tính toán hệ thống bôi trơn trên tàu thủy

THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

Mục Lục
PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CON TÀU
1.1.1. LOẠI TÀU, CƠNG DỤNG
Tàu chở hàng khơ 7200 tấn là loại tàu vỏ thép, đáy đôi, kết cấu hàn điện hồ
quang, một boong chính. Tàu được thiết kế trang bị 01 diesel chính, 4 kỳ, truyền
động trực tiếp cho hệ trục 01 chân vịt.
Tàu được thiết kế dùng để chở hàng khô.
1.1.2. VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ
Vùng hoạt động của tàu: Khu vực Đông Nam Á và biển Việt Nam.
Tàu chở hàng khô 7200 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp khơng hạn chế theo Quy
phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép - 2003, do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi
trường ban hành. Phần hệ thống động lực được tính tốn thiết kế thoả mãn tương
ứng Cấp khơng hạn chế theo TCVN 6259 - 3 : 2003.
1.1.3. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU
– Chiều dài lớn nhất
Lmax =
102.0 m
– Chiều dài giữa hai trụ
Lpp =
97
m
– Chiều rộng thiết kế
B
=
16.2 m
– Chiều cao mạn
H
=

8.6 m
– Chiều chìm
T
=
6.6 m
– Trọng lượng
δ
=
7200 tấn
–Tốc độ tàu
v
=
13 knots
– Máy chính
Man B&W
AMG28EV
– Cơng suất
H
=
3060 kW
– Số vịng quay
N
=
161 vịng/phút
1.1.4. LUẬT VÀ CƠNG ƯỚC ÁP DỤNG
[1]- Áp dụng Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia 2010 QCVN 21: 2010/ BGTVT.
[2]- Công ước Quốc tế cho an toàn sinh mạng con người trên biển SOLASS
1974 cùng với nghị định 1978.
[3]- Công ước Quốc tế về ô nhiễm do tàu hoạt động trên biển MARPOL 1972
cùng với nghị định 1974.

1.1.5. MÁY CHÍNH
1.1.5.1. CÁC THƠNG SỖ KỸ THUẬT CỦA MÁY CHÍNH
Máy chính có ký hiệu AMG28EV do hãng Man B&W của Đức bản sản
xuất, là động cơ diesel 4 kì 6 xi lanh , một hàng thẳng đứng , tăng áp bằng tua bin
khí xả , bơi trơn kiểu các te khơ, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn , bơi trơn
trang:

1


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

áp lực tuần hồn kín , khởi động bằng khơng khí nén , tự đảo chiều , điều khiển
tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái
Thơng số của máy chính:
- Số lượng
01
- Kiểu máy
AMG28EV
- Hãng (Nước) sản xuất
Man B&W
Đức
- Công suất định mức, [H]
3060
kW
- Vòng quay định mức, [N]
161
vòng/phút
- Số kỳ, [τ]
4

- Số xy-lanh, [Z]
6
- Đường kính xy-lanh, [D]
mm
- Hành trình piston, [S]
mm
- Khối lượng động cơ, [G]
tấn
- Chiều dài bao lớn nhất, [L]
mm
- Chiều rộng chân bệ động cơ, [W]
mm
- Chiều cao, [H]
mm
1.1.5.2. THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH
- Bơm LO bơi trơn máy chính
01
cụm
- Bơm nước ngọt làm mát
01
cụm
- Bơm nước biển làm mát
01
cụm
- Bầu làm mát dầu nhờn
01
cụm
- Bầu làm mát nước ngọt
01
cụm

- Bơm tay LO trước khởi động
01
cụm
- Các bầu lọc
01
cụm
- Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp
01
cụm
- Và các thiết bị khác.
1,Tổ máy phát điện
• Động cơ lai máy phát
Động cơ lai máy phát có ký hiệu TELLHOW-200-GFCB-HW4 do hãng
TELLHOW (Trung Quốc) sản xuất, là diesel 4 kỳ tác dụng đơn, một hàng xylanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn, bơi trơn áp lực
tuần hồn kín, khởi động khơng khí nén.

trang:

2


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

Động cơ TELLHOW-200-GFBC-HW4 phải được cấp giấy chứng nhận phù
hợp về ngăn ngừa ơ nhiễm do khí xả trước khi xuất xưởng.
- Số lượng
- Kiểu máy
- Hãng (Nước) sản xuất
- Vòng quay định mức, [n]
- Số kỳ, [τ]

- Số xy-lanh, [Z]
- Tổng dung tích xilanh, [V]
- Đường kính xilanh, [D]
- Hành trình piston, [S]
- Tổng trọng lượng khơ, [G]

02
200-GFCB-HW4
TELLHOW (Trung Quốc)
1500
rpm
4
6
27
lít
137
mm
152
mm
4327
kg

• Máy phát điện
- Số lượng
- Hãng (Nước) sản xuất
- Kiểu
- Công suất máy phát
- Vòng quay máy phát
- Điện áp
- Tần số

- Trọng lượng

02
SANBO TRUNG QUỐC
G128ZCA
3 pha
225
kVA
1500
rpm
400
V
50
Hz
2129
kg

• Thơng số kích thước tổ máy
- Chiều dài toàn bộ, [L]
- Chiều rộng, [B]
- Chiều cao, [H]

3476.5
1266.7
1555.7

mm
mm
mm

• Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện
- Bơm LO bôi trơn máy
- Bơm nước ngọt làm mát
- Bơm nước biển làm mát
- Bầu làm mát dầu nhờn
- Bầu làm mát nước ngọt
- Máy phát điện một chiều
- Mô-tơ điện khởi động

01
01
01
01
01
01
01

cụm
cụm
cụm
cụm
cụm
cụm
trang:

3


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- Các bầu lọc

01

cụm

2,Tổ máy nén khí
a- Tổ máy nén khí chính
- Số lượng
- KiểuPiston
- Hãng (Nước) sản xuất
- Lưu lượng
- Áp suất
- Kiểu động cơ điện
- Công suất động cơ điện
- Vòng quay động cơ

02
2 cấp
Nga
65
2.94
AC, 3 pha
17
900

m3/h
MPa
kW
v/p

b- Tổ máy nén khí sự cố (đặt tại phịng máy phát sự cố)
- Số lượng
- KiểuPiston
- Hãng (Nước) sản xuất
- Lưu lượng
- Áp suất
- Cơng suất động cơ diesel lai
- Vịng quay động cơ
2400 v/p

01
2 cấp
Nga
12
2.94
16

m3/h
MPa
kW

trang:

4


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

1.2. HỆ THỐNG BƠI TRƠN

1.2.1.Cơng dụng
Trong nhiƯm vơ lµm viƯc cđa hƯ động lực tàu thuỷ,luôn tồn tại các cặp chi
tiết chuyển động tơng đối với nhau gọi là các cặp ma sát động và do vậy luôn cần
1 lợng dầu nhờn áp lực nhất định cung cấp cho các cặp ma sát này để giảm ma sát
gây mài mòn,h hỏng trong quá trình làm việc.Điều đó đòi hỏi phải có 1 hệ thống
dầu bôi trơn áp lực cao cho các chi tiết của hệ động lực.
Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu:
- Nhiệm vụ: dự trữ đủ lợng dầu bôi trơn cung cấp cho các chi tiết chuyển động và
có ma sát,hình thành chêm dầu,màng dầu bôi trơn giữa các chi tiết này,đồng thời
truyền nhiệt do ma sát sinh ra,đảm bảo cho hệ động lực làm việc an toàn,tin cậy
trong suốt hành trình.
- Hệ thống đợc thiết kế trên cơ sở mối quan hệ với động cơ và các loại dầu nhờn
sử dụng nên chức năng của hệ thống:
+ Cấp dầu bôi trơn: Đa dầu bôi trơn từ các kho trên bờ hay các phơng tiện thuỷ
khác xuống các khoang dự trữ trên tàu.
+ Dự trữ dầu nhờn trong các khoang,két.
+ Vận chuyển dầu từ khoang này sang khoang khác,cấp dầu bôi trơn cho động cơ
và các thiết bị tiêu thụ.
+ Đo,kiểm tra mức dự trữ,tiêu hao dầu nhờn.
+ Phân ly,lọc sạch và xử lý dầu bôi trơn.
1.2.2.Chc năng của dầu bơi trơn
Đảm bảo b«i trơn giảm ma sát hay duy trì ma sát t i vi tt cả c¸c chi tiết
chuyển động tương đối với nhau.
Làm m¸t, giảm nhiệt độ do ma s¸t của tất cả c¸c chi tiết khi chuyển động tương
đối với nhau.
Rửa sạch tất c các tp bn trên các b mt ma sát khi chuyển động, giảm tối
thiểu mức độ mài mßn.
Bao kÝn b mt cn bôi trn, bo qun các b mt ny khi tác ng ca môi
trng.
Trung ho các thnh phn hoá hc tác ng có hi lên b mt cn bôi trn trong

quá trình hot ng ca ng c.
1.2.3.Cỏc yờu cu i vi h thng du bụi trn
- Mỗi động cơ phải có 1 hệ thống bôi trơn riêng và độc lập
- Phải đảm bảo đọng cơ đợc bôi trơn liên tục trong mọi tình hình,điều kiện
- Khi trang trí động lực cha dùng hết lợng nhiên liệu dự trữ thì lợn dầu bôi trơn
vẫn phải dự trữ đủ.
- áp suất và nhiệt độ dầu bôi trơn trong hệ thống phải xác định và điều khiển đợc
- Hệ thống phải có khả năng đa dầu ra ngoài tàu
trang:

5


THIẾT KẾ MƠN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- HƯ thống phải có tính cơ động cao,đơn giản,dễ quản lý.Các tạp chất phải đợc lọc
sạch nhanh chóng.
- Trong hệ thống phải lắp thiết bị chỉ báo áp suất dầu nhỏ nhất và lớn nhất để đảm
bảo an toàn.
- Tất cả các bộ lọc trừ bộ lọc tinh phải thiết kế thành bộ lọc 2 thân nhằm tạo điều
kiện thuận tiện cho việc bảo dỡng,sửa chữa.
1.2.4.Phõn loi
Căn cứ vo loại động cơ,công suất,vòng quay khác nhau m các cách bụi trơn
khác nhau.Chọn loại hệ thống bôi trơn căn cứ vo tình hình lm việc,kết cấu v
tính năng của dầu bôi trơn:
- Bôi trơn thủ công: Dùng các thiết bị cho dầu(súng phun) cho dầu vo lỗ dầu.Ph ơng pháp ny chỉ dùng bôi trơn cho các chi tiết chịu tải trọng nhẹ.
- Bôi trơn nhỏ giọt: Chỉ dùng bôi trơn các chi tiết chịu tải trọng nhẹ,các bộ phận
độc lập nh:gối trục đòn gánh,ống dẫn xupáp,...Tại những chỗ bôi trơn có đặt các
thiết bị nhỏ giọt,dầu đợc dựng trong các bình thuỷ tinh hay bằng thép của thiết bị
nhỏ giọt,đợc van kim điều tiết,điều chỉnh lợng dầu nhỏ xuống trong 1 đơn vị thời

gian.
- Bôi trơn tuần hoàn áp lực: Phơng pháp này đợc sử dụng rộng rÃi trong các động
cơ hiện nay,nó đảm bảo tinh tin cậy và an toàn cho động cơ.Hệ thống này bao
gồm :bơm dầu,bầu lọc,bầu làm mát,đờng ống nối các thiết bị với nhau.Trong quá
trình làm việc,bơm chuyển dầu đi bôi trơn các chi tiết,áp lực dầu từ 2ữ8
kG/cm2.Để đảm bảo nhiệt độ dầu bôi trơn nằm trong khoảng cho phép,tính chất
của dầu và hồi phục chất lợng sau khi làm việc thìdầu phải đợc làm mát.
1.2.5.Nguyờn lý hot ng ca h thng
Trong bô hoàn i trơn áp lực tuần đợc chia làm:hệ thống bôi trơn các-te ớt và cácte khô.
*Hệ thống bôi trơn các-te ớt: Trong hệ thống này, dầu bôi trơn chứa trong hộp
các-te, đợc bơm đẩy đến bầu lọc, qua sinh hàn và van điều tiết nhiệt độ. Van này
có tác dụng cảm ứng nhiệt độ của dầu để điều chỉnh lợng dầu qua sinh hàn, nhằm
duy trì nhiệt độ của dầu nhờn ổn định trớc khi vào bôi trơn cho động cơ. Hệ thống
còn đợc bố trí van điều chỉnh áp suất dầu trong hệ thống. Để cung cấp dầu bôi
trơn trớc khi khởi động hoặc trong trờng hợp động cơ làm việc ở chế độ vòng
quay nhỏ, cần tăng thêm áp lực của dầu đến giá trị định mức, ngời ta dùng bơm
độc lập (đợc truyền động bằng điện với động cơ diesel cỡ lớn và dùng bơm tay
với động cơ diesel cỡ nhỏ). Dùng hệ thống bôi trơn các-te ớt cho các động cơ
diesel tàu thuỷ, tính tin cậy, an toàn trong khai thác không đợc đảm bảo. Vì khi
tàu nghiêng, lắc, miệng hút dầu có thể bị nhô lên khỏi mặt thoáng của dầu, làm
cho việc cung cấp dầu không ổn định hoặc bị gián đoạn.
*Hệ thống bôi trơn các-te khô: Hệ thống này bao gồm két chứa dầu đợc bố trí
phía dới của các te, bơm dầu do chính động cơ lai, phin lọc kép, sinh hàn dầu và
máy lọc ly tâm. Bơm dầu nhờn cung cấp dầu đến các điểm bôi trơn của động cơ
và dầu sau khi bôi trơn đợc gom trở lại các te sau đó tự chảy về két chứa. Máy lọc
ly tâm tham gia vào việc lọc tuần hoàn dầu nhờn để duy trì chất lợng dầu nhờn.

trang:

6

THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

2.2. Các thiết bị cần thiết trong hệ thống .
2.2.1 Két chứa dầu bôi trơn (két dự trữ):
2.2.1.1. Công dụng:
- Dùng để chứa dầu bôi trơn đảm bảo cung cấp đủ lượng dầu bơi trơn cho tồn
bộ hệ thống động lực máy ,và các hệ thống phụ trong suốt thời gian hoạt động cố định
của tàu .
trang:

7


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- Bổ sung dầu bôi trơn vào két trực nhật và hệ thống khi áp suất dầu trong hệ
thống giảm so với yêu cầu .Cụ thể là : Sau một thời gian hoạt động số lượng cũng như
chất lượng dầu bôi trơn trong hệ thống giảm đi do rị lọt ra ngồi ,do máy phân ly lọc
và thải ra ngoài theo cặn dầu bẩn ,do trong dầu có chứa các mạt sắt của các chi tiết sau
khi bôi trơn, do nhiệt độ của dầu sau khi bơi trơn tăng lên do đó làm mất một số đặc
tính hóa học của dầu bơi trơn . Chính vì thế sau một thời gian hoạt động của hệ thống
két dự trữ dầu sẽ cung cấp dầu vào két trực nhật của hệ thống hoặc cấp trực tiếp vào
động cơ .
2.2.1.2. Đặc điểm, kết cấu :
- Két dự trữ thường được bố trí khoang trên máy chính .
- Trên két có gắn các thiết bị đo áp suất ,đo mức dầu nhờn ,các van và hệ
thống khí nén để điều khiển các van …
- Kết cấu của két dự trữ thường được làm bằng thép, hàn .Có các cửa để có

thể vệ sinh khi cần thiết.
- Vật liệu làm két chứa là các tấm thép được hàn lại với nhau tạo thành các
khoang .
2.2.2. Két trực nhật .
Công dụng ,đặc điểm và kết cấu.
Két trực nhật có cơng dụng chứa dầu và vận chuyển dầu bơi trơn trực tiếp vào két
tuần hoàn.Tại két trực nhật dầu bôi trơn được giữ lại một phần các chất cặn bẩn
trước khi cấp vào két tuần hoàn .
Két trực nhật làm bằng thép hàn.
2.2.3. Két tuần hoàn :
Công dụng ,đặc điểm và kết cấu .
Két tuần hoàn cùng với bơm ,bầu phân ly , bầu sinh hàn dầu,các đường ống, các
van tạo thành một mạch kín trong hệ thống bơi trơn .Két tuần hồn là trực tiếp cung
cấp dầu bơi trơn cho toàn bộ hệ thống .
Két tuần hoàn trong hệ thống bơi trơn cacte ướt được bố trí bên ngồi động cơ,
làm bằng thép hàn và được bố trí làm hai khoang .Khoang thứ nhất nhận dầu sau khi
trang:

8


THIẾT KẾ MƠN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

bơi trơn hệ thống gọi là két lắng (két tràn).Khoang thứ hai chứa dầu sau khi tràn qua
két tràn và được bơm dầu bơm đến nơi tiêu thụ .
Trên két tuần hoàn bố trí đồng hồ đo áp suất ,van xả cặn ở két lắng .
2.2.4. Bơm dầu bôi trơn.
- Bơm dầu tuần hoàn và bơm dầu áp lực trong hệ thống bơi trơn thường dùng
bơm bánh răng ,nó gồm hai bánh răng ăn khớp ngoài . Một bánh răng chủ
động do động cơ lai.Đặc điểm của loại này là dễ chế tạo ,có kích thước và

trọng lượng nhỏ nhưng vẫn đảm bảo làm việc tốt ,chắc chắn, lượng dầu cung
cấp liên tục ,không bị ngắt quảng,áp suất lớn và lưu lượng ổn định. Các loại
bơm này thường lắp van đường bên mang lò xo .Lực căng của lò xo dùng để
điều tiết áp lực dầu .Vịng quay của bơm khơng lớn hơn 1500 v/p.
- Vỏ bơm làm bằng thép đúc,báng răng làm bằng thép cacbon.
- Lưu lượng bơm và kết cấu được tính ở phần sau .
2.2.5. Bầu sinh hàn dầu nhờn.
- Bầu làm mát có nhiệm vụ làm giảm nhiệt độ dầu nhờn bị nóng lên trong q
trình làm việc .Dựa vào cấu tạo của bình làm mát mà chia ra thành kiểu ống
và kiểu tấm. Động cơ DIESEL tàu thủy thường làm mát kiểu ống ,Các ống
của bình làm mát có tiết diện trịn hay elip được chế tạo bằng đồng ,thép
,gang .Một đầu ống có khả năng dịch chuyển tự do khi có giãn nở nhiệt .Vì
biến dạng nhiệt của ống lớn hơn của bình. Nếu dùng nước để làm mát dầu
thì ở đầu ống có tấm kẽm bảo vệ chống ăn mịn .Vỏ bình được chế tạo bằng
thép hàn , còn nắp được đúc bằng gang hay hợp kim xilimin. Dầu dịch
chuyển tuần hoàn bên ngoài ống ,ngược chiều với nước .Để tăng thời gian
và cường độ tiếp xúc trong bình có các vách ngăn vng góc với trục
bình .Để tăng cường độ xốy lốc và bề mặt tiếp xúc ,nếu dầu chuyển động
trong ống thì có thêm bộ phận gây xoáy đặc biệt .
2.2.6. Bình lọc dầu ( máy phân ly dầu nhờn).
trang:

9


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- Trong thời gian hoạt động làm việc ,dầu tuần hoàn trong hệ thống bôi trơn,
cần được lọc liên tục khỏi các tạp vật cơ học (bụi, hạt mài và các chất bẩn vô
cơ) và các chất hữu cơ không tan khác (keo, nhựa đường) .Để thực hiện

nhiệm vụ đó ,người ta dùng các bình lọc dầu có kích thước nhỏ gọn và sức
cản thủy lực nhỏ. Tùy theo mức độ lọc sạch ,các bình lọc dầu được chia
thành hai nhóm.
- Bình lọc dầu thơ : Được bố trí trên đường dầu chính .Dầu nhờn trong cacte
trước khi đi vào đường dầu chính phải lọc thơ .Thơng thường bình lọc thơ
lọc tồn bộ lượng dầu tuần hoàn trong động cơ . Lõi lọc của bình lọc thơ là :
Lưới lọc ,tấm ghép có khe hở ,giải ghép có khe hở …Vỏ bình lọc thơ là bình
kép ngăn cách với nhau bằng van ba ngăn .
- Bình lọc tinh : Bố trí trên đường dầu chính nhưng ở mạch rẽ bình lọc tinh
khơng chỉ giữ lại các tạp chất cơ học mà còn có thể giữ lại các chất keo,
nhựa, xit ,kiềm, nước …Do sức cản của bầu lọc rất lớn nên chỉ có từ 10-15%
số dầu nhờn của hệ thống đi qua . Lõi lọc : Giấy ,da ,giấy thấm ,bông….
2.2.7. Hệ thống đường ống dẫn dầu.
- Hệ thống đường ống dẫn dầu có cơng dụng đưa dầu từ các két đến nơi tiêu
thụ và hồi dầu trở lại các két .
- Kết cấu, kích thước, đường kính và các yếu tố khác của các đường ống được
tính ở phần tính tốn các thiết bị .

trang: 10


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

PHẦN 3 : TÍNH TỐN HỆ THỐNG BƠI TRƠN
VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐI KÈM.
Đề tài : Tính tốn thiết kế hệ thống cấp dầu bôi trơn cho các thiết bị trên tàu
chở dầu 90m ,hoạt động trên biển :
Máy chính :
Cơng suất : Ne = 3400 cv
Vòng quay : n = 750 rpm

Suất tiêu hao dầu nhờn máy chính: g 1 =1,05 g/cvh
Máy phát điện :
Công suất : N p = 305 cv
Vòng quay : n = 1500 rpm
Số lượng : Z =2
Suất tiêu hao dầu nhờn máy đèn : g 2 =0,75 g/cvh

3.1. Các đại lượng cần tính toán trong thiết kế các két chứa dầu bơi trơn.
- Thể tích các két chứa dầu bơi trơn.
- Tính bơm vận chuyển đến két trực nhật
- Tính thể tích két trực nhật , két tuần hồn .
- Tính bơm tuần hồn .
- Tính chọn bầu sinh hàn dầu nhờn .
- Tính chọn bầu phân ly, bầu lọc thô, lọc tinh dầu bôi trơn .
- Tính chọn đường ống nối giữa các két .
3.2. Tính tốn các thiết bị .
3.2.1. Tính thể tích két chứa dầu bôi trơn phục vụ trên tàu 90m với các thơng số ơ
trên .
Thể tích két chứa dầu bơi trơn máy chính được tính theo cơng thức sau :

V1 =

k1 .k 2 .k3 .N e .g1 .(t + t , )
+ We
gm

Trong đó :
k1 - hệ số dự trữ dầu bôi trơn: k1 = 1,15
k2 - hệ số sử dụng dầu bôi trơn : k2 = 1,05
trang: 11

THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

k3 - hệ số sử dụng dung tích két

k3 = 1,1

gm - tỷ trọng dầu bôi trơn :

gm = 0,92 (t/m3 )

g1 - suất tiêu hao dầu bơi trơn máy chính

g1 = 1,05 g/cv.h

t - Thời gian hoạt động của tàu

t=15 ngày=360 (h)

t’ - Thời gian đậu bến của tàu :

t’ = 1 ngày = 24(h)

W e – Lưu lượng dầu bôi trơn trong hệ thống chính
N e – Cơng suất của động cơ

W e = 2 (m 2 )
N e =3400 (cv)

V1 = 3,98 (m3 )
Thể tích két chứa dầu bơi trơn máy đèn được tính theo cơng thức sau :

k1 .k 2 .k 3 .N P .g 2 .(t + t , )
V2 =
+ Wp
gm
N p – Công suất máy đèn

NP = 305 (cv)

g2 - suất tiêu hao dầu bôi trơn máy đèn

g2 = 0,75 g/cv.h

WP– Lưu lượng dầu bôi trơn trong hệ thống máy đèn

W p =200 (l)

V2 =0,3 (m3)
Thể tích két dự trữ trên tàu : V dt = V1 + 2V2 = 4,58 (m3)
3.2.2. Tính thể tích két dầu tuần hoàn phục vụ hệ thống bôi trơn trên tàu.
Thể tích bổ xung cho két dầu tuần hồn là:

Vbx = k 4

(2 N P g 2 + N e g1 ).t
gm

(m3)

k4 = 1,1 ÷ 1,15 : hệ số sử dụng dầu bôi trơn.Chọn k4 = 1,15
t -Thời gian két trực nhật đảm bảo cho động cơ hoạt động tồn tải t=20(h)
V bx = 0,1 (m3)
Thể tích két dầu tuần hoàn : V= V dt + V bx =4,68

(m3)

3.2.3. Lượng dầu nhờn chứa trong cacte :
trang: 12


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

Lượng dầu nhờn chứa trong cácte được tính theo cơng thức kinh nghiệm sau:
Máy đèn :

V ct = (0,2 ÷ 0,45 )Np = 0,4.305 = 122 (lít)
1

3.2.4. Tính chọn bơm dầu nhờn.
Các thơng số cần tính để chọn bơm dầu nhờn là cột áp và lưu lượng .Căn cứ
vào đó để chọn cho phù hợp .
- Tính cột áp của bơm tuần hoàn dầu nhờn :
Đối với từng loại động cơ thì áp suất dầu bôi trơn khác nhau.Với động cơ
Diesel trung tốc người ta thường chọn áp suất bơm dầu nhờn là P b= 0,2 ÷ 0,4
(MN/m2)
+) Cột áp của bơm sẽ được tính theo cơng thức sau :
H = P/ γ
Trong đó :

H - Cột áp của bơm.
P - Áp suất đẩy của bơm ,chọn P =0,25 (MN/m2)=250.10 3 (N/m 2 )
γ - Trọng lượng riêng của dầu bôi trơn : γ = 9,2 . 103 (N/m3)

Thay vào công thức trên ta được :
H = 27 (mcn)
+) Lưu lượng của bơm :
Lưu lượng của bơm được xác định theo lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra và
được dầu nhờn mang đi. Lượng nhiệt đó được tính theo cơng thức sau:
Q = (30 ÷ 60).N ;

Chọn Q = 60.N

Ne - Cơng suất có ích của động cơ : Ne= 2500 (kW)
N p -Cơng suất có ích của 1 máy đèn: N p = 225 (kW)
Q - Lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra
Kết quả : Q 1 = 150000(kJ) = 36000 (kcal)
Q 2 = 13500 (kJ) = 3240 (kcal)
Lưu lượng của bơm dầu nhờn được tính theo cơng thức :
trang: 13


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ
G=

k .Q
d .C.∆t

(m 3 /h)

Trong đó :
G - Lưu lượng bơm dầu nhờn

(m 3 /h)

k - Hệ số dự trữ của bơm ,Chọn k = 1,5
Q - Lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra
d - Trọng lượng riêng của dầu nhờn , d = 0,92
C - Tỷ nhiệt của dầu nhờn , C = 0,5 (kcal/kg.0C)
∆t - Hiệu nhiệt độ đầu vào và đầu ra của động cơ ,chọn ∆t = 100C.

Thay các giá trị vào cơng thức trên ta có :
Lưu lượng bơm dầu nhờn máy chính : G 1 =11,739 (m 3 /h)
Lưu lượng bơm dầu nhờn máy đèn

: G 2 = 1,056 (m 3 /h)

Chọn bơm :
Bơm tuần hồn máy chính : G 1 =12 (m 3 /h) , H= 27 (mcn)
3.2.5. Tính chọn phin lọc dầu :
3.2.5.1. Tính phin lọc dầu thơ.
- Kết cấu phin lọc dầu : Vỏ bầu lọc , lõi lọc có thể làm bằng tấm kim loại hoặc
lưới đồng .
- Nguyên lý hoạt động : Dầu từ két theo đường ống dẫn vào khơng gian bên
ngồi lõi lọc .Vì dầu lưu động với áp suất nhất định nên dầu chui qua khe lọc lên
khoang phía trên ,rồi đi tới bơm chuyển để đi bơi trơn động cơ . Các tạp chất có kích
thước từ 0,07 mm trở lên bị giữ lại bên ngoài lõi lọc .Trên bầu lọc có bố trí các thanh
gạt ,cứ định kỳ phải quay tay gạt trên trục lõi lọc quanh trục .Các tấm kim loại sẽ gạt
tạp chất rơi xuống đáy bầu lọc và sau một thời gian nhất định sẽ xả cặn bẩn hoặc vệ
sinh bầu lọc . Nếu lõi lọc bị tắc áp suất trong bầu lọc tăng lên van an toàn sẽ tự động

mở ra dầu đi thẳng vào đường dầu chính đi bơi trơn mà khơng cần vào bầu lọc đảm
bảo an tồn cho động cơ.
trang: 14


THIẾT KẾ MƠN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- Tính bầu lọc thơ : Tính tốn khả năng lọc của bầu lọc thơ là tính khả năng
thơng qua của bầu lọc bằng hệ số tiết diện thông qua .

ϕ 

100.δ .1 −

Hệ số tiết diện thông qua của lõi lọc :
 360  0
k tp =
0
δ +s

*

Trong đó : δ - Khe hở lọc : δ = 0,07 mm
s - Chiều dày của lưới lọc : s = 0,13 mm
ϕ - Góc chiếm chỗ của phiến gạt : ϕ = 450

Thay các giá trị vào công thức trên ta được :
ktp = 30,6 (%) = 0,306

G.10 2

Tiết diện thông qua của lõi lọc : Ftp =
6.vd

*

(m 2 )

Trong đó : G - Lưu lượng của bơm dầu nhờn :
Máy chính: G 1 =195,65 (lít/phút)
Máy đèn :

G 2 = 17,6 l (lít/phút)

vd - Tốc độ trung bình của dầu nhờn qua lọc ,chọn kiểu lọc lưới thì
vd= 1,2 (cm/s)
Thay vào cơng thức trên ta có :
Máy chính : Ftp 1 = 0,272 (m2)
Máy đèn

: F tp = 0,024 (m2)
2− 2

Ftp

*

Diện tích lõi lọc : F= k
tp

(m2)

Trong đó:
F tp : Tiết diện thơng qua của lõi lọc
Máy chính : Ftp 1 = 0,272 (m2)
Máy đèn

: F tp = 0,024 (m2)
2− 2

ktp :Hệ số tiết diện thông qua của lõi lọc;

ktp = 30,6 (%) = 0,306

Kết quả:
trang: 15


THIẾT KẾ MƠN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

Diện tích lõi lọc cho máy chính: F 1 = 0,888

(m2)

Diện tích lõi lọc cho máy đèn : F 2− 2 = 0,078

(m2)

Chiều cao lõi lọc : h =

*

F
π .d

(m)

Trong đó:
h - chiều cao lõi lọc (m)
F - Diện tích lõi lọc (m2)
Diện tích lõi lọc cho máy chính: F 1 = 0,888

(m2)

Diện tích lõi lọc cho máy đèn : F 2− 2 = 0,078

(m2)

d - Đường kính trung bình của lõi lọc
Máy chính: Chọn d=0,35 (m)
Máy đèn : Chọn d=0,15 (m)
Kết quả :

h 1 = 0,807

(m)

h 2 = 0,165

(m)

3.2.5.2.Phin lọc tinh :
- Cấu tạo : Sử dụng bầu lọc li tâm để lọc dầu nhờn .Cấu tạo cơ bản của bầu
lọc li tâm gồm có vỏ và một rơ to quay quanh trục .Rô to quay quanh trục sẽ
tạo ra lực li tâm.Ngồi ra trên thân bầu lọc cịn có đường ống cho dầu vào và
đầu ra khỏi bầu lọc .
- Nguyên tắc hoạt động : Dầu nhờn có áp suất cao đi vào bầu lọc theo khoang
rỗng giữa ống và trụ quay vào đầy rô to và theo 2 ống dẫn phun qua vịi
phun ra ngồi .Dưới tác dụng của phản lực khi có tia phun roto quay với tốc
độ rất lớn .Khối dầu bên trong quay theo .Dưới tác dụng của lực li tâm ,các
hạt cặn bẩn bi văng ra phía vỏ rơto .Do đó khối dầu ở sát trục rôto sẽ được
lọc sạch. Dầu sạch theo lỗ dầu chạy qua ống dẫn đến đường dầu chính để đi
trang: 16


THIẾT KẾ MƠN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

bơi trơn . Lượng dầu sau khi phun ra khỏi vòi phun chảy về các te .Các tạp
chất tích tụ lại trong bầu lọc tinh bám trên vỏ đế rơto.
- Tính tốn : Việc tính tốn bầu phân ly là tính chọn ,Vì vậy chỉ cần tính
dung tích của máy phân ly ,Từ đó tính chọn loại máy có dung tích phù hợp
với kết quả tính .
Dung tích của máy lọc ly tâm xác định theo công thức:
g1 .Ne

g 2 .Np

Q = g +2. g
m
m

(lít/h)

Trong đó :
Q : Dung tích của máy lọc

(lít/h)

g1: Suất tiêu hao dầu nhờn máy chính ;

g1 = 1,05 g/cv.h

g2 : Suất tiêu hao dầu bôi trơn máy đèn ;

g2 = 0,75 g/cv.h

N e – Công suất của động cơ

; N e = 3400 (cv)

N p – Công suất máy đèn

; NP = 305 (cv)

gm :tỷ trọng dầu bơi trơn

;

gm = 0,92 (kg/lít)

Kết quả tính:

Dung tích máy lọc máy chính : Q = 4377,7
Chọn bơm cho máy ly tâm có lưu lượng Q = 4500

(lít/h)
(lít/h)

3.2.6. Tính chọn bầu làm mát dầu nhờn :
- Nguyên tắc trao đổi nhiệt : Nước biển làm nhiệm vụ đi trong ống, dầu làm
chất trao nhiệt đi bên ngồi ống và có chiều ngược với chiều chuyển động của nước
để tăng diện tích trao đổi nhiệt .
- Tính tốn bầu làm mát :
* Nhiệt lượng động cơ truyền cho dầu nhờn
Q d = Cd.Vd .ρ. (tdv - tdr )
Trong đó:
- Q d :Nhiệt lượng động cơ truyền cho dầu nhờn
-C d :Tỉ nhiệt của dầu nhờn C d = 0,5 (kcal/kg.0 C)
trang: 17


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- ρ:Trọng lượng riêng của dầu nhờn ρ = 0,92 (kg/lit)
-tdv , tdr : Nhiệt độ dầu vào và ra sinh hàn
-Đối với động cơ diesel thì ∆t = tdv - tdr = 20 ÷ 400C
Chọn ∆t = 300C
- Vd :Lưu lượng dầu tuần hồn đi qua bầu sinh hàn
Máy chính : V d = 11740 (lít/h)
1

2 Máy đèn : V d = 2113

2− 2

(lít/h)

Kết quả:
Q d = 162012
Q d = 29160
1

2− 2

(kcal/h)
(kcal/h)

+) Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát :

Fk =

Qd
K d (t d − t k )

Trong đó : Fk - Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát
Qd - Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu nhờn :
Q d = 162012 (kcal/h)
Q d = 29160 (kcal/h)
Kd - Hệ số truyền nhiệt tổng quát giữa dầu nhờn và môi chất làm mát,
1

2− 2

Chọn bầu làm mát dung kiểu ống thẳng và nhẵn thì Kd = 100 ÷ 300 (kcal/m2.h0C)
Chọn Kd = 200 (kcal/m2.h0C)
t d , t k - Nhiệt độ trung bình của dầu nhờn và của mơi chất làm mát
∆t = t d − t k = 300C

Thay các giá trị vào công thức trên ta được :
F k = 27
1

(m 2 )

F k = 4,86 (m 2 )
2− 2

+) Các kích thước cơ bản của bầu làm mát dầu nhờn :
Máy chính:
- Chọn đường kính ống d = 3 (cm) =0,03 (m)
trang: 18


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

- Chiều dài của ống

l=1,2 (m)

- Chọn số ống n theo công thức:
n=

Fk1

d .lπ

Thay số vào ta được : n = 238 (ống)
Máy đèn:
- Chọn đường kính ống d = 1,5 (cm) = 0,015 (m)
- Chiều dài của ống

l = 1 (m)

- Chọn số ống n theo công thức :
n=

Fk 2
d .lπ

Thay số vào ta được : n = 103 (ống)

PHẦN 4 : KẾT LUẬN

trang: 19


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

Hệ thống cấp dầu bôi trơn cho tàu 90m, được thiết kế, bố trí 1 két dầu dự trữ bơi
trơn cho động cơ chính ( cơng st 3400 cv, vịng quay 750 vịng/phút) và 2 máy
phát điện (cơng suất 305cv, vịng quay 1500 vịng /phút)
STT
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Thiết bị cần tính tốn
Thể tích két chứa dầu bơi trơn máy chính
Thể tích két chưa dầu bơi trơn 1 máy đèn
Thể tích két dự trữ trên tàu
Thể tích bổ xung cho két dầu tuần hồn
Lượng dầu nhờn chứa trong cacte máy đèn
Chọn bơm tuần hồn máy chính có lưu lượng
Chọn bơm tuần hồn máy đèn có lưu lượng
Chọn bơm cho máy ly tâm có lưu lượng
Tiết diện thơng qua lõi lọc máy chính
Tiết diện thơng qua lõi lọc máy đèn
Diện tích lõi lọc máy chính
Diện tích lõi lọc máy đèn
Chiều cao lõi lọc máy chính
Chiều cao lõi lọc máy đèn
Kích thước cơ bản của bầu làm mát dầu nhờn

Kết quả
V=3,98
V=0,3
V=4,58
V=0,1
V=122
G 1 =12
G 2 =2
Q=4500
F tp1 =0,272
F tp 2 =0,024
F 1 =0,888
F 2 =0,078
h 1 =0,807
h 2 =0,165
n 1 =238

Đơn vị
m3
m3
m3
m3
lít
(m 3 /h)
(m 3 /h)
(lít/h)
(m 2 )
(m 2 )
(m 2 )

(m 2 )
(m)
(m)
ống

n 2 =103

trang: 20


THIẾT KẾ MÔN HỌC : MÁY PHỤ TÀU THUỶ

trang: 21