Đề cương ôn tập môn khai thác động lực

Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Câu 1- Trình bày sự phối hợp công tác giữa Diesel với chân vịt định bớc trên
đồ thị đặc tính trong hai trờng hợp sau:
1. Động cơ không trang bị bộ điều tốc.
2. Động cơ trang bị bộ điều tốc nhiều chế độ.
Bổ sung:
a. Đặc tính chân vịt: Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số
công tác của động cơ lai chân vịt với tốc độ quay hoặc tốc độ tàu khi lợng nhiên liệu cung cấp cho chu trình là thay đổi gọi là đặc tính chân
vịt.
b. Đặc tính ngoài: Là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các chỉ tiêu công
tác của động cơ với số vòng quay của nó khi lợng cung cấp nhiên liệu cho
mỗi chu trình là không thay đổi (dw = const)
1.
Động cơ không trang bị
bộ điều tốc:
Ne
C0
a) Xét trờng hợp điều kiện khai thác
N
không thay đổi:
Nn
Giả sử tàu công tác trong vùng biển yên
NKT
Mn=const
K
sóng gió tơng ứng với đờng đặc tính
chân vịt không thay đổi C0. Động cơ
I
đang làm việc với đờng đặc tính ngoài
(Mn = const) ứng với lợng cấp nhiên liệu

H
định mức (dwn = const).
Điểm phối hợp công tác sẽ là giao điểm N
của đờng đặc tính chân vịt (C 0) và đ0
nmin
nKT
ờng đặc tính ngoài (Mn , hn). Tại đây
nn n
mômen do động cơ sinh ra cân bằng với
mômen cản trên đế chân vịt, lực đẩy cân bằng với lực cản, và tại N công suất
động cơ là công suất định mức Nn và vòng quay định mức n n. Tuy nhiên trong
thực tế khai thác không phải lúc nào ta cũng đạt đợc công suất tại điểm N.
Chẳng hạn: khi động cơ đã cũ, khi một vài xylanh bị sự cố, tuabin tăng áp bị
hỏng hay khi tàu khai thác trong luồng lạch hẹp, cạn thì ta phải thay đổi tay ga
để tìm một điểm khai thác có công suất hợp lý mà vẫn an toàn cho động cơ.
Một lí do nữa mà ta thờng sử dụng công suất phát ra của động cơ nhỏ hơn công
suất định mức nhằm dành một phần giữ trữ để khắc phục khi phụ tải tăng đột
ngột do sóng gió hoặc nhằn tăng cao tuổi thọ động cơ. Do đó điểm phối hợp
công tác giữa động cơ và chân vịt thờng là điểm K và ta có:
NK = e.Nn
(5)
Lu Hành nội bộ

nK = nn .3

NK
= nn .3 e
-1Nn
mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
(5)
n
M K = M n . K
nn

2


= M n .3 e 2


(5)

Hệ số giảm công suất e thờng lấy e =(0,85 ~ 0,95).
Vậy khi điều kiện khai thác không thay đổi nếu ta thay đổi tay ga nhiên liệu
thì điểm phối hợp công tác sẽ thay đổi nhng luôn nằm trên đờng đặc tính
chân vịt.
b) Xét trờng hợp điều kiện khai thác thay đổi.
Giả sử sức cản con tàu thay đổi do sóng gió
CU
C1 C0 C2
Ne
hay tải trọng hàng hóa ... thay đổi tơng ứng
C
K

với các đặc tính chân vịt CU, C1, C0, C2, C.
K0
K2
NKT
Động cơ đang làm việc ở đặc tính khai thác
K
1
MKT = 0,9.Mn với giả thiết động cơ không có bộ
MK =const K
điều tốc thì điểm phối hợp công tác tơng
U
ứng sẽ là KU, K1, K0, K2, K.
Ta thấy khi điều kiện khai thác khó khăn hơn
chẳng hạn điểm phối hợp công tác chuyển từ K 0
về K1. Tại K1 công suất động cơ đã giảm một l0
nmin
nKT
ợng N = N0 - N1 dùng để khắc phục sức cản vỏ
n
tàu. Ta có:
n1 01
.
(6)
nK 0 K
Trong đó: 01, 0K là hiệu suất động cơ tại điểm K 1 và K0. Nếu ta xem chúng là
hằng số không đổi trong suốt giải vòng quay công tác thì:
N1 = N K .

N1 = N K .

n1
nK

(6)

Vậy khi điều kiện khai thác thay đổi nếu ta giữ nguyên tay ga thì điểm phối
hợp công tác sẽ thay đổi trên đờng đặc tính động cơ MK = const.
Song phải chú ý tới điều kiện khai thác vì trong điều kiện tăng sức cản lớn có thể
gây quá tải công suất còn quá nhẹ tải sẽ quá tải về vòng quay. Do vậy cần khai
thác động cơ ở tay ga hợp lý.
C0 C2
C1bị
C0bộ điều N
2.
tốc
nhiều chế độ:
Ne Động cơ trang
e
M =const
M =const
Trong thực tế động cơ Kchính tàu
thủy đợc trang bị bộKđiều tốc
nhằm duy trì
vòng quay ở giá trị đặt nhất định, dù phụ tải tác động lên chân vịt thay đổi,
M =const
M
K
bằng việc tăng giảm nhiên liệuK phù hợp tơng ứng với tải bên ngoài.
=const
1

1

0

0

0

0

Lu Hành nội bộ

0

nmin

Ur

n1 n0

2

2

-2mọi hình thức
0

nmin

Ur

Cấm sao chép dới

n0 n2


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1

a) Khi ĐKKT khó khăn hơn ĐT chân vịt thay đổi từ C 0 -> C1. BĐT sẽ tăng lợng nhiên
liệu và điểm khai thác thay đổi từ K 0 -> K1 để duy trì vòng quay xung quanh
giá trị n0.
b) Khi ĐKKT thuận lợi hơn ĐT chân vịt thay đổi từ C 0 -> C2. BĐT sẽ giảm lợng nhiên
liệu và điểm khai thác thay đổi từ K 0 -> K2 để duy trì vòng quay xung quanh
giá trị n0.

Câu 2: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc. Mở rộng vùng công tác
bằng phơng pháp sử dụng nhiều động cơ Diesel lai một chân vịt.
1. Phạm vi công tác của HĐL diesel lai chân vịt định bớc.
hmax

Ne

hn

CU
3

1

2

hKT

hmi
n

0
nmin
nmax n

nn

CU: Đặc tính chân vịt khi thử tàu tại bến.
hmax: Đặc tính công suất lớn nhất của động cơ.
hn: Đặc tính công suất định mức.
hKT: Đặc tính công suất khai thác.
nmax: Giới hạn vòng quay lớn nhất của động cơ.
nn: Vòng quay định mức của động cơ.
nmin: Giới hạn vòng quay tối thiểu ổn định của
động cơ.

- Vùng 1: Giới hạn bởi nmin, CU, hKT, nn, và hmin. Tơng ứng với trờng hợp động cơ hoạt
động ở chế độ nhỏ tải nh: khi khởi động, hay manơ trong luồng lạch hẹp, hoặc
khi động cơ đã cũ.
- Vùng 2: Giới hạn bởi CU, hn, nn, hKT. Đây chính là vùng thể hiện khả năng phát ra
công suất tối u của động cơ, hiệu quả kinh tế tốt nhất. Thờng chỉ khai thác
động cơ trong vùng (2) khi động cơ còn mới, khai thác trong điều kiện thuận lợi.
Lu Hành nội bộ

-3mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
- Vùng 3: Giới hạn bởi C U, hmax, nmax, hn. Thể hiện khả năng phát ra công suất lớn
nhất của động cơ. Vùng này chỉ áp dụng trong quá trình thử tàu xuất xởng, sau
sửa chữa lớn, hoặc khi tàu chạy trong bão, tàu giẫy cạn ... nhng phải chú ý quá tải
động cơ.
2. Mở rộng vùng công tác bằng phơng pháp sử dụng nhiều động cơ
Diesel lai một chân vịt.
C0

Ne
%
Giảm
tốc
tootốct
ốc

No.1 M/E

1,0
0,7
5

D

Mn=con
st
B

No.2 M/E
0,5

Li hợp

0,2 0
5 1,0

C

A
nmin

n%
Đồ thị đặc tínhn HĐL bốn động cơ
giống nhau lai một chân vịt:
- OA: Đặc tính động cơ khi khai thác
một máy.
- OB: Đặc tính động cơ khi khai thác
hai máy.
- OC: Đặc tính động cơ khi khai thác
ba máy.
- OD: Đặc tính động cơ khi khai thác
bốn máy.
Trong thực tế với một số loại tàu việc yêu cầu công suất ở các chế độ khai thác
riêng biệt là khác nhau. Chẳng hạn nh tàu quân sự khi tàu tác chiến thì yêu cầu

công suất lớn nhng khi tàu di chuyển bình thờng thì không yêu cầu công suất
lớn. Hay tàu khách thì khi hành trình trên đại dơng cần tốc độ cao công suất lớn
nhng khi manơ trong luồng thì chỉ cần cung cấp một phần công suất vừa đủ.
Với hệ động lực nhiều động cơ lai một chân vịt cho phép khắc phục hiện tợng
d thừa công suất khi tàu chạy nhỏ tải bằng việc cho ngừng hoạt động một hay
một số động cơ.
- Ưu điểm:
1- Tùy theo yêu cầu công suất mà khai thác các động cơ một cách hợp lí, nên
động cơ luôn khai thác ở đặc tính ngoài, đạt đợc chỉ tiêu kinh tế kĩ
thuật.

Lu Hành nội bộ

-4mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
2- Trong trờng hợp không yêu cầu công suất tối đa thì có thể bảo dỡng, sửa
chữa các động cơ dự trữ.
3- Phạm vi công tác đợc mở rộng.
- Nhợc điểm:
1- Khó khăn trong khai thác vận hành.
2- Hệ thống động lực phức tạp, cồng kềnh.
3- Giá thành chế tạo cao.
Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu nhỏ, yêu cầu tốc độ cao nh tàu quân sự,
tàu đánh cá hay một số tàu khách.
Câu 3: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc. Mở rộng vùng công tác

bằng phơng pháp sử dụng chân vịt biến bớc.
Chân vịt biến bớc cho phép tận dụng tối u công suất phát ra của động cơ trong
các điều kiện khai thác khác nhau thông qua việc thay đổi bớc chân vịt.

NS công tác giữa động
C1
C0 và
Sự phối hợp
cơ
chân vịt biến bớc
N
A
- C0: Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điềuA kiện bình thờng với (H/D)=1,0.
N
Hay trong đk khai thác khó khăn nhng tỷ sốB bớc đặt ở (H/D)=0,8.B
- C1: Đặc tính chân vịt khi khai thác trong điều kiện khó khăn vẫn với
Mn=cons
(H/D)=1,0.
t
M/E
- Mn = const : Đặc tính ngoài của động cơ.
Giả sử tàu đang chạy trong vùng biển yên sóng gió, tỷ số bớc đặt ở (H/D)1=1,0
thì đặc tính chân vịt tơng ứng là C0. Động cơ công tác ở đặc tính ngoài Mn.
0
nmin
nB
Ta có điểm phối hợp công tác là A.
nS nguyên tỷ số bớc thì
Khi tàu chuyển sang vùng biển có sóng gió nếunvẫn
giữ

A
đặc tính chân vịt là C1. Nếu vẫn duy trì tay ga nhiên liệu thì điểm phối hợp
công tác sẽ là B. Tại B động cơ dễ bị quá tải nhiệt. Để khắc phục ta giảm tỷ số
bớc về (H/D)2=0,8, tơng ứng đặc tính chân vịt sẽ dịch chuyển về C 0. Điểm
Lu Hành nội bộ

-5mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
phối hợp công tác sẽ dịch về A. Nh vậy mặc dù trong điều kiện khai thác khó
khăn nhng động cơ vẫn phát huy hết công suất mà không bị quá tải.
- Ưu điểm:
1- Bằng việc thay đổi tỷ số bớc (H/D) ta có thể duy trì đợc điểm phối hợp
công tác định mức. Khai thác hết công suất động cơ.
2- Có thể thay đổi tốc độ, đảo chiều tàu mà không cần thay đổi chiều
quay của động cơ.
3- Phạm vi công tác đợc mở rộng.
- Nhợc điểm:
1- Khi chọn tỷ số bớc và vòng quay không hợp lí sẽ làm giảm hiệu suất.
2- Hiệu suất chân vịt P chỉ đạt giá trị cực đại khi tỷ số bớc ở giá trị định
mức.
3- Hệ thống điều khiển bớc phức tạp, độ tin cậy không cao, giá thành chế tạo
cao.
4- ứng với một tỷ số bớc quay (H/D) có một giải tốc độ tàu tơng ứng sẽ gây
hiện tợng xâm thực cho chân vịt. Rất khó khăn trong việc phòng tránh
xâm thực.

5- Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu khách, tàu cá, tàu công trình ... những
loại tàu yêu cầu khả năng điều động, quay trở tốt.
Câu 4: Phạm vi công tác của Diesel lai chân vịt định bớc. Mở rộng vùng công tác
bằng phơng pháp sử dụng hộp số.

Li hợp

Lu Hành
nội bộ
No.1 M/E

NS giữa động cơ và Cchân vịt
Sự phối hợp công tác
C0
1
khi có hộp giảm tốc
B
NB
C0: Đặc tính chân vịt khi khai thác trongA điều
N
MS2=(1/i2).Mn
kiện bình thờng. A
C1: Đặc tính chân
trong điều
NB vịt khi khai thác B
kiện
Hộp
số khó khăn.

-6mọi hình thức

MS1=(1/i1).M
n

Cấm sao chép dới


nA

nS

Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Khi tàu khai thác trong điều kiện bình thờng C0 động cơ công tác ở đặc tính
ngoài Mn. Với tỷ số truyền là i 1 ta có mômen chân vịt M S1=(1/i1).Mn, điểm phối
hợp công tác là A. Do điều kiện khai thác khó khăn hơn nên đặc tính chân vịt
thay đổi sang C1. Nếu ta vẫn giữ nguyên tay ga thì điểm phối hợp công tác sẽ
là B. Tại B công suất, vòng quay bị giảm và động cơ khai thác trong điều kiện
nặng nề hơn dễ gây quá tải về nhiệt.
Trong trờng hợp này nếu ta thay đổi số truyền từ i 1 -> i2 (với i2< i1) khi đó
mômen trên đế chân vịt là MS2=(1/i2).Mn, và MS2 >MS1. Điểm công tác B có công
suất và vòng quay động cơ lớn hơn ở điểm B. Hay nói cách khác chế độ khai
thác động cơ đã đợc cải thiện tốt hơn so với điểm B.
- Ưu điểm:
1- Nâng cao khả năng công tác của động cơ, tăng công suất khai thác. Động
cơ luôn khai thác ở đặc tính tối u, đạt đợc chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, tăng
tuổi thọ.
2- Có thể đảo chiều tàu mà không cần đảo chiều quay động cơ.
3- Phạm vi công tác đợc mở rộng.
- Nhợc điểm:

1- Khó khăn trong khai thác vận hành.
2- Hệ thống động lực phức tạp, hiệu suất truyền động nhỏ.
3- Giá thành chế tạo cao.
Thông thờng chỉ áp dụng cho tàu nhỏ.
Câu 5: Nêu hai phơng pháp xác định lợng tiêu hao nhiên liệu thông dụng. Trình
bày phơng pháp xác định đặc tính tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn
giản.
Lợng tiêu hao nhiên liệu đợc xác định bằng hai phơng pháp thông dụng là phơng
pháp xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng tính toán và phơng pháp dùng thí
nghiệm đơn giản để xác định lợng tiêu hao nhiên liệu.
1- Xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng phơng pháp tính toán:
Theo kết quả thí nghiệm thực nghiệm của Sikova (Ba Lan) trên mô hình và
nhiều loại tàu khác nhau, đã rút ra kết luận: Quan hệ giữa công suất với vòng
quay của động cơ lai chân vịt trong một điều kiện khai thác nhất định đợc
thể hiện dới phơng trình:
Ne = C.nx
(6)
Trong đó:- x: là hệ số đặc trng cho mỗi con tàu và HĐL.
- C: là hệ số đặc trng cho trạng thái khai thác.
Lấy logarit cơ số 10 hai vế phơng trình trên ta có:
lg Ne = x.lg n +lg C
(7)
Lu Hành nội bộ

-7mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực

Lớp MKT43ĐH1
Từ phơng trình trên ta thấy trong hệ trục logarit công suất phát ra của động cơ
quan hệ tuyến tính bậc nhất với vòng quay của nó ứng với mỗi điều kiện khai
thác khác nhau và đợc thể hiện bằng đồ thị.
Để xác định đợc các hệ số x và C với một con tàu nhất định, trong một điều
kiện khai thác cụ thể ta phải thí nghiệm để lấy đợc 2 cặp thông số sau: (N 1, n1,
V1) (N2, n2, V2). Thay các giá trị vào (7) ta có hệ phơng trình:
lg N1 = x.lg n1 +lg C
lg N2 = x.lg n2 +lg C
(7)
N
lg 1
N2
Hay ta có:
(8)
x=
n1
lg
n2

và:

Lu Hành nội bộ

C=

N1 N 2
=
n1x n2x

(9)

-8mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Mặt khác hệ số C với một con tàu cụ thể phụ thuộc vào điều kiện khai thác, còn
với một chân vịt cụ thể thì nó phụ thuộc vào tốc độ quay (n) và vận tốc tàu (V)
qua biểu thức:
C = CU - a.V
(10)
Trong đó: CU: Hệ số khi thử tàu tại bến.
a: Hệ số góc phụ thuộc vào số vòng quay của chân vịt a = f(n).
Thực tế thí nghiệm trên các tàu ngời ta thấy mối quan hệ giữa hệ số a và số
vòng quay là đờng thẳng trong hệ toạ độ logarit.
Ta có phơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa a và số vòng quay n.
lg a = -z.lg n + b
(11)
hay:
a = b/ nz
(11)
Trong đó:- b: Hệ số đặc trng cho mỗi con tàu, b không đổi với mỗi con tàu cụ
thể.
- z: Hệ số mũ đợc tính:
a
lg 2
a1

- z: Hệ số mũ đợc tính:
z=
n
lg 1
n2
a1, a2 là các hệ số góc ứng với các giá trị vòng quay n1,
n2. Từ phơng trình (10) ta rút ra đợc:
a1 =

Cu C
C C
a
V
; a2 = u
lg 2 = lg 1
V1
V2
a1
V2

V1
V2
z=
n
lg 1
n2
lg

Do đó:

(12)

Thay giá trị Z, a1, a2 vào phơng trình (11) ta xác định
đợc hệ số b:
b =a1 .n 1z = a2 .n2z
(13)
Thay các giá trị tính đợc vào (6) ta có:
N
b
b

(14)
N = CU z .V .n x = > N = xU z .V .n x
n
n
n


U

NU N e
Từ phơng trình (14) ta suy ra đợc vận tốc
với n = nU
(15)
V = tàu:
b.n x z
Saukhi đã xác định đợc Ne, dựa vào công thức:
Gnl = 10-3.ge.Ne
(kg/ h)
Trong đó: ge: Suất tiêu hao nhiên liệu (cho trớc trong bảng) (g/ml.h)

Ne: Công suất tơng ứng với giá trị vòng quay đã chọn và điều kiện khai
thác cho trớc
Lu Hành nội bộ

-9mọi hình thức

Cấm sao chép dới


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Nh vậy, thông qua tính toán ta đã xác định đợc lợng tiêu hao nhiên liệu.
2. Xác định lợng tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn giản:
a- Các điều kiện cần thiết khi tiến hành thí nghiệm:
Thiết bị thí nghiệm: Đồng hồ đo vòng quay, tốc độ kế, lu lợng kế hoặc sử dụng
thớc đo trên ống thủy gắn trên két nhiên liệu.

Lu Hành nội bộ

- 10 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Để các kết quả thí nghiệm chính xác cần phải chú ý các điều kiện sau:
- Chiều chìm của tàu (mũi và lái)
- Lợng chiếm nớc của tàu
- Cờng lực của gió

- Góc dạt của tàu
- Chiều sâu của vùng biển
- Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển
Riêng với động cơ cần chú ý thêm:
Bình dầu thí nghiệm phải đủ để động cơ chạy toàn tải trong khoảng 2
- 3,5 phút
- Khi thí nghiệm tránh để động cơ bị quá tải
- Không thay đổi tỷ số truyền động hay bớc chân vịt (với chân vịt biến bớc)
Với một giá trị vòng quay cần lấy thông số đo nhiều lần (3 lần)
Sơ đồ hệ thống nhiên liệu với bình dầu thí nghiệm
1. Động cơ chính
2. Két trực nhật
2

8

9

7

6

5

3

1

4

3. Két dầu thí
nghiệm
4. Van 3 ngả
5. Fin lọc thô
6. Bơm cấp
7. Fin lọc tinh
8. Bơm cao áp
9. Van duy trì áp
suất

b- Tiến hành
Bớc 1) Chạy máy và điều chỉnh các thông số công tác của động cơ về chế độ
làm việc ổn định trong giới hạn cho phép của lí lịch máy.
Bớc 2) Tiến hành đo lợng tiêu hao nhiên liệu ứng với các dải vòng quay khác nhau
của động cơ.
Điều chỉnh n1=(0,35 0,42)nn chờ cho các thông số động cơ ổn định,
chuyển sang chạy với nhiên liệu trong bình thí nghiệm và tiến hành đo lợng tiêu thụ trong thời gian (t). ở 3 lần đo ta có các giá trị: V 1, V1, V1. Chú
ý giữ nhiệt độ bình dầu không đổi khi thí nghiệm.
- Tơng tự ở vòng quay n2= (0,5 0,6)nn đo đợc: V2, V2, V2.
Làm tơng tự cho các dải vòng quay: n3= (0,7 0,8)nn ; n4= (0,85 0,9)nn ;
n5 = nn.
Bớc 3) áp dụng công thức sau để tính lợng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 giờ

Lu Hành nội bộ

Gi =

Vi . .3600
- 11 t
dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
(kg/h)
(31)

Trong đó:Vi (dm3): dung tích lợng dầu tiêu thụ ở lần thí nghiệm thứ i:
(kg/ dm3): Tỷ trọng nhiên liệu
t (sec): Thời gian tiến hành thí nghiệm.
Nh vậy, thông qua thí nghiệm ta đã xác định đợc lợng tiêu hao nhiên liệu.

Lu Hành nội bộ

- 12 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Câu 6: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt
khi lợng nhiên liệu trên tàu có hạn.
Giả sử trong chuyến hành trình từ cảng A
G
C0
tới cảng B chẳng may vì lí do nào đó
(kg/h)

chẳng hạn: Đờng ống nhiên liệu vỡ, két
A
thủng, tàu đổi tuyến hoặc lạc hớng ... sẽ
MA
dẫn tới lợng nhiên liệu trên tàu không đủ
=const
GA
để đa tàu về bến an toàn. Trong trờng
hợp này ta phải xác định chính xác lợng
MA
=const
nhiện liệu còn lại trên tàu, sau đó phải xác
ge=
định lại điểm công tác để với lợng nhiên
const
liệu còn lại tàu vẫn về bến an toàn. Giả
sử quãng đờng còn lại là S hải lí. Lợng nhiên
0
VA
liệu thực tế còn lại trên tàu là B tấn. Điểm
VS
công
tác là
A tàu chạy với vận tốc V A. Trên
A: Điểm công tác khi cha phát hiện thiếu
nhiên
liệu.
đồ thị G - V ta xác định đợc lợng nhiên liệu tiêu thụ là GA(kg/h).
A: Điểm công tác sau khi đã tính toán để đa tàu về bến an toàn.
Ta tính đợc lợng nhiên liệu cần tiêu thụ cho quãng đờng S còn lại là:

BA = GA.t =GA.(S /VA) (tấn)
(40)
So sánh BA với lợng nhiên liệu còn lại trên tàu B nếu:
- BA 0,95.B thì tàu vẫn có thể tiếp tục công tác tại điểm A
- BA> 0,95.B thì phải giảm tay ga về điểm công tác A có V A < VA. Sau đó
tiếp tục xác định lại BA và so sánh với B cho đến khi thỏa mãn BA 0,95.B.
Chú ý: Việc giảm tay ga đến một lúc nào đó không những không làm giảm
chi phí nhiên liệu cho chuyến hành trình mà lại có xu hớng ngợc lại.

Lu Hành nội bộ

- 13 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Câu 7: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt
khi điều kiện sóng gió thay đổi.
V %
I
30

II

I
II
II
III IV

III

20

III

10

0

IV

0

2

4

6

Giả sử tàu đang hành trình trong
vùng biển yên sóng gió tơng ứng với
đặc tính chân vịt C0. Vận tốc tàu
là V0 ở vòng quay n0 điểm phối hợp
công tác là A. Sau đó tàu chạy vào
vùng có sóng với cấp gió W 0B, hớng gió
thì tốc độ tàu bị giảm đi một lợng là V (xác định qua đồ thị thực
nghiệm) mặc dù vẫn duy trì tốc độ
quay n0.

WB

Khi đó tốc độ tàu trong điều kiện sóng gió sẽ đợc xác định:
V
V1 = V0 .1

100
NS

C1 C0
B

NB

A

NA

n1 n0=co
= nst

0

C1 =

NB NB
= x
n1x
n0

V0 V1 VS

(hl/h)

(38)

Giả sử muốn duy trì vòng quay động cơ
thì phải tăng tay ga vì khi đó sức cản
tăng lên, đờng đặc tính chân vịt dịch
về phía bên trái có độ dốc lớn hơn. Nhờ
tính đợc tốc độ V1 và vòng quay động cơ
đã biết trớc n1= n0= const ta xác định đợc
điểm công tác B. B chính là điểm yêu
cầu công suất động cơ phát ra để duy
trì tốc độ quay không thay đổi khi tàu
công tác trong điều kiện sóng gió. Ta xác
định đợc NB bằng đồ thị. Hệ số C 1 của
đặc tính chân vịt trong điều kiện sóng
gió đợc tính.
Trong đó: x = logn0 ( NA/ C0) (39)

Hay ta có thể biểu diễn mối quan hệ công suất vòng quay trên đồ thị đặc tính
C1 qua hàm số sau:
N1= C1.nx
Lu Hành nội bộ
- 14 Cấm sao chép
dới mọi hình thức


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực

Lớp MKT43ĐH1
Theo kinh nghiệm khai thác khi tàu khai thác trong điều kiện sóng gió thì động
cơ dễ bị quá tải về mômen và quá tải nhiệt. Trờng hợp tàu cỡ nhỏ chạy ballast
thì còn có hiện tợng quá tải vòng quay do hiện tợng chân vịt nhô lên khỏi mặt
nớc. Để hạn chế và duy trì khai thác động cơ ta phải giảm tay ga nhiên liệu để
đảm bảo an toàn - tin cậy.

Lu Hành nội bộ

- 15 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1

Câu 8: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt
khi một hoặc một số xi lanh bị h hỏng
Trong quá trình khai thác động cơ chính tàu thủy có thể bị hỏng một hay vài
xylanh, nhng trong trờng hợp không cho phép dừng tàu mà buộc vẫn khai thác với
số xylanh còn lại. Trong trờng hợp này ngời khai thác phải xác định lại thông số
công tác của động cơ và quan tâm đặc biệt tới các xi lanh còn lại.
Một vài nguyên nhân dẫn đến phải ngắt bỏ xi lanh chẳng hạn nh: Kẹt
cặp piston bơm cao áp, vỡ đờng ống cao áp, vòi phun bị kẹt do nhiên liệu bẩn,
hoặc do hỏng hóc nhóm piston biên, bạc biên, v.v... Tùy theo mức độ h hỏng mà
ta có thể ngắt bỏ xylanh đó theo 2 phơng pháp sau:
a) Cắt nhiên liệu nhng vẫn để nhóm piston - biên chuyển động theo.
Giả sử động cơ có một xy lanh bị hỏng, ta
N

đã biết đợc Ni và Ne tơng ứng là các đờng
(1)
cong (1) và (2).
(1)
Công suất cơ giới có thể đợc tính theo các
(2)
cách sau:
Dựa theo số liệu kinh nghiệm ta có thể
Nm
chọn đợc hiệu suất cơ giới m ở vòng quay
định mức, khi đó:
(2)
Nn

1 m
.N e
(45)
m
Hoặc tính theo công thức:
0
Nm= A.n
nn n
Trong đó: : Số mũ với động cơ thấp tốc:
= 1 -> 1,2; với động cơ cao tốc: = 1,5 -> 2,0 Hằng số A bằng:
Nm
A = An = n
nn
N m = (1 m ) . N i =

Nếu xem công suất các xylanh là đều nhau ta tính đợc công suất mỗi xylanh

bằng:
Ni XL = Ni / i
(46)
Khi hỏng một xy lanh thì công suất toàn động cơ Ni còn lại:
Ni =(i-1).Ni XL= [(i-1)/i].Ni
(47)
Do không tháo nhóm piston- biên nên Nm đợc xem không đổi và công suất có ích
của động cơ với các xylanh còn lại đợc tính:
Ne = Ni - Nm
(48)

Lu Hành nội bộ

- 16 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Do cắt bỏ một xy lanh thì dù tay ga vẫn giữ nguyên nhng công suất động cơ bị
giảm xuống Ne và điểm công tác từ A chuyển về A. Vòng quay động cơ bị
giảm xuống và đợc tính theo công thức sau:
P'
n A' = n A . e
Pe
(49)
Tuy nhiên trong thực tế khi ngắt bỏ 1 xylanh nếu ta vẫn giữ nguyên tay ga thì
động cơ khai thác dễ bị quá tải, không nên khai thác động cơ với thời gian dài.
Để an toàn cho động cơ ta nên giảm tay ga nhiên liệu xuống điểm công tác A.

Việc chọn điểm công tác A phụ thuộc vào tỷ số xy lanh làm việc với số xylanh
ngắt bỏ của động cơ, sự xuất hiện rung động do mất cân bằng ở động cơ
cũng nh tình trạng kỹ thuật của động cơ, điều kiện khai thác v.v...
Đối với động cơ lắp đặt tuabin tăng áp kiểu xung áp thì trong trờng hợp này còn
có hiện tợng tiếng ồn lớn ở phía máy nén, vòng quay tuabin bị dao động. Do đó
phải tiếp tục giảm tay ga cho đến khi mất hiện tợng trên hoặc xả bớt một phần
khí tăng áp ở bầu góp khí nạp.
Mô tả cách xác định điểm phối hợp công
C
tác của động cơ khi ngắt bỏ xi lanh nhng
N
N
A
vẫn cho nhóm piston- biên chuyển động
theo.
A
o

e

A
Ne
Ne

Ne
Ne

0
n

n

n

A: Điểm phối hợp công tác khi động cơ bình thờng.
A: Điểm phối hợp công tác khi một xylanh bị
hỏng.
A: Điểm phối hợp công tác khi đã giảm tay ga
nhiên liệu.

b) Cắt nhiên liệu và tháo bỏ nhóm piston - biên.
Chỉ thực hiện khi nhóm piston - biên bị h hỏng không thể cho tiếp tục chuyển
động theo. Lúc này sẽ gây ra một số ảnh hởng sau:
- Gây nên chuyển động không đồng đều trên trục khuỷu.
- Gây hiện tợng chấn động ngang đối với thân máy.
- Gây rung động và chấn động với vỏ tàu.
- Làm thay đổi giá trị vòng quay cộng hởng.
Do tháo bỏ nhóm piston - biên nên chi phí cơ giới cũng giảm xuống và đợc xác
định:
Lu Hành nội bộ

- 17 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Nm =Nm -NmXL = [(i-1)/ i].Nm
(50)

Khi đó công suất có ích đợc xác định:
Ne = Ni - Nm
Nếu so với trờng hợp a) thì về mặt năng lợng Ne sẽ lớn hơn chút ít nhng động cơ
sẽ bị mất cân bằng nhiều hơn. Động cơ, vỏ tàu sẽ rung động trong quá trình
công tác. Do vậy cũng nh trờng hợp a) ngời khai thác phải giảm tay ga động cơ
cho đến khi giảm hẳn hiện tợng rung động ở động cơ cũng nh vỏ tàu. Ngoài ra
còn phải chú ý tới sự mất cân bằng ở tổ hợp tua bin tăng áp.
Mô tả cách xác định điểm phối hợp công tác
N
của động cơ khi ngắt bỏ xi lanh và tháo
(1)
(1
nhóm piston- biên..
)(2)
(2
)

Nm
Nm
Nn

0

n

Đặc tính (1) và (1) biểu diễn Ni và Ni trớc và sau
khi hỏng xylanh.
Đặc tính (2) và (2) biểu diễn Ne và Ne trớc và
sau khi hỏng xylanh.

nn

Câu 9: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt
khi có gia tải máy phát điện đồng trục. Nêu phơng pháp tính chọn vòng quay
mà ở đó công suất d thừa là lớn nhất.
Trong điều kiện khai thác ổn định, yên
Ne
sóng gió với HĐL có gia tải máy phát đồng
C0
A
trục thì có thể đa máy phát vào khai
100%
thác.
M=
Công suất d có thể dùng để lai máy phát
const
B
là:
NB
N= Ne NS
(42)
N=NeTrong đó:
NS
Ne: Công suất động cơ. Ne = a 1.n (hàm
Nmax
bậc nhất)
0
nB =
NS: Công suất yêu cầu của chân vịt. N S =
nA

n
Co.nx
C0: Đặc tính chân vịt trong điều kiện yên sóng gió.
N: Đặc tính công suất d trên dải vòng quay.
A, B: Điểm công tác có công suất d N lớn nhất.
Lu Hành nội bộ

- 18 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Khi đó:
N = a1.n - Co.nx
Tìm giá trị cực đại của hàm N:
Lấy đạo hàm theo n:
N = a1 - x.C0.nx-1
a
N = 0 khinN max = x 1 1
C0 . x
Nếu chọn x = 3, C0 = Nn/ nn3 và a1 = Nn/ nn ta có:
nN max =

N n / nn 1
3
. =
nn
3

N n / nn 3
3

3
Thay các giá trị a1, x, C0, nNmax ta có:
Nn 3
Nn 3
N max =
.
.nn 3 .
.nn
nn 3
nn 3


2 3
.N n
9
3
Vậy nếu khi động cơ khai thác ở vòng
quay:
nN max
=
nn
3
suất d lớn nhất
N max =

Và bằng:

N max =

thì cho ta công

2 3
.N n
9

Câu 10: Phơng pháp chọn điểm phối hợp công tác hợp lí giữa Diesel và chân vịt
khi tổ hợp tua bin máy nén tăng áp bị h hỏng.
Khi h hỏng ở tổ hợp tuabin tăng áp dẫn đến động cơ phải làm việc với áp suất
khí trong buồng máy (với động cơ chỉ có một tổ hợp tua bin tăng áp) hoặc với
các tổ hợp tua bin tăng áp còn lại (với động cơ có nhiều tổ hợp tua bin tăng áp)
hoặc với các thiết bị tăng áp phụ trợ nh: quạt gió phụ, máy nén cơ khí ... Khi đó:
- Tổ hợp tuabin máy nén bị rung động và có tiếng ồn lớn.
- Lợng không khí nạp bị giảm, áp suất nạp giảm làm quá trình quét khí thải
không sạch.
- Làm tăng sức cản của hệ thống nạp - xả. Thời gian trì hoãn sự cháy kéo dài, quá
trình cháy nhiên liệu xấu đi.
Những lí do trên làm cho động cơ công tác không an toàn, tin cậy. Công
suất phát ra bị giảm, động cơ dễ bị quá tải. Cần xác định lại điểm công tác
của hệ động lực.
Công suất của động cơ khi bị hỏng tổ hợp tăng áp đợc xác định:
Ne = (P0 / PK).Ne (51)
Trong đó:
PK: áp suất khí nạp khi động cơ làm việc bình thờng.
P0: áp suất khí quyển hoặc áp suất khí tăng áp của hệ thống tăng áp sự cố.

Lu Hành nội bộ

- 19 dới mọi hình thức

Cấm sao chép


Đề cơng ôn tập Khai thác hệ động lực
Lớp MKT43ĐH1
Khi tổ hợp tuabin-máy nén bị h
N
Co
hỏng thì điểm công tác thay đổi
Ne
từ A về A. Tuy nhiên tại A động cơ
A
Ne
chỉ có thể làm việc trong thời gian
Ne
A
ngắn. Trong trờng hợp động cơ còn
Ne
Ne

phải công tác lâu dài trong tình
A
trạng này thì phải tùy vào tình
trạng kĩ thuật thực tại của động cơ,
điều kiện khai thác hiện tại mà ta
phải giảm tay ga nhiên liệu đến vị
trí thích hợp A sao cho động cơ
hoạt động an toàn, tin cậy. Tránh

quá tải cho động cơ.
0
n n
Điều này phụ thuộc nhiều vào trình
n
độ ngời khai thác và việc tuân thủ
theo hớng dẫn của nhà chế tạo. Cần phải quan tâm theo dõi thờng xuyên các
thông số công tác của động cơ. Khi điều kiện cho phép có thể rút rôto của
tuabin ra để giảm sức cản hệ thống nạp xả, lúc này cần chú ý ngăn cách hai
khoang tuabin và máy nén.

Lu Hành nội bộ

- 20 dới mọi hình thức

Cấm sao chép