Chương 3 ĐẶC TÍNH HẠN CHẾ VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP CÓ THỂ QUÁ TẢI CỦA ĐCĐT TÀU QUÂN SỰ

Chương 3
ĐẶC TÍNH HẠN CHẾ VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP CÓ THỂ QUÁ TẢI CỦA
ĐCĐT TÀU QUÂN SỰ
3.1. Phạm vi tải cho phép lâu dài của ĐCĐT tàu quân sự
3.1.1. Sự cần thiết phải giới hạn phạm vi cho phép lâu dài của ĐCĐT tàu quân sự
Phạm vi làm việc của ĐCĐT nói chung là miền giới hạn bởi: trục hoành (n),
các đường vuông góc với trục hoành đi qua các điểm tốc độ vòng quay nhỏ nhất
và tốc độ vòng quay cực đại, và đường đặc tính ngoài.
Các động cơ tàu quân sự (động cơ chính) dùng để quay chân vịt cố định bước và
chân vịt biến bước, tạo ra lực đẩy để tàu chuyển động thực hiện các nhiệm vụ đảm
bảo tính năng kỹ chiến thuật của tàu.
- Các ĐCĐT tàu quân sự quay chân vịt có bước cố định được sử dụng trong một
phạm vi tải và vòng quay rộng theo đặc tính chân vịt. Đặc tính chân vịt không cố định
mà phụ thuộc vào: trạng thái vỏ tàu, lượng chiếm nước và các điều kiện hoạt động, sẽ
thay đổi từ chân vịt “nhẹ” đến chân vịt “nặng”.
- Các động cơ quay chân vịt biến bước được khai thác theo các đặc tính tải
trong phạm vi rộng của các mô men xoắn.
- Một trong những đặc điểm khai thác ĐCĐT tàu quân sự là khả năng quá tải ít
hoặc nhiều, hậu quả của chúng có thể làm:
+ Tăng các ứng suất nhiệt và cơ khí;
+ Tăng sự mài mòn các chi tiết;
+ Làm gãy và thậm chí làm hư hỏng động cơ trước thời hạn.
- Trong phạm vi rộng của tải và số vòng quay ở một số chế độ không bảo đảm
được sự hình thành khí hỗn hợp và chất lượng của quá trình công tác, ví dụ ở các
vòng quay và tải nhỏ. Làm việc lâu dài ở các chế độ này có thể dẫn đến:
+ Việc tăng cường tạo muội than;
+ Phá huỷ quá trình bôi trơn;
+ Cuối cùng làm hư hỏng động cơ trước thời hạn.
Sự làm việc bền vững của động cơ tàu quân sự sẽ hoàn toàn được bảo đảm chỉ
trong trường hợp nếu các ứng suất nhiệt và cơ khí của các chi tiết không vượt quá các
giá trị giới hạn và chất lượng của quá trình công tác hoàn toàn tốt.

Để trong thời gian công tác, động cơ không bị quá tải và không làm việc lâu dài
ở các chế độ mà chất lượng của quá trình công tác không đảm bảo, cần phải có giới
hạn (phạm vi) cho phép làm việc lâu dài của các chế độ công tác. Trong các giới hạn
đó có đặc tính hạn chế.
3.1.2. Khái niệm đặc tính hạn chế, phạm vi cho phép làm việc lâu dài
Đặc tính hạn chế là sự phụ thuộc của các công suất cực tiểu và cho phép cực đại
vào số vòng quay của trục khuỷu, ở đó cho phép động cơ làm việc lâu dài trong các
điều kiện khai thác.
Hình dạng của các đường đặc tính hạn chế như trên hình 3.1, ở đó biểu diễn:
1. Đặc tính hạn chế trên:
Hạn chế giới hạn trên của công suất
lâu dài. Cơ sở của đặc tính hạn chế trên là
các giá trị giới hạn của tải trọng nhiệt và
cơ khí của động cơ và cả chất lượng tiến
triển của quá trình công tác.
2. Đặc tính hạn chế dưới:
Hạn chế giới hạn dưới của công suất
lâu dài. Cơ sở của đặc tính hạn chế dưới
chủ yếu là chất lượng của quá trình công
tác và trong một số trường hợp là tải trọng
cơ khí.
3. Đường hạn chế theo giới hạn trên của số vòng quay:
Cơ sở của đường hạn chế trên số vòng quay là các chỉ tiêu của tải trọng cơ khí
do các lực quán tính của các chi tiết cơ cấu tay quay thanh truyền.
4. Đường hạn chế số vòng quay khai thác cực tiểu:
Cơ sở của đường giới hạn dưới số vòng quay là độ ổn định của chế độ công tác
và chất lượng của quá trình cháy.
Hình 3.1. Phạm vi cho phép
làm việc cho phép của ĐCĐT
H

1
2
3
6
5
4
N
eđm
n
n
đm
N
ema
x
n
max
N
e
5. Đặc tính ngoài của động cơ: theo hành trình có ích cực đại của van trượt.
6. Đặc tính chân vịt.
Các đường 1, 2, 3, 4 tạo nên vùng cho phép làm việc lâu dài, hay phạm vi bên
trong nó cho phép động cơ làm việc lâu dài trong giới hạn tuổi thọ được nhà máy chế
tạo quy định. Vượt ra ngoài phạm vi này động cơ sẽ bị quá tải, sự tiến triển của quá
trình công tác sẽ không được đáp ứng.
Các đặc tính hạn chế được nhà máy chế tạo quy định phụ thuộc vào các đặc
điểm kết cấu của từng động cơ và các sơ đồ tăng áp. Tiêu chuẩn cơ bản để quy định
các đặc tính hạn chế là các chỉ tiêu tải trọng cơ khí, các chỉ tiêu của trạng thái nhiệt và
chất lượng tiến triển của quá trình công tác, có nghĩa là các điều kiện và chất lượng
phun nhiên liệu, hình thành khí hỗn hợp và cháy.
Nhà máy chế tạo quy định đặc tính hạn chế dựa chủ yếu vào kết quả thử tại giá

thử động cơ, trong thời gian này người ta đo đạc và xác định các chỉ tiêu cơ bản trong
đó có các chỉ tiêu hạn chế. Những điều kiện làm việc của động cơ trên tàu luôn luôn
nặng nhọc hơn so với ở giá thử. Động cơ làm việc trên tàu nằm trong thành phần của
tổ hợp đẩy tàu, các điều kiện đó ở một mức độ nhất định khác với ở giá thử.
Tất cả các đặc tính hạn chế xây dựng cho các điều kiện bên ngoài, được nhà
máy chế tạo đưa ra trong tài liệu kỹ thuật của động cơ. Những điều kiện bên ngoài có
ảnh hưởng nhất định đến sự làm việc của động cơ và nếu trong thời gian khai thác
chúng khác với các điều kiện định mức quy định của nhà máy thì cần phải xây dựng
các đặc tính đặc biệt khác. Sự ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài đến sự làm việc
của động cơ sẽ được xem xét trong một chương riêng.
Khi sử dụng động cơ có một hoặc một số xilanh, máy tăng áp hoặc bầu làm mát
trung gian không làm việc cũng làm thay đổi các điều kiện làm việc, trong những
trường hợp này cần phải khai thác động cơ theo các đặc tính hạn chế xây dựng riêng
cho từng điều kiện.
3.1.3. Những yếu tố đảm bảo khai thác tốt động cơ
Để khai thác động cơ có kỹ thuật và không hư hỏng, các kỹ sư - thợ máy cần
phải:
- Có đầy đủ các đặc tính hạn chế xây dựng cho tất cả các trường hợp có thể xảy
ra cho sự làm việc của động cơ. Những đặc tính hạn chế như vậy có trong các tài liệu
hướng dẫn khai thác động cơ.
- Một yếu tố quan trọng nữa để đảm bảo khai thác bình thường động cơ, ngoài
việc có các đặc tính hạn chế là có khả năng kiểm tra tải của động cơ trong từng thời
điểm riêng, kiểm tra cường độ cơ khí và trạng thái nhiệt của các chi tiết. Cách tốt nhất
là đo đạc trực tiếp các ứng suất cơ khí và nhiệt độ các chi tiết ở các điểm đặc trưng
nhất. Do được kiểm tra như vậy, có thể tin tưởng vào sự làm việc vững chắc của động
cơ cường hoá hiện đại.
ở điều kiện tàu quân sự, do có nhiều khó khăn trong việc đo đạc các tải của
động cơ, các chỉ tiêu cường độ cơ khí và trạng thái nhiệt của các chi tiết nên trong
thực tế khai thác để hạn chế và kiểm tra tải của động cơ người ta sử dụng các chỉ tiêu
gián tiếp. Kiểm tra được chúng và ở mức độ này hay mức độ khác thể hiện được tải

của động cơ, cường độ cơ khí của nó, trạng thái nhiệt của các chi tiết và cả chất lượng
của quá trình công tác. Những chỉ tiêu này được gọi là chỉ tiêu chặn.
Những chỉ tiêu chặn được dùng để hạn chế và kiểm tra tải của động cơ bao
gồm:
- Tiêu hao nhiên liệu cho chu trình, ;
- Mô men xoắn có ích, M
e
;
- Áp suất có ích trung bình, P
e
;
- Áp suất cháy cực đại (áp suất cực đại của chu trình), P
z
;
- Nhiệt độ của khí thải, T
th
;
- Hệ số dư lượng không khí, α;
- Số vòng quay của tuabin máy nén, n
K
;
- Nhiệt độ các chi tiết nhóm pittông, T
pt
.
3.2. Các phương pháp khác nhau để hạn chế tải của động cơ ở số vòng quay thấp
3.2.1. Hạn chế tải của động cơ theo lượng nhiên liệu cấp cho chu trình
Phương pháp đơn giản nhất để hạn chế
tải của động cơ là đặt mốc giới hạn trên cần
dẫn động thanh răng bơm cao áp lượng nhiên
,%

100
80
60
40
20
0
20 40 60 80 100 n
đc
100
75
50
25
0
Hình 3.2. Các đặc tính của bơm
nhiên liệu kiểu van trượt
liệu cấp tối đa cho chu trình hoặc mốc giới
hạn hành trình thanh răng theo chiều tăng
lượng nhiên liệu. Điểm mốc như vậy được đặt
lên tất cả các động cơ tàu quân sự. Trong
trửụứng hụùp naứy ủaởc tớnh haùn cheỏ laứ
ủaởc tớnh ngoaứi cuỷa động cơ, mặt khác đặc
tính ngoài của động cơ, khi = const, hoặc
chính xác hơn là đặc tính ở hành
trình có ích không đổi của van trượt bơm nhiên liệu (bởi vì khi cố định thanh răng
bơm nhiên liệu lượng nhiên liệu cấp cho chu trình thay đổi phụ thuộc vào số vòng
quay, xem hình 3.2).
Khả năng và sự cho phép làm việc của các động cơ khác nhau theo đặc tính
ngoài cần được nhìn nhận từ quan điểm của sự thay đổi theo đặc tính ngoài của các
chỉ tiêu tải trọng nhiệt và cơ khí của các động cơ đó. Sự thay đổi của các chỉ tiêu trên
sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Những đặc điểm về kết cấu, các sơ đồ và thành

phần của máy tăng áp, áp suất tăng áp. Ta xem các chỉ tiêu của cường độ nhiệt và cơ
khí sẽ thay đổi như thế nào theo đặc tính ngoài của các động cơ tăng áp và không
tăng áp. Trong tất cả các trường hợp xem như vòng quay của động cơ giảm bắt đầu từ
điểm của chế độ định mức hoặc cực đại.
1. Động cơ không tăng áp
Cường độ cơ khí của động cơ không tăng áp, làm việc theo đặc tính ngoài với sự
giảm vòng quay sẽ tăng lên một ít. Điều này được giải thích bằng việc tăng P
Z
do hậu
quả tăng giai đoạn cháy trễ τ
i
và trong một loạt trường hợp tăng suất nhiên liệu cấp
cho chu trình .Việc tăng một ít giai đoạn cháy trễ khi giảm số vòng quay theo
đặc tính ngoài được giải thích bằng sự giảm hiện tượng xoáy lốc, áp suất P
C
và nhiệt
độ của không khí nạp T
C
ở cuối quá trình nén. Đối với động cơ hai kỳ việc giai đoạn
cháy trễ, cường độ cơ khí được bổ sung thêm do việc giảm các lực quán tính của các
khối lượng chuyển động tịnh tiến nên đưa đến làm tăng nhanh hơn cường độ cơ khí.
Sự thay đổi suất nhiên liệu của chu trình
phụ thuộc vào số vòng quay khi cố định thanh
răng bơm nhiên liệu được xác định bằng kiểu
T
1,0
0,8
0,6
0,4
40 60 80 100 n(%)

Hình 3.4. Sự phụ thuộc của hệ số
cấp nhiên liệu (T) vào số vòng
quay (n) khi giữ nguyên vị trí
thanh răng nhiên liệu:
1- bơm nhiên liệu kiểu van trượt;
2- kiểu van
1
2
và các đặc điểm kết cấu của bơm. Khi giảm số
vòng quay suất nhiên liệu cấp cho chu trình có
thể tăng hoặc giảm. Trên hình 3.4 biểu diễn sự
phụ thuộc của hệ số cấp nhiên liệu vào số vòng
quay khi giữ nguyên thanh răng của bơm nhiên
liệu. ở hàng loạt bơm kiểu van trượt ở giai đoạn
đầu hệ số cấp nhiên liệu tăng lên theo sự giảm
số vòng quay (đường cong 1) và sau đó giảm
xuống.
ở đoạn đầu hoàn toàn thể hiện được hiệu quả của việc nạp đầy không gian phía
trên van trượt của bơm, ở giai đoạn hai có sự tiết lưu của nhiên liệu trong thời gian
nén của van và tăng tổn thất nhiên liệu qua các khe hở. Nếu việc nạp tăng chậm hơn
tiết lưu thì hệ số nạp của bơm luôn giảm khi số vòng quay giảm (đường cong 2).
Trên hình 3.5 biểu diễn sự phụ thuộc của
P
Z
, P
max
và λ của động cơ không tăng áp theo
đặc tính ngoài. Đặc trưng của việc thay đổi các
chỉ tiêu thể hiện đến việc tăng cường độ cơ khí
của động cơ khi giảm số vòng quay.

Trạng thái nhiệt của các chi tiết và cường
độ nhiệt của động cơ không tăng áp khi làm
việc theo đặc tính ngoài khi giảm số vòng quay
được xác định bằng đặc trưng thay đổi suất tiêu
hao nhiên liệu cho chu trình, hệ số dư lượng
không khí và các yếu tố khác.
Về đặc trưng thay đổi hệ số dư lượng không khí dễ dàng suy luận theo công thức:
(3.1)
f
b
- Diện tích van trượt của bơm cao áp;
h
b
- Hành trình của van trượt;
γ
nl
- Khối lượng riêng của nhiên liệu;
η
b
- Hiệu suất của bơm nhiên liệu;
λ
2,0
1,0
500 600 700 n (v/ph)
Hình 3.5. Sự phụ thuộc của P
z
,
Pmax và λ của động cơ không
tăng áp theo đặc tính ngoài
P

P
z
P
max
λ
γ
0
- Khối lượng riêng của không khí;
η
v
- Hệ số nạp của động cơ;
K - Hệ số thay thế.
Nếu bỏ qua tỷ số thì hệ số dư lượng không khí có thể xem như không đổi.
Để đánh giá trạng thái nhiệt của các chi tiết và cường độ nhiệt của động cơ thuận
tiện nhất là sử dụng công thức 2-59 (xem chương 2) để cho dòng nhiệt riêng:
Chú ý là khi = P
0
= const nếu vòng quay giảm giá trị q sẽ giảm, vì vậy cần
phải giảm nhiệt độ các chi tiết.
Như vậy, đối với các động cơ không tăng áp đặc tính ngoài có thể được sử dụng
như đặc tính hạn chế khi đó cho phép cường độ cơ khí tăng lên một ít.
2. Động cơ có tăng áp
Cường độ cơ khí của các động cơ có tăng áp có giá trị áp suất tăng áp lớn ở công
suất định mức thường giảm theo sự giảm vòng quay theo đặc tính ngoài, vì áp suất
tăng áp trong đa số các trường hợp lúc này giảm xuống làm giảm áp suất cuối kỳ nén
P
C
và giảm áp suất cháy cực đại P
Z
. Nhưng trong tất cả các trường hợp khi giảm số

vòng quay tốc độ tăng áp suất λ và do đó tác dụng động học của lực P
Z
tăng. Điều này
gây tác dụng không tốt đén sức bền của các ổ đỡ.
Khi phân tích sự thay đổi của cường độ cơ khí của động cơ có tăng áp theo đặc
tính ngoài cần phải chú ý đến giá trị áp suất tăng áp, kiểu và những đặc điểm kết cấu
của chúng thiết bị tăng áp. Đối với các động cơ có giá trị tăng áp suất không lớn và cả
trung bình, cường độ cơ khí có thể tăng khi giảm số vòng quay theo đặc tính ngoài.
Trên hình 3.6 giới thiệu sự thay đổi các chỉ số của động cơ hai kỳ (P
K
= 1,53 kG/cm
2
).
Khi làm việc theo đặc tính ngoài, giảm số vòng quay áp suất cháy cực đại P
z
thực tế giữ nguyên không đổi và thậm chí giảm xuống một ít. Giá trị
quyết định cường độ cơ khí của nhóm tay quay thanh truyền tăng lên do P
j
giảm.
Nếu động cơ được trang bị tua bin - máy nén điều chỉnh thì số vòng quay của tua
bin - máy nén làm việc theo đặc tính ngoài có thể giữ nguyên trong một giới hạn cho
trước bằng cách tăng áp suất khí trước tua bin. Áp suất tăng áp có thể giữ ở mức
tương đối cao nhưng mặt khác lại làm tăng cường độ cơ khí của động cơ làm việc
theo đặc tính ngoài.
Việc tăng cường độ cơ khí của động cơ như vậy khi giảm số vòng quay theo đặc
tính ngoài có thể thực hiện được bằng cách sử dụng thiết bị đặc biệt để giảm góc
phun sớm của nhiên liệu.
Việc thay đổi nhiệt độ của các chi tiết và cường độ nhiệt của động cơ có tăng áp
khi làm việc theo đặc tính ngoài được quyết định chủ yếu bằng sự thay đổi áp suất
tăng áp và tăng thời gian trao đổi nhiệt trong xy lanh động cơ khi giảm số vòng quay

động cơ. Khi phân tích sự thay đổi cường độ nhiệt của động cơ theo đặc tính ngoài
cũng như cường độ cơ khí cần phải xét đến giá trị của áp suất tăng áp ở công suất
định mức, thành phần và sơ đồ máy tăng áp và những đặc điểm kết cấu của chúng. ở
đa số các động cơ tăng áp khi giảm số vòng quay theo đặc tính ngoài áp suất tăng áp
M
e
,(kGm)
1800
1500
P
z
,
(kG/cm
2
)
80
75
70
α
Σ
2,8
2,6
2,4
2,2
N
e
, (cv)
1800
1400
1000

,(kG/cm
2
)
1,1
T
th
,
0
C
380
360
340
α
2,0
1,8
1,6
400 500 600 700 800 n
(v/ph)
Hình 3.6. Sự thay đổi các chỉ tiêu của động cơ điêden
hai kỳ tăng áp làm việc theo đặc tính ngoài
N
e
M
e
P
z
T
th
α
Σ

α
giảm tương đối lớn. Phần lớn áp suất tăng áp giảm ở các động cơ có máy nén truyền
động cơ khí và loại tua bin - máy nén có liên hệ với trục khuỷu. ở động cơ có tua bin
- máy nén tự do áp suất tăng áp thậm chí có thể giữ nguyên ở mức độ cao.
Phân tích sự thay đổi cường độ nhiệt của động cơ tăng áp theo đặc tính ngoài
đơn giản nhất là dựa vào công thức 2.59 (xem chương 2):
Dựa vào công thức này, khi giảm tỷ lệ và η
v
tỷ số tăng lên tạo nên
khả năng tăng dòng nhiệt q và nhiệt độ của các chi tiết, không kể đến sự giảm của số
vòng quay của động cơ. Bằng thực nghiệm đã khẳng định điều đó là, khi giảm số
vòng quay của động cơ theo đặc tính ngoài và khi giảm một ít nhiệt độ khí thải, nhiệt
độ của các chi tiết có thể tăng lên một chút. Điểm này có thể nhìn thấy trên hình 3.6
về đồ thị thay đổi các chỉ tiêu của động cơ hai kỳ tăng áp làm việc theo đặc tính
ngoài. Trong quan hệ của việc tăng nhiệt độ các chi tiết nhóm pit tông - xy lanh, việc
làm xấu quá trình cháy và tăng sự lọt khí vào các te qua các xéc măng của các động
cơ tăng áp làm việc theo đặc tính ngoài theo nguyên tắc là không cho phép. Việc
giảm tốc độ giảm hệ số dư lượng không khí (thậm chí giữ nguyên α = const) theo đặc
tính ngoài đối với các động cơ tăng áp có thể đạt được bằng cách sử dụng tua bin -
máy nén điều chinh. Việc giảm tiết diện miệng phun của tua bin khí làm tăng công
suất của nó giữ được số vòng quay tua bin - máy nén và áp suất tăng áp theo yêu cầu.
Nhiệt độ các chi tiết trong trường hợp này có thể giữ nguyên ở mức độ chế độ định
mức.
3.2.2 Sự hạn chế tải của động cơ theo mô men xoắn.
Việc sử dụng đặc tính hạn chế M
e
= const cho biết rằng trong toàn bộ khoảng
công tác của vòng quay động cơ mô men xoắn không được vượt quá giới hạn của nó.
Đồng thời cũng cho biết rằng các ứng suất tiếp tuyến của trục khuỷu khi đó không
được vượt quá giới hạn cho phép, vì:

τ
max
= , kG/cm
2
(3.2)
W
P
- Mô men cản độc cực của trục khuỷu.
Đặc tính hạn chế M
e
= const trong hệ trục toạ độ N
e
- n là một đường thẳng đi
qua gốc toạ độ và điểm xác định chế độ làm việc định mức (hình 3.7).
Đặc tính này chủ yếu để hạn chế công
suất của động cơ ở các chế độ làm việc bộ
phận so với đặc tính ngoài và chỉ dùng cho
các động cơ có giá trị áp suất tăng áp nhỏ (đến
1,3 ÷ 1,5 kG/cm
2
). Trong các động cơ cường
hoá, khi số vòng quay giảm áp suất tăng áp và
suất tiêu hao không khí nạp của chu trình
cung giảm. Để giữ nguyên hệ số nạp cần giảm
M
C
và chỉ trong một số đoạn cho phép hạn
chế theo M
e
= const.

ở một số kiểu động cơ có thể dùng mô men xoắn để kiểm tra phụ tải, người ta
sử dụng các thiết bị đo đạc, kiểm tra đặc biệt: trục xoắn, đồng hồ đo mô men xoắn,
lực kế thuỷ lực (ta sẽ tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách sử dụng các thiết
bị này trong chương sau).
Phổ biến nhất là lực kế thuỷ lực đặt trên một số kiểu động cơ M -500 có hộp số
kiểu bánh răng hành tinh. Các đặc tính hạn chế trên và dưới của các động cơ này
được ghi thành bảng biểu diễn sự phụ thuộc của áp lực dầu với vòng quay. Áp lực
dầu tỷ lệ với mô men xoắn của động cơ (xem bảng 3.1).
3.2.3 Hạn chế tải động cơ theo hệ số dư lượng không khí.
Việc xây dựng đặc tính hạn chế theo α = const ở một số nhà máy cho các động
cơ tàu quân sự cao tốc hiện nay rất phổ biến. Khi đó giả thiết rằng nếu ở tất cả các
chế độ làm việc hệ số dư lượng không khí sẽ không nhỏ hơn các giá trị định mức, thì
chính nó sẽ bảo đảm giữ được chất lượng của quá trình công tác trong các giới hạn
của toàn bộ khoảng tốc độ vòng quay công tác ở chế độ công suất toàn tải hay công
suất khai thác. Lúc này trạng thái nhiệt nhóm pittông và ứng suất cơ khí ở các chế độ
bộ phận sẽ thấp hơn giới hạn ấn định cho khi toàn tải.
Bảng 3.1. Xác định các thông số hạn chế theo áp suất dầu trong lực kế thuỷ lực
của động cơ kiểu M500
Đặc tính hạn chế trên
Đặc tính hạn
chế dưới
M
e
=const
α=const
N
e
=Cn
3
H

N
e
(%)
n(%)
0 20 40 60 80
100
100
80
60
40
20
Hình 3.7. Hình dáng các đặc tính
hạn chế của động cơ điêden
Chế độ làm việc của
động cơ ở hành trình
tiến (vg/ph)
Nhiệt độ khí thải lấy trung bình
cho 4 Block (
0
C)
áp lực dầu
trong lực kế
(kG/cm
2
)
Áp lực dầu
trong lực kế
(kG/cm
2
)

750 420 12,5 2,1
1000 430 15,5 4,0
1200 470 23,4 6,0
1400 510 24,6 8,2
1500 530 25,6 9,5
1700 570 26,9 12,2
1780 585 Theo lý lịch 13,4
Việc đo trực tiếp các giá trị của hệ số dư lượng không khí trong các điều kiện
tàu quân sự không thể làm được vì không có các thiết bị cần thiết (tuy nhiên ở một
số động cơ có hệ thống điều khiển, kiểm tra điện tử như động cơ MTU có
thể xác định được). Vì vậy, để bảo đảm kiểm tra sự làm việc của động cơ trong các
điều kiện khai thác thường người ta dùng các giá trị nhiệt độ khí thải.
Các giá trị của nhiệt độ khí thải này và tải phù hợp với việc sử dụng đặc tính
hạn chế α = const. Đồng thời để bảo đảm kiểm tra thêm tốt hơn là tiến hành đo lượng
tiêu hao nhiên liệu giờ và khi có đồng hồ chỉ thị áp suất cháy cực đại.
Đặc tính hạn chế α = const nằm dưới đặc tính M
e
= const (xem hình 3.7), khi đó
tốc độ giảm công suất khi giảm số vòng quay sẽ phụ thuộc vào giá trị áp suất tăng áp,
những đặc điểm kết cấu của máy tăng áp và sơ đồ liên kết chúng.
3.2.4. Hạn chế tải của động cơ theo nhiệt độ của khí thải và áp suất cháy cực đại.
Nhiệt độ khí thải sau từng xy lanh T
r
, trong ống xả T
th
và áp suất cháy cực đại
P
Z
được sử dụng rộng rãi để hạn chế và kiểm tra tải trọng của động cơ trong các điều
kiện khai thác, bởi vì chúng là các chỉ tiêu gián tiếp của tải trọng. Ngoài ra nhiệt độ

khí thải là chỉ tiêu gián tiếp của trạng thái nhiệt của các chi tiết động cơ, và áp suất
cháy cực đại là chỉ tiêu gián tiếp của ứng suất cơ khí. Các chỉ tiêu này dễ dàng đo
được trong các điều kiện dưới tàu, do vậy đã được dùng rộng rãi làm các chỉ tiêu hạn
chế. Nếu P
Z
không vượt quá giá trị cho phép giới hạn thì các ứng suất cơ khí trong
các chi tiết không đạt được giá trị cho phép giới hạn của mình. Tương tự, nếu nhiệt
độ khí thải không đạt được giá trị cho phép giới hạn thì trong đa số các trường hợp,
nhiệt độ nhóm pit tông cũng không vượt quá các mức cho phép giới hạn.
Khi hạn chế tải động cơ theo T
r
và P
Z
cần thấy được rằng các chỉ tiêu này cũng
phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: góc phun sớm nhiên liệu, các điều kiện ngoài...
Do vậy, khi hạn chế theo các chỉ tiêu trên phải coi rằng động cơ đã được điều chỉnh,
góc phun sớm nhiên liệu đã đặt đúng, thiết bị nhiên liệu chính xác, các chi tiết động
cơ không bị mòn nhiều, động cơ được khai thác trong các điều kiện khí hậu tiêu
chuẩn và có các giá trị quy định của độ giảm áp trước cửa nạp và cản áp trên đường
thải.
Các thông số hạn chế đã nêu thường được cho dưới dạng các giá trị giới hạn
cho mọi chế độ làm việc - các bảng (xem bảng 3.1), hoặc dưới dạng các đường cong
biểu thị các giá trị giới hạn ứng với các vòng quay khác nhau. Ta tham khảo các tài
liệu khai thác các động cơ sử dụng trên tàu Hải quân.
3.3. Đặc điểm sử dụng các đặc tính hạn chế và các thông số giới hạn trong khai thác
ĐCĐT tàu quân sự
Đặc tính hạn chế kể cả đặc tính ngoài hoàn toàn là đường quy ước. Trong đa số
các trường hợp không có biện pháp kết cấu nào hạn chế sự chuyển tiếp vào đặc tính
hạn chế, do vậy trong thời gian khai thác động cơ tàu quân sự không thể tránh khỏi
quá tải trong thời gian ngắn. Sự quá tải có thể xảy ra sau khi tàu tăng tốc, trong thời

gian chuyển hướng, ở chế độ đảo chiều và trong các chế độ khác... Trong các trường
hợp này nếu sự cung nhiên liệu được hạn chế một cách tự động thì sẽ làm xấu chất
lượng cơ động của con tàu. Chúng ta thường cho phép sự vượt ra khỏi đặc tính hạn
chế trong thời gian ngắn, vì dù rằng động cơ có bị quá tải (các chế độ này tùy khả
năng cần phải tránh) nhưng không dẫn đến các hậu quả nguy hiểm. Nhiệt độ các chi
tiết không kịp tăng nhiều, còn sự phá hỏng và gãy vỡ các chi tiết do các ứng suất mỏi
có thể xuất hiện chỉ sau số lượng lớn các chu trình. Nguy hiểm là các chế độ quá tải
lâu dài, trong thời gian đó nhiệt độ các chi tiết vượt quá các giá trị cho phép cực đại,
khi đó xảy ra sự tạo keo cốc mạnh và phá huỷ chế độ bôi trơn. Sự quá tải lâu dài dẫn
đến các mài mòn mạnh, các gãy vỡ chi tiết và động cơ hư hỏng trước thời hạn.
Để kiểm tra tải động cơ trong các điều kiện khai thác, nhà máy chế tạo cho sẵn
các giá trị giới hạn của các thông số hạn chế, chúng có thể đo được dễ dàng trong các
điều kiện dưới tàu. Đó là các chỉ tiêu: