đầu nhớt cũ Bạn có thể luồn một ống vào

lỗ (lắp cây thăm nhớt), dùng bơm tay để

hút nhớt cũ ra ngoài bạn nên thay khi

đầu nhớt cũ đang nóng, do đầu nóng có độ

nhớt thấp, đễ bơm ra ngoài và dễ hút hết

đầu nhớt cũ

Khi bơm dầu nhớt ra bạn chứa dầu cũ

trong can hoặc thùng riêng, tuyệt đối không đổ xuống sông hoặc biến, vì điều

đó sẽ gây ô nhiễm môi trường

xung quanh bộ lọc cũ (Hình 3.10), sau đó

dùng thau hoặc ca nhựa hứng đầu nhớt

hoặc nhiên liệu còn rỉ Hầu hết các bộ lọc

nhiên liệu sơ cấp (lọc thô) đều có bu lông

ở giữa, bạn tháo bu-lông này để tháo bầu lọc Nếu bộ lọc có phần tử lọc có thể thay

thế, bạn nên xem xét kỹ phần tử lọc cũ để xác định nguyên nhân gây ra nhiễm bẩn Các bộ lọc đùng vít siết (cả đầu nhớt

và nhiên liệu, Hình 3.11), được tháo bằng chìa khóa (elé) chuyên dùng, bạn cần có

chìa khóa riêng cho bộ lọc nhiên liệu và

bộ lọc nhớt Nếu không có chìa khóa, bạn

quấn đai V (dây curoa) quanh bộ lọc, siết

chặt và tháo vít Nếu ren quá chặt, bạn có

thé dùng búa gõ vào đầu cây van vit (turnevis) để tháo bộ lọc

Các bộ lọc nhiên liệu thường được châm

đây dầu diesel trước khi lắp vào động cơ Điều này cho phép giảm thời gian đẩy

hết không khí ra khỏi hệ thống nhiên liệu, nhưng có nguy cơ tạp chất nhiễm vào hệ

thống phun Vì lý do đó, bạn không nên

châm nhiên liệu uào bộ lọc thứ cấp (lọc tỉnh) trước khi lắp đặt, Nói chung, quá trình loại bỏ không khí có thể được thực

hiện bằng cách vận hành bơm cung cấp bằng tay, nhưng đòi khi trên các động cơ lớn có thể dùng bơm cung cấp vận hành bằng điện Bơm này được lắp trước khi lấp đặt các bộ lọc, và được dùng để đưa

nhiên liệu qua các bộ lọc

ở để, xả hết nước và cặn (1) Tháo bulông ở giữa, giữ phần đáy để phần này không xoay trong khí

tháo bulông (2) Tháo đáy bộ lọc ra và giữ phần lắng Kiểm tra vòng làm kín ở giữa, thay vòng này

nếu cần (3) Làm sạch phần đáy và ngâm vào dầu diesel sạch (4) Làm sạch đầu bộ lắng, kiểm

tra vòng làm kín phía trên (5) Bảo đâm vòng làm kín ở giữa được đặt chính xác, đặt bộ lắng kiểu

côn lên đế (6) Bao đâm vòng làm kín phía trên được lắp chính xác, lắp lại phần đế ( 7) Lắp bulông

ở giữa, chỉnh lại chính xác, siết chặt bulông (0.85- 1.1 kgm), không siết bulông này quá chặt Siết lai vit ở để bằng tay

Nếu bộ lọc mới có vòng làm kín riêng,

cần bảo đảm vòng cũ không bị kẹt trong

hộp bộ lọc Nếu bộ lọc mới không có vòng

làm kín, bạn có thể dùng lại vòng cũ Để

tránh điều này bạn nên có các bộ vòng

làm kín dự trữ Chú ý, một số loại vòng

làm kín có tiết diện vuông, bạn cần bảo

đảm khi lắp chúng không bị vặn xoắn

Các vòng làm kín trong bộ lọc lắp bằng

vít, cần được bôi trơn nhẹ trước khi lắp

Các bộ lọc này chỉ cần lắp bằng tay sau

đó dùng chìa khóa (clé) vặn thêm khoảng

3⁄4 vòng

38

Nếu bộ lọc có đai ốc kiểu cánh, bạn cần kiểm tra sự rò rỉ xung quanh đai ốc sau khi lắp Đây còn là nơi không khí có

thể lọt vào hệ thống nhiên liệu, và là một

trong các vị trí cần xem xét đầu tiên nếu

có vấn để về vận hành nảy sinh sau khi

thay bộ lọc

Chú ý, một số bộ nạp không khí với áp suất có bộ lọc nhát riêng Bạn cần thay bộ này mỗi khi thay bộ lọc dầu nhớt động cơ Việc thay bộ lọc và đầu nhớt chỉ tốn ít thời gian với chỉ phí thấp nhưng thường

bị bê quên Bạn cần nhớ, đây là yếu tố rất quan trọng đối với động cơ

Hình 3.11 Thay phần tử lọc với phần tử lọc thay thế được (1) Làm sạch bụi bên ngoài bộ lọc

Tháo vít ở đáy, xả hết nước và cặn (2) Tháo bulông ở giữa, dùng tay giữ cho đế không xoay (3)

Tháo phần tử lọc chung với đế bằng cách kéo phần tử này xuống và xoay nhẹ để mở vòng chân (4) Tháo và loại bỗ phần tử lọc cũ Tháo và kiểm tra vòng làm kín phía dưới Thay vòng chặn (o- ring) mdi (5) Làm sạch đáy bộ lắng, sau đó ngâm bộ này vào dầu diesel sạch Làm sạch phần đầu, kiểm tra vòng làm kín phía trên và vòng chặn Thay mới nếu chúng bị hư (6) Chọn các vòng fam kín mới (7) Bảo đâm vòng làm kín phía trên và vòng chặn được lắp đúng vị trí, lắp phần tử lọc mới Xoay nhẹ phần tử lọc sau khi lắp, phần tử này phải trượt nhẹ nhàng qua vòng chặn Bảo dam vòng làm kín phía dưới được lắp đúng vị trí ð đáy, sau đó lắp lại phần đáy sao cho vành chu vi của phần đáy, phần đầu và phần tử lọc khóp với nhau Lắp và siết lại bulông giữa, không siết qua chat

Động cơ sạch dưỡng định kỳ phần bên trong động cơ Để giảm chỉ phí, bảo đầm động cơ hoạt

động ổn định và lâu đài, bạn cần tuân thủ

các qui trình bảo dưỡng, thay dau nhớt, làm sạch các bộ lọc Các biện pháp này tuy đơn giản nhưng rất hữu ích

Động cơ sạch hầu như chỉ là yếu tố

tâm lý Nếu bạn là người cẩn thận, thường

xuyên vệ sinh và giữ sạch phần ngoài của

động cơ, bạn cũng sẽ chăm sóc và bảo

lá 4

XU LY SU CO, PHAN I: MAY KHONG KHGI DONG

Can phân biệt hai tình huống xử ly

động cơ không khởi động, thứ nhất là động

cơ không quay, thứ hai là không cháy

nhiên liệu, dù động cơ quay vài vòng

PHAN I:

ĐỘNG CƠ KHÔNG QUAY

Khi động cơ hoàn toàn không quay, vấn

để hầu như luôn luôn là do hệ thống điện

Đôi khi do nước trong cylinder, do động cơ

hoặc hệ thống truyền động (hộp số) bị hư

Trước khi kiểm tra hệ thống điện, bạn

hãy thử quay động cơ bằng tay với tay

quay (nếu có), hoặc bằng cách đặt chìa

khóa (clé) kích cỡ thích hợp trên đai ốc

pulley trục khuỷu, và quay động cơ theo

chiều thuận Nếu động cơ có cần số tay,

bạn có thể gài số và quay động cơ với mỏ

lết răng trên trục chân vịt, nhưng phải quấn

gi quanh trục này để tránh hư hại trục

Nếu động cơ bị khóa chặt, có lẽ động

cơ bị hư hại nặng Nếu động cơ quay một

vài vòng và dừng lại, hoặc quay rất khó,

Solenoid Bộ khởi

động

có lẽ nước đã lọt vào các cylinder qua hệ

thống xả làm nguội bằng nước Bạn hãy

dùng que thăm để đo mực dầu nhớt bôi

trơn, nếu còn đủ dầu, hầu như chắc chắn nước đã lọt vào cylinder

Nước trong động cơ

Nước, đặc biệt là nước biển, có thể gây

hư hại nghiêm trọng các bề mặt ổ đỡ và

cylinđer, cần sửa chữa lớn cho động cơ Nếu

phát hiện có nước, bạn có thể dễ dàng loại

bỏ nước, và động cơ sẽ tiếp tục vận hành Bạn hãy đóng tiết lưu sao cho động cơ

không khởi động Nếu động cơ có tay quay

và các cần gạt nén, bạn hãy quay tay quay

vài lân Nếu không có, bạn hãy nhấp bộ

khối động vài lần hoặc dùng mỏ lết trên

đai ốc pulley trục khuỷu để quay động cơ

theo từng bước nhỏ Bạn cần thực hiện

điều này một cách từ từ, tránh làm hư hại

vòng găng (bạc, segment) và thanh truyền Sau khi động cơ quay đủ hai vòng, có

lẽ nước đã được xả hết Bạn hãy quay thêm

Lưu đồ xử lý sự cố 4.1

Động cơ không quay

lot vao cylinder hoặc các piston bị kẹt

Chú ý: trước khi nối tắt các đầu dây solenoid, bạn hãy thông giỏ buồng động cơ Thử quay động cơ bằng cách dùng chìa khóa (clé) vặn đai ốc pulley trục khuÿu Nếu động cơ không quay, có thể do nước

~— các đầu dây acquy, solenoid, nối mát acquy Nếu chúng hơi nóng, bạn cần làm sạch Bạn nên dùng đồng hồ VOM đo điện

áp 12V (Hình 4.10), kiểm tra kha năng mạch

khởi động bị hở hoặc ngắn mạch

Mạch công tắc lửa bị hư?

`;

Kiểm tra: dùng dây điện hoặc cây văn vít

tối tắt giữa acquy và các đầu dây công

tắc lửa trên cuộn solenoid, Nếu bộ khởi

động quay, mạch công tắc lửa bị sự cố

Em Thay công tắc lửa hoặc dây dẫn theo yêu cầu

Cuộn solenoid bị hư?

ÿ Kiểm tra: dùng cây vặn vít nối tắt hai

đầu dây tải trên solenoid (điều này có

thể nguy hiểm, bạn cần tuân thủ các quy

định về an toàn điện) Nếu bộ khởi động

quay, cuộn solenoid bị hư

Kap Thay cuén solenoid

Điện áp acquy chuẩn cung cấp cho mạch khởi

động?

Kiểm tra: Dùng đồng hồ VOM đo giữa

đầu dương bộ khởi động và block động cơ

khi quay động cơ bằng tay Bộ khởi động bị ngắn mạch, cần kiểm tra kỹ

Trước hết kiểm tra các chổi than xem có bị

mòn hoặc bị kẹt trong giá đỡ chổi than

không

Công tắc acquy có thể bị hở hoặc ngắt!

hai vòng nữa nhưng không khởi động máy,

Bạn hãy kiểm tra hộp cácte xem có còn

nước ở đó không Khởi động máy, và cho

máy chạy trong vài phút để làm nóng máy,

tắt máy, và thay dầu nhớt uò bộ lọc Bạn

cho máy chạy để khử hết ẩm (hơi nước)

còn lại Sau 25 giờ vận hành bình thường,

hoặc khi có dấu hiệu nước lọt vào dầu nhớt,

bạn hãy thay dầu nhớt uà bộ lọc

Bạn hãy đặt ống thoát nước trong hệ thống xả oà làm nguội (xem Chương 9)

Mạch điện bộ khởi động

Để xử lý các vấn đề về điện trước hết bạn cần hiểu mạch khởi động Bộ khởi

động đòi hỏi cường độ dòng điện cao do

đó phải có các dây điện cỡ lớn Các công

tác lửa thường được bố trí hơi xa bộ acquy

Cable ắc-quy

Hình 4.2 Sự vận hành solenoid Khi xoay công

tắc lửa đến vị trí khởi động, dòng điện nhỏ đi

qua nam châm điện của solenoid, kéo contactor

và đóng mạch điện từ acquy đến bộ khỏi động

Đaiốc Đĩa

và động cơ Để tránh dòng điện lớn nối

với công tắc lửa, trong mạch khởi động

thường bố trí công tắc vận hành từ xa,

cuộn solenoid với các dây điện nhỏ (Hình

4.1)

Cuộn solenoid gồm lõi và nam châm

điện Khi công tắc lửa đóng, sẽ nạp điện

cho nam châm, lực từ tính hút thanh lõi,

đóng hai tiếp điểm lớn, do đó đóng mạch

điện khởi động (Hình 4.2)

Một số mạch khởi động sử dụng công

tắc khởi động trung hòa, solenoid, ngăn

chặn động cơ quay khi gài số Một số mạch

có solenoid thứ hai, cấp điện cho solenoid

mòn điện hóa do dòng điện rò

Bộ khởi động quán tính và

bộ khởi động ăn khớp trước

Bộ khởi động gồm hai loại cơ bản: quán tính và ăn khớp trước Cuộn solenoid của

bộ khởi động quán tính được lắp độc lập ở nơi thích hợp Bộ này truyền động hệ

thống bánh răng để quay động cơ - bánh

răng dẫn động - được lắp khớp với rãnh

xoắn vào trục truyền động của bộ khởi động Khi cuộn solenoid có điện sẽ kích

hoạt bộ khởi động Quán tính trong bộ

bánh răng làm cho chúng quay dọc theo

rãnh xoắn và tiếp xúc với bánh răng trên

vành bánh đà động cơ diesel Khi cả hai

ăn khớp nhau, động cơ diesel bắt đầu quay

(Hình 4.3)

Đôi khi bánh răng dẫn động bị kẹt và

không ăn khớp với bánh đà, khi đó bộ

khởi động quay rất nặng nhưng không thể

khởi động máy tàu Việc gõ nhẹ lên vỏ hộp bộ khởi động trong khi bộ này đang

quay có thể tách rời bánh răng dẫn động

(Tuy nhiên, bạn không nên lạm dụng điều

này, do có thể làm hư hại các răng Chú ý: nếu bộ khởi động quay nhưng động cơ diesel không chạy, các răng có thể trượt khỏi bánh răng dẫn động hoặc các răng

trên bánh đà) Đôi khi bánh răng dẫn động

bị kẹt với bánh đà và không nhả khớp

Nếu điều này xảy ra, bạn hãy mở nắp sau

của bộ khởi động và quay đầu trục tới, lui

vài lần bằng chìa khóa (elé) để tách khỏi bánh răng dẫn động

Cuộn solenoid của bộ khởi động ăn

khớp trước luôn luôn ở trên bộ khởi động

(Hình 4.4) Khi cuộn này có điện, nam

châm điện kéo đòn bẩy, đẩy bánh răng