Khai thác động cơ đốt trong tàu quân sự - Chương 4 pptx

Chương 4
KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIÊDEN TÀU QUÂN SỰ
4.1. Các điều kiện cần để khởi động động cơ điêden
4.1.1. Các điều kiện khởi động tin cậy động cơ
Để khởi động tin cậy động cơ, cần có các điều kiện sau:
1. Động cơ, các hệ thống và cơ cấu phục vụ động cơ ở trạng thái tốt;
2. Nhiệt độ động cơ, nhiệt độ nước và dầu đủ cao;
3. Nhiên liệu, dầu bôi trơn và nước làm mát có đủ số lượng và chất lượng;
4. Thiết bị khởi động có đủ năng lượng cần thiết (áp suất không khí trong các
bình khí khởi động cần cao nhất, các ắc quy khởi động được nạp đầy);
5. Động cơ, các hệ thống và các thiết bị tiêu thụ công suất được chuẩn bị tốt để
khởi động.
Việc chuẩn bị tốt và cẩn thận động cơ cho khởi động là điều kiện cơ bản để khởi
động tin cậy động cơ, để toàn bộ hệ động lực tàu làm việc tin cậy và không hư
hỏng.
4.1.2. Những chú ý trước khi khởi động động cơ
- Chỉ có động cơ ở trạng thái tốt mới được khởi động;
- Các trục trặc được phát hiện khi chuẩn bị khởi động cần phải được khắc phục
trước khi khởi động. Tất cả các trục trặc được phát hiện và khắc phục cần phải được
ghi vào sổ nhật ký máy;
- Khởi động động cơ được thực hiện từ nguồn năng lượng ngoài bằng cách quay
trục khuỷu của nó đên số vòng quay đảm bảo các quá trình của chu trình công tác
diễn ra bình thường: nạp đầy không khí cho các xi lanh, nén, tự bốc cháy và cháy;
- Sự tăng công suất chỉ thị trong thời gian khởi động cần đảm bảo đưa động cơ
vào chế độ hành trình không tải khi khởi động không tải hoặc vào chế độ tải trọng đã
cho;
- Giới hạn dưới của số vòng quay cần để đảm bảo khởi động tin cậy động cơ ở
nhiệt độ đã cho, gọi là số vòng quay khởi động cực tiểu.
Số vòng quay khởi động cực tiểu của động cơ phụ thuộc vào các kích thước xi
lanh động cơ, dạng buồng cháy, nhiệt độ động cơ và dầu trước khởi động, nhiệt độ
môi trường, độ mòn các chi tiết động cơ và các thiết bị nhiên liệu, lượng nhiên liệu

cấp cho chu trình, góc phun sớm nhiên liệu và các pha phối khí.
4.2. Các phương pháp khởi động động cơ tàu quân sự
Các động cơ tàu quân sự thường được khởi động nhờ khí nén, khởi động điện và
động cơ điện chân vịt. Tất cả các động cơ chính tàu quân sự được trang bị hệ thống
khởi động bằng không khí nén. Khởi động bằng động cơ điện thường trang bị cho các
động cơ cao tốc công suất nhỏ (đến 300 mã lực). Khởi động động cơ bằng động cơ
điện chân vịt là phương pháp dự phòng, chỉ thực hiện cho tàu ngầm.
4.2.1. Đặc điểm khởi động động cơ bằng không khí nén
Không khí nén được dự trữ trong các bình khởi động chuyên dụng, áp suất cực
đại của không khí trong các bình P
b
phụ thuộc vào kết cấu hệ thống khởi động, bản
thân động cơ, và trong khoảng 40 đến 260 kG /cm
2
. Các động cơ chậm tốc và trung
tốc nhờ không có hộp giảm tốc nên có áp suất khí khởi động thấp hơn ở các động cơ
cao tốc vì có tiết lưu trong bộ chia khí.
Trước khi khởi động động cơ cần xả cặn bẩn khỏi các bình khí khởi động bằng
van xả cặn
Việc cấp không khí khởi động vào xi lanh động cơ được tiến hành hoặc vào cuối
hành trình nén khoảng 2 đến 8
0
trước điểm chết trên hoặc vào đầu hành trình sinh
công 0 đến 15
0
sau điểm chết trên.
Khi khởi động động cơ bằng không khí nén, tốc độ quay trục khuỷu n
kđ
(ở nhiệt
độ động cơ, nhiệt độ dầu và môi trường cụ thể) phụ thuộc vào áp suất không khí trong

bình khởi động P
b
, còn thời hạn quay 
kd
và sự thay đổi n
kđ
= f(
kđ
) khi P
b
= const
phụ thuộc vào dung tích bình khí khởi động V
b
. Dung tích của bình khí càng lớn thì
thời gian có thể quay động cơ bằng khí nén càng lớn.
Trên hình 4.1 và 4.2 chỉ ra Sự phụ thuộc của tốc độ trục khuỷu vào thời gian
khởi động và áp suất khí khởi động đối với động cơ 12ЧН18/20 theo kết quả đo được
của ЦНИДИ.






n(v/ph)

1
3
5
2

4
26
0

24
0

22
0

20
0

18

P
b
(kG/cm
2
)

1
2
3

12
0

11
0

10
0

90

80








Các đường cong trên đồ thị hình 4.1 được giải thích như sau: đường 1 và đường
2 1à khi P
b
= 120 kG/cm
2
, V
b
= 410 lít và khi P
b
= 120 kG/cm
2
, V
b
= 40 lít ở điều kiện
nhiệt độ t = +50

0
C; đường 3 và đường 4 1à khi P
b
= 120 kG/cm
2
, V
b
= 410 lít và khi
P
b
= 120 kG/cm
2
, V
b
= 40 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +5
0
C; đường 5 và đường 6 1à
khi P
b
= 80 kG/cm
2
, V
b
= 234 lít và khi P
b
= 80 kG/cm
2
, V
b
= 40 lít ở điều kiện nhiệt

độ t = +5
0
C.
Dung tích bình càng lớn, độ giảm áp suất khí trong bình sau một lần khởi động
càng nhỏ (hình 4.2), số lần có thể khởi động càng lớn. Tiêu hao khí sau một lần khởi
động tăng khi giảm nhiệt độ động cơ, dầu và không khí xung quanh, khi tăng cản áp
trên đường thải, tăng độ mòn xi lanh, xéc măng, các van và khi sai lệch bộ chia khí.
Tiêu hao khí nén lớn nhất sẽ là lần khởi động thứ nhất động cơ nguội, bởi vì khi đó
thời gian quay máy bị tăng đột ngột.
Các đường cong trên đồ thị hình 4.2 được giải thích như sau: đường 1 là khi V
b
=
410 lít, đường 2 là khi V
b
= 234 lít, đường 3 là khi V
b
= 40 lít, đường 4 là khi V
b
=
410 lít ở điều kiện nhiệt độ t = +5
0
C; đường 4 là thay đổi áp suất khí khởi động lần
đầu khi V
b
= 410 lít.
Các tốc ký khởi động động cơ ở các nhiệt độ khác nhau được giới thiệu trên hình
4.3. Khi nhiệt độ +50
0
C, thời gian quay động cơ 
kđ

bằng không khí
nén ở lần khởi động đầu tiên là 0, 6
giây, khi +30
0
C thì 
kđ
= 2 giây,
còn khi +15
0
C thì 
kđ
= 20 giây.
Khởi động lần đầu động cơ nguội
cần phải sửe dụng các bình khí với
áp suất cực đại vào hệ thống khởi

n(v/ph)

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100


2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

n
1

n
2

n
3

1
2 3
động. Trong các lần khởi động tiếp
theo tuỳ mức độ tăng nhiệt độ động
cơ và dầu mà tiêu hao không khí nén
cho khởi động được giảm.
Áp suất cực tiểu của không khí nén P
min
còn có thể khởi động động cơ khi máy
nóng +50 đến +60

0
C là P
min
= 12 - 15 kG/cm
2
cho các động cơ chậm tốc và trung tốc
(37? , 40? , 9?), còn cho các động cơ cao tốc (M-50, M-503, 3?6) là 50 - 70 kG/cm
2
).
Sau khi khởi động động cơ, áp suất khí trong các bình khởi động cần được nạp thêm
đến cực đại.
Tiêu hao khí khởi động được xác định theo công thức:
Q
kđ
= (4.1a)
Trong đó:
V
b
- Dung tích bình khí, lít;
P
b1
, P
b2
- Áp suất khí trong bình trước và sau khởi động (kG/cm
2
);
P
0
- Áp suất khí quyển (kG/cm
2

);
m - Số lần khởi động.
4.2.2. Đặc điểm khởi động động cơ bằng động cơ điện khởi động
Khi khởi động động cơ bằng động cơ điện, tốc độ quay trục khuỷu n
kđ
, ở nhiệt
độ động cơ, dầu và không khí xung quanh đã cho, phụ thuộc vào điện áp trên các cực
ắc quy U
b
và cường độ dòng điện trong cuộn dây phần ứng của của động cơ điện khởi
động I
a
.
n
kđ
= (4.1b)
Trong đó:
U
b
= E
b0
- - Điện áp trên các cực của ắc quy, khi khởi động sự
thay đổi U
b
phụ thuộc vào cường độ dòng điện phóng I
a
, điện trở trong ắc quy R
b
và
số đôi cực p;

R
đcđ
- Điện trở của động cơ điện khởi động;
R
dn
- Điện trở của dây nối;
n
đcđ
- Số vòng quay của trục động cơ điện khởi động;
i - Tỷ số truyền;
C - Hằng số của động cơ điện khởi động;
 - Từ thông.
Cường độ dòng điện trong phần ứng của động cơ điện khởi động I
a
khi khởi
động phụ thuộc vào nhiệt độ động cơ và dầu bôi trơn. Biến thiên cường độ I
a
và số
vòng quay n (v/ph) của trục khuỷu phụ thuộc vào thời gian  khi khởi động động cơ
bằng động cơ điện, được chỉ ra trên hình 4.4; còn biến thiên điện áp trên các cực ắc
quy U
b
phụ thuộc vào thời gian khởi động trên hình 4.5. Trên đồ thị hình 4.4 các
đường số 1 là khi nhiệt độ t = 10
0
C, còn các đường 2 là khi t = 40
0
C. Tương tự, trên
đồ thị hình 4.5 các đường 1, 2, 3 lần lượt là các đường khi nhiệt độ giảm từ cao đến
thấp.

Các đồ thị chỉ ra rằng, nhiệt độ động cơ càng thấp, cường độ I
a
càng lớn, vì vậy
lần khởi động thứ nhất động cơ nguội cần phải dùng các ắc quy đấu song song. Số ắc
quy đấu song song càng lớn thì sụt thế càng nhỏ, thời gian quay động cơ và số lần
khởi động càng lớn.












 (s)

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

I
a

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

Hình 4.4. Sự phụ thuộc của I
a
và
n
kđ
vào thời gian khi khởi động
động cơ bằng động cơ điện

1
2
1
2





900
800
700
600
500
400
300
200
100

n
n
I
U
b

(V)


25

20


15


10


5

1
2
3
24V

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
1,2 1,4 1,6

(s)

Hình 4.5. S
ự phụ thuộc của điện
áp vào thời gian khi khởi động
động cơ bằng động cơ điện
Trước khi khởi động động cơ, sấy nóng động cơ đến +30 đến +40
0
C, thời gian
quay trục khuỷu 

kđ
bằng khí nén và bằng động cơ điện là 0, 6 đến 5 giây, nghĩa là
động cơ khởi động được từ những vòng quay đầu tiên. Khi nhiệt độ động cơ +8
0
C và
dầu +20
0
C, 
kđ
vào khoảng 25 đến 30 giây.
Khi khởi động động cơ nguội bằng khí nén, thời gian quay không được quá 35
giây, còn khi khởi động bằng động cơ điện là 30 giây.
Nếu trong khoảng thời gian nói trên động cơ không nổ được thì phải ngừng khởi
động và nạp đầy khí cho các bình, cho ắc quy “nghỉ”, kiểm tra việc cung cấp nhiên
liệu, trạng thái tốt của động cơ và các hệ thống cho khởi động, và khởi động lại.
4.3. Các đặc điểm, diễn biến quá trình công tác động cơ khi khởi động
4.3.1. Các đặc điểm của chế độ khởi động động cơ
Chế độ khởi động của động cơ là chế độ làm việc không ổn định. Các đặc điểm
của chế độ khởi động là:
- Thời gian khởi động ngắn (
kđ
= 1  35s);
- Trục khuỷu động cơ quay nhờ thiết bị khởi động với số vòng quay nhỏ n
kđ

(không lớn hơn 0,2n
đm
);
- Nhiệt độ vách xi lanh, nắp máy và pit tông thấp. Thậm chí khi sấy nóng sơ bộ
động cơ đến +40

0
C, nhiệt độ vách buồng cháy vẫn nhỏ hơn khi làm việc 3  6 lần;
- Nhiệt độ dầu và nước ở đầu vào và đầu ra của động cơ thấp hơn ở động cơ làm
việc;
- Khi khởi động động cơ không tải, vòng quay trục khuỷu bị thay đổi đột ngột từ
n
kđ
đến trị số 1,3  1, 5 lần vượt quá vòng quay không tải.
Tất cả điều này dẫn đến những thay đổi lớn trong diễn biến các quá trình trong
chu trình công tác, trong sự làm việc của thiết bị nhiên liệu, các máy tăng áp, các chế
độ bôi trơn và làm mát động cơ.
4.3.2 Diễn biến quá trình công tác khi khởi động động cơ
1. Quá trình nạp
a. Đối với động cơ điêden bốn kỳ:
Do vòng quay trục khuỷu thấp nên sự nạp đầy không khí mới cho xi lanh của
các động cơ bốn kỳ tăng áp xảy ra cũng giống như ở các động cơ không tăng áp, chỉ
do hành trình hút của pít tông.
b. Đối với động cơ hai kỳ:
Quá trình quét và nạp đầy khi khởi động động cơ hai kỳ tiến hành với áp suất P
k

hơi lớn hơn áp suất khí quyển, nhưng nhỏ hơn khi động cơ làm việc ở số vòng quay
ổn định cực tiểu.
Khi nâng cao cản áp trên đường thải và độ giảm áp trên đường nạp, quá trình
nạp và thải sạch các xi lanh bị xấu đi và do đó khó khởi động.
2. Quá trình nén
Để đảm bảo khởi động tin cậy động cơ, cuối hành trình nén trong xi lanh cần
phải tạo được áp suất P
C
và nhiệt độ T

C
đủ để tạo hỗn hợp, tự cháy và cháy mạnh hỗn
hợp công tác.
Áp suất P
C
= P
a
.
n1
và nhiệt độ T
C
= T
a
. 
n1-1
phụ thuộc vào các thông số ban đầu
của quá trình nén pít tông và nhiệt độ cuối quá trình nạp T
a
, tỷ số nén  và chỉ số nén
đa biến trung bình n
1
.
Do số vòng quay trục khuỷu ở chế độ khởi động
nhỏ nên làm xấu quá trình nén, cụ thể:
- Lọt nhiều khí nạp từ xy lanh qua các van nạp
đầu quá trình nén; Qua các khe hở giữa các xéc măng,
giữa pit tông và sơ mi xy lanh trong toàn bộ hành
trình nén. Góc đóng muộn của các van nạp càng lớn
và số vòng quay trục khuỷu càng nhỏ thì các tổn thất
không khí nạp càng lớn, áp suất P

C
và nhiệt độ T
C
cuối
quá trình nén càng thấp.
- Các tổn thất nhiệt lớn từ khí nạp bị nén truyền
vào vách xy lanh. Các tổn thất này càng lớn khi nhiệt
độ vách xy lanh càng thấp, thời gian trao đổi nhiệt
càng lớn, nghĩa là tốc độ trung bình của pit tông càng
nhỏ: (C
m
= ), đồng thời, tương quan bề
T
c
(K)

1
2
T
c

P
c

1
2
1
2

700

600


500


400


n
1

1,3
5
1,3
0
1,2
5






30


20

10




30

20

P
c



G
B
(%
)

0 0,5 1 1,5 2
2,5

Hình 4.6. S
ự phụ thuộc
c
ủa các thông số ở quá
trình nén vào C
m

(đ
ối với
động cơ M -50)
C
m

(m/s
)

n
1
mặt làm mát xy lanh F
lm
với thể tích công tác của xi
lanh V
h
càng lớn.
Sự phụ thuộc của P
C
, T
C
và n
1
vào tốc độ trung bình pit tông khi quay động cơ
M -50 được chỉ ra trên hình 4.6. Khi tăng tiếp tục tốc độ trung bình của pit tông, áp
suất P
C
và nhiệt độ T
C
cuối quá trình nén tăng chậm còn công suất của cơ cấu khởi

động tăng nhanh.
3. Quá trình tạo hỗn hợp và cháy
Khởi động động cơ nguội được tiến hành khi điều khiển cung cấp nhiên liệu
bằng tay. Khi đó, lượng nhiên liệu cấp cho chu trình gần bằng định mức (khoảng 50 
60%). Khởi động động cơ đã được sấy nóng sơ bộ có thể được tiến hành với vị trí tự
động khởi động ở bàn điều khiển và cung cấp nhiên liệu cho chu trình khoảng 30 
40% định mức .
Khi khởi động, vòng quay của trục khuỷu thấp, sự lọt nhiên liệu qua các khe hở
của cặp pit tông - xy lanh bơm cao áp tăng lên, áp suất phun bị giảm và tăng độ không
đồng đều cung cấp nhiên liệu cho các xy lanh động cơ tới 70% và lớn hơn. Điều đó
dẫn đến làm xấu chất lượng phun nhiên liệu và tạo hỗn hợp, thời gian giữ chậm sự tự
cháy tăng lên, đặc biệt khi khởi động động cơ ở trạng thái nguội, sự tự bốc cháy và sự
cháy nhiên liệu bị xấu đi. Sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu tăng lên gây ra tạo
cáu than và keo cốc mạnh trên các chi tiết và làm bẩn dầu, xuất hiện hiện tượng bỏ
lửa, trục khuỷu quay không đều, còn áp suất cháy cực đại trong các xi lanh riêng biệt
tăng lên tới 1, 5 lần vượt quá P
Z
ở chế độ định mức.
Tất cả những điều trên dẫn đến phá hỏng chế độ bôi trơn và làm mát, làm quá
tải lớn các chi tiết riêng biệt và tăng mài mòn các xi lanh, pít tông, xéc măng và các ổ,
đặc biệt khi khởi động động cơ nguội. Sự mài mòn xi lanh sau một lần khởi động
động cơ nguội gần bằng độ mòn sau 7 đến 10 giờ làm việc của động cơ ở chế độ định
mức.
4.4. Các yếu tố xác định các tính chất khởi động của động cơ
Bình thường thì các động cơ tàu thuỷ cần được khởi động tin cậy từ trạng thái
nguội, nghĩa là khi nhiệt độ nước, dầu và nhiên liệu trong động cơ bằng nhiệt độ môi
trường xung quanh, nhưng không thấp hơn +8
0
C .
Các tính chất khởi động của động cơ tàu quân sự đặc trưng cho sự chuẩn bị nó

vào hoạt động và được đánh giá bằng:
- Thời gian chuẩn bị động cơ và các hệ thống vào khởi động;
- Độ tin cậy khởi động ở các nhiệt độ và các điều kiện kỹ thuật đã nêu trong
thuyết minh động cơ;
- Thời gian của chế độ khởi động;
- Tiêu hao năng lượng cho một lần khởi động động cơ.
4.4.1. ảnh hưởng của nhiệt độ động cơ, nước, dầu và không khí nạp
Thời gian để chuẩn bị động cơ vào khởi động phụ thuộc vào kết cấu động cơ và
các hệ thống của nó, vào nhiệt độ bản thân động cơ, nước và dầu trước lúc khởi động,
vào nhiệt độ môi trường xung quanh.
Khi nhiệt độ dầu và nhiệt độ động cơ ở +20
0
C và lớn hơn, thì thời gian chuẩn bị
động cơ vào khởi động được hạn chế bằng thời gian sục dầu cho nó, thời gian khởi
động trực tiếp không quá 15 - 20 giây.
Khi giảm nhiệt độ thì thời gian mất cho việc sấy nóng động cơ, nước và dầu
trước khởi động, sục dầu cho động cơ cũng như lượng tiêu hao khí cho khởi động
tăng lên, thời gian khởi động trực tiếp đạt 30 - 35 giây.
Chuẩn bị cho động cơ khởi động được xác định bằng thời gian sấy nóng dầu.
- Khi chuẩn bị thông thường, dầu được sấy nóng đến +40
0
C. Thời gian tiêu tốn
cho sấy nóng dầu đến +40
0
C phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của dầu, dung tích thùng
dầu tuần hoàn, bề mặt và công suất bộ sấy dầu, tốc độ hoàn dầu, kết cấu động cơ
Thời gian sấy nóng dầu từ +5
0
C  40
0

C vào khoảng 20 đến 60 phút.
- Khi chuẩn bị khẩn cấp, việc khởi động động cơ nguội chỉ được phép khi sấy
nóng dầu đến +20
0
C, bởi vì nhiệt độ dầu giảm thì độ nhớt của nó tăng.
Tăng độ nhớt dầu làm dầu khó chuyển động
vào các khe hở giữa các bề mặt làm việc và gây ra
sự tăng đột ngột áp suất trong các ống đẩy và ống
hút, điều này có thể dẫn đến hỏng các ống dẫn, các
bầu lọc và két làm mát.
Khi giảm nhiệt độ động cơ, điều kiện khởi
động của nó bị xấu đi. Áp suất và nhiệt độ cuối quá

i
(s)

2

i

P
kủ
(kG/cm
2
)

3
1
0,02
5

0,02
0
0,01
5
0,01
0
0,00
5
0



500

400

300

200

100

0


10

0

M

kủ

(kGm)


M
k
ủ

P
k
ủ

3
trình nén bị giảm, thời gian giữ chậm sự tự cháy
tăng lên, điều kiện tự cháy và sự cháy nhiên liệu bị
xấu đi, sức cản quay trục khuỷu tăng lên, thời gian
khởi động và tiêu hao khí khởi động tăng lên.
Việc sấy nóng động cơ, nước và dầu trước khởi
động làm tốt hơn các tính chất khởi động của nó. Sự
phụ thuộc của thời gian khởi động động cơ vào nhiệt
độ như trên hình 4.3. Sự phụ thuộc của độ nhớt dầu
, mô men cản quay trục M
C
và thời gian giữ
chậm sự tự cháy của nhiên liệu 
i
vào nhiệt độ được chỉ ra trên hình 4.7.
Theo các kết quả thí nghiệm, khi giảm nhiệt độ không khí trên đường nạp vào
động cơ 10

0
C với cùng vận tốc quay trục, sẽ gây giảm nhiệt độ bắt đầu nén khoảng
7,5  8,5
0
C, còn nhiệt độ cuối kỳ nén giảm khoảng 9
0
C, điều đó làm xấu chất lượng
khởi động.
4.4.2. ảnh hưởng của các kích thước xi lanh, hình dạng buồng cháy và tỷ số nén
Để đảm bảo khởi động tin cậy các động cơ tàu thuỷ khi nhiệt độ cao hơn +20
0
C,
tốc độ trung bình pit tông cần đạt C
m
 0,5 - 0,8 m/s, còn khi nhiệt độ từ +20 - 80
0
C
thì C
m
 0,8 - 1,8 m/s. Khi biết tốc độ trung bình pittông, dễ dàng xác định số vòng
quay cực tiểu quay trục các động cơ với các kích thước khác nhau của xi lanh:
n
kđmin
= (v/ph)
S - Hành trình pittông (m);
C
m
- Tốc độ trung bình của pittông (m/s).
Sự phụ thuộc của n
kđmin

vào hành trình S của pít tông
được giới thiệu trên hình 4.8. Đường kính xy lanh càng lớn,
cần thiết phải quay trục khuỷu khi khởi động động cơ với số
vòng quay càng nhỏ. Điều này được giải thích là khi tăng
đường kính xy lanh thì giảm được bề mặt toả nhiệt tương
đối f :

1
3
2
600


500


400


300


200


100


n
kủmin

(v/ph)

1 2 3 4 5
S
(dm)


Hình 4.8. Sự phụ của
n
kđmin
vào S
f =
và do vậy giảm được cả sự dẫn nhiệt từ khí nén cho nước làm mát. Áp suất P
C
và nhiệt
độ T
C
cuối quá trình nén được nâng lên (hình 4.6).
Các động cơ với buồng cháy phân cách có trị số f lớn nhất (hình 4.9), ở đây
các giá trị tại các điểm 1, 2, 3, và 4 lần lượt là của các động cơ?H 30/38,?H 18/20,?H
15/18, và?H 10,5/13. Để khởi động chúng, cần quay trục khuỷu với số vòng quay lớn
mặc dù chúng có tỷ số nén lớn  = 17  18.
Khi cùng đường kính xi lanh, việc tăng tỷ số nén sẽ làm tốt hơn các tính chất
khởi động của động cơ, bởi vì áp suất P
C
và nhiệt độ T
C
được tăng lên.

Các tính chất khởi động của động cơ bị xấu đi theo
mức độ tăng độ mòn của các xéc măng, pit tông, ống lót xy
lanh, các van nạp thải và thiết bị nhiên liệu.
Độ mòn của các chi tiết nhóm xy lanh -pit tông dẫn
đến tăng rò lọt khí nạp ở hành trình nén, giảm tỷ số nén, áp
suất P
C
và nhiệt độ T
C
cuối quá trình nén.
Độ mòn của thiết bị nhiên liệu gây giảm chất lượng
phun sương nhiên liệu.
Tất cả những điều thống kê ở trên dẫn đến tăng thời gian khởi động, cần phải
quay trục khuỷu với số vòng quay lớn và dẫn đến tăng tiêu hao khí nén cho khởi động.
4.4.3. ảnh hưởng của số lượng và chất lương nhiên liệu được phun vào xy lanh
Như đã được chỉ ra ở trên là khởi động động cơ nguội được thực hiện khi tăng
lượng nhiên liệu chu trình gần đến định mức. Khi tăng lượng nhiên liệu cho chu trình
thì áp suất phun được nâng cao, sự tạo hỗn hợp và bốc lửa được hoàn thiện và khi
cháy sản ra lượng nhiệt lớn làm quay trục khuỷu nhanh hơn và chuyển nhanh động cơ
vào làm việc.
Khởi động động cơ nguội khi tăng lượng nhiên liệu chu trình được thực hiện
dùng tay điều khiển các bơm nhiên liệu và yêu cầu sự thuần thục nhất định. Nếu
không có kinh nghiệm thì khởi động động cơ nguội không tải có thể dẫn đến sự vượt
tốc vòng quay nguy hiểm.

3
1
60

50

40

30

20

10

0

f
0
=F/V
0

10 20 30 40 50
D

(cm)

4
2
Hình 4.9. Sự phụ
thuộc vào đường
kính
xy lanh c
ủa tỷ số giữa
bề mặt trong xy lanh
và th

ể tích công tác
Các động cơ điêden tàu quân sự được sử dụng với nhiên liệu động cơ có hàm
lượng lưu huỳnh không lớn hơn 0,2%. Số xê -tan, thành phần chưng cất và độ nhớt
của nhiên liệu đều có ảnh hưởng đến các tính chất khởi động của động cơ. Khi giảm
số xê -tan, tăng trọng lượng các thành phần chưng cất và tăng độ nhớt nhiên liệu sẽ
làm xấu đi các tính chất khởi động của động cơ.
Giảm số xê -tan làm tăng thời gian giữ chậm sự tự cháy. Tăng trọng lượng thành
phần chưng cất làm xấu tính bốc hơi nhiên liệu, tăng độ nhớt làm xấu chất lượng phun
sương.
4.4.4. ảnh hưởng của góc phun sớm nhiên liệu.
Mỗi kiểu động cơ có một giá trị góc phun sớm nhiên liệu tối ưu, với nó, sự khởi
động động cơ được thực hiện ở số vòng quay trục khuỷu nhỏ nhất và thời gian khởi
động 
kđ
ngắn nhất. Sự phụ thuộc vào góc phun sớm nhiên liệu của thời gian khởi
động 
kđ
chỉ ra trên hình 4.10.
Khi góc phun sớm nhiên liệu lớn, áp suất và nhiệt độ
không khí trong xy lanh động cơ thấp thì việc hình thành
hỗn hợp xấu đi và sự tự bốc cháy hỗn hợp càng khó khăn.
Thời gian giữ chậm tự cháy tăng tới mức phần lớn nhiên liệu
bám trên vách buồng cháy không kịp bốc hơi. Phần nhiên
liệu này khi được bốc hơi, bốc cháy và cháy sau điểm chết
trên (ĐCT), do vậy không tạo đủ năng lượng tăng tốc trục
khuỷu. Khi góc phun sớm nhỏ gần ĐCT, nhiên
liệu được phun vào với suất và nhiệt độ cao, nhưng quá trình cháy bị chuyển vào
đường giãn nở và sự tăng tốc động cơ xảy ra chậm. Nếu góc phun sớm nhiên liệu quá
lớn hoặc quá nhỏ thì sự bốc cháy nhiên liệu trong xy lanh động cơ có thể không xảy
ra.

4.5. Các phương pháp làm dễ dàng khởi động động cơ ở trạng thái nguội
Các phương pháp cơ bản làm dễ dàng khởi động động cơ nguội được sử dụng
trên tàu quân sự là:
1. Sấy nóng động cơ bằng nước làm mát từ động cơ phụ đang làm việc hoặc từ
nồi hơi phụ.

60

50

40

30

20

10

0


kủ
(s)

10 20 30 40

s
(
0
)

Hình 4.10 S
ự ảnh
hư
ởng của thời gian
khởi động v
ào góc
phun sớm
P
b
115 kG/cm
2
;
V
b
=410
lít
; t = 15
0
C

2. Sấy nóng dầu trong hệ thống tuần hoàn bằng bộ sấy điện hay sấy hơi và bơm
sục dầu nóng qua động cơ cho tới khi nhiệt độ dầu ra khỏi động cơ là 30  40
0
C và
nhiệt độ ra khỏi bình làm mát khoảng +30
0
C. Toàn bộ dầu được sấy nóng không nên
chuyển vào động cơ qua bầu làm mát vì có thể đưa đến việc tạo chêm dầu nguội trong
bầu làm mát và dẫn đến quá nóng sau khi khởi động động cơ.

Cũng có những phương pháp khác để làm dễ đàng việc khởi động động cơ như:
sấy nóng không khí trên đường nạp, sấy nhiên liệu trong vòi phun,… nhưng không
được sử dụng rộng rãi do hiệu quả thấp và phức tạp, độ tin cậy khai thác kém.
4.6. Các đặc điểm chuẩn bị khẩn cấp động cơ vào khởi động
Nguyẽn tắc khi nhiệt độ thấp hơn 15  20
0
C thì xảy ra hiện tượng tăng đột ngột
độ nhớt của dầu, vì vậy để rút ngắn thời gian sấy nóng động cơ cần phải sấy nóng
thêm cho dầu trước khi khởi động động cơ.
Sấy nóng dầu đến nhiệt độ 15  20
0
C không cho được hiệu quả cần thiết, bởi vì
khi đi từ két tuấn hoàn vào động cơ, dầu được tiếp xúc với các bề mặt nguội và nhiệt
độ dầu bị giảm nhiều. Để nhiệt độ dầu khi ra khỏi động cơ nằm trong giới hạn 18 
20
0
C, cần phải sấy nóng trước cho dầu trong thùng chứa đến nhiệt độ 40  45
0
C. Đối
với các động cơ chậm tốc thường có khối lượng kim loại lớn và lượng dầu tuần hoàn
cũng lớn thì thời gian sấy nóng yêu cầu phải dài hơn so với các động cơ cao tốc nhẹ.
Việc khởi động khẩn cấp động cơ được thực hiện theo lệnh của chỉ huy tàu và
dưới sự điều khiển trực tiếp của trưởng ngành cơ điện.
Chuẩn bị khẩn cấp bao gồm thực hiện tất cả các nguyên công của sự chuẩn bị
thông thường nhưng trong khoảng thời gian ngắn hơn. Khác với sự chuẩn bị thông
thường, khi chuẩn bị khởi động động cơ khẩn cấp, động cơ nguội chỉ được sấy nóng
đến +20
0
C. Khởi động động cơ được tiến hành trực tiếp dùng tay điều khiển cung cấp
nhiên liệu.

4.7. Các đặc điểm chuẩn bị động cơ vào khởi động sau thời gian dài không làm việc
Việc chuẩn bị khởi dộng động cơ sau thời gian dài không làm việc và sau khi sửa
chữa bao gồm:
1. Thực hiện các nguyên công như chuẩn bị thông thường;
2. Kiểm tra và thử bằng áp lực tất cả các hệ thống (nhiên liệu, dầu bôi trơn, nước
làm mát, khởi động, cơ cấu phân phối khí);
3. Thông các van khởi động bằng khí nén;
4. Kiểm tra vị trí ngừng cấp nhiên liệu;
5. Quan sát và kiểm tra cẩn thận sự vận chuyển dầu đến tất cả các bề mặt làm
việc;
6. Các nguyên công khác, phụ thuộc vào kết cấu của động cơ và các hệ thống
phục vụ, được nhà máy chế tạo nêu trong hướng dẫn khai thác.
Việc khởi động động cơ mặc dù chiếm thời gian ngắn song có ý nghĩa cực kỳ
quan trọng cho sẵn sàng chiến đấu của tàu chiến. Vì vậy việc nghiên cứu hoàn thiện
các tính chất khởi động của động cơ là hết sức cần thiết, tập trung vào:
- Giảm tiêu hao khí khởi động bằng cách chỉ đưa khí khởi động vào một số xy
lanh của động cơ nhiều xy lanh;
- Chế tạo các thiết bị sấy nóng động cơ và dầu;
- Xác định nhiệt độ sấy nóng tối ưu cho động cơ, nước và dầu trước khi khởi
động;
- Chế tạo các thiết bị tự động khởi động và bảo vệ, tránh vượt tốc…