Hệ thống điều hòa trong ô tô

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
MỤC LỤC
1.Tổng quan.......................................................................................................
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài...........................................................................
2. Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy........................................................
2.1. Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy..................
2.1.1. Lịch sử phát triển.....................................................................................
2.1.2. Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy..............................................
2.2. Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel.............................................
2.2.1. Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt...................................
2.2.2. Hệ trục.....................................................................................................
2.2.3. Chân vịt ...................................................................................................
3. Khảo sát hệ động lực tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu..........................
3.1. Tổng quan về tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu...................................
3.1.1. Giới thiệu chung về tàu MPV..................................................................
3.2. Hệ động lực tàu MPV.................................................................................
3.2.1. Động cơ tàu..............................................................................................
3.2.2: Hệ trục tàu MPV......................................................................................
3.2.2.1. Trục trung gian......................................................................................
3.2.2.2 Trục chân vịt..........................................................................................
3.3. Tính kiểm nghiệm hệ trục..........................................................................
3.3.1: Tính nghiệm phản lực tại gối đỡ.............................................................
3.3.2: Tính nghiệm sức bền các trục..................................................................
3.3.2.1. Tính kiểm nghiệm sức bền trục trung gian...........................................
3.3.3.2. Tính kiểm nghiệm sức bền trục chân vịt...............................................
3.4. Căng tim định tâm và lắp ráp hệ trục..........................................................
3.4.1.Căng tim....................................................................................................
3.4.2 Lắp các thành phần hệ trục.......................................................................
4. Kết luận..........................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................

1
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta trong 10 năm trở lại đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể về
kinh tế, xã hội nói chung và trong ngành đóng tàu nói riêng. Từ những con tàu
chở dầu loại lớn đến những chiếc tàu kéo hiện đại phục vụ trong nhiều lĩnh vực
từ giao thương đến tuần tra, cứu hộ cứu nạn trên biển đến ứng phó sự cố tràn
dầu trên biển.
Là một sinh viên ngành Cơ Khí Động Lực việc chọn đề tài tốt nghiệp là
“Khảo sát và tính kiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” nhằm học hỏi thêm kiến thức
nghành tàu thủy. Trong thời gian đi thực tập tốt nghiệp tại công ty đóng tàu
Sông Thu em đã tìm hiểu thực tế công việc đóng tàu cũng như tìm hiểu các tài
liệu, bản vẽ có liên quan đến tàu MPV.
Sau gần 15 tuần tìm hiểu cũng như tham khảo nhiều tài liệu liên quan
đến chuyên ngành cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa và các bạn em
đã hoàn thiện đề tài tốt nghiệp. Tuy rất cố gắng học hỏi và cẩn thận trong vệc
thực hiện để tài nhưng vẫn không tránh được những thiếu sót. Rất mong sự
thông cảm và chỉ bảo của thầy cô cùng các bạn để em ngày càng hoàn thiện hơn
về kiến thức và hiểu thêm về chuyên nghành.
Với sự cố gắng của chính mình và sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy
Nguyễn Quang Trung và thầy Nguyễn Tiến Thừa, em đã hoàn thành đề tài tốt
nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo của hai thầy trong thời
gian vừa qua đã giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
2
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Các kí hiệu và viết tắt
Ký hiệu Nội dung

MPV Multi Purpose Vesel
CAT CATERPILAR
3
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
1.Tổng quan
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài
Việc thiết kế đóng mới một chiếc tàu biển cần rất nhiều thời gian, kiến thức và kinh
nghiệm của nhiều nhà kỹ thuật hàng đầu. Do đó, việc khảo sát, tính nghiệm và tìm hiểu
kết cấu, cách bố trí của các hệ thống, trang bị của một con tàu hiện đại cũng là một yêu
cầu đối với một kỹ sư mới ra trường. Vì vậy, mục đích mà em hướng đến trong đề tài
này là:
+ Tìm hiểu các trang thiết bị, các hệ thống và phương pháp bố trí các trang thiết
bị, hệ thống đó trên tàu.
+ Khảo sát và tính nghiệm bền hệ trục và dao động ngang của hệ trục.
Trong phạm vi đề tài, em trình bày một cách khái quát về các vấn đề liên quan
nhưng chú trọng về việc khảo sát và tính toán kiểm nghệm bền hệ trục. Do những hạn
chế về tài liệu cũng như sự hạn chế về kiến thức cơ bản chuyên nghành tàu thủy nên em
chỉ tính kiểm nghiệm bền hệ trục dựa trên tài liệu tàu thủy cũng như qui phạm đóng tàu
Việt Nam.
Đối với một sinh viên nghành cơ khí động lực việc chọn đề tài “Khảo sát và tính
kiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” có một ý nghĩa như sau:
+ Tìm hiểu thêm những kiến thức về một con tàu hiện đại cũng như những khó
khăn trong việc thiết kế đóng mới một con tàu. Tạo nên sự tự tin, sự linh hoạt trong việc
tìm kiếm việc làm sau khi ra trường.
+ Đề tài thể hiện sự kết hợp những kiến thức đã học trong những năm học lại với
nhau thành một chỉnh thể. Điều đó chứng tỏ có một sự biến đổi về chất đối với một sinh
viên sau nhiều năm học tập.
4
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV

đóng tại công ty Sông Thu
2. Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy
Hệ thống động lực tàu thủy là hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ duy trì tốc độ,
phương hướng cho hoạt động của tàu và các thiết bị động lực phụ, bảo đảm sự hoạt
động của tàu, thuyền viên, hành khách.
Hệ động lực tàu thủy là một tập hợp các thiết bị để thực hiện các quá trình biến đổi
năng lượng hóa học của nhiên liệu thành nhiệt năng, cơ năng hay điện năng nhằm đảm
bảo tất cả các nhu cầu cần thiết cho tàu và hệ động lực.
Trong các thành phần của hệ động lực nói chung gồm có các động cơ chính và động
cơ phụ, cơ cấu truyền động, hệ trục và các hệ thống khác nhau để phục vụ trực tiếp hoặc
gián tiếp cho động cơ. Ngoài ra trong hệ động lực còn có các thiết bị để kiểm tra, điều
khiển tự động hoặc từ xa các chế độ làm việc của từng thành phần trong hệ thống.
Động cơ chính là động cơ dùng để phục vụ các nhu cầu chính, như đối với thiết bị
tàu thủy dùng để quay chân vịt và phu thuộc vào nhu cầu của tàu số lượng động cơ
chính có thể lớn hơn một.
Ngoài động cơ chính còn có các động cơ nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máy
nén khí khởi động... Các động cơ này còn được gọi là động cơ phụ.
Cơ cấu truyền động là thiết bị trung gian giữa 2 nguồn phát và thu năng lượng, làm
thay đổi tần số quay trên trục bị động. Cơ cấu này thường dùng kiểu truyền động cơ khí
nhờ hệ thống các bánh răng, truyền động bằng điện, truyền động bằng thủy lực, hay
truyền động liên hợp bằng cả cơ khí lẫn thủy lực.
Hệ trục trong thiết bị động lực tàu thủy đảm bảo truyền cơ năng từ mặt bích của hộp
giảm tốc hay của động cơ tới chân vịt. Trong thành phần của hệ trục thường bao gồm
các đoạn trục, khớp nối, các ổ đỡ và ổ chặn lực dọc trục, cơ cấu phanh và các thiết bị đo
momen xoắn.
2.1. Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy.
2.1.1. Lịch sử phát triển.
Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buồm đều vận chuyển nhờ gió biển trong
khi gió lại thổi thất thường. Người ta đã nghĩ tới việc dùng một nguồn năng lực nào
không thay đổi và đủ mạnh để thay thế gió.

Cuộc Cách Mạng Kỹ Nghệ vào đầu thế kỷ 18 đã mang lại cho ngành Hàng Hải một sản
phẩm chế tạo do các nhà phát minh và kỹ thuật, đó là máy hơi nước, một dụng cụ sinh ra
động lực. Máy hơi nước đã được áp dụng vào thuật Hàng Hải và tàu thủy ra đời.
5
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.1: Máy hơi nước của Denis Papin
Năm 1783 tàu máy hơi nước được thử nghiệm đầu tiên sau 98 năm, khi Denis Papin
sáng chế ra máy hơi nước đó là tàu Pyroscaphe. Năm 1802 tàu hơi nước chạy guồng đầu
tiên ra đời (tàu Charlotte Dundas) dài 15m kéo được 2 sà lan 70t. Và tiếp theo là năm
1840 tàu hơi nước chân vịt đầu tiên ra đời (tàu Achimedes). Ở Mỹ vào năm 1871 đã
nguyên cứu và áp dụng tàu hơi nước quay chân vịt + buồm phụ trợ - tàu Oceanic dài
128 m, vỏ thép. Con tàu hơi nước lớn nhất đó là tàu Olempic và tàu Titanic, dài 268m,
46.328 DWT được sản xuất vào năm 1912. Ngày 14/4/1912 tàu Titanic va phải núi băng
và chìm (ngay chuyến đi đầu tiên), hơn 1500 người chết vì thiếu xuồng cứu sinh.
Tiếp theo quá trình sáng chế tàu thuyền chạy bằng hơi nước là tàu thuyền chạy bằng
tuabin hơi. Năm 1897 tàu tuabin hơi đầu tiên ra đời (tàu Turbinia) 34,5 knots. Năm 1899
chiến hạm tuabin hơi đầu tiên (HMS Viper) 36,5 knots. Vào năm 1962 tàu khách viễn
dương France (Pháp), 66000 GRT, chiều dài 1035’, chở 100 ôtô và 2044 hành khách,
1112 thuyền viên, tốc độ 33 knots, tổng công suất 175.000 HP, 8 nồi hơi 1000 psi và
1042 độ F, công suất mỗi nồi hơi 41 tấn/h, trạm phát điện 13.500 kW, tổng trọng lượng
các máy 3000 tấn, hệ trục dài 390’, gồm 9 đoạn trục có đường kính 23”, Khối lượng hệ
trục 58 tấn, có 13 gối trục, tần số quay chân vịt 166 rpm, khối lượng chân vịt 28 tấn, 2
máy lái thủy lực, khối lượng mỗi bánh lái 74 tấn, 2 đội giảm lắc kiểu con quay. Tàu
được đóng tại nhà máy Mauretania. Hiện nay các chiến hạm lớn đều là tàu tuabin hơi
6
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
như tàu sân bay, tuần dương hạm(dài từ 162-243m, tốc độ 30 knots), khu trục hạm(126-
136m, tốc độ 30 knots).

Hình 1.2: Tàu Tuabinia
Càng ngày các nhà kỹ thuật càng tìm cách cải tiến tàu thủy, làm sao tiết kiệm được
nhiên liệu và tăng thêm sức mạnh. Và tiếp sau đó người ta chế tạo thành công tàu
thuyền chạy bằng động cơ đốt trong mà chủ yếu là động cơ diesel. Cụ thể là: Năm 1909
tàu động cơ đốt trong đảo chiều Ruxki Diesel. Năm 1912 tàu Zelanda trang bị 2 động cơ
diesel, tổng công suất 147,2 kW. Con tầu lớn đầu tiên dùng động cơ diesel là chiếc
Gripsholm đóng xong vào năm 1925.
Hình 1.3: Tàu Gripsfolm
7
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Hai năm sau, động cơ diesel lại được dùng cho con tầu Augustus trọng tải 32,000 tấn
của công ty Navigazione Generale Italiana. Từ năm 1930, động cơ diesel được dùng cho
hầu hết các con tầu thủy và mặc dù không còn khói như trước kia, ống khói cổ truyền
trên tầu vẫn không bị bỏ hẳn vì còn được dùng vào việc làm thoát hơi vào trong không
khí. Tàu viển dương “ Queen Elisabeth II” với 2 tuabin hơi đã được hoán cải thành
HTĐL diesel điện động với 9 động cơ diesel, tổng công suất điện 130.000 HP, 2 hệ trục
chân vịt, tốc độ 60 km/h.
Cùng với xu thế phát triển của nhân loại thì những nguồn năng lượng mới ra đời và
những động cơ mới theo đó ra đời đó là năng lương nguyên tử. Năm 1954 chiếc tàu
ngầm sử dụng năng lượng hạt nhân đầu tiên của Mỹ mang tên USS Nautilus được hạ
thủy, tàu được trang bị 3 lò phản ứng hạt nhân, tốc độ 20knots. USS Nautilus là tàu
ngầm năng lượng hạt nhân đầu tiên của thế giới có thể hoạt động lâu dưới nước. Con
tàu phá băng mang tên Lenin hoạt động từ năm 1959 và trở thành tàu dân sự đầu tên
trên thế giới chạy bằng năng lượng nguyên tử. Năm 1962 tàu hàng nguyên tử đầu tiên ra
đời (tàu NS Savannah) dài 182m, các tuabin hơi dung năng lượng hạt nhân. Năm 1992
tàu ngầm nguyên tử Vanguard của anh ra đời. Tàu có chiều dài 149,2m, rộng 12,8m, cao
12m, lò phản ứng kiểu nước áp lực FWR-2. công suất 27.500 HP, tốc độ chạy ngầm 25
knots.
Ngoài ra hiện nay còn có các loại tàu sử dụng các nguồn năng lượng mới như tàu sử

dụng năng lượng mặt trời, năng lượng ion, năng lượng pin nhiên liệu.
2.1.2. Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy.
Ngày nay công suất của một động cơ tuabin hơi đạt được là 100.000 HP có thể cao
hơn, công suất của một cụm động cơ diezen cũng là 100.000 HP. Việc sử dụng các động
cơ tuabin khí có công suất lớn, cao tốc, gọn, nhẹ cho các tàu chở khách có lắp đệm khí
hay cánh chìm cho phép đạt được tốc độ 100km/h.
Trong giai đoạn hiện nay xu hướng phát triển của hệ động lực chủ yếu là tập trung
giải quyết các vấn đề sau:
Tăng công suất động cơ để hiện đại hóa các trang thiết bị động lực.
Tăng hiệu suất kinh tế bao gồm cả thiết kế, chế tạo và sử dụng (đặc biệt đối với các
thiết bị động lực công suất tương đối lớn).
Mở rộng khả năng sử dụng đa nhiên liệu phụ thuộc vào các chế độ làm việc khác
nhau của động cơ.
8
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Giảm trọng lượng và các thiết bị cơ bản của hệ động lực.
Tăng độ tin cậy và tính độc lập trong sử dụng.
Áp dụng rộng rãi các thiết bị điều khiển tự động, điều chỉnh, kiểm tra, phát tin báo tự
động từ xa về các sự cố với mục đích giảm số nhân viên phục vụ, tăng độ tin cậy và tính
cơ động cho thiết bị động lực.
Cải thiện điều kiện làm việc và sinh hoạt của nhân viên hoạt động trong khu vực
động lực.
2.2. Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel.
Trong sự phát triển của hệ thống động lực tàu thủy, động cơ diesel đang sữ dụng
rộng rải, chủ yếu là vì các lý do sau đây:
Khả năng tăng công suất cao.
Khả năng giảm suất tiêu thụ nhiên liệu.
Phù hợp với dải vòng quay của chân vịt.
Có thể dùng được nhiên liệu chất lượng thấp.

Độ tin cậy và tuổi thọ cao.
Dễ dàng khai thác và bảo dưỡng sữa chữa.
Từ năm 1990 các động cơ 2 kỳ quét thẳng, thấp tốc, hành trình piston dài hoặc siêu
dài có tăng áp bằng tuabin khí xả được dùng cho hệ động lực tàu thủy trở nên phổ biến
nhờ khả năng phát công suất lớn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng NOx trong khí xả.
2.2.1. Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt
Đặc tính động cơ là mối quan hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ với
các thông số công tác của nó. Có rất nhiều thông số đặc trưng cho chế độ công tác của
động cơ nhưng người tăng áp thường chon thông số độc lập làm biến số khi xây dựng
đặc tính cho động cơ. Các thông số độc lập thường được chọn là vòng quay (n) và phụ
tải. Đặc trưng cho phụ tải của động cơ là áp suất có ích bình quân pe. Ngoài ra còn có
thể dùng chỉ số thanh răng bơm cao áp ha, hoặc lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
để đặc trưng cho phụ tải của động cơ.
Tùy theo cách lựa chọn biến số và điều kiện xây dựng, người tăng áp có được nhiều
loại đặc tính khác nhau: đặc tính phụ tải, đặc tính tốc độ, đặc tính chân vịt, đặc tính điều
chỉnh, đặc tính tổng hợp...
9
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Dựa vào các đường đặc tính của động cơ đã được xây dựng, người tăng áp biết quy
luật thay đổi của các thông số, từ đó có thể tìm ra phương án khai thác động cơ một
cách tối ưu để đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tin cậy và an toàn khi điều kiện
khai thác bên ngoài thay đổi. mặt khác còn làm cơ sở so sánh với các đặc tính khai thác
hiện tại, phán đoán các hư hỏng có thể xảy ra trong qua trình khai thác động cơ, đưa ra
các biện pháp sữa chữa kịp thời khi có sự cố.
Đặc tính chân vịt
Đặc tính chân vịt là mối quan hệ giữa các thông số cơ bản của động cơ với số vòng
quay khi động cơ làm việc trực tiếp với chân vịt.
Chân vịt tiếp nhận công suất, momen do động cơ sinh ra trừ đi phần tổn thất năng
lượng khi truyền từ động cơ đến chân vịt.

Sự thay đổi công suất tiêu thụ, momen của chân vịt phụ thuộc vào số vòng quay và
nếu coi tổn thất năng lượng truyền động không đáng kể thì công suất tiêu thụ, momen
chân vịt được xác định theo các công thức sau:
.
x
e
N C n=
1
.
x
e
M C n
−
=
Trong đó
2,5 3,2x = ÷
tùy thuộc vào hình dạng vỏ tàu.
C, C': Hằng số phụ thuộc vào lượng chiếm nước của tàu, tình trạng biển, tình trạng
chân vịt, vỏ tàu, chiều sâu của vùng biển, tình trnagj luồng lạch ...
C: Hệ số sức cản.
Do công suất động cơ phát ra tỷ lệ thuận với hàm bậc 3 của số vòng quay nên khi tốc
độ quay của động cơ n = 103% nđm thì công suất của động cơ đã quá tải 10%.
Khi khai thác động cơ ở số vòng quay nhỏ (20
÷
30%nđm) thì công suất của động cơ
rất nhỏ. Từ đó có thể kết luận rằng không nên khai thác động cơ ở chế độ vòng quay lớn
hơn 100%.nđm, mặt khác nếu làm việc ở chế độ rất nhỏ tải, tốc độ quay của động cơ có
thể sẽ dao động do lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình bé, chất lượng phun sương
sẽ kém, nhiên liệu phân bố không đồng đều trong thể tích công tác của xilanh.
Khi hệ số C tăng, các đường đặc tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phía trục

tung, lúc này động cơ khai thác ở chế độ nặng nề hơn. Khi hệ số C giảm các đường đặc
tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phía ngược lại, lúc này động cơ khai thác ở
chế độ nhẹ nhàng hơn.
10
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Sự thay đổi của hiệu suất cơ giới trong đặc tính chân vịt phụ thuộc vào công suất tổn
hao cho cơ giới và công suất chỉ thị của động cơ. Giống như trong đặc tính ngoài, khi
công suất chỉ thị của động cơ tăng lên thì hiệu suất cơ giới tăng.
1
m
m
i
N
N
η
= −
Trong đặc tính chân vịt, khi tăng vòng quay của động cơ bắt đầu tăng từ vòng quay
tối thiểu, hiệu suất cơ giới tăng lên khá nhanh. Càng gần đạt đến vòng quay định mức
(khoảng 70 ÷ 100% nđm), hiệu suất cơ giới tăng lên không đáng kể.
Quy luật biến thiên của các thông số
, , ,
i e i e
g g
η η
, của động cơ trong đặc tính chân vịt
cũng gần tương tự như trong đặc tính ngoài nhưng trong đặc tính chân vịt. giá trị
e
g
đạt

cực tiểu tại khoảng 85 ÷ 95% vòng quay định mức.
Sự làm việc của động cơ khi lai chân vịt biến bước
Chân vịt biến bước ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các đội tàu biển do tính ưu
việt của nó so với chân vịt bước cố định. Cánh chân vịt biến bước quay được nên khai
thác được toàn bộ công suất động cơ chính phát ra với hiệu suất cao khi làm việc ở các
chế độ khác nhau. Động cơ lai chân vịt biến bước đồng thời vừa làm việc theo đường
đặc tính chân vịt vừa làm việc theo đường đặc tính ngoài (giao điểm giữa đường đặc
tính ngoài và đặc tính chân vịt).
Ne/Nen
H/DB =
0,1
0,3
0,7
0,5
0,9
1,0
1,5
2
0,8
0,2
0,4
0,6
0
0,5
n/nw
α
1,2
0,7
0,9
Hình 1.4: Đặc tính chân vịt biến bước.

11
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Ngoài ra chân vịt biến bước cho phép thay đổi hướng tàu từ hành trình tiến toàn tốc
sang hành trình lùi toàn tốc mà không cần thay đổi chiều quay của trục chân vịt. Do vậy
có thể sử dụng động cơ không tự đảo chiều quay, mặt khác có thể hành trình với tốc độ
tàu nhỏ bất kỳ và dừng nhưng động cơ vẫn làm việc với số vòng quay ổn định. Chất
lượng điều động(manơ) tàu lắp chân vịt biến bước tốt hơn hẳn so với lắp chân vịt bước
cố định, đặc biệt là giảm được quãng đường và thời gian hãm tàu. Sử dụng chân vịt biến
bước giảm được độ hao mòn các chi tiết động cơ chính do rút ngắn được thời gian và số
lần đảo chiều khi điều động.
Một trong các ưu điểm cơ bản của chân vịt biến bước tự động điều khiển là động cơ
không bị quá tải khi sức cản của tàu tăng lên bất kỳ. trong trường hợp sức cản chuyển
động tăng lên, bước cánh chân vịt tự động giảm còn công suất động cơ không thay đổi.
do vậy đảm bảo tốc độ tàu lớn nhất ứng với điều kiện đã cho.
Nhược điểm của chân vịt biến bước so với chân vịt bước cố định là hiệu suất thấp hơn
khoảng 3-4% do đường kính phần thoát nước lớn, kết cấu phức tạp và giá thành cao.
2.2.2. Hệ trục
Thiết bị truyền chuyển động từ động cơ chính đến chân vịt thường gọi là thiết bị
truyền động. Thiết bị truyền động chính trong hệ thống động lực tàu thủy bao gồm: hệ
trục, thiết bị nối – tách trục (hay ly hợp) và bộ giảm tốc (hay hộp số).
Công dụng của thiết bị truyền động là:
– Truyền chuyển động quay hay công suất từ động cơ chính đến chân vịt.
– Làm thay đổi được mômen quay của chân vịt do đó làm cho việc thiết kế chân vịt
được dễ dàng và đạt được hiệu suất cao hơn, đồng thời làm cho hệ động lực phù hợp
hơn với một số chế độ khai thác của tàu.
– Nhờ thiết bị truyền động mà động cơ chính không chịu ảnh hưởng trực tiếp của
chân vịt, do đó có thể chọn động cơ chính có tính kinh tế và độ tin cậy cao. Và do vòng
quay của động cơ không bị hạn chế nên có thể chọn động cơ có các chỉ tiêu trọng lượng
và kích thước mong muốn.

– Sử dụng thiết bị truyền động không những khống chế được vòng quay và chiều
quay của trục chân vịt mà còn tạo khả năng tự động điều chỉnh đặc tính quan hệ giữa
động cơ chính và chân vịt.
– Sử dụng thiết bị truyền động có thể thay đổi được đặc tính đàn hồi của hệ trục, tạo
điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp và vận hành an toàn.
12
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
+/Phân loại phương thức truyền động
Trang trí động lực tàu thủy dùng nhiều loại động cơ chính khác nhau, đặc tính đẩy
của tàu cũng khác nhau nên phương thức truyền động cũng khác nhau. Phương thức
truyền động thường phân thành 3 loại chính sau:
+Truyền động trực tiếp
Truyền động trực tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của
chong chóng bằng số vòng quay của động cơ chính. Loại phương thức truyền động này
được dùng phổ biến trên các tàu có công suất lớn và vừa, vòng quay của chong chóng
trong khoảng 85 ÷ 300 rpm (vòng/phút). Trong vài trường hợp đặc biệt vòng quay của
chân vịt có thể cao hơn các trị số nêu trên; chẳng hạn như: một số tàu khách chạy trong
luồng lạch cạn và một số tàu quân sự.
+Truyền động gián tiếp
Truyền động gián tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của
chong chóng khác với số vòng quay của động cơ chính. Sự khác nhau nói trên có thể
tuân theo một tỷ lệ nhất định hoặc không theo một tỷ lệ nào cả. Và do vậy, trên đường
trục đối với dạng phương thức truyền động này thường có thêm một số thiết bị trung
gian đặc biệt để truyền công suất, như: thiết bị nối trục hay bộ giảm tốc...
Truyền động gián tiếp được chia ra làm 2 loại:
– Truyền động gián tiếp có bộ ly hợp; bao gồm các loại sau: ly hợp thủy lực, ly hợp
ma sát cơ giới, ly hợp khí động, ly hợp điện từ.
– Truyền động gián tiếp có bộ giảm tốc (hộp số); bao gồm: bộ giảm tốc thủy lực, bộ
giảm tốc bánh răng...

+/Hệ trục và các thiết bị của hệ trục
13
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.5: Hệ trục truyền động chân vịt
1.Máy chính; 2.Trục khuỷu động cơ; 3. Trục đẩy;
4.Gối trục đẩy; 5.Trục trung gian;6.Gối trục trung gian;
7.Trục chân vịt; 8.Bộ làm kín; 9.Gối trục chân vịt; 10.Chân vịt.
+Trục chân vịt.
Trục chân vịt là trục cuối cùng mang chân vịt. Đây là trục làm việc nặng nề nhất so
với các trục khác, vì phải chịu mang tải trọng trực tiếp của chân vịt và một đầu hoạt
động trong môi trường nước biển, đầu kia nối với trục ống bao (nếu có) hoặc trục trung
gian bên trong tàu.
Trục chân vịt là trục quan trọng nhất, chịu nhiều tải trọng phức tạp, vì các nguyên
nhân sau:
- Quá trình làm việc trong nước biển bị han gỉ, hao mòn.
- Chịu lực uốn của chân vịt và trọng lượng bản thân tại đoạn công sôn.
- Hao mòn ổ đỡ, nhất là ổ đỡ cuối cùng có thể gây ứng suất lớn trên trục, gây hư
hỏng. Mọi hư hỏng của trục chân vịt và chân vịt đều phải đưa tàu lên triền đà để sửa
chữa.
- Điều kiện kiểm tra trục chân vịt trong quá trình vận hành hết sức khó khăn,
thậm chí không thực hiện được.
Cho nên đòi hỏi trục chân vịt phải được gia công lắp ráp đảm bảo bền vững và hoạt
động tin cậy gần như tuyệt đối.
14
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.6: Trục đặc có bậc tạo thành ngỗng trục
1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Ngỗng trục phía lái;
5. Thân trục; 6. Ngỗng trục phía mũi; 7. Phần côn trục phía mũi; 8. Đoạn ren hãm

Hình 1.7: Trục đặc, liền, bích liền và không có áo bao
1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Thân trục; 5. Bích liền
Hình 1.8: Trục đặc, liền, bích liền và có áo bao rời
1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Áo bao rời;
5. Lớp bọc bảo vệ; 6. Thân trục; 7. Bích liền
+ Trục trung gian.
Trục trung gian là trục hoặc các đoạn trục nối từ trục đẩy với trục chân vịt. Nhiệm
vụ chính là truyền momen xoắn đến trục chân vịt. Nói chung chịu tải do mômen xoắn,
trọng lượng bản thân lực đẩy và tải bổ sung do biến dạng cục bộ. Tuy nhiên điều kiện
hoạt động của trục trung gian nhẹ nhàng nhất so với các trục khác, cho nên đường kính
trục trung gian nhỏ nhất so với các trục khác.
15
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.9: Trục trung gian đặc có kết cấu bích liền
Hình 1.10: Trục trung gian rỗng có kết cấu bích liền
Hình 1.11: Trục trung gian đặc có kết cấu bích rời
+ Trục đẩy.
Trục đẩy có nhiệm vụ chặn lực đẩy chân vịt thông qua vành chặn lực kết cấu liền với
trục. Một đầu nối với trục trung gian và đầu kia nối với bích bộ giảm tốc hoặc máy
chính. Trục đẩy được lắp trực tiếp vào ổ đỡ chặn, trong đó có các bạc đỡ để chặn lực
đẩy.
+ Ống bao trục.
Thiết bị ống bao gồm ống bao trục, các bạc đỡ được lắp ngay trong ống bao, cụm kín
ống bao và các chi tiết khác cố định thiết bị vào vỏ tàu. Thiết bị ống bao có nhiệm vụ đỡ
trục chân vịt và chân vịt đồng thời ngăn cách nước biển với không gian bên trong tàu…Vì
hoạt động trong môi trường nước biển, nên các bạc đỡ chủ yếu được làm từ vật liệu mềm
như gỗ gai-ắc chẳng hạn, bôi trơn trực tiếp bằng nước biển.
16
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV

đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.12: Thiết bị ống bao trục
1. Ống bao trục; 2. Tấm gia cường; 3. Bích nén; 4. Trục chân vịt; 5. Áo trục;
6. Bạc đỡ bằng gỗ gai-ắc; 7. Áo bạc đỡ; 8. Sống đuôi tàu; 9. Đai ốc ống bao;
10. Đĩa chặn; 11. Đệm kín nước.
+Cụm kín ống bao:
Cụm kín ống bao là bộ phận làm kín nước, không cho nước từ ống bao trục lọt vào
lòng tàu. Chi tiết chủ yếu bao gồm: thân cụm kín, bích nén và vòng đệm kín. Trường
hợp đối với tàu nhỏ, bộ phận này được kết cấu liền ngay đầu ống bao trục.
Hình 1.13: Cụm kín ống bao
1.Vỏ; 2.Bích nén; 3.Đai ốc; 4.Đệm kín;
5.Vòng phân dầu(nước); 6.Vú mỡ
17
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
+ Bạc đỡ trục chân vịt
Bạc đỡ trục chân vịt được bố trí bên trong ống bao trục và là loại bạc trượt. Các bạc
đỡ làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, việc theo dõi gặp nhiều khó khăn, ở bạc đỡ
phía lái dễ bị bẫn do rác rưởi và thường chịu những phụ tải bổ sung do chân vịt gây ra.
Vật liệu chế tạo bạc lót gối đỡ trục chân vịt phụ thuộc vào môi chất làm mát và bôi trơn.
Hình 1.14: Bạc đỡ trục chân vịt
a) Bạc đỡ bằng các tấm gỗ; b) Bạc đỡ bằng các tấm cao su kim loại
c) Bạc cao su kim loại đúc liền (cho cỡ trục nhỏ)
1. Ống lót (áo bạc); 2. Các tấm ma sát (bạc đỡ); 3. Tấm chặn; 4. Bulông
+Cụm kín vách ngang
Tương tự như cụm kín ống bao, nhưng nhiệm vụ chính của cụm kín vách ngang là
không cho nước lọt vào buồng máy trong trường hợp khoang kế cận phía lái bị ngập
nước. Bộ phận này được lắp ngay ở vách phía lái của buồng máy.
18
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV

đóng tại công ty Sông Thu
Hình 1.15: Kết cấu cụm kín vách ngang
a) Kiểu nén bằng bulông; b) Kiểu nén bằng đai ốc
1. Vòng phân dầu (nước); 2. Vỏ cụm kín; 3. Vú mỡ (dầu)
4. Bích nén; 5.Bulông và đai ốc; 6. Đệm kín; 7. Đai ốc nén.
+Ổ đỡ - chặn chính và phụ
Ổ đỡ chặn chính và phụ làm nhiệm vụ chính là truyền lực đẩy chân vịt thông qua
vành trục đẩy vào vỏ tàu, để bảo vệ máy chính.
Hình 1.16: Ổ chặn lực đẩy chân vịt
1.Bệ ổ đỡ; 2.Ổ đỡ trục; 3.Trục đẩy; 4.Nắp chặn dầu; 5.Nữa trên ổ đỡ;
6.Giá đỡ bạc chặn; 7.Đai ốc nén.
19
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
+ Phanh hệ trục
Phanh làm nhiệm vụ phanh, hãm hệ trục mỗi khi xảy ra sự cố hoặc khi cần giảm
quán tính quay của hệ trục. Trường hợp tàu có nhiều hệ trục, thì phanh còn có nhiệm vụ
hãm trục không làm việc, để không bị xoay trong khi hệ trục khác làm việc.
Hình 1.17: Phanh hệ trục
1. Đế; 2. Chốt; 3. Đai phanh; 4. Trục vít; 5. Tay quay.
+Thiết bị nối trục
- Bích nối trục
Hình 1.18: Kết cấu của bích nối.
1. Bulông thủy lực; 2. Mặt bích trục; 3. Đệm lót.
Bích nối có thể được chế tạo rời hoặc liền với trục. Bích liền có kết cấu đơn giản, tin
cậy, trọng lượng nhẹ, giá thành hạ. Bích trên cùng một đường trục có cùng đường kính
phải bằng nhau. Nhưng bích nối trục trung gian, trục chân vịt, trục đẩy có thể kích thước
20
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu

khác nhau.
- Khớp nối không then
Trong thực té chúng ta gặp nhiều loại khớp nối không then. Sau đây là 2 loại thường
được áp dụng rộng rãi:
Khớp nối kiểu ống
Khớp nối không then
Hình 1.19: Khớp nối không then
a) Dạng ống nối; b) Cách ghép dạng ống nối.
c) Dạng bích nối; d) Cách ghép dạng bích nối.
A. Ống lót côn – B. Ống nối.
1. Bộ gá; 2. Ống dầu áp lực; 3. Nửa trên bộ gá; 4. Giông ép
5. Ống dầu bôi trơn; 6. Bulông; 7. Hộp muông; 8. Lỗ tháo bích.
2.2.3. Chân vịt
Chân vịt bao gồm củ chân vịt với một số cánh xéo gắn trên nó. Khi quay nó xoáy
vào nước và do vậy tiến lên phía trước trong nước bằng cách trao động lượng cho cột
nước mà nó trườn qua. Lực đẩy được truyền qua dọc trục đến ổ đỡ chặn và cuối cùng là
cấu trúc vỏ tàu.
21
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
+Chân vịt định bước
Mặc dù nó thường được gọi là có bước cố định nhưng thực tế bước xoắn của cánh
thay đổi theo bán kính tăng dần từ gốc cánh ra ngoài. Tuy nhiên bước cánh tại một bán
kính là không đổi, trong tính toán người ta lấy bán kính trung bình của bước cánh theo
bán kính.
Chân vịt nếu xoay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đuôi tàu lên được gọi là chân
vịt quay phải và hầu hết các chân vịt đơn đều có chiều quay phải. Nếu tàu có hai chân
vịt sau đuôi, thì chân vịt bên mạn phải có chiều quay phải, chân vịt bên mạn trái có
chiều quay trái.
+Chân vịt biến bước

Nếu các cánh chân vịt có thể xoay được trong một lỗ khoan trên của cánh, vuông
góc với đường tâm trục chân vịt thì gọi là chân vịt biến bước. Cánh chân vịt có thể xoay
về vị trí vuông góc với trục chân vịt, khi đó bước cánh bằng không và chân vịt không
đạp nước ra sau đuôi tàu. Hoặc cánh có thể xoay về hướng đạp nước ra sau, khi đó chân
vịt có bước tiến, đạp nước về phía trước mũi tàu, chân vịt có bước lùi.
Một chân vịt biến bước sẽ có một củ cánh và có các cánh rời được lắp vào củ. Các
cơ cấu bên trong củ gồm một khối chữ thập, xi lanh lực, đĩa khuỷu, chốt xoay và guốc
trượt để cho các cánh được quay đồng thời qua một cung, do đó thay đổi được góc
nghiêng cánh so với tâm trục, do vậy thay đổi bước cánh.
22
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
455
Ø325
Ø290
R110
210
13
9
8
4
12
3
A
B
A
B
B
A
A

B
7
5
1
2
6
11
10
Hình1.20: Củ chân vịt biến bước
1. Thanh trượt; 2. Chốt làm dấu; 3.Ống nối ngoài xilanh; 4. Đai ốc; 5. Vòng đệm;
6. Dưỡng khoan; 7. Ống nối ngoài thân; 8. Đai ốc hãm; 9. Piston; 10. Đệm kín;
11. Đệm kín thanh truyền; 12. Cần piston; 13. Con trượt.
23
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu
3. Khảo sát hệ động lực tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu
3.1. Tổng quan về tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu.
3.1.1. Giới thiệu chung về tàu MPV.
Tàu ứng phó sự cố tràn dầu là loại tàu đa chức năng. Nhờ thiết kế với nhiều sự năng
động tàu có thể thực hiện được các chức năng cơ bản như:
Kiểm soát ô nhiễm dầu trên biển, ứng phó sự cố tràn dầu.
Lai dắt tàu hàng ven bờ, vận chuyển hàng hóa khi cần thiết.
Cứu hộ tàu thuyền, các vật thể nổi trên biển, cứu người và chữa cháy.
Thả và bảo trì phao luồng.
Vận tốc lớn nhất của tàu khi không kéo lớn hơn 12.8 hải lý/giờ, chịu sóng gió cao,
tầm hoạt động rộng (3000 Hải lý) và có thể hoạt động liên tục 30 ngày đêm trên biển.
Ngoài ra tàu còn chịu tác động bởi sung lực tải trọng đột ngột của vũ khí khi thi hành
nhiệm vụ nên tàu có độ bền và độ cứng vững cao.
Sức kéo của tàu khi buộc bến lớn hơn 40 tấn. Tàu còn được trang bị một tời kéo 25
tấn với 2 tốc độ thu cáp: ở tốc độ 1 là 11m/ph, ở tốc độ 2 là 22m/ph và lực giữ phanh

100 tấn. Ngoài ra còn có 1 tổ hợp bơm cứu hộ với lưu lượng lớn hơn 600m
3
/h cột áp,
100m.c.n, áp lực bơm là 16 bar và 2 súng tạo bọt, được lai bởi động cơ CAT 3512B qua
hộp số tăng tốc và 1 két tạo bọt 10m
3
/h. Tàu còn trang bị 2 khẩu súng 12.7mm, 1 nòng
và còn bố trí 1 buồng Y tế phục vụ cứu nạn trên biển.
Tàu có khả năng quay trở và tiếp cận các tàu khác nhanh và dễ dàng vì có lắp đặt
một hệ thống chân vịt mũi bước cố định được lai bởi đông cơ điện 180KW.
Tàu có sức chứa lớn về khối lượng nước, nhiên liệu và dầu nhờn: Lượng nước
300m
3
, Lượng nhiên liệu 300m
3
và dầu nhờn 3m
3
.
- Vận tốc khai thác 11,0 Hải lí/ giờ
- Vận tốc cực đại 12,8 Hải lí/ giờ
Hệ động lực gồm 2 động cơ chính, khởi động bằng điện và làm mát bằng sinh hàn
ngâm tại hộp thông biển, với 2 chân vịt biến bước cố định trong đạo lưu cố định đặt ở
đuôi tàu.
Tàu được trang bị các thiết bị làm việc trên boong phía đuôi tàu, các phòng sinh hoạt
ở phần trên boong trước, cánh quét dầu được bố trí hai bên mạn đuôi tàu.
Boong tàu được thiết kế nhiều khoảng trống cho các container chứa các thiết bị ứng
phó sự cố tràn dầu. Trên boong đuôi có cần cẩu phục vụ hoạt động nâng thả phao luồng.
24
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV
đóng tại công ty Sông Thu

Một máy bích tời với móc kéo và ống rulo xoay ở đuôi tàu cũng được đặt trên boong
đuôi để phục vụ các hoạt động cứu hộ và lai kéo.
Các phòng ở và sinh hoạt trên tàu đủ cho 18 thuyền viên. Phòng lái được bố trí cao
để quan sát tốt mọi hướng, cũng như các hoạt động trên boong và điều khiển 2 cánh
quét dầu.
25