Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng họ động cơ CUMMINS làm máy chính cho đội tàu lưới kéo, chương 18

Chia sẻ: Do Van Nga Te | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

205
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước đây, việc tìm kiếm hộp số dùng cho động cơ tàu thủy gặp nhiều khó khăn, có lúc người ta sử dụng ngay cả hộp số của ôtô cải tiến lại cho phù hợp với điều kiện làm việc trên tàu thủy. Tuy nhiên, hộp số loại này có nhiều nhược điểm như : + Không đáp ứng được tốc độ tàu cho cả hai cấp tiến và lùi. + Không đáp ứng được vấn đề phát huy tối đa công suất với hịu khả năng c đựng của các bánh răng. + Trên tàu thủy bộ phận điều...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng họ động cơ CUMMINS làm máy chính cho đội tàu lưới kéo, chương 18

100 Chương 18: Hộp số Trước đây, việc tìm kiếm hộp số dùng cho động cơ tàu thủy gặp nhiều khó khăn, có lúc người ta sử dụng ngay cả hộp số của ôtô cải tiến lại cho phù hợp với điều kiện làm việc trên tàu thủy. Tuy nhiên, hộp số loại này có nhiều nhược điểm như : + Không đáp ứng được tốc độ tàu cho cả hai cấp tiến và lùi. + Không đáp ứng được vấn đề phát huy tối đa công suất với khả năng c đựng của các bánh răng. hịu + Trên tàu thủy bộ phận điều khiển thường bố trí ngay cabin lái và rất xa máy chính và hộp số. Đây là khó khăn cho việc bố trí thiết bị điều khiển ly hợp.
101 + Đối với tàu thủy thì không cần phải sử dụng nhiều nấc tốc độ thông qua hộp số mà chỉ sử dụng hai số duy nhất là tiến và lùi. Việc thay đổi vòng quay động cơ được điều khiển thông qua tay ga nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Đây là nguyên nhân cơ bản nhằm tránh cho động cơ bị quá tải cục bộ và là điểm khác biệt cơ bản giữa động cơ bộ với động cơ thủy. Một số hộp số thủy lực thường dùng trên tàu lưới kéo tỉnh Kiên Giang được trình bày ở bảng 3.6 dưới đây. Khi lựa chọn hộp số cần phải chú ý cỡ loại cho phù hợp với công suất và vòng quay của động cơ để tránh sự quá tải hoặc non tải cho hộp số, dẫn đến lãng phí về mặt kinh tế. Phần lớn động cơ Cummins trang bị trên tàu lưới kéo của tỉnh Kiên Giang đều được trang bị hộp số thủy lực 2 cấp tiến và lùi có it=il, giá khoảng (50-75) triệu đồng của hãng Quang Jiu (HANGZHOU ADVANCE GEARBOX GROUP CO.LTD) và Đông Phong của Trung Quốc. Ngoài ra còn sử dụng một số ít hộp số TWIN DISC của Mỹ …Việc lựa chọn hộp số thủy lực là do : -Sử dụng dễ dàng, đơn giản, tránh được sự quá tải của động cơ trong suốt quá trình sử dụng, bảo đảm sự phù hợp ban đầu của tổ hợp máy - vỏ - chân vịt. - Đơn giản khi lắp đặt vào động cơ. Chỉ cần đảm bảo sự phù hợp giữa hai ly hợp vấu-cao su ở mặt sau của động cơ và đầu vào của hộp số. Sau đó tiến hành xem xét hai mặt bích nối thân hộp số và thân máy. Đặc biệt đối với nghề lưới kéo khi chọn hộp số phải quan tâm đến các yếu tố:
102 . Cần sức kéo. . Vòng quay chân vịt thấp. . Hộp số có tỷ số truyền lớn. . Đường kính chân vịt lớn. . Đường kính trục chân vịt lớn.
103 Bảng3.6 S Loại hộp số MB170 T Các thông MB270 135A D300A T300 HCT4 số A 00 1 Vòng 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- quay 2500 2500 2000 2300 2300 2100 2 Tỷđộng số 5,06 5,95 5,81 7,06 7,54 9,00 3 Tỷ số i truyền 0,042 0,15 0,095 0, 0, 0,33 4 (hp/rpm) 24 67 47 2 88 3 1120 1450 Trọng lượng 0 5 0 0 5 (kg Kích 485x61 594x8 578x7 638x9 640x9 784x9 thước 0x 10 44 20 20 92 m 65 x86 x83 x104 x111 x113 m 6 8 0 0 0 0 6 (dàixrộngx Ch nma 2500 2500 2000 2300 2300 2100 ế x Nem 13 50 27 80 75 94 độ ax 2 0 2 5 9 5 7 Áp dụng MWM NTA NT KTA KTA KT38 cho D2 855M M 855M 19M 19M động 26- Qua phân tích ở trên và bảng 3.6, đồng thời từ thực tế sử dụng của ngư dân hành nghề lưới kéo ở tỉnh Kiên Giang thì hộp số loại T300 được sử dụng rộng rải nhất và được chọn để tính toán sau nầy. Ở Kiên Giang, các động cơ cũ, không phân biệt ĐCTCD hay ĐCBTH, trước khi đưa xuống tàu đều cải hoán bánh đà, bằng cách đúc một khâu mới bằng gang và gia công nó phù hợp với mối ghép của vành ngoài bánh đà cũ. Trên lý thuyết, bánh đà có tác dụng chủ yếu là đảm bảo tốc độ quay của trục khuỷu được đồng đều (tốc độ góc không đổi ). Do mô men quán tính chuyển động quay J ( J = m.D2/4 ) của động cơ biến thiên theo góc quay của trục khuỷu nên tốc độ góc của trục khuỷu trong thực tế không phải là hằng số,
104 nghĩa là trục khuỷu chuyển
105 động có gia tốc góc. Hiện tượng này gây nên các tải trọng phụ có tính chất va đập trong các cơ cấu của động cơ, trên nền móng lắp đặt động cơ và trên các cơ cấu liên hợp với động cơ. Trong thực tế, dù động cơ có nhiều xy lanh, mô men J của động cơ vẫn không phải là hằng số. Khi mô men J của động cơ lớn hơn mô men cản, trục khuỷu sẽ gia tốc lúc đó bánh đà sẽ tích trữ phần năng lượng dư dưới dạng động năng E. Khi mô men J của động cơ nhỏ hơn mô men cản, trục khuỷu sẽ quay chậm dần, bánh đà lúc đó sẽ phóng trả phần năng lượng đã tích trữ, lúc này động năng E của bánh đà sẽ tăng lên, do đó làm cho trục khuỷu quay được đều. Có nghĩa là nếu mô men J của bánh đà lớn, tích trữ phần năng lượng dư càng lớn và tác dụng làm đồng đều tốc độ của nó sẽ càng lớn [6]. Từ công thức động năng E 2 /2, trong đó J = m.D /4, với m 2 = J. là khối lượng; D là đường kính bánh đà, tỷ lệ thuận với đường kính bánh đà. Do đó, tăng đường kính bánh đà thì mô men J tăng theo tỷ lệ bình phương, trong khi tăng khối lượng bánh đà thì mô men J chỉ tăng theo tỷ lệ bậc 1. Tuy nhiên tăng mô men J bánh đà có nghĩa là tăng kích thước và trọng lượng của bánh đà, điều đó không thể thực hiện một cách tùy tiện được. Việc ngư dân tăng thêm khối lượng quay của bánh đà lên (1,5-2) lần ( có khi khối lượng toàn bộ lên đến 200 kg) là hoàn toàn theo kinh nghiệm. Họ thường phải gia công thêm một ống trụ làm trung gian để ghép mặt trước của hộp số với mặt sau thân máy (do tăng
106 khối lượng quay đã làm chiều dầy vành của bánh đà tăng, cho nên phải dùng đến ống trụ trung gian nầy). Theo quan điểm của người cải hoán động cơ và thợ máy, mục đích của việc cải hoán bánh đà như trên là để động cơ dễ khởi động hơn, “kéo khỏe hơn” và tiết kiệm được nhiên liệu. Riêng đối với động cơ cũ, những yếu tố quyết định tính năng khởi động thường không đảm bảo theo thiết kế, ví dụ :chất lượng và tình trạng kỹ thuật của xylanh, piston, xécmăng, bơm cao áp, vòi phun nhiên liệu, bộ đề khởi động, thông số kỹ thuật của ắc quy khởi động….Bởi vậy, việc tăng thêm mômen quán tính khi khởi
107 động bằng việc tăng khối lượng bánh đà, theo họ, nhằm để khắc phục phần nào ảnh hưởng tiêu cực của yếu tố nói trên. Tuy nhiên, theo tôi việc tăng khối lượng bánh đà để nhằm hạn chế phần nào sự bất cập kể trên, đặc biệt là đối với TLK của tỉnh Kiên Giang, là chưa đúng. Ngoài việc đóng tàu, trang bị máy chính và chân vịt theo kinh nghiệm dân gian như hiện nay không có gì bảo đảm cho sự làm việc phù hợp của tổ hợp M-V-CV, từ đó mômen cực đại của động cơ hoàn toàn có thể không nằm trong vùng tốc độ kéo lưới được lựa chọn. Bởi vậy, mặc dù động cơ có công suất lớn nhưng “kéo” không khỏe. Vấn đề ở đây là tăng J để sử dụng được hộp số có tỷ số truyền cao và chân vịt tương ứng thì phù hợp hơn. Việc đánh giá vấn đề này cần phải đầu tư nghiên cứu nhiều hơn nữa mới có nhận định chính xác được. Trong luận văn này chỉ xét trên thực tế sử dụng của ngư dân. 3.2.1.5. Xem xét sự phù hợp của Máy - Vỏ tàu - Chân vịt : Như đã phân tích ở mục 2.1.1, 2.1.2 và 3.2.1.4 thì M-V-CV và hộp số là tổ hợp đặc tính không thể tách rời. Sự phù hợp của tổ hợp M-V-CV là yêu cầu bắt buộc trong thiết kế cũng như trong sử dụng động cơ. Để cụ thể hóa đối tượng nghiên cứu và phục vụ cho các số liệu tính toán ở phần sau, từ các phân tích ở trên ta có : 1-Máy tàu : chọn máy CUMMINS KTA 19M với các thông số : - Công suất định mức : (450-500) hp. - Vòng quay : 1800 v/ph. - Các thông số Kinh tế - Kỹ thuật như bảng 3.5 đã nêu.
108 2-Hộp số : loại thủy lực, ký hiệu T300, có tỷ số truyền 7,54:1. Có 2 cấp tiến và lùi cùng tỷ số. Các thông số khác đã được nêu ở bảng 3.6. 3-Chân vịt : loại chân vịt định bước, cấp thông thường ( dưới 15 hl/h). Vật liệu Hợp kim Đồng, đường kính 2,03 m. Trọng lượng bánh đà 178 kg.
109 4-Vỏ tàu : Như đã phân tích ở mục 1.2.2.2 thì mẫu tàu lưới kéo của tỉnh Kiên Giang dùng động cơ CUMMINS KTA 19M có ký hiệu và các kích thước +MTT-17-KG : (Lmax x Bmax x D) = ( 22,20 x 6,10 x 3,33 ) m. +MTT-11-KG : (Lmax x Bmax x D) = ( 23,90 x 6,40 x 3,60 ) m. +MTT-21-KG : (Lmax x Bmax x D) = ( 24,10 x 6,62 x 3,41 ) m. Trong đó mẫu số MTT-17-KG được sử dụng nhiều nhất do đó ta chọn mẫu nầy làm mẫu tính toán. Qua thăm dò các ngư dân đang sử dụng tàu có M-V-CV và hộp số gần với mẫu đã chọn thì tốc độ khi kéo lưới là (2-4) hl/giờ và tốc độ khi hành trình là (10-12) hl/giờ tương ứng với vòng quay động cơ là 1200 vòng/phút ( tức 67% nđm ), đây là mức chuẩn mà tất cả các tàu lưới kéo ở tỉnh Kiên Giang thường sử dụng mà chân vịt không bị “nặng” cũng như không bị “luốc” tức nhẹ tải . Như vậy máy chính làm việc với tải bình quân là 67% và 33% còn lại xem như phần dự trử cho : +Máy chính có thể làm việc lâu dài . Đối với lưới kéo, phần dự trử này là 15%. +Dự trữ tốc độ quay của chân vịt (PRM) liên quan đến phương thức tăng áp của máy chính, phương thức làm mát, hệ thống khí xả, theo nhà máy chế tạo chính. Đối với tàu cá thì phần dự trử nầy là (1,5-3)%. +Dự trử cho trường hợp đáy tàu nhiễm bẩn và sóng gió, công suất hữu hiệu cần thiết tăng lên, tính năng đẩy giảm xuống, khi vận hành mức tăng công suất máy chính thường được biểu thị bằng
110 độ dự trử hàng hải (Sea Margin). Độ dự trử nầy nằm trong khoảng (0-25)% tùy theo trạng thái hoạt động của tàu. Tóm lại, mặc dù việc lựa chọn tổ hợp M-V-CV và hộp số của ngư dân là theo kinh nghiệm nhưng qua thực tiển sử dụng đã cho thấy được sự phù hợp của tổ hợp.
111 C ô n g s u ấ t p h á t r a ( K W ) n h i ê n l i ệ
112 u t i êê u t h ụ ( L í t / g i ờ ) Tốc độ động cơ ( R P M ) Hình 3.42 : Đường cong đặc tính của động cơ CUMMINS KTA 19M