Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng quy trình tháo lắp hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ diesel, chương 9 doc

-
1
-
Chương 9: Bình làm mát khí tăng
áp
- Cấu
tạo
Ở động cơ diesel tàu thủy, người ta thường dùng nước
ngoài tàu
để làm
má
t
khí nạp. Chất lỏng làm mát đi trong ống,
không khí
được làm mát đi ngoài ống
và
vuông góc với hướng
đi của nước làm
má
t
.
Hình 2.41. Bình làm mát có ruột là các ống tròn đan
nhau
Để tăng cường làm mát, người ta làm các gân trao đổi
nhi
ệt, bình làm mát
có
ruột là các ống có cánh dẹt được sử dụng
r
ộng rãi
nhấ

t
.
-
2
-
Hình 2.42. Bình làm mát có ruột kiểu ống và cánh
gi
ải
nh
i
ệ
t
Trường hợp này lượng nhiệt từ khí nạp truyền cho nước
làm mát lớn và
sức
cản khí động học của bình làm mát nhỏ.
T
ốt nhất ta nên dùng bình làm mát cánh
t
ản
nhiệt có biên dạng
khác
nhau.
- Hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa bình làm
mát
Kiểm tra cánh tản nhiệt của ống dẫn nước có bị cong hay
không. Ti
ến
hành
kiểm tra xem các ống dẫn nước có bị nứt,

xo
ắn, răng cưa hay
không.
Nén các cánh tản nhiệt, những chỗ rò rỉ thì ta sửa chữa
b
ằng cách hàn
hoặc
dùng keo bịt
k
í
n
Thỉnh thoảng nên làm sạch bình làm mát để nó làm việc
được hiệu quả,
v
ì
sau một thời gian làm việc thì các bề mặt làm
vi
ệc phía khí và nước đều bị bẩn,
kế
t
quả làm tăng nhiệt trở của
ống, cánh tản nhiệt, tăng sức cản khí động học và sức
cản
thuỷ
lực của dòng khí và nước lưu
động.
3. Tổ tuabin khí xả – máy nén
kh
í
Bộ tuabin tăng áp gồm có 2 phần chính là máy nén kiểu

ly tâm và tuabin
kh
í
xả cùng các cơ cấu phụ như bạc đỡ trục,
-
3
-
thiết bị bao kín, các hệ thống bôi trơn
và
làm mát
…
Dựa vào dòng chảy trong tuabin khí người ta chia thành
2 lo
ại: tuabin
t
ăng
áp hướng trục và tuabin tăng áp hướng kính.
Cả 2 loại trên đều phát triển song
song.
Nói chung bộ tuabin
tăng áp hướng kính dùng cho những trường hợp cần lưu
l
ượng
nhỏ (đường kính ngoài của bánh công tác nhỏ hơn 180 mm),
còn bộ tuabin tăng
áp
hướng trục dùng cho các trường hợp cần
l
ưu lượng lớn (đường kính ngoài của
bánh

-
4
-
công tác lớn hơn 260 mm). Với trường hợp đường kính ngoài
c
ủa bánh công tác
t
ừ
(180  260) mm, người ta dùng cả 2 loại
t
rên.
 Cấu tạo tuabin tăng
áp
Cấu tạo của tuabin tăng áp được thể hiện trên hình
2.43.
Thông qua tuabin, năng lượng khí xả biến thành công
lai máy nén,
nén
không khí tăng áp. Số tuabin tăng áp bố trí
trên một động cơ phụ thuộc vào
số
xylanh, suất tiêu hao không
khí cho
động
cơ.
Hình 2.43. Cấu tạo của
tuabin t
ăng
áp
a. Phần tuabin; 1. vỏ máy; 2. bánh cánh máy nén; 3. vỏ xoắn

ốc; 4. đĩa khuếch
t
án
;
5. thiết bị cách nhiệt; 6. trục rôto; 7. cánh tuabin; 8. đĩa
tuabin; 9.
ống
phun
;
-
5
-
10. ổ đỡ phía tuabin; 11. ổ đỡ phía máy nén; b. Ống dẫn
không khí t
ới lá chắn
l
àm
Tuabin tăng áp đem lại ưu điểm đặc biệt cho động cơ. Ở
tuabin tăng áp,
cấu
tạo của máy nén ly tâm không có gì đặc
biệt. Sau đây là cấu tạo một số bộ
phận
chính của tuabin tăng
áp
:
-
6
-
Ống dẫn khí xả vào

tuab
i
n
Đường dẫn khí thường đúc bằng thép hợp kim hoặc hợp
kim nhôm vì
phả
i
chịu nhiệt độ khí xả khoảng ( 400  600
)
C. Miệng ống phải có thể lắp lẫn
và ống
phải có thể giãn nở tự do dưới tác dụng của
nh
i
ệ
t
.
Hình 2.44. Ống dẫn khí xả vào
t
uab
i
n
Hình thức thứ ba (2.44c) là hợp lý nhất, phù hợp với tốc
độ luồng khí
l
ớn
(đến
150m
/
s).

Hệ miệng
phun
Hướng luồng khí xả vào rôto với một góc có lợi nhất (16
 23). Hệ
m
i
ệng
phun có nhiệt độ cao hơn đường dẫn
kh
í
.
Hình 2.45. Hệ miệng phun của tuabin khi – máy nén
khí
TK-30
-
7
-

Rôto
Đây là phần quay của tuabin khí xả. Cấu tạo của nó quyết
định đến hiệu
suấ
t
,
độ bền lâu, tính tin cậy khi làm việc của
tuabin. Nó có 2 ph
ần chính: Đĩa và
cánh.
-
8

-
Có thể đúc liền, cũng có thể làm cánh rời rồi ghép với đĩa.
Tr
ường hợp sau có
t
hể
làm cánh bằng vật liệu chịu nhiệt và chịu xâm thực cao.
Nh
ưng cần liên kết tốt
vớ
i
đĩa, vì rôto thường quay với tốc độ
rất cao( 18000  32000 )
vòng
/
ph.
Hình 2.46. Rôto tuabin khí xả của tổ TBK-
MNK TKP =
23
Cách bố trí máy nén và tuabin cùng các ổ đỡ của tổ này thường
g
ặp 3 hình thức
sau
:
- Cách thứ nhất (2.47a) thường dùng cho động cơ có công
su
ất lớn và
vừa.
- Cách thứ hai (2.47b) có kết cấu đơn giản thường dùng
cho

động cơ có
công
suất vừa và
nhỏ.
- Cách thứ ba (2.47c) ít dùng, chỉ thấy ở động cơ công suất
nhỏ.
Ổ
đỡ
Các TBK-MN dùng cho động cơ nhỏ, có tốc độ cao
th
ường dùng ổ bi.
Tuổ
i
bền không cao, khoảng (3000  8000)
gi
ờ, nhưng hiệu suất cao. Ổ trượt có tuổi
bền
cao, khoảng
-
9
-
(20.000  30.000) giờ, mặc dù hiệu suất thấp hơn. Các ổ
trượt
này
thường dùng đồng
t
hanh.
Các ổ thường được bôi trơn, bằng dầu ở vòng trong và làm
mát b
ằng nước

ở
vòng
ngoà
i
-
10
-
a
b
c
Hình 2.47. Bố trí ổ đỡ TBK-
MN
 Hao mòn hư hỏng, kiểm tra, sửa
chữa
- Ở tuabin khí xả: các cánh tuabin bị ăn mòn và bị
xâm thực ở nhiệt
độ
khoảng (300  400)
0
C và ở áp suất
khoảng ( 24 )KG/cm
2
, bởi khí xả có các
t
hành
phần hoạt hoá
m
ạnh như SO
2
, SO

3
, CO, NO, CO
2
… và bởi sự xói mòn
biên
dạng
trên cánh tuabin do khí xả lưu động qua nó. Các vết
r
ỗ, sự cháy sém, sự thay
đổ
i
hình dạng cánh…là những biểu
hi
ện cụ thể. Sự rỗ nát, biến dạng của cánh làm
g
i
ảm
khả năng
sinh công c
ủa tuabin, tăng độ ồn và độ rung động của nó. Hậu
qu
ả là
l
àm
cho tốc độ tuabin máy nén khí giảm, năng suất và
áp su
ất khí nén giảm đi.
Hao
mòn, hư hỏng cánh tuabin đến
gi

ới hạn cho phép thì thay luôn cả trục và bánh
công
tác của
t
uab
i
n.
- Các ổ bi của tuabin, khi bị mòn quá giới hạn thường
làm cho tuabin
chạy
ồn, rung. Định kỳ ta phải thay mới. Do
tình tr
ạng kỹ thuật xấu, động cơ diesel
cháy
không hoàn toàn
hoặc dầu bôi trơn lọt vào buồng đốt nhiều mà khí xả bẩn,
nh
i
ều
muội than, thì ở cửa xả của tuabin và ống góp khí xả
-
11
-
thường bẩn , giảm khả
năng
lưu thông, máy khó tăng
t
ốc.
- Do tốc độ quay cao, do nhiệt độ khí xả khá cao nên dầu
bôi tr

ơn và làm
má
t
bị nóng ( dù đã dùng dầu đặc biệt ) nên
chóng già, mất khả năng bôi trơn. Các
đệm
kín nước, kín dầu
cũng mau
hỏng.
Ở máy nén khí kiểu rôto đồng trục với tuabin khí xả tình
hình hao mòn
hư
hỏng cũng tương tự như tuabin khí xả, nhưng
m
ức độ thì thấp hơn nhiều, nhất là
ở
các cánh của
rô
t
o.
-
12
-
Ở các động cơ tăng áp bằng cơ khí thường dùng động cơ
nén kiểu rôto.
Kh
i
các gờ ăn khớp khí sẽ lọt từ khoang tăng áp
về khoang hút làm giảm năng suất và
áp

suất khí tăng áp. Nếu
các ổ bi mòn quá giới hạn, rôto sẽ bị đảo, động cơ nén
có
tiếng ồn cơ
kh
í
.
Dùng thước lá có thể kiểm tra khe hở ăn khớp giữa rôto
và vỏ. Dùng
đệm
điều chỉnh sự dịch chuyển dọc trục của một
trong hai bánh quay (so v
ới bánh
k
i
a),
ta có thể khôi phục lại
khe hở ăn khớp và khe hở vỏ và các ruột quay. Chú ý
t
r
i
ệ
t
tiêu
khe hở mặt đầu sau phép điều chỉnh
này.
Ở động cơ quét thải bằng cửa, cần lưu ý làm sạch các cửa
( nhất là cửa xả)
và
phần piston đối diện với cửa xả. Trường

h
ợp thải qua xupap thì sửa chữa xupap
như
đã trình bày ở
t
rên.
Các bạc lót của trục phân phối khí thường được thay vào
lúc
đại tu động
cơ.
Chú ý độ đồng tâm giữa các ổ và sự bôi trơn khi lắp ráp
chúng.
-
13
-