Phân tích cấu tạo, tính năng kỹ thuật họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC-C22, Chương 14 ppsx

-Trang 50
-
Chương 14: Hệ thống làm
mát
Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho
các chi ti
ết
má
y
ti
ếp xúc với khí cháy (piston, xécmăng, xupáp, nắp xilanh, thành
xilanh) chi
ếm kho
ả
ng
25÷35% nhi
ệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy tỏa ra. Vì
v
ậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt: nhiệt độ đỉnh
piston có th
ể lên đến 600 C, còn nhiệt độ nấm xupáp có khi lên đến
900

C
.
Nhi
ệt độ các chi tiết máy cao sẽ gây ra hậu quả xấu sau đ
â
y
:
+ Phụ tải nhiệt của các chi tiết máy lớn, làm giảm sức bền, độ

cứng vững và
t
uổ
i
thọ của
c
húng.
+ Do nhi
ệt độ cao, độ nhớt của dầu bôi trơn giảm nên tổn thất ma
sát
tă
ng.
+ Có th
ể gây kẹt bó piston trong xilanh do hiện tượng giản nở
nh
iệt
.
+ Gi
ảm hệ số n
ạ
p.
Để khắc phục các hậu quả xấu trên, cần thiết phải làm mát động
cơ. Hệ thống
làm
mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình
truy
ền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát
để đảm bảo cho nhiệt độ các chi tiết không quá nóng nh
ư
ng cũng

không quá ngu
ội. Quá nóng sẽ gây ra các hiện tượng xấu như đã
nêu
ở trên,
c
òn quá nguội có nghĩa là động cơ được làm mát quá
nhi
ều vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nh
iệt
lượng dùng để sinh công ít do
đó hiệu suất của động cơ nhỏ.
M
ặt khác do nhiệt độ của động cơ thấp, độ nhớt của dầu nhờn
-Trang 51
-
tăng, khiến cho d
ầ
u nhờn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ
giới và tổn thất ma sát. Hơn nữa khi nh
iệt
độ thành xilanh thấp quá,
nhiên li
ệu sẽ ngưng tụ trên bề mặt thành xilanh làm cho
mà
ng dầu
bôi tr
ơn sẽ bị nhiên liệu rửa sạch, nếu trong nhiên liệu có nhiều lưu
hu
ỳnh, thì
c

ó thể dễ tạo ra các axít do sự kết hợp của nhiên liệu và
h
ơi nước ngưng tụ trên bề
mặt
thành xilanh. Các axit đó gây ra hiện
t
ượng ăn mòn kim
l
o
ại
.
Hi
ện nay có rất nhiều phương pháp làm mát như: làm mát bằng
n
ước kiểu bốc h
ơi
, làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên nhưng
v
ới họ động cơ S70 MC-C là động
cơ
có công suất lớn người ta sử
dụng hệ thống làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn
cưỡ
ng
b
ứ
c
.
Hãng Man
đã đưa ra 2 phương hướng lựa chọn sau đây trong

vi
ệc bố trí hệ
t
hống làm mát cho động cơ. Mỗi phương pháp bố trí
cho h
ệ thống làm mát đều có những
ư
u và nhược điểm riêng. Chúng
ta có th
ể lựa chọn 1 phương pháp thích hợp nhất trong 2 phương
pháp sau
đây để trang bị trên
tà
u
:
-Trang 52
-
+ Hệ thống làm mát bằng nước biển và hệ thống làm mát áo
b
a
o.
H
ệ thống này có 2 vòng: vòng ngoài làm mát bằng nước
bi
ển, nước b
iể
n được dùng để làm mát: khí quét, dầu bôi trơn và
n
ước làm mát áo bao. Vòng trong
làm

mát bằng nước ngọt dùng làm
mát áo b
a
o.
+ H
ệ thống làm mát trung
tâm
.
H
ệ thống làm mát này cũng có hai vòng, vòng ngoài làm
mát b
ằng n
ước
biển dùng để làm mát cho trung tâm (nước ngọt), sau
đó nước làm mát của hệ thống
làm
mát trung tâm này sẽ đến làm mát
khí quét, d
ầu bôi trơn và nước làm mát áo b
a
o.
2.4.3.1. Hệ thống làm mát nước biển và hệ thống làm mát áo bao.
Hệ thống
l
àm mát nước b
iể
n
Hệ thống làm mát nước biển thì được sử dụng làm mát dầu
bôi tr
ơn động

cơ
, làm mát nước ngọt làm mát áo bao và làm mát khí
quét. S
ơ đồ hệ thống như hình v
ẽ
4
3
8
6
5
2
7
1
-Trang 53
-
Hình 2.37. Sơ đồ hệ thống làm mát nước b
iể
n.
1. Van thông
b
iể
n
2. Thi
ết bị
l
ọ
c
3. Bơm nước
b
iể

n
4. D
ầu bôi
t
r
ơ
n
5. N
ước làm mát áo bao
6. Làm mát khí qu
ét
7. Máy
c
h
í
nh
8. Van
điều tiết nhiệt (hằng
nh
iệt
).
-Trang 54
-
Nguyên lý hoạt động:
Nước biển từ van thông biển (1) vào qua lọc nước biển (2)
được bơm (3) b
ơm
cung cấp đi làm mát, nó được chia làm hai ngã,
m
ột ngã đi làm mát dầu bôi trơn (4) s

a
u đó nó tiếp tục đi làm mát
n
ước làm mát áo bao. Ngã còn lại đi làm mát khí quét, sau đó hai
đường nước này gặp nhau và cùng đến van điều tiết nh
iệt
.
Van
điều tiết nhiệt (8) là van 3 ngã có một thiết bị cảm biến đặt
ở đường vào
c
ủ
a
nước làm mát và nó điều khiển hoạt động của van
này. N
ếu nhiệt độ của nước làm
mát
đi qua thiết bị cảm biến thấp
h
ơn nhiệt độ qui định mở cửa van thì van hằng nhiệt v
ẫ
n đóng, khi đó
n
ước biển sẽ đi trở lại tiếp tục đi làm mát, ngược lại nếu nhiệt độ
nước
làm
mát qua thiết bị cảm biến lớn hơn nhiệt độ qui định thì van
h
ằng nhiệt mở, nước sau kh
i

đi làm mát sẽ đổ ra biển và nước mới
ngu
ội sẽ được bơm v
à
o.
Hệ thống làm mát áo bao.
1
0
9
8
11
3
1
5
4
6
2
7
-Trang 55
-
Hình 2.38. Sơ đồ hệ thống làm mát áo b
a
o.
1. Máy phát nước ngọt 7. Đường nước đi hâm nóng
nhiên
liệ
u
2. Thi
ết bị trao đổi nhiệt 8. Bơm vệ s
i

nh
3. Két tách khí 9. Thi
ết bị cảnh báo
4.
Đường nước trở về 10. Két nước bù
5. B
ơm nước 11. Van hằng nh
iệt
6. Ống tháo nư
ớc
-Trang 56
-
Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống nước làm mát áo bao được sử dụng để làm mát áo
bao: lót xilanh, n
ắ
p
xilanh, van khí x
ả và hâm nóng nhiên liệu trong ống
t
h
á
o.
N
ước ngọt sau khi trao đổi nhiệt với nước biển ở thiết bị trao
đổi nhiệt (2) s
ẽ
vào thiết bị tách khí (3) sau đó được bơm (5) đưa đến các nơi cần làm
mát c
ủa động

cơ:
- Một ngã làm mát áo bao lót xilanh phía trên sau đó theo
các
ống dẫn n
ước
lên làm mát nắp xilanh và cụm xupáp xả. Sau đó
n
ước làm mát theo ngã M trở về
làm
mát máy phát nước ngọt (nếu
trên
động cơ có lắp máy phát nước ngọt) và sau đó đ
ế
n van hằng
nhi
ệt (đường đi của nước làm mát được điều khiển bởi van hằng nhiệt
này) s
a
u đó nó được đi đến thiết bị tách khí lẫn trong nước và sau
đó nó lại tiếp tục được b
ơm
bơm đưa đi làm
mát
.
- M
ột ngã đến làm mát áo bao lót xilanh phía dưới sau đó
n
ước làm mát đ
ược
đưa đến theo đường số (7) hâm nóng nhiên liệu

và theo
đường số (4) trở v
ề
.
Van h
ằng nhiệt (11) là thiết bị dùng để điều chỉnh nhiệt độ
nước làm mát, v
a
n hằng nhiệt này được điều khiển bởi một thiết bị
cảm biến đặt trên đường ra của n
ước
làm mát, nếu nhiệt độ nước
làm mát th
ấp hơn 80
0
C thì van này đóng, nước làm mát s
ẽ
không
vào trao
đổi nhiệt với thiết bị trao đổi nhiệt (2) mà nó sẽ đến trực
ti
ếp làm
mát
các thiết bị cần làm mát của động cơ. Ngược lại nếu
nhi
ệt độ nước làm mát lớn h
ơ
n
80
0

C thì van này m
ở ra, nước làm mát sẽ đi vào và trao đổi nhiệt
v
ới thiết bị trao đổ
i
nhiệt (2) sau đó nó mới được đưa đến làm mát các thiết bị cần làm mát
-Trang 57
-
của động
cơ
.
Thi
ết bị số (8) là bơm nước, dùng để bơm nước vào vệ sinh
tuabin-máy nén kh
í
của hệ thống khí nạp. Sau khi vệ sinh tuabin-máy
nén n
ước sẽ được tháo ra theo đ
ườ
ng
(6).
Thi
ết bị số (10) là két dãn nỡ, dùng để bù lượng nước dãn nở
nhiệt trong qu
á
trình hoạt động của động cơ, trong két dãn nỡ có 2
công t
ắc phao báo cho ta biết
mực
nước cao nhất và thấp nhất trong

két dãn n
ỡ để ta kịp thời bổ xung lượng nước hao hụ
t
.
-Trang 58
-
2.4.3.2. Hệ thống làm mát trung tâm.
8
6
7
9
5
4
10
3
2
1
Hình 2.39. Sơ đồ hệ thống làm mát trung
tâm
.
1. Van thông biển 6. Đường nước ra
2. Thi
ết bị lọc 7. Van hằng nh
iệt
3. Bơm nước biển 8. Két nước bù
4. B
ơm nước làm mát trung tâm 9. Thiết bị làm mát dầu
5. Thi
ết bị trao đổi nhiệt trung tâm 10. Thiết bị làm mát
n

ước làm mát áo bao.
Nguyên lý hoạt động
:
Hệ thống làm mát 2 vòng, vòng ngoài làm mát bằng nước
bi
ển, vòng trong
làm
mát bằng nước ngọt và nước ngọt được
làm mát b
ởi nước biển qua thiết bị trao đổi nh
iệt
trung tâm (5).
B
ơm nước ngọt (4) bơm nước làm mát qua van hằng nhiệt
(7)
đến các thiết bị
cầ
n làm mát, nó được chia làm 2 ngã, một
ngã
được dẫn đến làm mát dầu bôi trơn và
làm
mát nước làm
mát áo bao, ngã còn l
ại được dẫn đến thiết bị làm mát khí qu
ét
.
Thi
ết bị số (7) là van hằng nhiệt, van này điều khiển đường
-Trang 59
-

đi của nước làm
mát
, nếu nhiệt độ của nước làm mát thấp hơn
nhi
ệt độ mở van thì van hằng nhiệt đóng n
ước
ngọt không qua
thi
ết bị trao đổi nhiệt trung tâm (5) mà sẽ được bơm đưa đến các
thi
ết b
ị
cần làm mát, nếu nhiệt độ nước làm mát lớn hơn nhiệt
độ mở van hằng nhiệt mở, n
ước
ngọt sẽ được dẫn đến thiết bị
làm mát trung tâm để trao đổi nhiệt hạ thấp nhiệt độ n
ước
làm
mát xu
ống, sau đó mới được đưa đến những nơi cần làm
mát
.
Chi ti
ết (8) là két nước bù trừ dùng để bù lượng nước tiêu
hao trong quá trình ho
ạt
động của động cơ cũng như quá trình
giãn n
ở nh

iệt
.