Tự động Điều chỉnh và điều khiển các thiết bị phụ

Chương 5
Tự động Điều chỉnh và điều khiển các thiết bị phụ
Trong lĩnh vực tàu thuỷ, ngoài các hệ thống tự động điều khiển và điều chỉnh trang bị cho động cơ điêzen
và hệ động lực, còn có các hệ thống tự động điều khiển các thiết bị và quá trình phục vụ nhằm giảm số
lượng thuyền viên, nâng cao tính an toàn và tính kinh tế... Các thiết bị và quá trình này thường là: máy
nén khí và hệ thống khí nén, bơm la canh, thiết bị phân ly dầu nước và hệ thống la canh, điều chỉnh nhiệt
độ nước mát, dầu nhờn, điều chỉnh độ nhớt của nhiên liệu, máy lọc và hệ thống lọc dầu... Chương này sẽ
đề cập đến một số hệ thống tự động quan trọng thường gặp ở trên tàu.
§1. Tự động điều khiển máy nén khí
Mục tiêu của bài học
Sau khi hoàn thành tốt bài học này sinh viên sẽ có khả năng:
- Nêu được thuật toán điều khiển máy nén khí
- Giải thích được sơ đồ điều khiển một hệ thống máy nén khí
Hệ thống khí nén cung cấp không khí nén ở các áp suất khác nhau phục vụ cho việc khởi động động cơ diezel
lai chân vịt, lai máy phát, điều chỉnh, điều khiển, vệ sinh... Phần trung tâm của hệ thống khí nén là máy nén
khí; nó nén khí vào bình chứa đến áp suất quy định và hoạt động để duy trì áp suất khí nén trong một khoảng
nhất định. Các động cơ lai máy nén có thể là động cơ diesel hoặc động cơ điện, tuy nhiên trên thực tế động cơ
điện thường được sử dụng phổ biến vì vậy trong phần tiếp theo sẽ đề cập chủ yếu đến các hệ thống động cơ
điện - máy nén gió.
Trong hệ thống tự động điều khiển, đối tượng điều khiển là tổ hợp động cơ điện - máy nén và thông số
điều chỉnh chính là áp suất khí nén. Các chức năng thường thấy của hệ thống tự động điều khiển máy nén
khí là:
- Điều khiển hoạt động của máy nén để duy trì áp suất khí nén trong một khoảng nhất định
- Bảo vệ động cơ - máy nén khi bị quá tải, mất áp lực dầu, nước mát...
- Điều khiển hoạt động của van xả nước, giảm tải
- Đếm thời gian làm việc của máy nén phục vụ cho bảo dưỡng và sửa chữa
Máy nén khí thường được điều khiển hoạt động theo nguyên tắc On-Off và trên cơ sở áp suất khí nén
trong chai gió. Có thể mô tả thuật toán điều khiển hoạt động của máy nén gió như sau:
Nếu áp suất khí nén trong bình chứa giảm đến áp suất khởi động máy nén thì
Nếu các điều kiện hoạt động đều thỏa mãn thì cấp điện cho động cơ điện lai máy nén, đồng thời mở van
giảm tải (van giảm tải và van xả nước thường được kết hợp thành một van). Động cơ khởi động và máy

nén hoạt động không tải trong một thời gian nhất định (thường là một vài giây). Sau một thời gian thì
đóng van giảm tải, máy nén bắt đầu nén khí vào trong bình chứa.
Các điều kiện khởi động máy nén thường là: động cơ-máy nén không bị dừng sự cố hoặc nếu bị dừng sự
cố thì đã được hoàn nguyên (reset), các nguồn cấp điện bình thường, nút khởi động không bị khóa.
Nếu các điều kiện hoạt động không thỏa mãn thì không cho động cơ - máy nén hoạt động, khởi động máy
nén khác và báo động.
Sau khi máy nén đã hoạt động thì định kỳ mở van xả nước của các cấp nén trong một thời gian nhất định.
Nếu áp suất dầu bôi trơn thấp, nhiệt độ khí nén ra cao quá mức, hoặc động cơ điện bị quá tải thì dừng máy
nén để bảo vệ đồng thời đưa tín hiệu báo động.
Nếu áp suất khí nén trong bình chứa tăng đạt áp suất dừng máy nén thì:
Mở van xả nước - giảm tải để động cơ máy nén hoạt động không tải một thời gian. Sau đó ngắt điện,
dừng máy nén. Van xả nước vẫn mở.

136


¸p suÊt
khÝ nÐn
p start = 30

p stop = 25

t

m¸y nÐn
on

off

van gi¶m

t¶i - x¶
nuíc

kh«ng t¶i

on

x¶ nuíc theo chu kú

kh«ng t¶i

t

off

t

Hình 1.1: Đồ thị biểu thị chu kỳ làm việc của máy nén khí
Hình 1.1 là các đồ thị thể hiện trạng thái hoạt động của máy nén theo áp suất khí nén trong bình chứa và
hoạt động của van giảm tải xả nước. Trong các giai đoạn xả nước máy nén vẫn làm việc nhưng không nén
khí vào bình chứa. Thời gian xả nước thường rất ngắn nên trên đồ thị thay đổi áp suất không thể hiện điều
này.
to starter

to starter
pressure switch
auto start-stop
2.0Mpa ON 2.9Mpa Off

thermo switch

90C On 80C off

(20.4k on 29.6k off)

water checker

cooling water outlet

cooler
(1st)

2nd stage safety
valve

piston

check valve

air tank

2nd stage pressure
gauge

safety valve
(1st)

2nd stage cooler

press. gauge
(1st)

to starter

oil pump
drain trap
to starter

test piece
plug pt1/4

pressure gauge
(oil)
water safety valve
pressure gauge
(water)
water pump

lo pressure switch
0.1MPa ON
(1K ON)

magnetic valve
(for unloader)

blow off silencer

air compressor
type h - 373

cooling water inlet

Hình 1.2: Hệ thống máy nén khí

137


Công tắc áp suất Pressure Switch Auto Start-Stop cảm biến áp suất trong bình chứa (Air Tank) để điều khiển
hoạt động của máy nén. Hoạt động của các van xả nước (Magnetic Valve for Unloader) được điều khiển nhờ
các rơ le thời gian.
Công tắc nhiệt độ (Thermo switch) tạo tín hiệu dừng để bảo vệ máy nén trong trường hợp nhiệt độ khí nén cao.
Công tắc áp suất dầu bôi trơn (LO Pressure Switch) tạo tín hiệu dừng để bảo vệ máy nén trong trường hợp áp
suất dầu bôi trơn thấp.
Trong một hệ thống khí nén thường có một vài máy nén để tăng hệ số dự trữ. Trong trường hợp này các
máy nén thường được đặt để tự động hoạt động ở các áp suất khác nhau. Ví dụ hệ thống khí nén áp suất
30KG/cm2 với hai máy nén thì một máy nén có thể được đặt để hoạt động ở 28KG/cm2, dừng ở
30KG/cm2 còn máy nén kia được đặt để hoạt động ở 25KG/cm2, dừng ở 30KG/cm2. Mục đích của việc
đặt áp suất hoạt động khác nhau là để tránh trường hợp hai máy nén cùng khởi động một lúc làm phụ tải
điện tăng cao và để tối ưu hóa hoạt động của các máy nén.

138


§2. Tự động điều khiển bơm la canh
Mục tiêu của bài học
Sau khi hoàn thành tốt bài học này sinh viên sẽ có khả năng:
- Nêu được thuật toán điều khiển bơm la canh
- Giải thích được sơ đồ điều khiển một hệ thống bơm la canh
Hệ thống la canh (Bilge system) có nhiệm vụ bơm dồn nước từ đáy tàu hoặc các hố la canh (hầm hàng
hoặc buồng máy) về két chứa và xả nước la canh đã qua phân ly, làm sạch dầu ra ngoài mạn tàu. Trong
phần sau đây chỉ đề cập đến hệ thống la canh buồng máy.

Hệ thống tự động điều khiển bơm la canh buồng máy thường có các chức năng sau:
- Điều khiển hoạt động của bơm la canh để bơm dồn nước từ các hố la canh (bilge well) về két
chứa (bilge tank)
- Kiểm soát nồng độ dầu trong nước la canh xả ra ngoài mạn (oil content monitoring)
- Đếm thời gian làm việc của bơm la canh (time counting)
Bơm la canh được điều khiển theo nguyên tắc On – Off dựa trên cơ sở mức nước trong hố la canh. Thuật
toán điều khiển như sau:
Khi mức nước trong hố la canh tăng tới mức khởi động bơm thì đưa tín hiện cấp điện cho động cơ điện lai
bơm đồng thời mở van hút của hố la canh tương ứng (van hút thường là van đóng mở bằng điện hoặc khí
nén và thường đóng, chỉ mở khi mức la canh cao làm bơm hoạt động). Khi mức nước trong hố la canh
giảm tới mức dừng bơm thì ngắt điện và đóng van hút của hố la canh tương ứng.
Nếu bơm la canh hoạt động trong thời gian quá dài thì tạo tín hiệu báo động. Mục đích của báo động này là
để cảnh báo người khai thác trong trường hợp bơm la canh hoạt động mà không dừng được (do rò rỉ nhiều
hoặc do bơm không hút được).
Khi dùng bơm la canh để bơm nước qua thiết bị phân ly và xả nước ra ngoài mạn thì thiết bị cảm biến
nồng độ dầu trong nước sẽ liên tục kiểm tra các mẫu nước xả ra ngoài mạn (sampling water). Nếu nồng
độ dầu trong nước vượt quá 15 phần triệu (15ppm) thì thiết bị này sẽ tạo tín hiệu dừng bơm hoặc đóng
van xả ra mạn và mở van tuần hoàn nước về két chứa.
Không phải hệ thống la canh nào cũng có đầy đủ các chức năng điều khiển như trên có những hệ thống
bơm la canh chỉ hoạt động bán tự động nghĩa là người khai thác phải khởi động bơm khi mức nước trong
hố la canh cao và bơm la canh sẽ tự động dừng khi mức nước trong hố la canh giảm xuống thấp.
Hình 2.1 thể hiện một hệ thống la canh buồng máy thực tế.
Bình thường khi không xả nước ra ngoài mạn thì thì van Disch Vlv 1 mở, van Disch Vlv 2 đóng. Khi
bơm xả nước ra ngoài mạn qua thiết bị phân ly (bilge separator) thì ngược lại van Disch Vlv 2 mở, van
Disch Vlv 1 đóng. Các van ở hộp van hút của bơm (Valve Box) cũng được chuyển đổi tương ứng.
Để bơm la canh hoạt động tự động thì công tắc lựa chọn chế độ Auto/Manual trên bảng điều khiển
(starter/control panel) phải đặt ở vị trí Auto. Tín hiệu từ các công tắc cảm biến mức kiểu quả phao được
đưa về bảng điều khiển để điều khiển hoạt động của bơm.
Giả sử mức nước trong hố la canh phái lái (Aft Bilge Well) cao. Bơm sẽ tự động hoạt động và van hút của
hố la canh (Bilge Suction Valve) phía lái sẽ mở. Khi mức nước trong hố la canh giảm xuống thấp bơm sẽ

tự dừng và van hút của hố la canh này đóng lại.
Khi mức nước trong hai hoặc ba hố la canh cùng cao thì bơm chỉ dừng khi mức nước trong tất cả các hố
la canh đều đã giảm tới mức dừng bơm. Khi một hố la canh nào đó cạn thì chỉ van hút của nó đóng lại,
van hút của các hố la canh khác đang được bơm hút vẫn mở.
Khi bơm nước ra ngoài mạn, thiết bị cảm biến nồng độ dầu trong nước (oil content monitor) sẽ liên tục
nhận mẫu nước xả để kiểm tra. Nếu nồng độ dầu trong nước nhỏ hơn 15ppm thì van ba ngả (3-way vlv)
sẽ thông theo chiều cho nước xả ra ngoài mạn (treated water out). Nếu nồng độ dầu vượt quá 15ppm thì
van ba ngả sẽ được điều khiển xoay theo chiều cho nước tuần hoàn về két chứa đồng thời đưa tín hiệu báo
động.
Nếu nồng độ dầu trong nước vượt quá 15ppm thì phải vệ sinh hoặc thay thế các phin lọc của thiết bị phân
ly, xử lý gạn lọc dầu trong két trước khi tiếp tục xả nước, tuyệt đối không xả nước lẫn dầu trực tiếp ra
ngoài.

139


Table 1
control panel
(starter)

oil content
monitor (15ppm)

power supply

power supply

washing water

s

C

steam heater

steam inlet
steam outlet

p
d

air supply
s
0.4 - 0.9MPa

b

bilge suction
valve
high
level
alarm
bilge suction
strainer

bilge pump
suction
strainer

bilge well

(aft)

from bilge
well (stbd)

e

disch

c

vlv 2
Hình
2.1: Hệ thống la canh buồng máy

p

disch
vlv 1
oily water
supply pump

to bilge tank

from bilge
well (port)

valve
box

p

f

p

oily water inlet

pump
auto
st/stp

oil outlet

Bilge separator

sample inlet

a

sea water supply

s

b

set 0.5 K

air supply 0.4 - 0.9MPa

non-return vlv
treated water out

g

3-way
vlv

bilge tank
oil collecting tank
foot valve

140


§3. Bộ điều chỉnh khí nén
Mục tiêu của bài học
Sau khi hoàn thành tốt bài học này sinh viên sẽ có khả năng:
- Hiểu được nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh khí nén
- Giải thích được một số sơ đồ tự động điều chỉnh nhiệt độ, áp suất và độ nhớt sử dụng bộ
điều chỉnh khí nén
3.1. Bộ điều chỉnh khí nén
Bộ điều chỉnh khí nén có thể sử dụng cho nhiều mục đích điều chỉnh khác nhau: điều chỉnh
nhiệt độ, áp suất, độ nhớt, mức… như thể hiện trong hình vẽ 3.1. Tín hiệu cảm biến giá trị của
thông số cần điều chỉnh được biến đổi thành tín hiệu khí nén có áp suất trong khoảng từ 0.2
đến 1.0 KG/cm2 (20-100kPa) để đưa vào bộ điều chỉnh.

Hình 3.1: Bộ điều chỉnh khí nén sử dụng cho các mục đích khác nhau
Một nguồn khí nén có áp suất 1.4 KG/cm2 được cấp vào bộ điều chỉnh làm công chất điều
chỉnh.

Tín hiệu điều chỉnh do bộ điều chỉnh đưa ra cũng là tín hiệu khí nén có áp suất từ 0.2 đến
1.0KG/cm2. Tín hiệu này được sử dụng trực tiếp hoặc được biến đổi thành một dạng tín hiệu
khác phù hợp với các thiết bị thực hiện để thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh.
Bộ điều chỉnh khí nén có thể thực hiện các quy luật điều chỉnh tỷ lệ P (Proportional), tỷ lệ –
tích phân PI (Proportional – Integral) hoặc tỷ lệ - tích phân – vi phân PID (Proportional –
Integral - Derivative). Trên bộ điều chỉnh thường có các cơ cấu hiệu chỉnh các hệ số khuếch
đại PID và thường được đặt tên là Gain (Proportional Band) tương ứng với hệ số khuếch đại
P, Reset tương ứng với I và Rate tương ứng với D.
Hình vẽ 3.2 thể hiện nguyên lý cấu tạo của một bộ điều chỉnh khí nén.

141


Hình 3.2: Bộ điều chỉnh khí nén
Chú thích:
1: Thanh truyền; 2: Cơ cấu so sánh tín hiệu đặt và tín hiệu đo được để tìm sai lệch; 3: Kim
chỉ báo giá trị thực của thông số cần điều chỉnh; 4: Kim chỉ báo giá trị đặt; 5: Sai lệch giữa
giá trị đặt và giá trị đo; 6: Thanh truyền; 7: Phần thực hiện quy luật tỷ lệ; 8: Cơ cấu vòi phun
bản chắn; 9: Rơ le khí nén; 10: Phần thực hiện quy luật vi phân (có thể trang bị hoặc không).
Setpoint (SP) knob: Núm thay đổi giá trị đặt
Segment gear: Cung răng
Proportional band dial: Đĩa điều chỉnh hệ số khuếch đại tỷ lệ
Reset bellows: Hộp xếp của tác động tích phân
Feedback bellows: Hộp xếp của tác động phản hồi
Exhaust: Xả ra môi trường
Restriction and filter: Tấm tiết lưu và phin lọc, ổn định lưu lượng khí nén vào vòi phun
Sup.: Nguồn khí nén, có áp suất 1.4 - 1.5 KG/cm2
Out: Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh, có áp suất 0.2 – 1.2 KG/cm2
Span adjustment arm: Cơ cấu hiệu chỉnh hệ số tuyến tính của bộ điều chỉnh
Input: Tín hiệu vào, khí nén có áp suất 0.2 – 1.2 KG/cm2

Input element: Phần tử nhận tín hiệu vào, lò xo xoắn Bourdon
Scale: Thang đo
Nguyên lý hoạt động của rơ le khí nén 9
Hình vẽ 3.3 thể hiện cấu tạo của rơ le khí nén 9. Khí nén có áp suất 1.4 – 1.5KG/cm 2 được cấp
vào khoang 4R; áp suất khí nén ở khoang 1R phụ thuộc vào lượng khí thoát ra khỏi vòi phun hay
nói cách khác phụ thuộc vào khoảng cách giữa tấm chắn và vòi phun. Khoang 2R thông với môi
trường; tín hiệu ra được lấy từ khoang 3R. D1 và D2 là các màng; B là một thanh chống hình trụ
rỗng có khoan lỗ xung quanh; V là van điều khiển, V1 và V2 là các nấm van; S là lò xo côn.

142


1R

D1
Exhaust
D2
Out

2R

B
V1

After
Restriction
and filter

3R
S

V
V2

4R

Sup.

Hình 3.3: Rơ le khí nén
ở một trạng thái cân bằng áp suất tín hiệu ra được duy trì ổn định, các nấm van V1 và V2 của
van V đóng.
Nếu áp suất ở khoang 1R tăng lên thì màng D1 đẩy thanh chống B và van V đi xuống, nấm
van V2 mở to hơn làm tăng áp suất tín hiệu ra. Nếu áp suất ở khoang 1R giảm đi thì màng D1
đi lên, màng D2 sẽ đẩy thanh chống B đi lên, nấm van V1 mở khí nén từ khoang 3R xả bớt ra
ngoài làm giảm áp suất tín hiệu ra.
Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh
Tín hiệu vào được lò xo xoắn đo và truyền tới cơ cấu so sánh 5 để xác định độ lệch giữa tín
hiệu đặt và tín hiệu đo được.
Khi giá trị đo được bằng với giá trị đặt thì kim chỉ giá trị đặt và kim chỉ giá trị đo được trùng
nhau; do không có sai lệch nên thanh truyền 6 đứng yên, khoảng cách giữa tấm chắn và vòi
phun cố định. áp suất ở khoang 1R của rơ le 9 không thay đổi nên áp suất tín hiệu ra (từ
khoang 3R) không thay đổi. Cơ cấu thực hiện do đó được giữ ở một vị trí nhất định để duy trì
ổn định thông số cần điều chỉnh.
Giả sử giá trị thông số cần điều chỉnh nhỏ hơn giá trị đặt. áp suất tín hiệu vào lò xo xoắn giảm
đi, lò xo xoắn cuộn co lại, thanh truyền 1 đẩy kim 3 quay theo chiều kim đồng hồ và làm xuất
hiện một sai lệch 5 như hình vẽ. Thanh truyền 6 bị đẩy sang phải làm tấm chắn tiến gần lại
vòi phun. Khí nén thoát ra từ vòi phun ít hơn làm áp suất khí nén ở khoang 1R của rơ le 9 tăng
lên. Khi đó áp suất tín hiệu ra tăng lên, cơ cấu thực hiện sẽ dịch chuyển theo chiều làm tăng
giá trị thông số cần điều chỉnh. Tín hiệu đo được tăng dần lên sẽ dần làm triệt tiêu sai lệch
(liên hệ ngược chính).

Đồng thời với việc áp suất tín hiệu ra tăng thì áp suất khí nén trong hộp xếp phản hồi
(feedback bellows) cũng tăng làm thanh truyền ở giữa hai hộp xếp đi lên, tấm chắn bị đẩy ra
xa vòi phun, áp suất khoang 1R của rơ le 9 giảm, các nấm van V1 và V2 của van V đóng lại,
đây chính là tác dụng của liên hệ ngược phụ.
Trong khi giá trị của thông số cần điều chỉnh tăng dần lên làm thanh truyền 6 dịch chuyển sang
trái và tấm chắn có xu hướng tiến ra xa vòi phun thì khí nén tiết lưu dần qua van tiết lưu (trong
hộp tích phân 11) vào hộp xếp tác động tích phân (Reset bellows) làm thanh truyền giữa hai hộp
xếp này đi dần xuống, tấm chắn có xu hưống tiến lại gần vòi phun dưới tác động này. Nếu độ
mở của van tiết lưu Reset được hiệu chỉnh đúng thì hai xu hướng dịch chuyển của tấm chắn sẽ
triệt tiêu lẫn nhau và tấm chắn sẽ được giữ ổn định, tương ứng là áp suất tín hiệu ra ổn định.
Nếu van tiết lưu được hiệu chỉnh không đúng thì tấm chắn sẽ dao động nhúc nhích liên tục làm
áp suất tín hiệu ra thay đổi liên tục, quá trình điều chỉnh bị kéo dài ra và thậm chí không ổn định
được trạng thái cân bằng mới.

143


Hp vi phõn, nu cú, cú tỏc dng lm tng hoc gim tc tỏc dng ca tớn hiu phn hi v
tớn hiu tỏc ng tớch phõn. Hp vi phõn thng ch c trang b cho nhng i tng iu
chnh hoc quỏ trỡnh iu chnh cú tc thay i thụng s chm (hng s thi gian ln).
Vic hiu chnh chớnh xỏc cỏc h s khuch i PID m bo cho hot ng n nh ca b
iu chnh v s n nh ca thụng s cn iu chnh. Thao tỏc hiu chnh thng tng i
phc tp v ũi hi kinh nghim. Ngy nay thay vỡ s dng b iu chnh khớ nộn trờn tu
thy thng c trang b cỏc b iu chnh kh lp trỡnh PLC (in - in t). Vi b iu
chnh kh lp trỡnh, hiu chnh PID c b iu chnh t ng thc hin do ú ngi khai
thỏc trỏnh c nhng thao tỏc hiu chnh phc tp.
3.2. T ng iu chnh nhit
3.2.1. T ng iu chnh nhit hõm nhiờn liu, hõm nc
Hỡnh 3.4 th hin s mt h thng t ng iu chnh nhit hõm nhiờn liu hoc hõm
nc ngt.

Van giảm áp
và phin lọc
0.2 - 1.0K

BđC

Nguồn khí
nén

đặt 1.4K

Van điều
chỉnh
Hơi hoặc công chất
dùng để hâm Vào

Bầu hâm
Dầu hoặc nuớc Ra

Dầu hoặc nuớc Vào

Bầu cảm biến
nhiệt độ

Hơi hoặc công chất
dùng để hâm Ra

Hỡnh 3.4: T ng iu chnh nhit hõm
B iu chnh (BC) cm bin nhit du hoc nc ra, so sỏnh vi giỏ tr t v a ra tỏc
ng iu chnh lm thay i m ca van iu chnh, thay i lng cụng cht dựng

hõm vo bu hõm.
3.2.2. T ng iu chnh nhit du bụi trn
Hỡnh 3.5 th hin mt h thng t ng iu chnh nhit du bụi trn cho ng c iờzen.
Van giảm áp
và phin lọc
0.2 - 1.0K
4K
Xy lanh
lực
bộ định vị

Van điều
chỉnh
Nuớc làm
mát Vào
Nuớc làm
mát Ra

BđC
đặt 1.4K

đặt 4K

Nguồn khí
nén

Nguồn khí
nén

2

1
sinh hàn dầu
bôi trơn

Dầu bôi trơn ra khỏi
Hỡnh
động cơ

3

Dầu bôi trơn
vào động cơ
Bầu cảm biến
nhiệt độ

3.5: T ng iu chnh nhit du bụi trn

144


Xy lanh lực làm nhiệm vụ xoay van ba ngả theo sự điều khiển của bộ định vị. Bộ định vị có
nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đưa ra từ BĐC để điều khiển xy lanh lực làm thay đổi vị trí van ba
ngả. BĐC cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn vào động cơ, so sánh với giá trị đặt và đưa tín hiệu
điều chỉnh tới bộ định vị để làm thay đổi tỷ lệ hòa trộn giữa dầu bôi trơn đã đi qua sinh hàn và
dầu bôi trơn đi tắt qua sinh hàn.
Giả sử nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn giá trị đặt, BĐC sẽ đưa ra tác động điều chỉnh làm van
xoay theo chiều tăng lượng dầu qua sinh hàn (xoay về phía nối thông các cửa 1 và 3). Nhiệt độ
dầu bôi trơn vào động cơ thường được đặt ở 40-45oC.
Van tự động điều chỉnh nhiệt độ kiểu Wax

Với những hệ thống nhỏ việc điều chỉnh nhiệt độ dầu bôi trơn có thể đơn giản hơn rất nhiều nhờ
sử dụng van điều chỉnh kiểu Wax. Đây là một van ba ngả có thể thay đổi độ mở giữa các ngả.
Hình 3.6 thể hiện cấu tạo của một van kiểu Wax.
Trong hình vẽ này d là bầu chứa công chất dễ bay hơi trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của
van; f là nấm van, g là vít hiệu chỉnh nhiệt độ đặt. Ngả A được nối với đường ống dầu bôi
trơn sau hòa trộn tới động cơ, ngả C nối với đường ống dầu bôi trơn có nhiệt độ cao vừa ra
khỏi động cơ, ngả B nối với đường ống đưa dầu bôi trơn đã qua sinh hàn làm mát tới. Khi
nhiệt độ thay đổi, công chất trong bầu chứa giãn nở làm bầu chứa và nấm van dịch chuyển lên
hoặc xuống làm thay đổi tỷ lệ hòa trộn dầu bôi trơn đến A từ B và C và do đó duy trì ổn định
nhiệt độ.

Hình 3.5: Cấu tạo của van Wax
Có thể dùng vít hiệu chỉnh g để thay đổi nhiệt độ đặt của van. Hình vẽ 3.6 biểu thị sơ đồ một hệ
thống tự động điều chỉnh nhiệt độ dầu bôi trơn dùng van kiểu Wax.

145


Van điều
chỉnh

2
Nuớc làm
mát Vào
Nuớc làm
mát Ra

1
sinh hàn dầu
bôi trơn

3

Dầu bôi trơn
vào động cơ

Dầu bôi trơn ra khỏi
động cơ
Hỡnh 3.6: T ng iu chnh nhit dựng van kiu Wax
3.2.3. T ng iu chnh nhit nc lm mỏt
3.2.3.1. T ng iu chnh nhit nc ngt lm mỏt ng c iờzen
Hỡnh 3.6 th hin s h thng t ng iu chnh nhit nc ngt lm mỏt ng c
iờzen.
B iu chnh cm bin nhit nc lm mỏt ra khi ng c, so sỏnh vi giỏ tr t v a
tớn hiu iu chnh lm thay i v trớ m ca van iu chnh, v do ú thay i t l hũa trn
gia nc ngt lm mỏt ó qua sinh hn v nc ngt lm mỏt i tt qua sinh hn.
Nhit nc ngt lm mỏt ra khi ng c iờzen thng c t 80 85oC.
Van giảm áp
và phin lọc
0.2 - 1.0K
4K
Xy lanh
lực
bộ định vị

Van điều
chỉnh
Nuớc mặn
làm mát Vào

BđC
đặt 1.4K

đặt 4K
Nguồn khí
nén

2

Nuớc ngọt làm mát
ra khỏi động cơ

1
sinh hàn
nuớc ngọt

Nuớc mặn làm
mát Ra

3

Nguồn khí
nén

động cơ
điêzel

Bầu cảm biến
nhiệt độ

Nuớc ngọt làm mát
ra khỏi động cơ

Hỡnh 3.6: T ng iu chnh nhit nc ngt lm mỏt ng c
3.2.3.2. T ng iu chnh nhit nc mn lm mỏt khớ tng ỏp
Nc mn õy c hiu l nc ly vo t ngoi tu phõn bit vi nc ngt trong h
thng lm mỏt kớn.

146


3.3. T ng iu chnh ỏp sut
Hỡnh 3.7 th hin mt h thng t ng iu chnh ỏp sut. H thng ny cú th dựng iu
chnh ỏp sut nhiờn liu, du bụi trn, nc lm mỏt
0.2 - 1.0K

Bình chứa
chất chống
đông

Van điều
chỉnh

Van giảm áp
và phin lọc

BđC
đặt 1.4K

Nguồn khí

nén

bơm
Hỡnh 3.7: H thng t ng iu chnh ỏp sut
B iu chnh cm bin ỏp sut sau bm so sỏnh vi giỏ tr t v a ra tớn hiu iu chnh
lm thay i m ca van iu chnh, thay i lu lng cụng cht hi v ca hỳt ca bm
duy trỡ ỏp sut sau bm. Mt s h thng cú th a cụng cht hi v kột thay vỡ v ca hỳt
ca bm. Bỡnh cha húa cht chng ụng trc BC thng c np gly-xờ-rin trong
trng hp BC dựng cho h thng cú cụng cht d b ụng c.
3.4. T ng iu chnh nht nhiờn liu
T ng iu chnh nht thc cht l t ng iu chnh nhit vỡ nht ca nhiờn liu
ph thuc vo nhit hõm. Vỡ vy ch cú phn t cm bin nht, to tớn hiu vo BC l
khỏc cũn phn thc hin tng t nh h thng t ng iu chnh nhit . Hỡnh 3.8 th hin
s mt h thng t ng iu chnh nht.

147


Hình 3.8: Tự động điều chỉnh độ nhớt
Phần tử cảm biến độ nhớt của nhiên liệu visco-detector được đặt trên một nhánh trích từ
đường ống dẫn tới động cơ hoặc nồi hơi. Nguyên lý hoạt động của phần tử cảm biến độ nhớt
được thể hiện trên hình 3.9.
Phần tử cảm biến độ nhớt bao gồm một động cơ điện lai hai bơm bánh răng trong là bơm hút
(Suc. Pump) và đẩy (Dis. Pump), một ống mao dẫn (capillary tube) nằm trong một ống bao có
hai khoang. Bơm đẩy đưa dầu vào khoang bên trái của ống bao, bơm hút hút dầu ra từ khoang
bên phải của ống bao. Khi đi qua ống mao dẫn tổn thất cột áp của nhiên liệu được khuếch đại
lên. Tổn thất cột áp này là tỷ lệ với độ nhớt động của nhiên liệu vì vậy độ chênh áp giữa hai
khoang của ống bao được dùng như tín hiệu đo độ nhớt của nhiên liệu.

Hình 3.9: Phần tử cảm biến độ nhớt

148


Tín hiệu ra của phần tử cảm biến độ nhớt là độ chênh áp được biến đổi bởi bộ biến đổi độ
chênh áp (D/P transmitter: Differential Pressure Transmitter) thành tín hiệu khí nén đưa đến
BĐC (Viscosity Indicating Controller). BĐC sẽ so sánh tín hiệu này với giá trị đặt và tác động
vào van điều chỉnh (Diaphragm Control Valve) để thay đổi lượng hơi vào bầu hâm.
Một số hệ thống hiện nay dùng bộ điều chỉnh PLC thay vì BĐC khí nén, trong trường hợp này thì
bộ biến đổi tín hiệu sẽ chuyển tín hiệu chênh áp từ phần tử cảm biến thành tín hiệu dòng điện có
cường độ trong khoảng từ 4 - 20mA để đưa vào BĐC.

149


đặt: 27C Van giảm áp
và phin lọc
0.2 - 1.0K
đặt 4K

4K

đặt 1.4K

0.2 - 1.0K

Nguồn khí
nén

bộ định vị

Van điều
chỉnh

Nguồn khí
nén

Khí tăng áp
Vào

2

1

Nuớc làm
mát Vào

3

Xy lanh
lực

Khí tăng áp
Ra

sinh hàn khí
tăng áp

Nuớc làm
mát Ra

Nguồn khí
nén

2
3

sinh hàn dầu
bôi trơn

Dầu bôi trơn
ra khỏi động
cơ

bơm

đặt: 85C

Xy lanh
lực
bộ định vị

Van điều
chỉnh
Nuớc làm mát
Vào
Nuớc làm mát
Ra

đặt 1.4K

2
3

Nguồn khí
nén

Nguồn khí
nén

Nuớc ngọt làm mát
ra khỏi động cơ

1
sinh hàn
nuớc ngọt

Van giảm áp
và phin lọc

BđC

đặt 4K

4K

bơm

Dầu bôi trơn
vào động cơ

Bầu cảm biến
nhiệt độ

0.2 - 1.0K

biển

đặt 1.4K

1

Nuớc làm
mát Ra
Nuớc làm
mát Vào

Van thông

Van giảm áp
và phin lọc

Nguồn khí
nén

bộ định vị

Van điều
chỉnh

BđC

đặt 4K

4K

Xy lanh
lực

Nuớc mặn
làm mát
Thoát ra mạn

BđC

đặt: 41C

động cơ
điêzel

Bầu cảm biến
nhiệt độ

bơm

150