CÁC KIẾN THỨC cơ bản về môn máy tàu

CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MÔN MÁY TÀU
CHƯƠNG 1. NỒI HƠI TÀU THỦY
• ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI, CÁC THÔNG SỐ CỦA NỒI HƠI
Định nghĩa nồi hơi.
Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị sử dụng năng lượng của chất đốt (hoá năng của dầu
đốt, than, củi) biến nước thành hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao, nhằm cung
cấp hơi nước cho thiết bị động lực hơi nước chính, cho các máy phụ, thiết bị phụ
và nhu cầu sinh hoạt của thuyền viên trên tàu.
Hình 2-1:.Sơ đồ nguyên lý của hệ động lực hơi nước
- Trên sơ đồ nguyên lý một hệ thống động lực hơi nước bao gồm các thiết bị cơ
bản sau đây.
Nồi hơi là thiết bị sinh hơi, hơi khi ra khỏi nồi hơi là hơi bão hào ẩm đi vào bộ
phận quá nhiệt để sấy khô thành hơi quá nhiệt. Sau khi quá nhiệt hơi đi vào
tuabin để giãn nở sinh công. Quá trình gión nở đoạn nhiệt làm cho áp suất giảm
xuống, khi đi ra khỏi tua bin hơi đi vào bầu ngưng được làm lạnh và ngưng thành
nước. Nước được bơm đưa trở lại nồi hơi. Bầu ngưng được làm mát bằng nước
biển. Để cấp nước vào nồi hơi bơm cần tạo ra một áp lực để thắng lực đẩy do
áp lực của nước trong nồi hơi và lực cản của đường ống cấp nước.
. Phân loại theo cách quét khí lò và sự chuyển động của nước theo bề
mặt đốt nóng
a) Nồi hơi ống nước: Là nồi hơi hỗn hợp nước và hơi đi trong ống, còn ngọn
lửa và khói lò quét ngoài ống.
b) Nồi hơi ống lửa: Là nồi hơi ngọn lửa và khí lò quét trong ống còn hỗn hợp
nước và hơi bao ngoài ống.
c) Nồi hơi liên hợp: Là nồi hơi ống lửa mà trong đó bố trí thêm một số ống nước
Các thông số chính của nồi hơi tầu thủy
1. Áp suất
Nồi
hơi
Tua
bin

Bầu
ngưng
Bơm
Bộ quá nhiệt
Bao gồm áp suất nồi hơi, áp suất của hơi sấy, áp suất hơi giảm sấy, áp suất
nước cấp.
Đơn vị (Kg/cm
2
, MPa, atm)
- Áp suất nồi hơi (p
N
) là áp suất của nước và hơi bảo hoà chứa trong bầu nồi.
( Dựa vào P
N
tra bảng tìm được nhiệt độ bão hoà T
s
)

Hình 2-2: Sơ đồ thông số áp suất và nhiệt độ của NH
- Áp suất hơi sấy: ( P
hs
) là áp suất khi ra khỏi bộ sấy hơi. có P
hs
< P
N
từ 1 ÷ 4
atm.
- Áp suất hơi giảm sấy: (P
gs
) là áp suất hơi sau bộ giản sấy có P

gs
<P
hs
- Áp suất nước cấp: (P
nc
) là áp suất sau bầu hâm, trước bầu nồi.
Áp suất nước cấp cao hơn áp suất nước nồi hơi từ 3- 6 atm để thắng được sức
cản để đẩy được nước vào nồi hơi.
2. Nhiệt độ
- Nhiệt độ hơi bão hoà ( T
s
) là nhiệt độ của hơi bão hoà trong bầu nồi.
- Nhiệt độ hơi sấy: ( T
hs
) là nhiệt độ của hơi sau bộ sấy hơi.
- Nhiệt độ hơi giảm sấy: ( T
gs
) là nhiệt độ của hơi sau bộ giảm sấy.
- Nhiệt độ nước cấp: ( T
nc
) là nhiệt độ nước cấp nồi sau bầu hâm trước bầu nồi.
- Nhiệt độ khói: ( T
kl
) là nhiệt độ của khói lò ra khỏi nồi hơi.
- Nhiệt độ không khí cấp: ( T
kk
) là nhiệt độ của không khí nhập vào buồng đốt.
3. Sản lượng hơi :
Ký hiệu: D
N

Đơn vị: (kg/ h, T/h)
- Là lượng hơi lớn nhất sinh ra trong 01 giờ của NH dưới điều kiện NH cung
cấp hơi ổn định, lâu dài.
Sản lượng hơi chung
D
N
= D
hs
+ D
gs
+ D
x
P
nc
P
hs
,T
hs
P
gs ,
T
gs
P
n
Với D
hs
: sản lượng hơi sấy, D
gs
: sản lượng hơi giảm sấy, D

x
sản lượng hơi bão
hoà.
Chú ý: D
x
là lượng hơi bão hoà cung cấp cho máy phụ và hệ thống chứ không
phải là lượng hơi bão hoà sinh ra tại bầu nồi.
Khi cần thiết, nồi hơi có thể quá tải đến sản lượng lớn nhất D
max
= (125 ÷ 140%)
D
N
4. Nhiệt lượng có ích:
Ký hiệu::Q
i
Đơn vị ( Kcal/h ; KJ/h)
Là nhiệt lượng đã dùng vào việc đun sôi,bốc hơi, sấy hơi nước trong 01 giờ
của NH, tức là nhiệt lượng đã dùng để biến nước cấp thành hơi nước mà NH
cung cấp trong 01 giờ.
5. Hiệu suất nồi hơi.
Ký hiệu: η
N

Là tỷ số giữa nhiệt lượng có ích cho NH trên tổng số nhiệt lượng do chất đốt
toả ra.
Q
i
B - Lượng nhiên liệu tiờu thụ trong 01 giờ ( Kg/ h)
η
N

=

Q
i
- Nhiệt lượng cú ớch (Kcal/h)
B.Q
p
H
Q
p
H
- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu ( Kcal/ kg)
6. Suất tiêu hao nhiên liệu.
Ký hiệu: g
e
Đơn vị ( Kg/ mlci. h)
Là lượng chất đốt cần dùng để hệ động lực phát ra một mã lực có ích trong 01
giờ.
VD: Nồi hơi đốt dầu P
N
=100 ÷ 120 atm và T
s
=550
0
C → g
e
=200 ÷ 210g/ mlci.h
7. Diện tích hấp nhiệt .
Ký hiệu: S Đơn vị (m
2

)
Là bề mặt kim loại hấp nhiệt của chất chao nhiệt ( như khí lò, hơi sấy ) truyền
cho chất nhận nhiệt ( nước, hơi nước, không khí).
Diện tích hấp nhiệt tính về phía tiếp xúc với khí lò. Riêng với bộ sưởi không khí
và bộ giảm sấy tính theo đường kính trung bình của ống.
Có các dạng:
- Mặt hấp nhiệt bước xạ: S
b
là mặt hấp nhiệt cạnh buồng đốt, trực tiếp tiếp xúc
với ngọn lửa.
- Mặt hấp nhiệt đối lưu : S
đ
là mặt hấp nhiệt ở xa buồng đốt và được khối lò
quét qua.
- Mặt hấp nhiệt bốc hơi: S
bh
là bề mặt hấp nhiệt của khớ lũ làm cho nước sơi và
bốc hơi.
- Mặt hấp nhiệt tiết kiệm: S
tk
chỉ là bề mặt hấp nhiệt của bộ hâm nước tiết kiệm
và bộ sưởi khơng khí.
8. Dung tích buồng đốt.
Ký hiệu: V
bđ
Đơn vị (m
3
)
Là dung tích của khơng gian đốt cháy nhiên liệu
• 2. KẾT CẤU, NGUN LÝ LÀM VIỆC CỦA NỒI HƠI ỐNG LỬA ỐNG NƯỚC

NỒI HƠI ỐNG NƯỚC
Là nồi hơi mà nước đi trong ống còn khói lò đi bên ngồi và qt
qua bề mặt các ống
Nồi hơi ống nước gồm các thiết bị chính sau:
Nồi hơi:
Bầu hơi, bầu nước.
Cụm ống (nối hai bầu).
− Buồng đốt: Khơng gian thực hiện q
trình cháy của chất đốt cung cấp nhiệt
cho nồi hơi.
− Bộ q nhiệt (sấy hơi).
− Bộ hâm nước tiết kiệm: tận dụng nhiệt
khói lò hâm nước trước khi cấp vào nồi
hơi nhằm tăng hiệu suất của nồi hơi
(η
NH
), giảm ứng suất nhiệt.
− Bộ sấy khơng khí tiết kiệm: tận dụng
nhiệt khói lò để sấy nóng khơng khí cấp
vào buồng đốt
→
cháy tốt hơn
→
tăng
hiệu suất của nồi hơi.
− Thiết bị cấp nước: bơm, lọc,
Chú ý: P
bơm
> P
nồi

.
− Thiết bị cấp nhiên liệu: két, bầu hâm, bơm, súng phun,
− Thiết bị điều khiển, kiểm tra: áp kế, nhiệt kế, ống thuỷ, van an tồn,
van xả cặn.
− Thiết bị tự động điều chỉnh:
+ Điều chỉnh q trình cháy.
+ Điều chỉnh nước nồi hơi.
+ Điều chỉnh nhiệt độ hơi q nhiệt.
Ngun lí làm việc:
gió
Bầu hơi
Quạt gió
Nước
Hơi QN
Bầu nước
Bơm dầu
Súng phun
Buồng đốt
− Ở buồng đốt : Do nhiên liệu được phun sương cộng với khơng khí
→

mồi lửa. Hổn hợp cháy tạo ngọn lửa và khói lò có nhiệt độ cao, khí
lò qt qua các bề mặt hấp nhiệt
→
truyền nhiệt cho nước ở trong
ống ở gần buồng đốt nhất. Ở đây có cường độ hố hơi lớn hơn ở
cụm ống nước sơi xa buồng đốt. Mật độ hỗn hợp trong cụm (II) nhỏ
hơn cụm (I) nên sẽ tạo thành vòng tuần hồn tự nhiên trong NH. Hơi
nước tập trung trên bầu hơi & thốt ra ngồi qua mặt sàng để tách
hơi & hạt nước đến bộ q nhiệt. Sau đó chúng được đưa đến các

thiết bị sử dụng.
− Khói lò đi từ buồng đốt
→
qt qua cụm ống nước
→
đi qua thiết bị
sấy hơi
→
qua bầu hâm
→
đi ra ngồi qua ống khói.
Ưu nhược điểm của nồi hơi ống nước
a. Ưu điểm:
- Gọn nhẹ, vì lượng nước trong nồi hơi ít, các ống nhỏ nên dễ bố trí
được bề mặt hấp nhiệt lớn, cường độ hấp nhiệt cao,
- Có thể chế tạo được hàng loạt, từ loại nhỏ đến loại lớn, chỉ cần thay đổi
số lượng ống,
- Có thể bố trí hợp lý các bề mặt hấp nhiệt và bố trí được các bề mặt hấp
nhiệt tiết kiệm có diện tích lớn, nên hiệu suất của nồi hơi lớn hơn nồi
hơi ống lửa,
- Thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh (0,5÷2h) đặc biệt (4÷6h),
- Khi nổ vỡ khơng nguy hiểm lắm, vì lượng nước ít và ống nuớc thường
bị nứt vỡ trước bầu nồi.
b. Nhược điểm:
- Đòi hỏi chất lượng nước cấp tốt, được lọc kỹ càng vì các ống nhỏ
cong, cường độ trao nhiệt lớn,
- Coi sóc, bảo dưỡng nồi hơi phức tạp.
- Năng lực tiềm tàng bé, vì ít nước trong nồi hơi, nên khó duy trì áp suất
hơi ổn định,
- Chiều cao khơng gian hơi bé, nên cần phải có thiết bị khơ hơi.

NỒI HƠI ỐNG LỬA
Là nồi hơi mà khói lò đi trong ống, còn
nước bao bọc bên ngồi ống.
Dầu đốt và khơng khí được cấp vào
buồng đốt (2) cháy, sinh ra khí lò, khí lò đi
vào hộp lửa 3, sau đó đi vào các ống lửa
4, trao nhiệt cho nước bao bọc chung
quanh buồng đốt, hộp lửa, ống lửa hố
Ống lửa
Buồng đốt
Vỏ nồi hơi
Hộp lửa
Thanh
chằng ngắn
Thanh chằng
dài
Hơi bảo hoà
Bộ sấy kk
Bộ hâm
phụ
không khí
DO
thành hơi. Khói lò đi tiếp qua hộp khói, bộ hâm nước tiết kiệm, bộ sưởi
không khí.
Đặc điểm kết cấu
a. Thân nồi hơi
Thân nồi hơi hình trụ tròn, do 1, 2, 3 tấm thép nồi hơi hàn hoặc tán
lại, mối hàn hoặc tán dọc thân nồi hơi không nên ở cùng một đường
sinh để chống xé dọc nồi hơi, không nên ở cùng mức nước nồi hơi để
để tránh gây nên ứng xuất nhiệt và hiện tượng mỏi, không nên tỳ lên bệ

nồi hơi vì khó kiểm tra và mối nối chóng bị mục rỉ.
Cửa chui khoét trên thân nồi hơi có hình bầu dục, trục ngắn theo
hướng đường sinh của thân nồi vì bầu hình trụ có ứng suất xé dọc lớn
gấp đôi ứng suất xé ngang, nên nồi hơi dễ bị xé dọc hơn xé ngang.
b. Nắp nồi hơi
Nồi hơi có nắp trước và nắp sau. Nắp trước còn gọi là mặt sàng
trước, vì có các lỗ khoét để lắp buồng đốt, ống lửa, đinh chằng dài.
c. Buồng đốt
Buồng đốt bị tác dụng của nhiệt độ cao, của lực nén khí cháy, phía
ngoài bị tác dụng của áp lực nước và bị võng xuống bởi chính trọng
lượng bản thân. Do đó buồng đốt có kết cấu hình trụ, để đảm bảo độ
bền tốt (chịu lực tốt).
Buồng đốt có thể là hình trụ tròn, có thể là hình trụ gợn sóng.
Buồng đốt hình trụ gợn sóng có các ưu điểm: làm tăng bề mặt hấp
nhiệt của buồng đốt lên 8÷12%, khử được giãn nở nhiệt khi nhiệt độ
thay đổi, buồng đốt hình trụ tròn phải có kết cấu khử giãn nở nhiệt riêng
(như một đầu buồng đốt di động). Buồng đốt hình trụ gợn sóng tăng
được độ dẻo theo hướng dọc trục, và tăng độ cứng theo hướng kính,
đảm bảo chịu được áp suất cao.
Số lượng buồng đốt tuỳ thuộc vào diện tích bề mặt hấp nhiệt, thông
thường nồi hơi có 1, 2, 3 buồng đốt.
d. Hộp lửa
Hộp lửa dùng để tiếp tục đốt số chất đốt chưa kịp cháy hết trong
buồng đốt, dung tích của hộp lửa không nhỏ hơn dung tích của buồng
đốt để đảm bảo cháy hết chất đốt, diện tích mặt cắt ngang của hộp lửa
nên bằng diện tích mặt cắt ngang của tất cả các ống lửa thuộc hộp lửa
đó.
Thành trước của hộp lửa được gọi là mặt sàng sau.
Vách sau và vách bên của hộp lửa được cố định với thân nồi hơi và
với hộp lửa khác bằng các đinh chằng ngắn.

e. Mã đỉnh hộp lửa
Hộp lửa tiếp xúc với ngọn lửa có nhiệt độ cao, lại có kết cấu hình
hộp, nên không có lợi cho việc chịu lực vì vậy đỉnh hộp lửa có gắn mã
gia cường, còn gọi là mã đỉnh hộp lửa.
f. Ống lửa
Ống lửa dẫn khói lò đi từ hộp lửa vào hộp khói và trao nhiệt cho
nước bao bọc bên ngoài để hoá thành hơi. Ống lửa là bề mặt hấp nhiệt
chủ yếu của nồi hơi (chiếm 80÷90%). Có 2 loại ống lửa: ống lửa
thường và ống lửa chằng. Ống lửa chằng ngoài nhiệm vụ dẫn khói lò,
còn có nhiệm vụ chằng giữ nắp trước của nồi hơi với thành trước của
hộp lửa (chằng giữ 2 mặt sàng).
Ống lửa thường có độ dày 2,5÷4,5 mm và tuỳ thuộc vào áp suất của
nồi hơi. 2 đầu mút của ống lửa thường được nong lên hoặc hàn lên các
mặt sàng. Đầu mút phía hộp lửa phải đuợc bẻ mép.
Ống lửa chằng dày 5÷9,5 mm, 2 đầu mút của ống lửa chằng được
hàn hoặc bắt ren ốc vào các mặt sàng. Ống lửa chằng chiếm khoảng
30% tổng số các ống lửa và được bố trí xen kẽ với các ống lửa thường.
g. Đinh chằng ngắn, đinh chằng dài
Đinh chằng ngắn dùng để chằng giữ thành hộp lửa với nhau, chằng
giữ thành hộp lửa với nắp sau của nồi hơi. Đinh chằng ngắn có thể
được cố đình bằng cách ren hàn hoặc tán đinh.
Đinh chằng dài để chằng giữ nắp trước và nắp sau của nồi hơi
(phần không có ống lửa). Đinh chằng dài được cố định bằng cách hàn
hoặc bắt ren ốc . Đinh chằng dài có đường kính bằng 50÷90 mm.
h. Bầu khô hơi
Bầu khô hơi làm tăng chiều cao của không gian hơi, làm cho các hạt
nước có trọng lượng lớn hơn phải rơi trở lại nồi hơi, làm tăng độ khô
của hơi.
Nắp cửa người và nắp cửa tay
Nắp cửa người (còn gọi là nắp cửa chui) để người sử dụng có thể

chui vào bên trong nồi hơi kiểm tra, vệ sinh, sửa chữa nồi hơi. Nắp cửa
người có vành gia cường phía bên trong nồi hơi.
Nắp cửa tay dùng để luồn tay vào lau chùi, vệ sinh và sửa chữa bên
trong nồi hơi.
Nắp cửa người, nắp cửa tay đều được đóng từ phía trong ra, để lợi
dụng áp suất trong nồi hơi làm tăng độ kín của cửa. Nắp cửa người và
nắp cửa chui đều có hình bầu dục và nếu nắp được khoan ở phần hình
trụ của thân nồi, thì trục ngắn hướng theo hướng đường sinh của thân
nồi.
Ưu, nhược điểm
+ Ưu điểm:
- Nhờ ống lớn và thẳng nên có thể dùng được nước xấu, chưa lọc hoặc
nước lẫn dầu.
- Bền, sử dụng đơn giản.
- Thân nồi chứa nhiều nước, năng lực tiềm tàng lớn, áp suất nồi hơi khá
ổn định, ngay cả khi thay đổi tải đột ngột.
- Chiều cao của không gian hơi khá lớn nên độ khô của hơi nước khá
cao x = 0,95÷0,98, do đó không cần phải có thiết bị khô hơi.
+ Khuyết điểm:
- To, nặng, chứa nhiều nước.
- Cường độ bốc hơi yếu.
- Nước nhiều, nên thời gian nhóm lò lấy hơi lâu từ 6÷10h, nồi hơi chính
lên đến 24÷48h.
- Khi nổ vỡ khá nguy hiểm.
• YÊU CẦU NƯỚC CẤP CHO NỒI HƠI, GẠN MẶT - XẢ ĐÁY NƯỚC NỒI
NƯỚC CẤP CHO NỒI HƠI
Yêu cầu đối với nước cấp nồi hơi.
− Nước ngưng (từ hơi nước) phải tinh khiết.
− Nước không bị lẫn nước biển, rò lọt ở bình ngưng.
− Nước không có dầu (từ các phụ tải: máy hơi, tua bin )

− Nước không lẫn không khí.
− Nước bổ sung phải đảm bảo chất lượng.
Các phương pháp lọc nước nồi.
− Dùng thuốc chống đóng cáu cặn:
+ Xút NaOH, K
2
CO
3,
Na
3
PO
4
: các chất này phản ứng hoá học
với các muối cứng trong nước làm cho muối cứng lắng thành
cáu bùn để xả ra ngoài.
+ Có thể cho trực tiếp vào nồi hơi hoặc pha ở két.
− Lọc cặn:Nước qua lưới lọc, các ngăn than cốc ở bể lọc, cặn cáu
sẽ bị giữ lại.
− Lọc dầu: Dùng khăn bông, vải gai, xơ mướp,
− Khử khí: Đun sôi thì các chất khí hoà tan sẽ bay hơi hoặc
pha các chất hấp thụ oxy như: N
2
H
4
, Na
2
SO
3
.
− Định kì gạn mặt xả đáy

+ Gạn mặt: Ca/1 lần (gạn chất nổi, màng dầu)
Xả đáy: ngày/lần (xả cạn bùn lắng đọng).
• 4. NHIÊN LIỆU DÙNG CHO NỒI HƠI
Nước nồi hơi
Để đảm bảo cho nồi hơi làm việc an toàn, tin cậy, kéo dài tuổi thọ và
mang lại hiệu quả kinh tế cao, yêu cầu nước cấp NH phải đảm bảo chất lượng
và đảm bảo các tiêu chuẩn quy định.
I. Các tiêu chuẩn của nước nồi hơi.
Chất lượng nước nồi được đánh giá qua các chỉ tiêu nồi hơi.
1. Độ vẩn đục: Là các hạt lơ lửng gây vẩn đục nước nồi hơi.
2. Lượng cặn khô: Là lượng của chất hữu cơ và vô cơ tan đến dạng phân tử
ở dạng keo (mg/lit).
3. Lượng muối chung: Là tổng số muối khoáng hoà tan trong nước (mg
đương lượng/lít).
4. Lượng dầu: Xác định lượng dầu có trong một lít nước nồi hơi (mg/lít).
5. Lượng khí: Xác định lượng khí O
2
và CO
2
có trong một lít nước nồi hơi.
6. Độ Clorua: Biểu thị lượng muối Clorua trong nước là trị số mg ion Cl- trong
một lít nước.
7. Độ cứng: Tổng số các ion C++ và in Mg++ Của các muối can xi và magiê
hoà tan trong nước (mg đương lượng/lít). Có 2 loại độ cứng.
- Độ cứng tạm thời: Biểu thị lượng mối bicacbonat canxi và magiê Ca(HCO)
2
và
Mg(HCO
3
)

2
. Các muối này khi đun sôi nước sẽ tạo thành cáu bùn lắng xuống đáy
bầu nồi.
- Độ cúng vĩnh cửu: Biểu thị các muối khác của canxi và magiê có trong nước
như CaSO
4
, MgSO
4
, CaCl
2
, CaSl0
3
) Các muối này khi đun sôi sẽ tạo thành cáu
cứng bám vào các bề mặt trao nhiệt của nồi hơi.
Tổng số độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu bằng độ cứng chung.
8. Chỉ số PH: Biểu thị đặc tính của nước thông qua chỉ số PH ta biết nước có
tính axit, nước trung tính hay nước có tính kiềm. Trung tính: PH = 7 . Tính axít:
PH<7. Tính bazơ PH >7.Nếu nước có tính axít sẽ rất nguy hiểm cho nồi hơi vì
khi nhiệt độ nước tăng, nước bị ion hoá mạnh thêm,gây ăn mũn cỏc chi tiết nồi
hơi.Thông thường nước nồi hơi có độ PH = 8÷11.
9. Độ kiềm: Khi pha thuốc chống cáu (Na
2
CO
3
, NaOH, Na
3
PO
4
) vào nước
nồi hơi sẽ ngăn được cáu đóng lên bề mặt hấp nhiệt, đồng thời còn tránh được

phản ứng gây nên bởi axit trong nồi. Song nếu độ kiềm quá cao sẽ làm cho thiết
bị giũn nứt kiềm tính, làm hỏng kim loại màu do vậy cần khống chế độ kiềm của
nước nồi trong phạm vi quy định.
* Độ kiềm chung không biểu thị tổng số lượng các ion OH
-
, CO
3
-2
, HCO
3
-
, PO
4
-3
trong một số lít nước.
* Độ kiềm phốt phát Kp dùng để đo dung lượng Na
3
PO
4
thừa trong nước nồi có
tính dựa theo số lượng anhydric phốtpho P
2
O
5
trong một lít nước.
* Độ kiềm nitơrat Kn dùng để đo lượng NaNO
3
( Nitratnatri) trong nước nồi.
NaNO
3

được pha vào nước nồi để chống dòn kiềm.
Bảng tiêu chuẩn chọn nước nồi hơi
Tiêu chuẩn đơn vị NHON NHOL
đo
Độ cứng mg đl/ lít < 0,5 < 0,02
Hàm lượng dầu mg / lít <3 < 3
Hàm lượng O
2
mg / lít - < 0,05
Clorua (nước ngưng) mg / lít < 50 < 2
Hàm lượng muối
chung
mg / lít < 13000 < 2000
Clorua (nước nồi) mg / lít < 8000 < 500
Độ kiềm nitơrat mg / lít
150 ÷300 120÷150
Độ kiềm phốt phát mg / lít
2 ÷5 15÷20
Độ cứng vĩnh cửu mg / lít < 0,4 < 0,05
Chỉ số PH mg / lít
9,6÷10
9,6
II. Xử lý nước nồi hơi.
1. Tác hại của một số muối và tạp chất có trong nước.
a. Muối trong nước
- Muối cứng tạm thời: Ca( HCO
3
), Mg(HCO
3
)

2
khi đun sôi tạo thành cáu bùn và
có thể xả được nhờ việc xả đáy nồi hơi do vậy khi xả đáy để đưa muối cứng tạm
thời ra khỏi bầu nồi phải tốn một lượng nước và nhiệt.
- Muối cứng vĩnh cửu: CaSio
3
, MgSio
3
, CaSo
4
, MgSo
4
khi nước được đun sôi
chúng lắng đọng thành các lớp cáu cứng bám lên bề mặt hấp nhiệt của nồi hơi
làm giảm cường độ trao đổi nhiệt, giảm sản lượng sinh hơi và hiệu suất nồi hơi.
b. Dầu: Nếu trong nước có dầu, dầu sẽ bám lên bề mặt hấp nhiệt. Hệ số dẫn
nhiệt của bản thân dầu rất bé do đó tăng nhiệt trở thành ống dẫn đến giảm
cường độ trao đổi nhiệt của thành vỏch ống.
c. Tạp chất khí: Các chất khí hoà tan trong nước nồi hơi như O
2
, CO
2
làm
tăng quá trình ăn mòn trong nồi hơi, oxi gây ăn mòn trực tiếp thép của NH. Còn
CO
2
là các chất xúc tác của quá trình mục gỉ thép của nồi hơi.
d. Tạp chất cơ học: Các tạp chất cơ học là trung tâm tạo bọt tích tụ nhiều bóng
hơi làm cho nước sủi bọt gây nên hiệu ứng "trương" nước nồi làm nước chảy
vào các thiết bị dùng hơi gây nên hiện tượng thuỷ kích.

2. Phương pháp xử lý nước nồi hơi.
a. Xử lý nước ngoài nồi.
* Khử cặp cơ học: Được thực hiện ở các vách lọc (két vách) thực hiện ở két
khử dầu riêng).Vật liệu lọc dầu là than hoạt tính, sơ mướp, khăn bông.
* Khử khí NHOL khử ở vách lọc, NHON khử khí ở bầu khử khí riêng. Có nhiều
phương pháp khử khí như đun sôi nước làm bay các khí trong nước, dùng hoá
chất để hấp thụ khí
* Khử muối cứng. Dùng hoá chất như vôi Ca(OH)
2
kiềm NaOH, Na
2
CO
3
biến
muối cứng vĩnh cửu thành muối tạm thời và đun sôi tạo thành cáu bùn được xả
ra ngoài.
b. Xử lý nước trong nồi. Dùng với nồi hơi có chất lượng hơi thông thường cho
hoá chất vào trong nồi hơi hoặc dùng siêu âm.
* Dùng hoá chất. Có thể đưa trực tiếp vào nồi hơi, hoặc có thể pha trong két có
chia vạch sau đó dùng bơm để bơm vào nồi hơi hoặc đặt hoá chất chống cáu
cặn trước đường ống hút của bơm cấp.
* Dùng siêu âm (chỉ dùng cho NHOL và NHLH). Siêu âm phá hoại quá trình kết
tinh của muối cứng lên bề mặt hấp nhiệt cáu cứng vỡ thành cáu bựn.
2-9. Chất đốt của nồi hơi.
I. Yêu cầu đối với chất đốt nồi hơi.
Chất đốt nồi hơi là những chất khi cháy cho ta nhiệt lượng còn gọi là nhiên liệu
nồi hơi. Gồm nhiều loại.
* Chất rắn: Than đỏ, gỗ.
* Chất lỏng: Các loại dầu đốt.
* Chất khí và năng lượng nguyên tử.

1. Yêu cầu: Rẻ tiền, kinh tế, lượng sinh nhiệt cao, ít tro bụi và lưu huỳnh, không
tự bén cháy.
Trên các tàu thuỷ hiện nay chủ yếu chỉ dùng dầu đốt (dầu nặng FO và dầu nhẹ
DO) vì có các đặc điểm.
* Ưu điểm:
- Hiệu suất của NH khi dùng dầu đốt lớn hơn (10- 18%)
- Nhỏ gọn hơn, hiệu quả kinh tế cao hơn.
- Tính cơ giới và tự động hoá cao hơn.
- Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò nhanh.
* Nhược điểm:
- Giá thành dầu đốt cao.
- Gây mục, rỉ, ăn mòn điểm sương.
- Gây ăn mòn vanadi.
II. Các tính chất của dầu đốt nồi hơi.
1. Tỷ trọng. Là tỷ số giữa trọng lượng một đơn vị thể tích dầu đốt ở t
o
C và
trọng lượng một đơn vị thể tích nước ở 4
0
C. Tỷ trọng phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi
nhiệt độ tăng thì tỷ trọng giảm.
2. Độ nhớt: Là nội lực ma sát giữa các phần tử chất lỏng khi chúng chuyển
động tương đối với nhau. Đây là thông số quan trọng nhất vì ảnh hưởng đến khả
năng lưu động chất lượng phun của dầu và quá trình cháy của nú. Độ nhớt càng
cao thì lưu động kém, quá trình cháy càng kém. Khi nhiệt độ cao thì độ nhớt
giảm. Phải hâm dầu khi sử dụng dầu có độ nhớt cao.
a. Độ nhớt Engơle (
o
E)
Là tỷ trọng giữa thời gian chảy của 200mml dầu ở nhiệt độ 50

o
C (75
0
C, 100
o
C)
qua ống nhỏ giọt của nhớt kế Engơle và thời gian chảy của 200mml nước ở
20
o
C cũng qua ống nhỏ giọt ấy. Đây là độ nhớt tương đối .
b. Độ nhớt Xentixtoc (
0
CSt)
Là thời gian chảy của 60mml dầu ở 38
o
C (66
0
C , 100
o
C) qua ống nhỏ giọt của
nhớt kế xentixtoc. Nó là độ nhớt tuyệt đối.
3. Điểm động đặc.
Là nhiệt độ cao nhất mà tại đó nhiên liệu bắt đầu bị đông đặc lại (khi nghiêng
bình dầu góc 45
o
thì dầu không thay đổi bình dáng của mình trong một phút)
.Dầu đốt NH quy định điểm đông đặc <5
o
C. Điểu này có vai trò quan trọng trong
việc lưu chuyển của dầu (ở xứ lạnh).

4. Điểm bốc cháy và điểm cháy.
* Điểm bốc cháy (bén cháy): Là nhiệt độ thấp nhất mà khi ta đưa nhọn lửa vào
gần hỗn hợp sương dầu và khí thì hỗn hợp đó bốc cháy khi ta cất ngọn lửa đi thì
hỗn hợp đó tắt ngay.
* Điểm cháy: Là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó khi ta đưa ngọn lửa gần vào hỗn
hợp sương dầu và khí thì hỗn hợp đó cháy. Khi cất ngọn lửa đi thì hỗn hợp tiếp
tục cháy trong thời gian ít nhất là 3 giõy.
Quy định điểm cháy của dầu đốt nồi hơi > 60
o
C để đảm bảo an toàn cho NH.
5. Hàm lượng nước.(W)
Là lượng nước chứa trong nhiên liệu. Làm nhiệt trị của nhiên liệu bị giảm, quá
trình cháy không ổn định thậm chí có súng phun bị tắt không cháy được. Ngoài
ra còn làm tắc, rỗ sỳng phun.
Quy định cho dầu đốt nồi hơi W<1%
6. Hàm lượng lưu huỳnh và vanadi :
Đây là 2 chất có hại của nhiên liệu.
S - Gây ăn mòn điểm sương hay ăn mòn ở nhiệt độ thấp.T≤140
o
c
V- Gây ăn mòn ở nhiệt độ cao.T ≥ 685
o
c.
7. Tạp chất rắp trong nhiên liệu (A):
Là các chất tro, cát, bụi trong nhiên liệu chúng có thể làm tắc lỗ sỳng phun,
chóng mài mòn lỗ sỳng phun. Quy định cho dầu đốt nồi hơi A < 0,3%.

2-10. Khai thác vận hành nồi hơi
Trong quá trình sử dụng nồi hơi phải tuyệt đối tuân thủ các quy định trong vận
hành khai thác nồi hơi. Các quy định trong quy phạm, các quy định của nhà chế

tạo.
• 5. SƠ ĐỒ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TÀU THỦY
HỆ THỐNG THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG HƠI NƯỚC TÀU THỦY
Nguyên lí làm việc:
− Tại NH thực hiện quá trình sản xuất hơi nước (gia nhiệt cho nước
→
hơi) biến đổi hoá năng của chất đốt thành hơi.
− Bầu sấy hơi: biến hơi bảo hoà
→
hơi quá nhiệt
− Ở tuabin: nhiệt năng của hơi biến thành động năng của dòng hơi do
hơi giản nở trong các ống phun, động năng của hơi tác động lên các
cánh tuabin làm tuabin quay.
− Vì n
tb
cao nên phải giảm xuống thông qua hộp số (có thể thêm
tuabin thực hiện quá trình chạy lùi).
− Tại bầu ngưng (BN): hơi nước được làm mát để ngưng tụ thành
nước.
− Nước ngưng được bơm nước ngưng hút ra đưa qua bầu hâm cấp
1. Sau đó được bơm cấp nước nồi bơm qua bầu hâm cấp 2 đến
NH.
+ Hệ thống TBNL hơi nước tàu thuỷ làm việc theo chu trình kín
+ Lượng hơi, nước thất thoát sẽ được bổ sung.
NỒI
HƠI
8
Bầu sấy hơi
Bầu hâm
nước cấp 2

Bầu hâm
nước cấp 1
Bơm
nước
ngưng
Bơm cấp
Bơm cấp
nước biển
Fin lọc
nước biển
Ra mạn tàu
Chân vòt
Hộp số
Đến máy
phụ
Đến sinh
hoạt
Hơi NH
Hơi hâm
Cấp NL
Cấp không
khí
Tuabin
BN
CHƯƠNG 2. TUABIN
• ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI TUABIN, MỤC ĐÍCH DÙNG TUABIN
Tua bin tầu thủy là một động cơ nhiệt có cánh kiểu rơ to. Trong đó thế năng
và động năng của dòng hơi hay khí xả động cơ diesel được biến đổi thành cơ
năng làm quay rơ to. Loại sử dụng hơi nước của nồi hơi gọi là tua bin hơi, loại
sử dụng khí xả của động cơ diesl gọi là tua bin khí xả.

− Tuabin hơi là 1 động cơ nhiệt dùng để biến đổi nhiệt năng của hơi
thành cơng cơ học.
a. Phân loại theo cơng dụng
Phân loại theo cơng dụng ta có các loại tuabin sau:
− Tuabin hơi chính, được sử dụng làm động lực chính cho hệ động lực tuabin
hơi nước để đẩy tàu đi.
− Tuabin hơi phụ, dùng để lai các máy phụ trên tàu, như động cơ lai máy
phát, máy bơm, máy thuỷ lực v.v…, Tuabin hơi phụ có cả trên các tàu hơi
nước và cả trên các tàu diesel.
• KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN MỘT TẦNG CÁNH
Tua bin xung kích một tầng một dãy cánh
1. Sơ đồ kết cấu.
1. Trục tua bin. 4. ống phun.
2. Rô to. 5. Vỏ tua bin.
3. Cánh động. 6. ống thoát hơi.
Hình 3-5: Tua bin xung kích một tầng một dãy cánh
Phía trên hình biểu diễn các đường biến thiên áp suất và tốc độ dòng hơi khi
qua tầng tua bin.
Trên chu vi của rôto (đĩa) 2 có gắn các cánh động 3. Rôto được lắp với trục 1
bằng then. Hơi vào tua bin qua ống phun 4 gắn trên vỏ 5 của tua bin. Hơi sau khi
làm việc thoát ra ngoài theo ống thoát 6.
2. Nguyên lý làm việc
Hơi chỉ giãn nở trong ống phun từ P
0
(áp suất trước ống phun) đến P
1
(sau
ống phun trước cánh ). Còn trong rãnh công tác hơi không giãn nở tức là p
1 =
p

2
,
trong đó p
2
là áp suất sau cánh công tác.
Trong ống phun tốc độ của dòng hơi tăng từ c
o
tới c
1 ,
vào cánh động tốc độ
giảm từ c
1
xuống c
2
.Động năng của dòng hơi biến thành cơ năng.
3. Nhược điểm: Công suất hạn chế, hiệu suất thấp.
4. Ư u điểm: Đơn giản, kích thước gọn, làm việc chắc chắn, giá thành rẻ nên
nó thường dùng để lai các máy móc phụ như bơm, quạt
• ƯU NHƯỢC ĐIỂM
1. Ưu điểm:
Động cơ tua bin tàu thuỷ có một loạt ưu điểm mà các động lực khác không có
được.
- Tua bin có quá trình sinh công liên tục là quá trình sinh công có lợi nhất cho
các động cơ nhiệt. Có thể sử dụng thông số hơi rất cao, tốc độ cao. Mặt khác có
quá trình sinh công liên tục do đó tải trọng cơ nhiệt được giữ ở chế độ ổn định
không thay đổi.
- Tua bin có tính kinh tế cao các chất công tác có khả năng giãn nở lớn và giãn
nở hơi được tận dụng triệt để (thế năng ban đầu được sử dụng triệt để). Tua bin
hiện đại có thông số hơi ban đầu: p
o

= 20 ÷ 100 atm
t
o
= 600 ÷ 650
0
C . Giãn nở đến áp suất thải 0,05 ÷ 0,03 atm
- Các chi tiết của tua bin chỉ có chuyển động quay tròn đều, không có các
chuyển động tịnh tiến song phẳng do vậy động cơ làm việc êm, chi phí cho ma
sát rất hạn chế, giảm tổn thất cơ giới.
- Tua bin có phạm vi mở rộng công suất rất lớn (có thể từ vài chục đến vài vạn
mã lực).
- Trọng lựợng nhẹ thể tích nhỏ đặc biệt phù hợp với tầu cần tốc độ cao.
- Điều khiển, sử dụng dễ dàng. Làm việc tin cậy. Độ sẵn sàng cao. Chi phí sửa
chữa phục vụ ít.
- Có nhiều khả năng để hiện đại hoá.
2. Nhược điểm.
- Vòng quay của tua bin quá lớn so với vòng quay thích hợp của chân vịt do vậy
phải bố trí truyền động giảm tốc.
- Không có khả năng đảo chiều trực tiếp (tự đảo chiều).
- Hiệu suất chung còn thấp hơn so với động cơ diesel, các động cơ diesel hiện
đại: 36 ÷42%. Hệ thống tua bin tàu thuỷ: 22 ÷ 26%
- Tính cơ động không cao bằng động cơ diesel.
Ưu nhược điểm của tuabin hơi.
Ưu điểm:
− Động cơ hoạt động liên tục, vòng quay cao (15000 rpm), quay một
chiều nên tải trọng ít thay đổi
→
không thay đổi về ứng suất nhiệt,
giảm mài mòn, êm, tuổi thọ cao, làm việc tin cậy.
− Bảo quản vận hành đơn giản, buồng máy sạch sẽ (không bị rò rỉ

dầu, nước ra ngoài).
− Công suất lớn (1 tuabin có thể có công suất = 100.000 CV)
− Hiệu suất:
+ Lớn hơn so với máy hơi, tuabin khí.
+ Nhỏ hơn so với động cơ đốt trong: (máy hơi: < 16%, tuabin
khí:
≈
30%, tuabin hơi: 35%, động cơ đốt trong: 45%)
− Lắp dưới tàu: trọng tâm thấp
→
không có moment lật.
Nhược điểm
−Hệ thống cồng kềnh, phức tạp (chỉ lắp cho tàu lớn).
−Khởi động, vận hành chậm (do phải sấy). phụ thuộc vào thời gian
khởi động và dừng nồi hơi.
−Vòng quay quá lớn, lớn hơn nhiều vòng quay thích hợp của chân vịt,
vì vậy phải sử dụng bộ giảm tốc (hộp số) nối động cơ với chân vịt,
làm tăng kích thước và trọng lượng của hệ động lực tuabin, giảm
hiệu suất của hệ thống.
−Không đảo chiều được: Không thể đảo chiều tuốc bin được, do đó
phải có tuốc bin lùi, hoặc phải sử dụng chân vịt biến bước. Sử dụng
tuabin lùi làm tăng trọng lượng và kích thước của máy, làm tăng tổn
thất của hệ động lực, vì phải lai cả các bộ phận không làm việc trong
chu trình của tuabin.
1. Ưu điểm
− Ít hỏng hóc, ít ồn, ít dao động hơn hệ động lực diesel tàu thuỷ.
− Chịu tải tốt hơn ở điều kiện sóng gió.
− Khả năng quá tải lớn.
− Xuất tiêu hao dầu nhờn nhỏ.
− Có thể dùng được dầu xấu, vì quá trình cháy trong nồi hơi là liên tục.

− Sử dụng đơn giản, giảm được số lần kiểm tra và sửa chữa động cơ.
− Có quá trình sinh công liên tục, là quá trình sinh công lợi nhất ở các động
cơ nhiệt.
− Động cơ chỉ có các chi tiết quay, không có phần chuyển động tịnh tiến, nên
kết cấu đơn giản hơn, giảm được tổn thất cơ giới, sử dụng an toàn và làm
việc tin cậy.
− Khả năng sinh công lớn, hiệu suất động cơ cao, trọng lượng nhỏ, thể tích
nhỏ.
− Có thể dễ dàng hiện đại hoá hệ động lực.
− Có thể sử dụng được năng lượng nguyên tử.
− Có nhiều triển vọng trong công nghiệp tàu thuỷ.
2. Nhược điểm
− Không thể đảo chiều tuabin được, do đó phải có tuabin lùi, hoặc phải sử
dụng chân vịt biến bước. Sử dụng tuabin lùi làm tăng trọng lượng và kích
thước của máy, làm tăng tổn thất của hệ động lực, vì phải lai cả các bộ phận
không làm việc trong chu trình của tuabin.
− Vòng quay của tuabin quá lớn, lớn hơn nhiều vòng quay thích hợp của chân
vịt, vì vậy phải sử dụng bộ giảm tốc (hộp số) nối động cơ với chân vịt, làm
tăng kích thước và trọng lượng của hệ động lực tuabin, giảm hiệu suất của
hệ thống.
− Hiệu suất chung của hệ động lực tuabin nhỏ. Hệ động lực diesel có hiệu
suất chung bằng 36÷42%; hệ động lực tuabin có hiệu suất chung bằng
22÷26%.
− Suất tiêu hao nhiên liệu lớn.
− Thời gian khởi động và dừng hệ thống lâu, phụ thuộc vào thời gian khởi
động và dừng nồi hơi.
CHƯƠNG 3. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Động cơ nhiệt bao gồm động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài.
Động cơ đốt ngoài: Là loại động cơ nhiệt có quá trình đốt cháy nhiên liệu

được tiến hành ở bên ngoài động cơ. (Ví dụ: Máy hơi nước kiểu piston, tua bin
hơi nước )
Động cơ đốt trong: Là loại động cơ nhiệt trong đó việc đốt cháy nhiên liệu, sự
toả nhiệt và quá trình chuyển hoá từ nhiệt năng của môi chất công tác (hỗn hợp
khí đốt do việc cháy nhiên liệu), sang cơ năng được tiến hành ngay trong bản
thân động cơ. (VD: động cơ diesel, động cơ cacbua ratơ, động cơ ga )
−Động cơ đốt trong là một động cơ nhiệt.
−Nhiên liệu được đốt cháy chuyển hoá từ nhiệt năng
→
cơ năng xảy ra bên
trong động cơ.
• PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
0.1. Theo cách thực hiện chu trình công tác.
−Động cơ 4 kì: chu trình công tác được hoàn thành trong thời gian 4 hành trình
của piston (2 vòng quay trục khuỷu).
−Động cơ 2 kì: chu trình công tác được hoàn thành trong thời gian 2 hành trình
của piston tương ứng với 1 vòng quay trục khuỷu.
• VẼ ĐỒ THỊ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 4 kì :
−Xét khi piston ở vị trí ĐCT. Tại đây ta có:
+V
min
= V
c
+
ϕ
= 0
0
(góc quay trục khuỷu : 4 kì:
ϕ

= 0 - 720
0
Hành trình thứ nhất: hành trình nạp
−Khi piston ở ĐCT
→
V
c
chứa đầy sản phẩm cháy còn sót lại của chu trình
trước. Điểm đặt trưng cho trạng thái của nó là điểm 5. P
5
= P
0
(áp suất khí
quyển).
−Khi trục khuỷu quay: piston dịch chuyển xuống, V tăng lên
→
tạo chân không.
Khi áp suất P
5
< P
0
thì không khí được hút vào xylanh nhờ supáp nạp đã mở
(lúc này supáp xả đóng).
−Trên đồ thị công thì hành trình nạp ứng với đường cong 5-5’-1.
−Để cải thiện quá trình nạp tốt hơn (đẩy khí sót, tăng khí nạp: người ta cho
supáp nạp mở sớm trước khi piston đến ĐCT. Góc mở sớm là
ϕ
1
=4’-5.
Thường

ϕ
1
: 18
0
– 30
0
−Đồng thời supáp nạp được đóng muộn hơn so với ĐCD (tại điểm 1’), góc đóng
muộn là
ϕ
2
= 1-1’. Thường thì
ϕ
2
= 18
0
– 45
0
: với động cơ không tăng áp.
−Vì supáp nạp mở sớm, đóng muộn nên thới gian nạp thực tế của quá trình nạp
lớn hơn thới gian của hành trình nạp.
Hành trình thứ hai: hành trình nén
−Piston đi từ ĐCD đến ĐCT, thể tích xylanh giảm dần không khí bị nén lại, do
đó nhiệt độ và áp suất tăng lên (cuối quá trình nén thì T
c
= 600 – 800
0
C và P
c
=
3,0 – 5,0 Mpa).

−Vì supáp nạp đóng muộn nên thời gian của quá trình nén nhỏ hơn thời gian của
hành trình nén.
−Để quá trình cháy của nhiên liệu tốt hơn (có thời gian chuẩn bị cháy) người ta
cho phun nhiên liệu (qua BCA – vòi phun) vào xylanh sớm hơn so với ĐCT,
góc phun sớm là
ϕ
3
= 2’-2 (thường
ϕ
3
= 10 – 30
0
)
−Thời gian chuẩn bị cháy dài hay ngắn phụ thuộc rất nhiềy yếu tố: tính chất của
nhiên liệu, chất lượng hạt nhiên liệu, nhiệt độ và áp suất của không khí nén &
sự hoà trộn của hỗn hợp.
Hành trình thứ ba: hành trình cháy và giản nở
−Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Hành trình này bao gồm quá trình cháy và quá
trình giản nở.
−Sau khi kết thúc giai đoạn chuẩn bị cháy, số nhiên liệu trong xylanh được cháy
nhanh. Ap suất (P) tăng lên đột ngột (Pz). Sau đó quá trình cháy được tiến hành
tương đối đều hơn vì số nhiên liệu được cấp vào bốc cháy nhanh hơn (P
≈
const).
−Trên đồ thị giai đoạn cháy là giai đoạn yz.
−Quá trình cháy kết thúc hoàn toàn tại 3. Từ 3 là quá trình giản nở của sản phẩm
cháy đẩy piston xuống ĐCD.
−Ap suất khí cháy trong quá trình giản nở truyền trực tiếp cho piston để sinh
công có ích. Vì vậy hành trình thứ ba này được gọi là hành trình công tác
(đường 2-3-3’).

Hành trình thứ tư : hành trình thải
−Piston đi từ ĐCD lên ĐCT (supáp xả mở, sản phẩm cháy bị đẩy ra khỏi
xylanh).
−Để cải thiện quá trình thải, để giảm P
r
ở giai đoạn thải (sẽ giảm được công
tiêu hao piston đẩy khí thải ra ngoài. Người ta cho supáp xả mở sớm (trước
ĐCD) một góc
ϕ
5

≈
35 – 45
0
= 3’-4.
−Tại điểm b:
+ P
b
= 0,25 – 0,5 Mpa.
+ T
b
= 650 – 750
0
C.
−Đồng thời để đẩy sạch sản phẩm cháy, supáp xả lại được đóng muộn hơn so
với ĐCT (điểm 5’). Góc đóng muộn là
ϕ
6
=5-5’ (18 – 25
0

)
−Cuối quá trình thải:
+ P
r’
= 0,103 – 0,105 Mpa.
+ T
r’
= 350 – 450
0
C.
−Do có sự mở sớm và đóng muộn của supáp xả nên thời gian của quá trình
thải lớn hơn thời gian của hành trình thải.
−Trên đồ thị tròn ta thấy có giai đoạn cả hai supáp đều mở: gọi là góc trùng
điệp của supáp:
ϕ
4
=
ϕ
1
+
ϕ
6
và
ϕ
4 trùng với 4’-5’.
−Sau khi kết thúc quá trình thải tức động cơ đã hoàn thành một chu trình
công tác thì một chu trình công tác mới tiếp theo được bắt đầu.
−Thông qua đồ thị ta có một số kết luận:
Ton b chu trỡnh cụng tỏc ca ng c 4 kỡ thc hin trong hai vũng quay
trc khuu hay 4 hnh trỡnh ca piston.

Trong 4 hnh trỡnh ch cú hnh trỡnh chỏy gin n (hnh trỡnh th 3) l cht
cụng tỏc sinh cụng (cụng dng). Cũn 3 hnh trỡnh cũn li (np, nộn, thi)
l 3 hnh trỡnh tiờu tn cụng (cụng õm). Cụng ny c thc hin nh
moment quỏn tớnh ca cỏc chi tit quay ca ng c: bỏnh , trc khuu.
Hoc nh cụng ca cỏc xylanh khỏc (ng c nhiu xylanh).
Thi im úng m cỏc supỏp, phun nhiờn liu khụng trựng vi CT, CD
ca piston c gi l thi im phõn phi khớ. S la chn cỏc gúc phõn
phi khớ cú nh hng rt nhiu n cụng sut (N) v tớnh kinh t ca ng
c.
Nguyờn lý lm vic ca ng c Diesel 2 kỡ
Mt vi c im v cu to,
nguyờn lớ lm vic ca ng c
diesel 2 kỡ.
Cỏc ca np khớ mi, x khớ c
c khoột bờn hụng smi
xylanh ca ng c (ca np
mt bờn, ca thi mt bờn. Mi
ca bng ẵ chu vi xylanh). Mộp
trờn ca ca x cao hn ca np,
mộp di hai ca bng nhau v
trựng vi CD ca piston. Vic
úng m cỏc ca np v x do
piston thc hin.
Hỡnh 6: th cụng ch th v th
phõn phi khớ ca ng c 2 kỡ
c bit cú loi ng c hai kỡ
khụng cú ca x trờn thõn smi xylanh thỡ phi cú supỏp x trờn np xylanh
(gi l ng c hai kỡ quột thng).
ng c hai kỡ bt buc P
quột

> P
kq
(>1,15 at) mi thc hin c quỏ trỡnh
np quột khớ c. Vỡ vy phi cú mỏy nộn khụng khớ (bm piston, bm
roto, ). hoc dựng hc di ca piston cựng vi khụng gian cỏcte lm bm
quột.
Chu trỡnh cụng tỏc ca ng c hai kỡ tin hnh nh sau:
Hnh trỡnh th nht: hnh trỡnh chỏy v gin n
Xột khi piston i t CT xung CD: hnh trỡnh ny ng c thc hin quỏ
trỡnh chỏy v gin n (sinh cụng) (on z b).
P
V
d
k
b'
a
c'
c
z
V
V
Sc
ẹCT ẹCD
Cửỷa
naùp
ẹCT
ẹCD
a
d k
k'

Xaỷ
0
5
1
b
5
1
0
6
6
0
−Ở cuối quá trình giản nở khi mép trên của piston đi qua mép trên của cửa xả,
xylanh thông với bên ngoài, sản phẩm cháy có P > P
kq
nên tự do thải ra ngoài
cho tới khi áp suất trong xylanh giảm xuống bằng hoặc lớn hơn một chút so với
áp suất khí quét (P
kq
) ở cửa nạp.
−Piston tiếp tục đi xuống: Khi mép trên của piston đi qua mép trên của cửa nạp
(mở cửa nạp) Pquét > Pkq
→
đưa khí nạp vào xylanh (vì hai cửa nạp và xả
cùng mở nên khí mới đẩy khí xả ra ngoài đồng thời nạp đầy khí mới vào
xylanh: hai quá trình thực hiện đồng thời nên còn gọi là giai đoạn quét khí. Kết
thúc khi piston ở ĐCD.
−Quá trình quét – xả: bkda.
Hành trình thứ hai: hành trình nén
−Khi piston đi từ ĐCD lên ĐCT: quá trình quét của không khí sạch vẫn tiếp tục
cho đến khi piston đóng cửa nạp. Sau khi đóng cửa nạp không khí mới vẫn xả

ra ngoài một ít (vì lúc này cửa xả vẫn mở).
−Quá trình nén bắt đầu khi piston đóng kín cửa xả và kết thúc khi piston ở ĐCT
(đoạn a–c). Áp suất và nhiệt độ của không khí tăng dần. Trước ĐCT một góc
5–30
0
thì nhiên liệu được phun vào (góc phun sớm) tạo điều kiện cho quá trình
cháy, gần ĐCT thì quá trình cháy bắt đầu (c_z)
−Khi piston đi xuống thì một chu trình mới lại bắt đầu.
Một số kết luận:
−Chu trình công tác của động cơ thực hiện trong hai hành trình của piston hoặc
một vòng quay trục khuỷu.
−Phải tốn một công để lai máy nén (6 – 12 Ni).
−Khi quét khí có một phần khí nạp bị dò lọt do lẫn trong sản phẩm cháy
→
tổn
thất khí nạp .
−Một phần hành trình của piston dùng vào việc quét và thải khí.
Piston đi lên (ĐCD lên ĐCT) thực hiện kỳ nén, đi xuống (ĐCT xuống
ĐCD) thực hiện kỳ cháy giãn nở sinh công. Vào đầu các kỳ nén và cuối kỳ
giãn nở, có các quá trình thải khí cháy, nạp không khí và quét khí cháy mà
người ta thường gọi là quá trình trao đổi khí.
Sự khác nhau cơ bản tính chất hai loại động cơ (bốn kỳ và hai kỳ) là
hình thức sinh công và trao đổi khí. Trong đó động cơ hai kỳ sinh công sau
một vòng quay còn động cơ bốn kỳ sinh công sau hai vòng quay trục khuỷu.
Như vậy, nếu hai loại động cơ có cùng số vòng quay và kích thước cơ bản
thì động cơ hai kỳ về lý thuyết có công suất lớn gấp hai lần động cơ bốn kỳ.
Thực tế, một phần hành trình phải sử dụng cho các quá trình trao đổi khí,
động cơ hai kỳ chỉ sinh công suất lớn hơn động cơ bốn kỳ có 1.8 lần. Ngoài
ra, để thực hiện được quá trình trao đổi khí (nạp và quét khi) động cơ hai kỳ
đòi hỏi không khí nạp phải được nén sơ bộ trước để có áp suất cao hơn so

với không khí môi trường.
Hình 1.7 Đồ thị công chỉ thị của động cơ diesel hai kỳ
Hình 1.8 Đồ thị tròn trao đổi khí động cơ diesel bốn kỳ
• 4. CÁC HÌNH THỨC QUÉT KHÍ Ở ĐỘNG CƠ 2 KỲ
Các hình thức quét khí ở động cơ hai kì.
−Quá trình thải sản phẩm cháy và nạp không khí mới ở động cơ hai kì chiếm
khoảng 120 – 150
0
góc quay trục khuỷu (4K > 360
0
). Trong quá trình ấy xảy ra
quá trình hoà trộn giữa khí mới và sản phẩm cháy và một số vùng (góc chết)
trong xylanh không khí quét không tới được.
z
c
b
a
P
V
z’
e
k
V
c
V
s
−Chất lượng của quá trình thải sản phẩm cháy và nạp không khí mới của động
cơ 2K phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống quét và thải
−Dựa vào phương hướng vận động của dòng không khí quét người ta chia thành
hai loại: quét vòng và quét thẳng.

Quét vòng:
−Dòng không khí đi theo đường vòng: các cửa nạp và thải đặt ở phần dưới của
xylanh và được đóng mở nhờ piston.
−Dựa vào vị trí các cửa người ta chia ra:
+ Quét vòng đặt ngang: cửa thải đối diện cửa quét.
+ Quét vòng đặt một bên: cửa thải và cửa quét đặt một bên vách xylanh
+ Quét vòng đặt xung quanh: cửa thải , cửa quét đặt xung quanh.
+ Quét vòng đặt hỗn hợp: kết hợp.
−Chiều cao của cửa thải và cửa quét ở hệ thống quét vòng có 3 trường hợp:
+ Mép trên cửa thải cao hơn mép trên cửa quét
+ Mép trên cửa thải thấp hơn mép trên cửa quét.
 Nếu chỉ có một hàng cửa quét thì tất cả cửa quét phải lắp van một chiều. Nếu
có hai hàng cửa quét thì chỉ cần lắp van một chiều cho hàng cửa quét phía
trên.
+ Mép trên cửa thải ngang với mép trên cửa quét (phải lắp van một chiều tự
động trong cửa quét.
Hệ thống quét thẳng:
Dòng không khí quét chỉ theo một chiều. Các cơ cấu của hệ thống quét
được đặt ở hai đầu xylanh (cửa quét ở dưới xylanh, supáp xả ở nắp xylanh).
Ở động cơ đối đỉnh thì cửa xả ở một phía xylanh do một piston điều khiển, còn
cửa nạp thì ở phía bên kia và do piston kia điều khiển.
5. SO SÁNH ĐỘNG CƠ 4 KỲ VÀ 2 KỲ
So sánh hai loại động cơ 4 kì và 2 kì:
−Nếu hai động cơ cùng các kích thước (D, S, n, i) thì về mặt lý thuyết N
2k
=2N
4k
.
Nhưng thực tế chỉ lớn hơn 1,6 – 1,8 lần do phải tốn một phần công suất cho
máy nén khí và một phần của hành trình để quét thải và bị dò lọt khí nạp.

−Quá trình thải khí củ và nạp khí mới của 4 kì tốt hơn (hoàn hảo hơn) và các quá
trình này được thực hiện trong hai hành trình.
−Cấu tạo cơ cấu quét khí 2 kì đơn giản hơn 4 kì (quét vòng không có supáp nạp,
xả). Nhưng 2 kì phải có máy nén khí.
−Động cơ 2 kì thì moment quay biến đổi điều đặn hơn (vì cả chu trình chỉ trong
hai hành trình của piston)
−Động cơ 4 kì dể chọn góc phân phối khí vì chỉ cần thay đổi cơ cấu cam (vị trí,
biến dạng) trên trục phân phối (thay đổi sớm muộn)
−Góc ứng với quá trình cháy_ giản nở của 4K > 2K:
+ Động cơ 4K gần bằng 140
0
.
+ Động cơ 2K gần bằng 100 – 120
0
.
−Bằng phương pháp tăng áp có thể tăng công suất động cơ 4K dể hơn vì ứng
suất nhiệt và hệ thống tăng áp của nó cũng đơn giản hơn 2K
−Tính kinh tế của hai loại động cơ gần như nhau (140 – 190 g/mlh).
• 6. CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ
MỘT VÀI THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ
4.1. Áp suất chỉ thị bình quân [Pi]:(sơ đồ công chỉ thị bình quân)
Là áp suất quy ước trung bình không đổi của khí trong xylanh công tác, tác
dụng lên piston trong thời gian một hành trình của nó, thực hiện một công bằng
công của toàn bộ chu trình khi P thay đổi.
Áp suất chỉ thị bình quân (Pi) là tỉ số giữa công chỉ thị (Li) của chu trình
với thể tích công tác (V
s
) của xylanh.
P
i

=
s
i
V
L
(1)
Về ý nghĩa hình học: P
i
là chiều cao trung bình của diện tích đồ thị công
theo một tỉ lệ xích nào đó.
−P
i
là một thông số quan trọng để kiểm tra quá trình công tác và tải động cơ.
Độ chênh lệch giá trị P
i
giữa các xylanh không được lớn hơn 62,5% giá trị
trung bình của động cơ.
−Muốn thay đổi P
i
của từng xylanh ta có thể thay đổi lượng nhiên liệu cấp
cho chu trình. Trong khai thác động cơ nếu tải giữa các xylanh không đồng
đều sẽ gây quá tải cục bộ cho từng xylanh, ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy,
tuổi thọ, tính kinh tế của động cơ.
−Đối với động cơ thấp tốc có thể đo được đồ thị công chỉ thị bằng
INDICATOR. Từ đó có thể tính được P
i
.
+ Đối với động cơ không tăng áp: P
i
= 0,3 – 1 Mpa.

+ Đối với động cơ có tăng áp: P
i
= 2,0 Mpa hoặc lớn hơn.
4.2. Công suất chỉ thị
Công suất chỉ thị của động cơ
Công suất ứng với công chỉ thị của chu trình gọi là công suất chỉ thị
−Theo (1) thì L
i
= P
i
.V
s
(kJ) hay Nm.
−Công suất chỉ thị của một xylanh:
N
i
=
z
nPV
iS
.30

(w).
+ z : số kì (4kì: z = 4; 2 kì: z = 2)
+ n: vòng quay động cơ (v/phút).