Chương 4 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN TÀU QUÂN SỰ

Chia sẻ: Vũ Văn Nghĩa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:15

0
93
lượt xem
37
download

Chương 4 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN TÀU QUÂN SỰ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để khởi động tin cậy động cơ, cần có các điều kiện sau: 1. Động cơ, các hệ thống và cơ cấu phục vụ động cơ ở trạng thái tốt; 2. Nhiệt độ động cơ, nhiệt độ nước và dầu đủ cao; 3. Nhiên liệu, dầu bôi trơn và nước làm mát có đủ số lượng và chất lượng; 4. Thiết bị khởi động có đủ năng lượng cần thiết (áp suất không khí trong các bình khí khởi động cần cao nhất, các ắc quy khởi động được nạp đầy); 5. Động cơ, các hệ thống và các thiết bị tiêu thụ công suất được...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 4 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN TÀU QUÂN SỰ

  1. Chương 4 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIÊDEN TÀU QUÂN SỰ 4.1. Các điều kiện cần để khởi động động cơ điêden 4.1.1. Các điều kiện khởi động tin cậy động cơ Để khởi động tin cậy động cơ, cần có các điều kiện sau: 1. Động cơ, các hệ thống và cơ cấu phục vụ động cơ ở trạng thái tốt; 2. Nhiệt độ động cơ, nhiệt độ nước và dầu đủ cao; 3. Nhiên liệu, dầu bôi trơn và nước làm mát có đủ số lượng và chất lượng; 4. Thiết bị khởi động có đủ năng lượng cần thiết (áp suất không khí trong các bình khí khởi động cần cao nhất, các ắc quy khởi động được nạp đầy); 5. Động cơ, các hệ thống và các thiết bị tiêu thụ công suất được chuẩn bị tốt để khởi động. Việc chuẩn bị tốt và cẩn thận động cơ cho khởi động là điều kiện cơ bản để khởi động tin cậy động cơ, để toàn bộ hệ động lực tàu làm việc tin cậy và không hư hỏng. 4.1.2. Những chú ý trước khi khởi động động cơ - Chỉ có động cơ ở trạng thái tốt mới được khởi động; - Các trục trặc được phát hiện khi chuẩn bị khởi động cần phải được khắc phục trước khi khởi động. Tất cả các trục trặc được phát hiện và khắc phục cần phải được ghi vào sổ nhật ký máy; - Khởi động động cơ được thực hiện từ nguồn năng lượng ngoài bằng cách quay trục khuỷu của nó đên số vòng quay đảm bảo các quá trình của chu trình công tác diễn ra bình thường: nạp đầy không khí cho các xi lanh, nén, tự bốc cháy và cháy; - Sự tăng công suất chỉ thị trong thời gian khởi động cần đảm bảo đưa động cơ vào chế độ hành trình không tải khi khởi động không tải hoặc vào chế độ tải trọng đã cho; - Giới hạn dưới của số vòng quay cần để đảm bảo khởi động tin cậy động cơ ở nhiệt độ đã cho, gọi là số vòng quay khởi động cực tiểu.
  2. Số vòng quay khởi động cực tiểu của động cơ phụ thuộc vào các kích thước xi lanh động cơ, dạng buồng cháy, nhiệt độ động cơ và dầu trước khởi động, nhiệt độ môi trường, độ mòn các chi tiết động cơ và các thiết bị nhiên liệu, lượng nhiên liệu cấp cho chu trình, góc phun sớm nhiên liệu và các pha phối khí. 4.2. Các phương pháp khởi động động cơ tàu quân sự Các động cơ tàu quân sự thường được khởi động nhờ khí nén, khởi động điện và động cơ điện chân vịt. Tất cả các động cơ chính tàu quân sự được trang bị hệ thống khởi động bằng không khí nén. Khởi động bằng động cơ điện thường trang bị cho các động cơ cao tốc công suất nhỏ (đến 300 mã lực). Khởi động động cơ bằng động cơ điện chân vịt là phương pháp dự phòng, chỉ thực hiện cho tàu ngầm. 4.2.1. Đặc điểm khởi động động cơ bằng không khí nén Không khí nén được dự trữ trong các bình khởi động chuyên dụng, áp suất cực đại của không khí trong các bình Pb phụ thuộc vào kết cấu hệ thống khởi động, bản thân động cơ, và trong khoảng 40 đến 260 kG /cm 2. Các động cơ chậm tốc và trung tốc nhờ không có hộp giảm tốc nên có áp suất khí khởi động thấp hơn ở các động cơ cao tốc vì có tiết lưu trong bộ chia khí. Trước khi khởi động động cơ cần xả cặn bẩn khỏi các bình khí khởi động bằng van xả cặn Việc cấp không khí khởi động vào xi lanh động cơ được tiến hành hoặc vào cuối hành trình nén khoảng 2 đến 80 trước điểm chết trên hoặc vào đầu hành trình sinh công 0 đến 150 sau điểm chết trên. Khi khởi động động cơ bằng không khí nén, tốc độ quay trục khuỷu nkđ (ở n(v/ph) nhiệt độ động cơ, nhiệt độ dầu và môi trường cụ thể) phụ thuộc vào áp suất 26 Pb(kG/cm2) không khí trong bình khở1 động Pb , còn thời hạn quay τ kd và sự thay đổi 0 i 12 nkđ = 1 f(τ kđ24 Pb = const phụ thuộc vào dung tích0bình khí khởi động V b. Dung tích của ) khi 0 11 bình22 càng lớn thì thời 3 khí gian có thể quay độ0 cơ bằng khí nén càng lớn. ng 0 10 2 Trên hình 4.1 và 4.2 5 ỉ ra Sự phụ thuộc của tốc 3 ộ trục khuỷu vào thời gian ch đ 20 0 khởi động và áp suất khí khởi động đối với động cơ 12ЧН18/20 theo kết quả đo 0 90 được của ЦНИДИ. 18 4 2 80 0 70 16 6 60 4 0 τ (s) 50 τ (s) 14 4 8 12 16 20 24 28 32 40 4 8 12 16 20 24 28 32 Hình 4.1. Sự phụ thuộc của tốc Hình 4.2. Sự phụ thuộc của áp độ trục khuỷu vào thời gian suất khí trong bình vào thời gian khởi động động cơ 12ЧН18/20 quay động cơ 12ЧН18/20
  3. Các đường cong trên đồ thị hình 4.1 được giải thích như sau: đường 1 và đường 2 1à khi Pb = 120 kG/cm2, Vb = 410 lít và khi Pb = 120 kG/cm2, Vb = 40 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +500C; đường 3 và đường 4 1à khi Pb = 120 kG/cm2, Vb = 410 lít và khi Pb = 120 kG/cm2, Vb = 40 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +50C; đường 5 và đường 6 1à khi Pb = 80 kG/cm2, Vb = 234 lít và khi Pb = 80 kG/cm2, Vb = 40 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +50C. Dung tích bình càng lớn, độ giảm áp suất khí trong bình sau một lần khởi động càng nhỏ (hình 4.2), số lần có thể khởi động càng lớn. Tiêu hao khí sau một lần khởi động tăng khi giảm nhiệt độ động cơ, dầu và không khí xung quanh, khi tăng cản áp trên đường thải, tăng độ mòn xi lanh, xéc măng, các van và khi sai lệch bộ chia khí. Tiêu hao khí nén lớn nhất sẽ là lần khởi động thứ nhất động cơ nguội, bởi vì khi đó thời gian quay máy bị tăng đột ngột. n(v/ph) Các đường cong trên đồ thị1000 4.2 được giải thích như sau: đường 1 là khi hình 900 Vb = 410 lít, đường 2 là khi Vb = 234 lít, đường 3 là khi Vb = 40 lít, đường 4 là khi 800 Vb = 410 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +50C; đường 4 là thay đổi3áp suất khí khởi 700 2 động lần đầu khi Vb = 410 lít. 600 1 500 Các tốc ký khởi động động cơ ở các nhiệt độ khác nhau được giới thiệu trên 400 n3 0 300 quay độn cơ τ kđ bằng không khí hình 4.3. Khi nhiệt độ +50 C, thời gian n ng 200 1 2 nén ở lần khởi động đầu tiên là 0,1006 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 giây, khi +300C thì Hình 4.3. Các tố c ký khở i độ ng τ kđ = 2 giây, động cơ 12?? 18/20 khi còn khi +150C thì τ kđ = 20 giây. P = 120 kG/cm2, V = 40 lít b b 1- Khi t = +500C; 2- Khi t = +300C; 3- Khi t = +150C
  4. Khởi động lần đầu động cơ nguội cần phải sửe dụng các bình khí với áp suất cực đại vào hệ thống khởi động. Trong các lần khởi động tiếp theo tuỳ mức độ tăng nhiệt độ động cơ và dầu mà tiêu hao không khí nén cho khởi động được giảm. Áp suất cực tiểu của không khí nén Pmin còn có thể khởi động động cơ khi máy nóng +50 đến +600C là Pmin = 12 - 15 kG/cm2 cho các động cơ chậm tốc và trung tốc (37? , 40? , 9?), còn cho các động cơ cao tốc (M-50, M-503, 3?6) là 50 - 70 kG/cm2). Sau khi khởi động động cơ, áp suất khí trong các bình khởi động cần được nạp thêm đến cực đại. Tiêu hao khí khởi động được xác định theo công thức: Qkđ = (4.1a) Trong đó: Vb - Dung tích bình khí, lít; Pb1, Pb2 - Áp suất khí trong bình trước và sau khởi động (kG/cm2); P0 - Áp suất khí quyển (kG/cm2); m - Số lần khởi động. 4.2.2. Đặc điểm khởi động động cơ bằng động cơ điện khởi động Khi khởi động động cơ bằng động cơ điện, tốc độ quay trục khuỷu n kđ , ở nhiệt độ động cơ, dầu và không khí xung quanh đã cho, phụ thuộc vào điện áp trên các cực ắc quy Ub và cường độ dòng điện trong cuộn dây phần ứng của của động cơ điện khởi động Ia . nkđ = (4.1b) Trong đó:
  5. Ub = Eb0 - - Điện áp trên các cực của ắc quy, khi khởi động sự thay đổi Ub phụ thuộc vào cường độ dòng điện phóng Ia, điện trở trong ắc quy Rb và số đôi cực p; Rđcđ - Điện trở của động cơ điện khởi động; Rdn - Điện trở của dây nối; nđcđ - Số vòng quay của trục động cơ điện khởi động; i - Tỷ số truyền; C - Hằng số của động cơ điện khởi động; Φ - Từ thông. Cường độ dòng điện trong phần ứng của động cơ điện khởi động Ia khi khởi động phụ thuộc vào nhiệt độ động cơ và dầu bôi trơn. Biến thiên cường độ Ia và số vòng quay n (v/ph) của trục khuỷu phụ thuộc vào thời gian τ khi khởi động động cơ bằng động cơ điện, được chỉ ra trên hình 4.4; còn biến thiên điện áp trên các cực ắc quy Ub phụ thuộc vào thời gian khởi động trên hình 4.5. Trên đồ thị hình 4.4 các đường số 1 là khi nhiệt độ t = 100C, còn các đường 2 là khi t = 400C. Tương tự, trên đồ thị hình 4.5 các đường 1, 2, 3 lần lượt là các đường khi nhiệt độ giảm từ cao đến thấp. Các đồ thị chỉ ra rằng, nhiệt độ động cơ càng thấp, cường độ Ia càng lớn, vì vậy lầnI khởi động thứ nhất động cơ nguội cần phải dùng các ắc quy đấu song a 1400 ố ắc quy đấu song song càng lớn thì sụt thế càng nhỏ, thời gian quay động song. S 1300 cơ và số lần khởi động càng lớn. Ub 1200 n (V) 1100 (v/ph) 24V 3 1000 I 2 900 900 25 1 1 800 2 800 700 700 20 600 2 600 500 n 1 500 15 400 400 300 300 10 200 200 100 τ (s) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 100 1,2 5 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Hình 4.4. Sự phụ thuộc của Ia và 1,2 1,4 1,6 τ (s) Hình 4.5. Sự phụ thuộc của nkđ vào thời gian khi khởi động điện áp vào thời gian khi khởi động động cơ bằng động cơ
  6. Trước khi khởi động động cơ, sấy nóng động cơ đến +30 đến +400C, thời gian quay trục khuỷu τ kđ bằng khí nén và bằng động cơ điện là 0, 6 đến 5 giây, nghĩa là động cơ khởi động được từ những vòng quay đầu tiên. Khi nhiệt độ động cơ +80C và dầu +200C, τ kđ vào khoảng 25 đến 30 giây. Khi khởi động động cơ nguội bằng khí nén, thời gian quay không được quá 35 giây, còn khi khởi động bằng động cơ điện là 30 giây. Nếu trong khoảng thời gian nói trên động cơ không nổ được thì phải ngừng khởi động và nạp đầy khí cho các bình, cho ắc quy “nghỉ”, kiểm tra việc cung cấp nhiên liệu, trạng thái tốt của động cơ và các hệ thống cho khởi động, và khởi động lại. 4.3. Các đặc điểm, diễn biến quá trình công tác động cơ khi khởi động 4.3.1. Các đặc điểm của chế độ khởi động động cơ Chế độ khởi động của động cơ là chế độ làm việc không ổn định. Các đặc điểm của chế độ khởi động là: - Thời gian khởi động ngắn (τ kđ = 1 ÷ 35s); - Trục khuỷu động cơ quay nhờ thiết bị khởi động với số vòng quay nhỏ nkđ (không lớn hơn 0,2nđm); - Nhiệt độ vách xi lanh, nắp máy và pit tông thấp. Thậm chí khi sấy nóng sơ bộ động cơ đến +400C, nhiệt độ vách buồng cháy vẫn nhỏ hơn khi làm việc 3 ÷ 6 lần; - Nhiệt độ dầu và nước ở đầu vào và đầu ra của động cơ thấp hơn ở động cơ làm việc; - Khi khởi động động cơ không tải, vòng quay trục khuỷu bị thay đổi đột ngột từ nkđ đến trị số 1,3 ÷ 1, 5 lần vượt quá vòng quay không tải.
  7. Tất cả điều này dẫn đến những thay đổi lớn trong diễn biến các quá trình trong chu trình công tác, trong sự làm việc của thiết bị nhiên liệu, các máy tăng áp, các chế độ bôi trơn và làm mát động cơ. 4.3.2 Diễn biến quá trình công tác khi khởi động động cơ 1. Quá trình nạp a. Đối với động cơ điêden bốn kỳ: Do vòng quay trục khuỷu thấp nên sự nạp đầy không khí mới cho xi lanh của các động cơ bốn kỳ tăng áp xảy ra cũng giống như ở các động cơ không tăng áp, chỉ do hành trình hút của pít tông. b. Đối với động cơ hai kỳ: Quá trình quét và nạp đầy khi khởi động động cơ hai kỳ tiến hành với áp suất Pk hơi lớn hơn áp suất khí quyển, nhưng nhỏ hơn khi động cơ làm việc ở số vòng quay ổn định cực tiểu. Khi nâng cao cản áp trên đường thải và độ giảm áp trên đường nạp, quá trình nạp và thải sạch các xi lanh bị xấu đi và do đó khó khởi động. 2. Quá trình nén Để đảm bảo khởi động tin cậy động cơ, cuối hành trình nén trong xi lanh cần phải tạo được áp suất PC và nhiệt độ TC đủ để tạo hỗn hợp, tự cháy(K) cháy mạnh Tc và hỗn hợp công tác. 2 700 Pc Tc 1 Áp suất PC = Pa.ε n1 và nhiệt độ TC = Ta. ε n1-1 phụ thuộc vào các thông số ban 600 đầu của quá trình nén pít tông và nhiệt độ cuối quá trình nạp T2, tỷ số nén ε và chỉ Pc a 500 số nén đa biến trung bình n1. 30 1 Do số vòng quay trục khuỷu ở chế độ khởi động 2 400 20 n1 nhỏ nên làm xấu quá trình nén, cụ thể: n 1 1 - Lọt nhiều khí nạp từ xy lanh qua các van nạp 10 1,3 ∆GB(% 5 đầu quá trình nén; Qua các khe hở giữa các xéc ∆ 1,3 măng, giữa pit tông và sơ mi xy lanh trong toàn bộ 0 hành trình nén. Góc đóng muộn của các van nạp 30 C 1,2 m 20 0 0,5 1 1,5 2(m/s) càng lớn và số vòng quay trục khuỷu càng nhỏ thì 2,5 các tổn thất không khí nạp càng lớn, áp suất PC và 4.6. Sự phụ thuộc Hình của các thông số ở quá nhiệt độ TC cuối quá trình nén càng thấp. trình nén vào Cm (đối với động cơ M -50)
  8. - Các tổn thất nhiệt lớn từ khí nạp bị nén truyền vào vách xy lanh. Các tổn thất này càng lớn khi nhiệt độ vách xy lanh càng thấp, thời gian trao đổi nhiệt càng lớn, nghĩa là tốc độ trung bình của pit tông càng nhỏ: ( Cm = ), đồng thời, tương quan bề mặt làm mát xy lanh Flm với thể tích công tác của xi lanh Vh càng lớn. Sự phụ thuộc của PC , TC và n1 vào tốc độ trung bình pit tông khi quay động cơ M -50 được chỉ ra trên hình 4.6. Khi tăng tiếp tục tốc độ trung bình của pit tông, áp suất PC và nhiệt độ TC cuối quá trình nén tăng chậm còn công suất của cơ cấu khởi động tăng nhanh. 3. Quá trình tạo hỗn hợp và cháy Khởi động động cơ nguội được tiến hành khi điều khiển cung cấp nhiên liệu bằng tay. Khi đó, lượng nhiên liệu cấp cho chu trình gần bằng định mức (khoảng 50 ÷ 60%). Khởi động động cơ đã được sấy nóng sơ bộ có thể được tiến hành với vị trí tự động khởi động ở bàn điều khiển và cung cấp nhiên liệu cho chu trình khoảng 30 ÷ 40% định mức . Khi khởi động, vòng quay của trục khuỷu thấp, sự lọt nhiên liệu qua các khe hở của cặp pit tông - xy lanh bơm cao áp tăng lên, áp suất phun bị giảm và tăng độ không đồng đều cung cấp nhiên liệu cho các xy lanh động cơ tới 70% và lớn hơn. Điều đó dẫn đến làm xấu chất lượng phun nhiên liệu và tạo hỗn hợp, thời gian giữ chậm sự tự cháy tăng lên, đặc biệt khi khởi động động cơ ở trạng thái nguội, sự tự bốc cháy và sự cháy nhiên liệu bị xấu đi. Sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu tăng lên gây ra tạo cáu than và keo cốc mạnh trên các chi tiết và làm bẩn dầu, xuất hiện hiện tượng bỏ lửa, trục khuỷu quay không đều, còn áp suất cháy cực đại trong các xi lanh riêng biệt tăng lên tới 1, 5 lần vượt quá PZ ở chế độ định mức. Tất cả những điều trên dẫn đến phá hỏng chế độ bôi trơn và làm mát, làm quá tải lớn các chi tiết riêng biệt và tăng mài mòn các xi lanh, pít tông, xéc măng và các ổ, đặc biệt khi khởi động động cơ nguội. Sự mài mòn xi lanh sau một lần khởi động động cơ nguội gần bằng độ mòn sau 7 đến 10 giờ làm việc của động cơ ở chế độ định mức.
  9. 4.4. Các yếu tố xác định các tính chất khởi động của động cơ Bình thường thì các động cơ tàu thuỷ cần được khởi động tin cậy từ trạng thái nguội, nghĩa là khi nhiệt độ nước, dầu và nhiên liệu trong động cơ bằng nhiệt độ môi trường xung quanh, nhưng không thấp hơn +80C . Các tính chất khởi động của động cơ tàu quân sự đặc trưng cho sự chuẩn bị nó vào hoạt động và được đánh giá bằng: - Thời gian chuẩn bị động cơ và các hệ thống vào khởi động; - Độ tin cậy khởi động ở các nhiệt độ và các điều kiện kỹ thuật đã nêu trong thuyết minh động cơ; - Thời gian của chế độ khởi động; - Tiêu hao năng lượng cho một lần khởi động động cơ. 4.4.1. ảnh hưởng của nhiệt độ động cơ, nước, dầu và không khí nạp Thời gian để chuẩn bị động cơ vào khởi động phụ thuộc vào kết cấu động cơ và các hệ thống của nó, vào nhiệt độ bản thân động cơ, nước vàτ dầu trước lúc (s) Mkủ i khởi động, vào nhiệt độ môi trường xung quanh. 0,02 (kGm) τi Khi nhiệt độ dầu và nhiệt độ động cơ ở +200C và lớn hơn, thì 5 ời gian chuẩn th 500 0,02 bị động cơ vào khởi động được hạn chế bằng th400gian sục dầu cho nó, thời gian ời 0 khởi động trực tiếp không quá 15 - 20 giây. 300 3 0,01 200 5 Pkủ Mkủ Khi giảm nhiệt độ thì thời gian mất cho việc sấy nóng động c0,01 ước và dầu ơ, n 2 100 2 1 (kG/cm 0 0 ) trước khởi động, sục dầu cho động cơ cũng như lượng tiêu hao khí cho khởi động Pkủ 0,00 tăng lên, thời gian khởi động trực tiếp đạt 30 - 35 giây. 10 5 3 sấ0 nóng dầu. Chuẩn bị cho động cơ khởi động được xác định b0 ng thời gian y ằ - Khi chuẩn bị thông thường, dầu được sấy nóng đến +40 0C. Thời gian tiêu 1 2 tốn cho sấy nóng dầu đến +400C phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của dầu, dung 50 8 40 7 tích thùng dầu tuần hoàn, bề mặt và công suất bộ sấy dầu, tốc độ hoàn dầu, kết 30 6 cấu động cơ... Thời gian sấy nóng dầu từ +5 C ÷ 40 C vào khoảng 20 đến 60 0 20 0 10 20 30 40 50 t (0C) phút. Hình 4.7 Sự phụ thuộc của độ - Khi chuẩn bị khẩn cấp, việc khởi động động cơ nguội chỉ được phép khi nhớt dầu, mô men cản sấy nóng dầu đến +20 C, bởi vì nhiệt độ dầu giảm thì ờộ nhớt của nó tăng. 0 và thđ i gian cháy trễ vào nhiệt độ động cơ. Tăng độ nhớt dầu làm dầu khó chuyển động vào các khe hở giữa các bề mặt làm việc và gây ra 1- Khi n = 50 v/ph; 2- Khi n = 200 v/ph; 3- Khi n =
  10. sự tăng đột ngột áp suất trong các ống đẩy và ống hút, điều này có thể dẫn đến hỏng các ống dẫn, các bầu lọc và két làm mát. Khi giảm nhiệt độ động cơ, điều kiện khởi động của nó bị xấu đi. Áp suất và nhiệt độ cuối quá trình nén bị giảm, thời gian giữ chậm sự tự cháy tăng lên, điều kiện tự cháy và sự cháy nhiên liệu bị xấu đi, sức cản quay trục khuỷu tăng lên, thời gian khởi động và tiêu hao khí khởi động tăng lên. Việc sấy nóng động cơ, nước và dầu trước khởi động làm tốt hơn các tính chất khởi động của nó. Sự phụ thuộc của thời gian khởi động động cơ vào nhiệt độ như trên hình 4.3. Sự phụ thuộc của độ nhớt dầu υ, mô men cản quay trục MC và thời gian giữ chậm sự tự cháy của nhiên liệu τ i vào nhiệt độ được chỉ ra trên hình 4.7. Theo các kết quả thí nghiệm, khi giảm nhiệt độ không khí trên đường nạp vào động cơ 100C với cùng vận tốc quay trục, sẽ gây giảm nhiệt độ bắt đầu nén khoảng 7,5 ÷ 8,50C, còn nhiệt độ cuối kỳ nén giảm khoảng 90C, điều đó làm xấu chất lượng khởi động. n 4.4.2. ảnh hưởng của các kích thước xi lanh, hình dạngkbuồng cháy và tỷ số nén ủmin (v/ph) Để đảm bảo khởi động tin cậy các động cơ tàu thuỷ khi nhiệt độ cao hơn 600 +200C, tốc độ trung bình pit tông cần đạt Cm ≈ 0,5 - 0,8 m/s, còn khi nhiệt độ từ 500 +20 - 80 C thì Cm ≈ 0,8 - 1,8 m/s. Khi biết tốc độ trung bình pittông, dễ dàng xác 0 định số vòng quay cực tiểu quay trục các động cơ với 400 kích thước khác nhau của các xi lanh: 300 3 2 nkđmin = (v/ph) 200 1 S S - Hành trình pittông (m); 100 (dm) 1 2 3 4 5 Cm- Tốc độ trung bình của pittông (m/s). Hình 4.8. Sự phụ của nkđmin vào S
  11. Sự phụ thuộc của nkđmin vào hành trình S của pít tông được giới thiệu trên hình 4.8. Đường kính xy lanh càng lớn, cần thiết phải quay trục khuỷu khi khởi động động cơ với số vòng quay càng nhỏ. Điều này được giải thích là khi tăng đường kính xy lanh thì giảm được bề mặt toả nhiệt tương đối f : f = và do vậy giảm được cả sự dẫn nhiệt từ khí nén cho nước làm mát. Áp suất P C và nhiệt độ TC cuối quá trình nén được nâng lên (hình 4.6). Các động cơ với buồng cháy phân cách có trị số f lớn nhất (hình 4.9), ở đây các giá trị tại các điểm 1, 2, 3, và 4 lần lượt là của các động cơ?H 30/38,?H 18/20,? H 15/18, và?H 10,5/13. Để khởi động chúng, cần quay trục khuỷu với số vòng quay lớn mặc dù chúng có tỷ số nén lớn ε = 17 ÷ 18. Khi cùng đường kính xi lanh, việc tăng tỷ số nén sẽ làm tốt hơn các tính chất khởi động của động cơ, bởi vì áp suất PC và nhiệt độ TC được tăng lên. Các tính chất khởi động của động cơ bị xấu đi0=F/V0 f 60 theo mức độ tăng độ mòn của các xéc măng, pit tông, ống 50 4 3 lót xy lanh, các van nạp thải và thiết bị nhiên liệu. 40 2 30 1 Độ mòn của các chi tiết nhóm xy lanh -pit tông dẫn D 20 đến tăng rò lọt khí nạp ở hành trình nén, giảm tỷ số nén, 10 (cm) áp suất PC và nhiệt độ TC cuối quá trình nén. 0 10 20 30 40 50 Hình 4.9. Sự phụ Độ mòn của thiết bị nhiên liệu gây giảm chất lượng ộc vào đường thu phun sương nhiên liệu. kính xy lanh của tỷ số giữa bề mặt trong Tất cả những điều thống kê ở trên dẫn đến tăng thời gian khởthể ng, cần phải xy lanh và i độ tích quay trục khuỷu với số vòng quay lớn và dẫn đến tăng tiêu hao khí nén cho khởi động. 4.4.3. ảnh hưởng của số lượng và chất lương nhiên liệu được phun vào xy lanh Như đã được chỉ ra ở trên là khởi động động cơ nguội được thực hiện khi tăng lượng nhiên liệu chu trình gần đến định mức. Khi tăng lượng nhiên liệu cho
  12. chu trình thì áp suất phun được nâng cao, sự tạo hỗn hợp và bốc lửa được hoàn thiện và khi cháy sản ra lượng nhiệt lớn làm quay trục khuỷu nhanh hơn và chuyển nhanh động cơ vào làm việc. Khởi động động cơ nguội khi tăng lượng nhiên liệu chu trình được thực hiện dùng tay điều khiển các bơm nhiên liệu và yêu cầu sự thuần thục nhất định. Nếu không có kinh nghiệm thì khởi động động cơ nguội không tải có thể dẫn đến sự vượt tốc vòng quay nguy hiểm. Các động cơ điêden tàu quân sự được sử dụng với nhiên liệu động cơ có hàm lượng lưu huỳnh không lớn hơn 0,2%. Số xê -tan, thành phần chưng cất và độ nhớt của nhiên liệu đều có ảnh hưởng đến các tính chất khởi động của động cơ. Khi giảm số xê -tan, tăng trọng lượng các thành phần chưng cất và tăng độ nhớt nhiên liệu sẽ làm xấu đi các tính chất khởi động của động cơ. Giảm số xê -tan làm tăng thời gian giữ chậm sự tự cháy. Tăng trọng lượng thành phần chưng cất làm xấu tính bốc hơi nhiên liệu, tăng độ nhớt làm xấu chất lượng phun sương. 4.4.4. ảnh hưởng của góc phun sớm nhiên liệu. Mỗi kiểu động cơ có một giá trị góc phun sớm nhiên liệu tối ưu, với nó, sự khởi động động cơ được thực hiện ở số vòng quay trục khuỷu nhỏ nhất và thời gian khởi động τ kđ ngắn nhất. Sự phụ thuộc vào góc phun sớm nhiên liệu của thời τ kủ (s) gian khởi động τ kđ chỉ ra trên hình 4.10. 60 Khi góc phun sớm nhiên liệu lớn, áp suất và nhiệt 50 độ 40 không khí trong xy lanh động cơ thấp thì việc hình thành 30 hỗn hợp xấu đi và sự tự bốc cháy hỗn hợp càng khó khăn.20 10 ϕ s(0) Thời gian giữ chậm tự cháy tăng tới mức phần lớn nhiên 10 20 30 40 0 liệu bám trên vách buồng cháy không kịp bốc hơi. Phần 4.10 Sự ảnh Hình hưởng của thời gian nhiên liệu này khi được bốc hơi, bốc cháy và cháy sau khởi động vào góc điểm chết trên (ĐCT), do vậy không tạo đủ năng lượng sớm phun tăng tốc trục khuỷu. Khi góc phun sớm nhỏ gần ĐCT, 115 kG/cm ; Pb 2 nhiên Vb=410 lít; t =  liệu được phun vào với suất và nhiệt độ cao, nhưng quá trình cháy bị chuyển vào đường giãn nở và sự tăng tốc động cơ xảy ra chậm. Nếu góc phun sớm nhiên liệu
  13. quá lớn hoặc quá nhỏ thì sự bốc cháy nhiên liệu trong xy lanh động cơ có thể không xảy ra. 4.5. Các phương pháp làm dễ dàng khởi động động cơ ở trạng thái nguội Các phương pháp cơ bản làm dễ dàng khởi động động cơ nguội được sử dụng trên tàu quân sự là: 1. Sấy nóng động cơ bằng nước làm mát từ động cơ phụ đang làm việc hoặc từ nồi hơi phụ. 2. Sấy nóng dầu trong hệ thống tuần hoàn bằng bộ sấy điện hay sấy hơi và bơm sục dầu nóng qua động cơ cho tới khi nhiệt độ dầu ra khỏi động cơ là 30 ÷ 400C và nhiệt độ ra khỏi bình làm mát khoảng +30 0C. Toàn bộ dầu được sấy nóng không nên chuyển vào động cơ qua bầu làm mát vì có thể đưa đến việc tạo chêm dầu nguội trong bầu làm mát và dẫn đến quá nóng sau khi khởi động động cơ. Cũng có những phương pháp khác để làm dễ đàng việc khởi động động cơ như: sấy nóng không khí trên đường nạp, sấy nhiên liệu trong vòi phun,… nhưng không được sử dụng rộng rãi do hiệu quả thấp và phức tạp, độ tin cậy khai thác kém. 4.6. Các đặc điểm chuẩn bị khẩn cấp động cơ vào khởi động Nguyẽn tắc khi nhiệt độ thấp hơn 15 ÷ 200C thì xảy ra hiện tượng tăng đột ngột độ nhớt của dầu, vì vậy để rút ngắn thời gian sấy nóng động cơ cần phải sấy nóng thêm cho dầu trước khi khởi động động cơ. Sấy nóng dầu đến nhiệt độ 15 ÷ 200C không cho được hiệu quả cần thiết, bởi vì khi đi từ két tuấn hoàn vào động cơ, dầu được tiếp xúc với các bề mặt nguội và nhiệt độ dầu bị giảm nhiều. Để nhiệt độ dầu khi ra khỏi động cơ nằm trong giới hạn 18 ÷ 200C, cần phải sấy nóng trước cho dầu trong thùng chứa đến nhiệt độ 40 ÷ 450C. Đối với các động cơ chậm tốc thường có khối lượng kim loại lớn và lượng dầu tuần hoàn cũng lớn thì thời gian sấy nóng yêu cầu phải dài hơn so với các động cơ cao tốc nhẹ. Việc khởi động khẩn cấp động cơ được thực hiện theo lệnh của chỉ huy tàu và dưới sự điều khiển trực tiếp của trưởng ngành cơ điện. Chuẩn bị khẩn cấp bao gồm thực hiện tất cả các nguyên công của sự chuẩn bị thông thường nhưng trong khoảng thời gian ngắn hơn. Khác với sự chuẩn bị
  14. thông thường, khi chuẩn bị khởi động động cơ khẩn cấp, động cơ nguội chỉ được sấy nóng đến +200C. Khởi động động cơ được tiến hành trực tiếp dùng tay điều khiển cung cấp nhiên liệu. 4.7. Các đặc điểm chuẩn bị động cơ vào khởi động sau thời gian dài không làm việc Việc chuẩn bị khởi dộng động cơ sau thời gian dài không làm việc và sau khi sửa chữa bao gồm: 1. Thực hiện các nguyên công như chuẩn bị thông thường; 2. Kiểm tra và thử bằng áp lực tất cả các hệ thống (nhiên liệu, dầu bôi trơn, nước làm mát, khởi động, cơ cấu phân phối khí); 3. Thông các van khởi động bằng khí nén; 4. Kiểm tra vị trí ngừng cấp nhiên liệu; 5. Quan sát và kiểm tra cẩn thận sự vận chuyển dầu đến tất cả các bề mặt làm việc; 6. Các nguyên công khác, phụ thuộc vào kết cấu của động cơ và các hệ thống phục vụ, được nhà máy chế tạo nêu trong hướng dẫn khai thác. Việc khởi động động cơ mặc dù chiếm thời gian ngắn song có ý nghĩa cực kỳ quan trọng cho sẵn sàng chiến đấu của tàu chiến. Vì vậy việc nghiên cứu hoàn thiện các tính chất khởi động của động cơ là hết sức cần thiết, tậ p trung vào: - Giảm tiêu hao khí khởi động bằng cách chỉ đưa khí khởi động vào một số xy lanh của động cơ nhiều xy lanh; - Chế tạo các thiết bị sấy nóng động cơ và dầu; - Xác định nhiệt độ sấy nóng tối ưu cho động cơ, nước và dầu trước khi khởi động; - Chế tạo các thiết bị tự động khởi động và bảo vệ, tránh vượt tốc…

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản