Chương I: Đặc tính công tác của diesel tàu thủy

Chia sẻ: Hoang Nam Nam | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

193
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chế độ làm việc của động cơ: được đặc trưng bằng sự tổng hợp các chỉ tiêu, thông số kỹ thuật trong các điều kiện cụ thể lúc khai thác. Thông thường thông số nào được chọn làm thông số cơ bản thì tên gọi và giá trị của nó sẽ xác định tên gọi của chế độ làm việc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương I: Đặc tính công tác của diesel tàu thủy

Chương I: Đặc tính công tác của diesel tàu thủy Sự phối hợp công tác với chân vịt 1
Chương I: Đặc tính công tác của diesel tàu thủy Sự phối hợp công tác với chân vịt @ 1.1. Khái niệm về chế độ làm việc và đặc tính của ®éng 1.1. Kh¸i ¬ c niÖm chung: ChÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬: ®îc ®Æc trng b»ng sù tæng hîp c¸c chØ tiªu, th«ng sè kü thuËt trong c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ lóc khai th¸c. Th«ng thêng th«ng sè nµo ®îc chän lµm th«ng sè c¬ b¶n th× tªn gäi vµ gi¸ trÞ cña nã sÏ x¸c ®Þnh tªn gäi cña chÕ ®é lµm viÖc. VÝ dô: ChÕ ®é tèc ®é ®Æc trng cho sù lµm viÖc cña ®éng c¬ víi gi¸ trÞ sè vßng quay cho tríc. ChÕ ®é phô t¶i ®Æc trng cho sù lµm viÖc cña ®éng c¬ víi gi¸ trÞ phô t¶i (Pe hoÆc Me) cho tríc. Khi gi¸ trÞ vßng quay hoÆc phô t¶i ®îc x¸c ®Þnh cô thÓ th× sÏ cã tªn gäi chÝnh x¸c ch¼ng h¹n nh: Khi Pe = 0 gäi lµ ®é lµm viÖc kh«ng t¶i, Khi n = nmin gäi lµ chÕ ®é lµm viÖc víi vßng quay tèi thiÓu æn ®Þnh. Ngoµi ra víi ®éng c¬ tµu thñy cßn cã mét sè chÕ ®é khai th¸c ®Æc biÖt trong trêng hîp sù cè. 2
.1.2. §Æc tÝnh cña ®éng c¬ diesel tµu thñy: Sù chuyÓn chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®· ®îc x¸c ®Þnh ta thu ®îc sù thay ®æi cã tÝnh quy luËt cña c¸c th«ng sè ®éng c¬ phô thuéc vµo th«ng sè chÝnh mµ cã thÓ biÓu diÔn b»ng b¶ng sè, ®å thÞ hoÆc hµm sè gäi lµ ®Æc tÝnh ®éng c¬. §Æc tÝnh ®éng c¬ dïng ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh kinh tÕ, kü thuËt, an toµn tin cËy trong qu¸ tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬. Ph©n lo¹i: §Æc tÝnh ®éng c¬ diesel tµu thñy ®îc chia lµm 3 lo¹i chÝnh sau: 1) §Æc tÝnh c«ng suÊt (cßn gäi lµ ®Æc tÝnh tèc ®é): BiÓu thÞ sù tËp hîp nh÷ng chÕ ®é tèc ®é mµ th«ng sè chÝnh lµ vßng quay ®éng c¬. 2) §Æc tÝnh phô t¶i: BiÓu thÞ sù tËp hîp nh÷ng chÕ ®é phô t¶i víi th«ng sè chÝnh lµ phô t¶i ®éng c¬. 3) §Æc tÝnh tæng hîp: BiÓu thÞ sù tËp hîp tæng hîp c¸c chÕ ®é (tèc ®é vµ phô t¶i) víi tèc ®é quay cña ®éng c¬. §Æc tÝnh tèc ®é cßn ®îc chia thµnh: §Æc tÝnh ngoµi, ®Æc tÝnh ch©n vÞt vµ ®Æc tÝnh giíi h¹n. @ 1.2. §Æc tÝnh vµ c¸c chØ tiªu c«ng t¸c cña diesel tµu thñy. 1.2.1. §Æc tÝnh c«ng suÊt: §Æc tÝnh biÓu thÞ sù thay ®æi c¸c th«ng sè c«ng t¸c cña ®éng c¬ theo hµm tèc ®é quay hoÆc tèc ®é tµu gäi lµ ®Æc tÝnh c«ng suÊt hay cßn gäi lµ ®Æc tÝnh tèc ®é. Hµm biÓu diÔn: Ne = f(n) Ne = f(v) Trong ®ã: Ne lµ c«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬, n lµ tèc ®é ®éng c¬, v lµ tèc ®é tµu. §Æc tÝnh c«ng suÊt chia thµnh: §Æc tÝnh ngoµi vµ ®Æc tÝnh ch©n vÞt. 1. §Æc tÝnh ngoµi. §êng ®Æc tÝnh biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a c¸c chØ tiªu c«ng t¸c cña ®éng c¬ víi sè vßng quay cña nã khi lîng cung cÊp nhiªn liÖu cho mçi chu tr×nh lµ kh«ng thay ®æi (dw = const) gäi lµ ®Æc tÝnh ngoµi. Hµm biÓu diÔn: Ne = f(n) Me = f(n), víi dw = const 3
X©y dùng ®Æc tÝnh ngoµi: Gi¶ ®Þnh: Lưîng nhiªn liÖu phun vµo ®éng c¬ trong mçi chu tr×nh kh«ng ®æi (dw=const) vµ hiÖu suÊt chung cña ®éng c¬ kh«ng ®æi trong ph¹m vi toµn bé chÕ ®é tèc ®é quay (ηo = const) ta cã: G.QH .η o Ne = 632,3 [ml] (1) Trong ®ã: QH : NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu sö dông [Kcal/ kg] G : Lîng nhiªn liÖu tiªu thô trong mét giê G = 60.n.z.dw [kg/h] n: tèc ®é quay ®éng c¬ [v/phót] z: HÖ sè k×, ®éng c¬ 2 k× z = 1, ®éng c¬ 4 k× z = 1/2 Thay vµo (1) ta cã: 60.z.QH .η o Ne = .n.dw 632,3 (2) Víi mét ®éng c¬ cô thÓ: z, QH kh«ng ®æi, víi gi¶ thiÕt ηo = const, C1 = 60.z.QH. η o / 632,3 = const Ta cã thÓ ®Æt: Khi ®ã: Ne = C1.n.dw (2’) Tõ (2’) ta thÊy: Khi duy tr× lưîng cung cÊp nhiªn liÖu cho mçi chu tr×nh kh«ng thay ®æi (dw = const) th× c«ng suÊt ph¸t ra cña ®éng c¬ tû lÖ bËc nhÊt víi tèc ®é quay cña nã. 4
§å thÞ ®Æc tÝnh ngoµi Lµ ®êng th¼ng bËc nhÊt cã d¹ng nh h×nh vÏ sau. Ne dw2= const Ne2 A2 dw1= const A1 Ne1 δi 0 n1 n H×nh 1.5. BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a c«ng suÊt víi vßng quay khi dw=const. 0A1: §Æc tÝnh ngoµi khi dw1=const. 0A2: §Æc tÝnh ngoµi khi dw2=const. δ i: Gãc kÑp gi÷a Ne vµ n, biÓu thÞ lîng phun nhiªn liÖu hay møc ®é thay ®æi Pe, Me khi dw thay ®æi. Dùng ®å thÞ ®Æc tÝnh Me vµ Pe Ta thÊy r»ng khi dw kh«ng ®æi th× m«men quay cã Ých vµ ¸p suÊt cã Ých b×nh qu©n còng kh«ng ®æi, thËt vËy: ⇒ Me =716,2.Ne/ n Ta cã: Ne = Me.n / 716,2 ⇔ Thay Ne tõ (2’) ta cã: Me = 716,2.C1.dw Me = C2.dw víi C2 = 716,2.C1 ⇒ Pe = 4500.Ne/ Tư¬ng tù: Ne = Pe.S.F.n.i.z/ 4500 S.F.i.z.n Thay Ne tõ (2’) ta cã: Pe = (4500/S.F.i.z).C1.dw ⇔ Pe = C3.dw Víi C3 = (4500/S.F.i.z).C1 §å thÞ cña chóng lµ nh÷ng ®ưêng th¼ng song song víi trôc hoµnh (0n): 5
Me Pe dw= dwmax I dw= dwn II dw= dwmin III 0 n H×nh 1.6. BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a Me vµ Pe víi vßng quay khi dw=const. I: Me, Pe ®¹t gi¸ trÞ nhá nhÊt khi dw = dwmin II: Me, Pe ®¹t gi¸ trÞ ®Þnh møc khi dw = dwn (lưîng cung cÊp nhiªn liÖu ®¹t gi¸ trÞ ®Þnh møc) III: Me, Pe ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt khi dw = dwmax (lưîng cung cÊp nhiªn liÖu ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt) 6
2. §Æc tÝnh ch©n vÞt. a) §Æc tÝnh ch©n vÞt víi ®éng c¬ lai ch©n vÞt ®Þnh bíc: §Æc tÝnh biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a c¸c th«ng sè c«ng t¸c cña ®éng c¬ lai ch©n vÞt víi tèc ®é quay hoÆc tèc ®é tµu khi lîng nhiªn liÖu cung cÊp cho chu tr×nh lµ thay ®æi gäi lµ ®Æc tÝnh ch©n vÞt. Ne = C.nx Hµm biÓu diÔn: (4) x1 Me = C’.n Trong ®ã: x: lµ sè mò phô thuéc vµo kÕt cÊu vá tµu vµ trang trÝ hÖ ®éng lùc. Víi mét con tµu cô thÓ x = const. x=2,5 ~3,2 (x = 2,5 víi tµu cao tèc nh tµu lít, tµu kh¸ch, ... x = 3,2 ®èi tµu hµng). C, C’: lµ h»ng sè phô thuéc tuyÕn h×nh vá tµu, ch©n vÞt còng nh t×nh tÝnh ch©n vÞt ®îc x©y dùng b»ng ph¬ng ph¸p thùc §Æc tr¹ng cña chóng vµ ®iÒu kiÖn khai th¸c. nghiÖm: §Ó x©y dùng ®îc ®Æc tÝnh ch©n vÞt ta ph¶i gi¶ ®Þnh r»ng l îng nhiªn liÖu cung cÊp cho mçi chu tr×nh lµ thay ®æi vµ toµn bé c«ng suÊt ®éng c¬ ph¸t ra ®îc truyÒn hÕt cho ch©n vÞt. B»ng thùc nghiÖm cho thÊy r»ng víi ®a sè tµu hµng c«ng t¸c ®éc lËp (nh tµu biÓn, tµu s«ng, tµu kh«ng lai kÐo ...) cã x = 3 nªn (4) ®îc viÕt l¹i lµ: Ne = C.n3 (4’) Me = C’.n2 Víi mét con tµu cô thÓ trong mét ®iÒu kiÖn khai th¸c nhÊt ®Þnh th× C =const. Nãi c¸ch kh¸c trong ®Æc tÝnh ch©n vÞt quan hÖ c«ng suÊt vßng quay lµ quan hÖ bËc ba. 7
Dùng ®å thÞ ®Æc tÝnh ch©n vÞt Trong thùc tÕ khai th¸c, ®iÒu kiÖn khai th¸c lu«n thay ®æi vÝ dô nh khi tµu khai th¸c trong ®iÒu kiÖn sãng giã, vïng cã dßng ch¶y, vïng biÓn c¹n ... Do ®ã hÖ sè C thay ®æi theo ®iÒu kiÖn khai th¸c kÕt qu¶ cho ta mét hä c¸c ®êng ®Æc tÝnh ch©n vÞt C Ne C0 U H×nh 1.8. BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a Ne víi n khi dw=var trong c¸c ®iÒu kiÖn khai th¸c kh¸c nhau. Cϕ CU: §Æc tÝnh ch©n vÞt thö tµu t¹i bÕn (V = 0) C0: §Æc tÝnh ch©n vÞt trong ®iÒu kiÖn khai th¸c b×nh thêng 0 nmin n Cϕ : §Æc tÝnh ch©n vÞt khi tµu ch¹y ballast. b) Víi ®éng c¬ lai ch©n vÞt biÕn bíc: Trong thùc tÕ c«ng suÊt vµ m« men ch©n vÞt tiÕp nhËn ®îc phô thuéc tríc tiªn vµo c¸c th«ng sè h×nh häc, thñy ®éng häc cña ch©n vÞt. Kh¸c víi ch©n vÞt ®Þnh bíc, ë ch©n vÞt biÕn bíc khi lµm viÖc ta cã thÓ thay ®æi ®îc th«ng sè h×nh häc bíc ch©n vÞt H (hay th«ng sè kh«ng thø nguyªn tû sè bíc H/D). ViÖc thay ®æi tû sè bíc H/D lµm cho ®Æc tÝnh ch©n vÞt thay ®æi. Ne H/D H/Dn max H×nh 1.9. BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a Ne víi n khi ®éng c¬ lai ch©n vÞt biÕn bíc. H/Dmin H/Dn: §Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi tû sè bíc ®Þnh møc (ChÕ ®é khai th¸c kinh tÕ) H/Dmax: §Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi tû sè bíc lín nhÊt (ChÕ ®é khai th¸c khã kh¨n) 0 nmin n H/Dmin: §Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi tû sè bíc nhá nhÊt (ChÕ ®é khai th¸c thuËn lîi) 8
1.2.2. §Æc tÝnh phô t¶i. Sù phô thuéc cña c¸c chØ tiªu c¬ b¶n cña ®éng c¬ vµo phô t¶i (Ne, Me, hay Pe) khi sè vßng quay kh«ng thay ®æi (n = const) gäi lµ ®Æc tÝnh phô t¶i. Nm = A.nβ lµ h»ng Khi n = const ta cã: Tæn hao c¬ giíi sè, víi A = Nmn/nnβ C«ng suÊt cã Ých Ne = f(Pe) lµ hµm bËc nhÊt Ne C«ng suÊt chØ thÞ Ni = Ne + Nm còng lµ hµm bËc nhÊt 100% Ni ηm §Æc tÝnh phô t¶i thêng sö dông cho c¸c lo¹i ®éng c¬ diesel lai m¸y ph¸t ®iÖn, lai b¬m, m¸y Ne nÐn... hoÆc c¸c ®éng c¬ chÝnh trong hÖ ®éng lùc truyÒn ®éng ®iÖn lai ch©n vÞt. Trong thùc tÕ khai th¸c, ®Æc tÝnh phô t¶i cña Nm ®éng c¬ thêng dïng ë vßng quay ®Þnh møc (nn) bëi bé ®iÒu tèc thay ®æi lîng cung cÊp nhiªn liÖu phï hîp víi phô t¶i bªn ngoµi. Tuy nhiªn gi¸ trÞ vßng 0 Pe 100% quay khai th¸c còng thay ®æi H×nh 1.10. §Æc tÝnh phô chót Ýt so víi gi¸ trÞ ®Þnh møc. t¶i @1.3. Sù phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt 1.3.1. TruyÒn ®éng gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt 1) TruyÒn ®éng trùc tiÕp: Thưêng ¸p dông cho H§L ®éng c¬ c«ng suÊt lín chËm tèc cña c¸c h·ng Sulzer, Man, B&W…Buång m¸y thưêng ®Æt ë phÝa cuèi tµu, ® ưêng trôc ng¾n, tæn thÊt truyÒn ®éng kh«ng ®¸ng kÓ, ta cã: ns = ne Ns = Ne.η tr.η p Ms = Me.η tr.η p Trong ®ã: η tr = 0,96 ~ 0,99 : HiÖu suÊt truyÒn ®éng η p = 0,65 ~ 0,70 : HiÖu suÊt ch©n vÞt, η p max khi ns = 90 ~ 120 RPM 9
2) TruyÒn ®éng gi¸n tiÕp: Thưêng ¸p dông cho ®éng c¬ trung tèc lai ch©n vÞt như ®éng c¬ h·ng SemtPielstick, hay h·ng Mitsubishi víi lo¹i nµy trªn ® ưêng trôc thưêng cã li hîp, hép gi¶m tèc hoÆc hép sè. §Æc ®iÓm næi bËt cña phư¬ng ph¸p truyÒn ®éng nµy lµ tèc ®é ch©n vÞt ns bÞ thay ®æi phô thuéc vµo tû sè truyÒn, ns = i.n Ns = Ne.η tr.η p.η lh.η gt. Ms = (1/i).Me.η tr.η p.η lh.η gt. Trong ®ã: ηlh = 0,97 ~ 0,98 : HiÖu suÊt bé li hîp ηgt = 0,94 ~ 0,96 : HiÖu suÊt hép gi¶m tèc 10
1.3.2. Sù phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt ®Þnh b íc. Ngµy nay truyÒn ®éng trùc tiÕp lai ch©n vÞt ®Þnh bíc ®îc sö dông réng r·i bëi tÝnh u viÖt cña nã lµ ®¬n gi¶n trong chÕ t¹o, hiÖu suÊt truyÒn ®éng cao vµ ta cã thÓ xem: ns= n Ne vµ Ns= Ne C a) XÐt trêng hîp ®iÒu kiÖn khai 0 Nn th¸c kh«ng thay ®æi. N NKT Gi¶ sö tµu c«ng t¸c trong vïng biÓn yªn sãng giã t¬ng øng víi ®êng ®Æc Mn=const K tÝnh ch©n vÞt kh«ng thay ®æi C0. §éng c¬ ®ang lµm viÖc víi ®êng ®Æc tÝnh I ngoµi (Mn = const) øng víi lîng cÊp nhiªn liÖu ®Þnh møc (dwn = const). H §iÓm phèi hîp c«ng t¸c sÏ lµ giao ®iÓm N cña ®êng ®Æc tÝnh ch©n vÞt nKT nn n 0 nmin (C0) vµ ®êng ®Æc tÝnh ngoµi (Mn , hn). T¹i ®©y m«men do ®éng c¬ sinh ra c©n b»ng víi m«men c¶n trªn ®Õ ch©n vÞt, H×nh 1.11. Sù phèi hîp lùc ®Èy c©n b»ng víi lùc c¶n, vµ t¹i c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ N c«ng suÊt ®éng c¬ lµ c«ng suÊt & ch©n vÞt khi ®iÒu ®Þnh møc Nn vµ vßng quay ®Þnh møc kiÖn khai th¸c kh«ng nn. thay ®æi. C0: §Æc tÝnh ch©n vÞt Tuy nhiªn trong thùc tÕ khai th¸c øng víi ®iÒu kiÖn khai kh«ng ph¶i lóc nµo ta còng ®¹t ®îc th¸c yªn sãng giã. c«ng suÊt t¹i ®iÓm N. Ch¼ng h¹n: khi Mn= const: §Æc tÝnh ®éng c¬ ®· cò, khi mét vµi xylanh bÞ ngoµi øng víi tay ga sù cè, tuabin t¨ng ¸p bÞ háng hay ®Þnh møc. khi tµu khai th¸c trong luång l¹ch N, K, I, H: C¸c ®iÓm hÑp, c¹n th× ta ph¶i thay ®æi tay ga khai th¸c t¬ng øng ®Ó t×m mét ®iÓm khai th¸c cã c«ng víi c¸c vÞ trÝ tay ga suÊt hîp lý mµ vÉn an toµn cho ®éng kh¸c nhau. c¬. 11
Mét lÝ do n÷a mµ ta thêng sö dông c«ng suÊt ph¸t ra cña ®éng c¬ nhá h¬n c«ng suÊt ®Þnh møc nh»m dµnh mét phÇn gi÷ tr÷ ®Ó kh¾c phôc khi phô t¶i t¨ng ®ét ngét do sãng giã hoÆc nh»n t¨ng cao tuæi thä ®éng c¬. Do ®ã ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ & ch©n vÞt thêng lµ ®iÓm K vµ ta cã: NK = e.Nn (5) NK nK = nn .3 = nn .3 e Nn (5’) 2 n  M K = M n . K  = M n .3 e 2 n  n  (5”) HÖ sè gi¶m c«ng suÊt e thêng lÊy e =(0,85 ~ 0,95). VËy khi ®iÒu kiÖn khai th¸c kh«ng thay ®æi nÕu ta thay ®æi tay ga nhiªn liÖu th× ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c sÏ thay ®æi nhng lu«n n»m trªn ®êng ®Æc tÝnh ch©n vÞt. b) XÐt trêng hîp ®iÒu kiÖn khai th¸c thay ®æi. Gi¶ sö søc c¶n con tµu thay ®æi do sãng giã hay t¶i träng hµng hãa ... thay ®æi t¬ng øng víi c¸c ®Æc tÝnh ch©n vÞt CU, C1, C0, C2, Cϕ. §éng c¬ ®ang lµm viÖc ë ®Æc tÝnh khai th¸c MKT = 0,9.Mn víi gi¶ thiÕt ®éng c¬ kh«ng cã bé ®iÒu tèc th× ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c t¬ng øng sÏ lµ KU, K1, K0, K2, Kϕ. H×nh 1.12. Sù phèi hîp c«ng t¸c Ne CU C1 C0 C2 Cϕ gi÷a ®éng c¬ & ch©n vÞt khi ®iÒu kiÖn khai th¸c thay ®æi gi÷ nguyªn N Kϕ tay ga. KT K 0 K2 K1 MK = const: §Æc tÝnh ®éng c¬ øng víi tay ga khai th¸c. CU; § Æc tÝnh buéc tµu t¹i bÕn. MK =const KU C1; § Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi ®iÒu kiÖn ngîc sãng giã. C0; § Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi ®iÒu kiÖn yªn sãng giã. C2; §Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi ®iÒu kiÖn xu«i sãng giã. n 0 nmin nKT Cϕ ; § Æc tÝnh ch©n vÞt øng víi ®iÒu kiÖn bal¸t. K0 : C¸c ®iÓm c«ng t¸c t¬ng øng víi c¸c ®iÒu kiÖn khai th¸c. 12
Ta thÊy khi ®iÒu kiÖn khai th¸c khã kh¨n h¬n ch¼ng h¹n ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c chuyÓn tõ K0 vÒ K1. T¹i K1 c«ng suÊt ®éng c¬ ®· gi¶m mét lưîng ∆ N = N0 N1 dïng ®Ó kh¾c phôc søc c¶n vá tµu. Ta cã: n1 η 01 (6) N1 = N K . . nK η 0 K Trong ®ã: η 01, η 0K lµ hiÖu suÊt ®éng c¬ t¹i ®iÓm K1 vµ K0. NÕu ta xem chóng lµ h»ng sè kh«ng ®æi trong suèt d¶i vßng quay c«ng t¸c th×: n1 (6’) N1 = N K . nK VËy khi ®iÒu kiÖn khai th¸c thay ®æi nÕu ta gi÷ nguyªn tay ga th× ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c sÏ thay ®æi trªn ®ưêng ®Æc tÝnh ®éng c¬ MK = const. Song ph¶i chó ý tíi ®iÒu kiÖn khai th¸c v× trong ®iÒu kiÖn t¨ng søc c¶n lín cã thÓ g©y qu¸ t¶i c«ng suÊt cßn qu¸ nhÑ t¶i sÏ qu¸ t¶i vÒ vßng quay. Do vËy cÇn khai th¸c ®éng c¬ ë tay ga hîp lý. 13
c) Sù phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt trong thùc tÕ khai th¸c. Trong thùc tÕ ®éng c¬ chÝnh tµu thñy ®îc trang bÞ bé ®iÒu tèc nh»m duy tr× vßng quay ë gi¸ trÞ ®Æt nhÊt ®Þnh, dï phô t¶i t¸c ®éng lªn ch©n vÞt thay ®æi, b»ng viÖc t¨ng gi¶m nhiªn liÖu phï hîp t¬ng øng víi t¶i 1 bªn ngoµi. C C0 C0 C2 N Ne e M1 =const K1 M0 =const K0 M0 =const M2 =const K0 K2 Ur Ur n 0 nmin n1 n0 n 0 nmin n0 n2 H×nh 1.12. Phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ & ch©n vÞt khi ®éng c¬ trang bÞ B§T nhiÒu chÕ ®é. a) Khi §KKT khã kh¨n h¬n §T ch©n vÞt thay ®æi tõ C0 > C1. B§T sÏ t¨ng lîng nhiªn liÖu vµ ®iÓm khai th¸c thay ®æi tõ K0 > K1 ®Ó duy tr× vßng quay xung quanh gi¸ trÞ n0. b) Khi §KKT thuËn lîi h¬n §T ch©n vÞt thay ®æi tõ C0 > C2. B§T sÏ gi¶m lîng nhiªn liÖu vµ ®iÓm khai th¸c thay ®æi tõ K0 > K2 ®Ó duy tr× vßng quay xung quanh gi¸ trÞ n0. 14
c) Sù phèi hîp c«ng t¸c gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt trong thùc tÕ khai th¸c. Ne C0 C1 M1 =const K1 Ne1 M0 =const Ne0 K0 B C A Ur n n0 0 nmin n1 15
@ 1.4.Kh¶ n¨ng më réng ph¹m vi c«ng t¸c cña diesel tµu thñy 1.4.1. Ph¹m vi c«ng t¸c cña ®éng c¬ lai ch©n vÞt ®Þnh bíc. hmax Ne hn H×nh 1.13. Ph¹m vi c«ng t¸c cña H§L CU diesel lai ch©n vÞt ®Þnh bíc. hK 3 CU: §Æc tÝnh ch©n vÞt khi thö tµu 2 T t¹i bÕn. hmax: §Æc tÝnh c«ng suÊt lín nhÊt cña ®éng c¬. 1 hn: §Æc tÝnh c«ng suÊt ®Þnh møc. hmi n hKT: §Æc tÝnh c«ng suÊt khai th¸c. nmax: Giíi h¹n vßng quay lín nhÊt cña ®éng c¬. 0 nmin nn nmax n nn: Vßng quay ®Þnh møc cña ®éng c¬. Vïng 1: Giíi h¹n bëi nmin, CU, hKT, nn, vµ hmin. T¬ng øng víi trêng hnmin:®éng c¬ ho¹t ®éng ë tèi thiÓu æn Giíi h¹n vßng quay chÕ ®é nhá t¶i nh: khi khëi ®éng, hay îp m®Þnh trong®éng c¬. an¬ cña luång l¹ch hÑp, hoÆc khi ®éng c¬ ®· cò. Vïng 2: Giíi h¹n bëi CU, hn, nn, hKT. §©y chÝnh lµ vïng thÓ hiÖn kh¶ n¨ng ph¸t ra c«ng suÊt tèi u cña ®éng c¬, hiÖu qu¶ kinh tÕ tèt nhÊt. Thêng chØ khai th¸c ®éng c¬ trong vïng (2) khi ®éng c¬ cßn míi, khai th¸c trong ®iÒu kiÖn thuËn lîi. Vïng 3: Giíi h¹n bëi CU, hmax, nmax, hn. ThÓ hiÖn kh¶ n¨ng ph¸t ra c«ng suÊt lín nhÊt cña ®éng c¬. Vïng nµy chØ ¸p dông trong qu¸ tr×nh thö tµu xuÊt xëng, sau söa ch÷a lín, hoÆc khi tµu ch¹y trong b·o, tµu giÉy c¹n ... nhng ph¶i chó ý qu¸ t¶i ®éng c¬. 16
1.4.2. Kh¶ n¨ng më réng ph¹m vi c«ng t¸c cña ®éng c¬. a) Dïng nhiÒu ®éng c¬ lai mét ch©n vÞt: C0 Ne% Gi¶m No.1 M/E D tèc 1,0 0,75 Mn=const 0,5 C No.2 M/E 0,25 B Li hîp A nn% 0 nmin 1,0 H×nh 1.14. S¬ ®å H§L hai ®éng c¬ lai mét ch©n vÞt H×nh 1.15. §å thÞ ®Æc tÝnh H§L bèn ®éng c¬ gièng nhau lai mét ch©n vÞt OA: §Æc tÝnh ®éng c¬ khi khai th¸c mét m¸y. OB: §Æc tÝnh ®éng c¬ khi khai th¸c hai m¸y. OC: §Æc tÝnh ®éng c¬ khi khai th¸c ba m¸y. Trong thùc tÕ víi mét sè lo¹iOD: §Æc tÝnh cÇu c«ng suÊt khai tµu viÖc yªu ®éng c¬ khi ë c¸c chÕ ®é khai th¸c riªng biÖt tlµ kh¸c nhau. Ch¼ng h¹n như tµu h¸c bèn m¸y. qu©n sù khi tµu t¸c chiÕn th× yªu cÇu c«ng suÊt lín nhưng khi tµu di chuyÓn b×nh thêng th× kh«ng yªu cÇu c«ng suÊt lín. Hay tµu kh¸ch th× khi hµnh tr×nh trªn ®¹i dư¬ng cÇn tèc ®é cao c«ng suÊt lín nhng khi man¬ trong luång th× chØ cÇn cung cÊp mét phÇn c«ng suÊt võa ®ñ. Víi hÖ ®éng lùc nhiÒu ®éng c¬ lai mét ch©n vÞt cho phÐp kh¾c phôc hiÖn tưîng dư thõa c«ng suÊt 17
khi tµu ch¹y nhá t¶i b»ng viÖc cho ngõng ho¹t ®éng mét hay mét sè ®éng c¬. ¦u ®iÓm: - 1) Tïy theo yªu cÇu c«ng suÊt mµ khai th¸c c¸c ®éng c¬ mét c¸ch hîp lÝ, nªn ®éng c¬ lu«n khai th¸c ë ®Æc tÝnh ngoµi, ®¹t ®ưîc chØ tiªu kinh tÕ kÜ thuËt. 2) Trong trêng hîp kh«ng yªu cÇu c«ng suÊt tèi ®a th× cã thÓ b¶o dìng, söa ch÷a c¸c ®éng c¬ dù tr÷. Ph¹m vi c«ng t¸c ®ưîc më réng. 3) Nhưîc ®iÓm: - 1) Khã kh¨n trong khai th¸c vËn hµnh, 2) HÖ thèng ®éng lùc phøc t¹p, cång kÒnh. 3) Gi¸ thµnh chÕ t¹o cao. Th«ng thưêng chØ ¸p dông cho tµu nhá, yªu cÇu tèc ®é cao như tµu qu©n sù, tµu ®¸nh c¸ hay mét sè tµu kh¸ch. 18
b) §éng c¬ lai ch©n vÞt th«ng qua hép sè. C1 NS C0 NB’ B’ NA A 1 MS2=( /i2).Mn NB Hép Li B sè hîp No.1 M/E MS1=(1/i1).Mn 0 nmin nB nB’ nA nS H×nh 1.16. S¬ ®å H§L ®éng H×nh 1.17. Sù phèi hîp c«ng c¬ lai ch©n vÞt th«ng qua t¸c gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt hép gi¶m tèc gån 2 cÊp tiÕn khi cã hép gi¶m tèc vµ 1 cÊp lïi C0: §Æc tÝnh ch©n vÞt khi khai th¸c trong ®k b×nh th êng. C1: §Æc tÝnh ch©n vÞt khi khai th¸c trong ®k khã kh¨n. Khi tµu khai th¸c trong ®iÒu kiÖn b×nh thưêng, C0 ®éng c¬ c«ng t¸c ë ®Æc tÝnh ngoµi Mn. Víi tû sè truyÒn lµ i1 ta cã m«men ch©n vÞt MS1=(1/i1).Mn, ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c lµ A. Do ®iÒu kiÖn khai th¸c khã kh¨n h¬n nªn ®Æc tÝnh ch©n vÞt thay ®æi sang C1. NÕu ta vÉn gi÷ nguyªn tay ga th× ®iÓm phèi hîp c«ng t¸c sÏ lµ B. T¹i B c«ng suÊt, vßng quay bÞ gi¶m vµ ®éng c¬ khai th¸c trong ®iÒu kiÖn nÆng nÒ h¬n dÔ g©y qu¸ t¶i vÒ nhiÖt. Trong trưêng hîp nµy nÕu ta thay ®æi sè truyÒn tõ i1 > i2 (víi i2< i1) khi ®ã m«men trªn ®Õ ch©n vÞt lµ MS2=(1/i2).Mn, vµ MS2 >MS1. §iÓm c«ng t¸c B’ cã c«ng suÊt vµ vßng quay ®éng c¬ lín h¬n ë ®iÓm B. Hay nãi c¸ch kh¸c chÕ ®é khai th¸c ®éng c¬ ®· ® ưîc c¶i thiÖn tèt h¬n so víi ®iÓm B. ¦u ®iÓm: - 1) N©ng cao kh¶ n¨ng c«ng t¸c cña ®éng c¬, t¨ng c«ng suÊt khai th¸c. §éng c¬ lu«n khai th¸c ë ®Æc tÝnh ngoµi, ®¹t ®îc chØ tiªu kinh tÕ kÜ thuËt, t¨ng tuæi thä. 2) Cã thÓ ®¶o chiÒu tµu mµ kh«ng cÇn ®¶o chiÒu quay ®éng c¬. 19
3) Ph¹m vi c«ng t¸c ®îc më réng. Nhưîc ®iÓm: - 1) Khã kh¨n trong khai th¸c vËn hµnh. 2) HÖ thèng ®éng lùc phøc t¹p, hiÖu suÊt truyÒn ®éng nhá. 3) Gi¸ thµnh chÕ t¹o cao. Th«ng thêng chØ ¸p dông cho tµu nhá. c) Dïng truyÒn ®éng ®iÖn lai ch©n vÞt. §éng c¬ diesel lai m¸y ph¸t ®iÖn råi truyÒn n¨ng lîng ®iÖn cho C1 C0 ®éng c¬ ®iÖn lai ch©n vÞt. N S C 100% A d NB B No.1 M/E Mn=const Gen Motor nS 0 nmin nB 100% H×nh 1.18. S¬ ®å H§L H×nh 1.19. Sù phèi hîp c«ng t¸c truyÒn ®éng ®iÖn gi÷a ®éng c¬ vµ ch©n vÞt trong H§L truyÒn ®éng ®iÖn C0: §Æc tÝnh ch©n vÞt khi khai th¸c trong ®k b×nh thêng. C1: §Æc tÝnh ch©n vÞt khi khai th¸c trong ®k khã kh¨n. d: §Æc tÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn. 20