hệ thống truyền động trên máy tàu thủy

http://www.ebook.edu.vn Trang:1

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CƠ SỞ THIẾT KẾ

1.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Hệ thống động lực là một hệ thống thiết bị bao gồm thiết bị đẩy tàu, thiết bị động lực

phụ bảo đảm năng lực hoạt động của tàu và thiết bị đảm bảo đời sống, sinh hoạt của thuyền

viên.

Tổng hợp các thiết bị trên có thể phân chia thành các hệ thống sau:

1.1.1. Hệ thiết bị đẩy tàu

Hệ thiết bị đẩy tàu là một hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ bảo đảm tốc độ, phương

hướng cho tàu hoạt động, bao gồm các bộ phận sau:

Động cơ chính: Nhiệm vụ của động cơ chính là tạo nên lực để đẩy tàu. Động cơ chính

có thể là động cơ hơi nước, tua bin hơi, tua bin khí, diesel, động cơ piston tự do, máy phát điện

và động cơ điện.

Thiết bị đẩy: Thường dùng các loại thiết bị đẩy như guồng quay, chong chóng, chân vịt,

thiết bị đẩy kiểu phụt... Trong các loại thiết bị đẩy, chong chóng là loại thiết bị đẩy được dùng

phổ biến nhất.

Thiết bị truyền động: Thiết bị truyền động có nhiệm vụ tiếp nhận công suất từ động cơ

chính truyền cho thiết bị đẩy để tạo nên lực đẩy tàu. Thiết bị truyền động thường bao gồm: hệ

trục tàu thủy, bộ giảm tốc, các thiết bị nối trục, các thiết bị chuyên môn truyền dẫn điện và các

thiết bị phục vụ cho thiết bị truyền động.

Nồi hơi chính: Nồi hơi chính có nhiệm vụ cung cấp hơi nước làm công chất cho máy

hơi, tua bin hơi và các máy móc phụ.

Thiết bị tải công chất: Nhiệm vụ của thiết bị tải công chất là tải hơi nước, khí cháy đến

động cơ chính, động cơ phụ, bao gồm các hệ thống ống hơi, ống khí cháy...

1.1.2. Thiết bị phụ

Thiết bị phụ có nhiệm vụ cung cấp công chất cho tàu lúc hành trình, tác nghiệp, sinh

hoạt và dự trữ, bao gồm các bộ phận sau:

Tổ máy phát điện: Có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn tàu, nếu hệ động lực của tàu là

điện truyền động thì phải có hệ thống máy phát và động cơ điện riêng.

Hệ thống khí cao áp: Nhiệm vụ của hệ thống khí cao áp là cung cấp không khí cao áp

cho tàu dùng để khởi động động cơ, dùng trong công tác sửa chữa, tự động hoá…Hệ thống bao

gồm máy nén khí, bình chứa không khí cao áp, đường ống dẫn không khí và các loại van giảm

áp…

Hệ thống nước cao áp: Dùng trong sinh hoạt, vệ sinh (và bao gồm cả hệ thống chữa

cháy bằng nước cao áp).

http://www.ebook.edu.vn Trang:2

Nồi hơi phụ: Nồi hơi phụ có nhiệm vụ cung cấp hơi nước có áp suất thích hợp cho các

hệ thống hâm, sấy, sưởi ấm, nước dùng trong sinh hoạt hàng ngày. Hơi nước của nồi hơi phụ

không dùng làm công chất cho động cơ chính.

1.1.3. Thiết bị đảm bảo an toàn trên tàu

Thiết bị đảm bảo an toàn có nhiệm vụ phòng chống những sự cố xảy ra trên tàu, đảm

bảo cho tàu hoạt động được an toàn. Bao gồm những hệ thống thiết bị sau:

– Hệ thống rút nước, xả nước bẩn, hệ thống dằn tàu và cân bằng tàu.

– Phòng cháy và các sự cố khác, bao gồm: hệ thống không khí lạnh; hệ thống hơi xả; hệ

thống phun sương; hệ thống nước phòng cháy; hơi phòng cháy; phòng cháy bằng hóa học, hệ

thống khí trơ…

– Thiết bị phòng ngộ độc cá nhân và tập thể.

– Thiết bị sửa chữa đột xuất gồm sửa chữa trên tàu, phần dưới nước các phụ tùng và vật

liệu thay thế.

1.1.4. Thiết bị sinh hoạt

Là những thiết bị đảm bảo đời sống cho thuyền viên và hành khách trên tàu, bao gồm:

hệ thống thông gió, sưởi ấm, vệ sinh, làm mát, làm lạnh và điều hòa không khí…

1.1.5. Thiết bị tàu

Thiết bị tàu bè bao gồm thiết bị neo, lái, thiết bị chằng buộc bốc dỡ hàng, thiết bị cứu

sinh và các thiết bị quân dụng đặc biệt.

Nếu xét về tính chất và nhiệm vụ của các thiết bị thì thiết bị cơ giới trên tàu thủy được

phân chia thành bảy loại lớn sau:

– Cơ giới động lực ( cung cấp công cho tàu) bao gồm động cơ chính, động cơ phụ, nồi

hơi máy phát điện, động cơ điện.

– Cơ giới công tác bao gồm thiết bị đẩy tàu, bơm, máy nén.

– Thiết bị truyền động giữa cơ giới động lực và cơ giới công tác bao gồm hệ trục, hộp

số, các khớp nối, các loại dây điện, đường ống…

– Thiết bị dự trữ dầu nhờn, dầu nhiên liệu, không khí và nước bao gồm các bầu lọc, bộ

phận phân ly và các thiết bị lắng, lọc khác.

– Thiết bị tải công chất bao gồm đường ống và các loại van.

– Thiết bị trao đổi nhiệt bao gồm các bộ phận hâm nóng, làm mát…

http://www.ebook.edu.vn Trang:3

1.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HỆ ĐỘNG LỰC

1.2.1. Chỉ tiêu kỹ thuật

1– Chỉ tiêu công suất

Đây là một trong những chỉ tiêu cơ bản và quan trọng của hệ động lực, tính theo công

suất định mức của động cơ chính. Chỉ tiêu công suất bao gồm:

1–1 Chỉ tiêu công suất tuyệt đối

Được biểu thị bằng công suất của động cơ chính Ne, [hp hoặc kW].

1–2 Chỉ tiêu công suất tương đối

Được biểu thị bằng độ bão hòa công suất

, [hp /ton] D

Ne

α a = (1–1)

Trong đó:

Ne – công suất định mức của động cơ chính, [hp];

D – lượng chiếm nước của tàu, [tons].

Chỉ tiêu tương đối biểu thị công suất cần thiết cho một tấn lượng chiếm nước của tàu.

Ngoài hai loại chỉ tiêu trên, đôi khi chỉ tiêu công suất còn được đánh giá bằng nghịch đảo của

hệ số hải quân:

3 3 2

.

1

D v

Ne

C = (1–2)

Hoặc là:

D

Ne

M α = ∑ (1–3)

Trong đó:

ΣNe – tổng công suất của các máy chính, [hp hoặc kW].

Bảng dưới đây thống kê một trị số của các chỉ tiêu công suất trên như sau:

Bảng 1–1: Bảng thống kê các chỉ tiêu công suất

Dạng tàu αM 1/C

Tàu dầu, tàu hàng 0,1 ÷ 0,4 1/270 ÷ 1/370

Tàu hàng tổng hợp 0,3 ÷ 0,9 1/180 ÷ 1/300

Tàu container tốc độ cao 1,0 ÷ 1,5 1/220 ÷ 1/320

Tàu khách biển lớn 0,8 ÷ 1,5 1/180 ÷ 1/260

Tàu cánh ngầm 20 ÷ 60

http://www.ebook.edu.vn Trang:4

2– Chỉ tiêu kích thước

2–1 Chỉ tiêu kích thước tuyệt đối

Biểu thị các kích thước của buồng máy: chiều dài buồng máy LER, [m]; diện tich mặt sàn

buồng máy FER, [m

2

]; thể tích buồng máy VER, [m

3

].

2–2 Chỉ tiêu kích thước tương đối

Biểu thị thông qua đại lượng độ bão hòa kích thước buồng máy

, [m/ m] L

L

e ER

M = (1–4)

Trong đó:

L – khoảng cách giữa 2 đường vuông góc lái và mũi của tàu, [m].

Ngoài ra, chỉ tiêu tương đối còn được thể hiện thông qua các độ bão hòa sau:

, [hp / m] L

Ne K

ER

L = (1–5.1)

, [ / ]

2 hp m

F

Ne K

ER

F = (1–5.2)

, [ / ]

3 hp m

V

Ne K

ER

V = (1–5.3)

Các đại lượng độ bão hòa kể trên thể hiện khả năng tận dụng không gian buồng máy

trong bố trí thiết bị và khả năng tạo công suất của hệ động lực.

3– Chỉ tiêu trọng lượng

Trên tàu, trọng lượng của những phần bắt buộc phải lắp đặt càng nhỏ càng tốt, đặc biệt

là trọng lượng của trang trí động lực. Để đánh giá, người ta đưa ra các chỉ tiêu như sau:

3–1 Chỉ tiêu trọng lượng tuyệt đối

– GHT – Trọng lượng toàn bộ của hệ động lực khi chưa kể đến lượng dầu, nước trong

máy chính và lượng dự trữ (còn gọi là trọng lượng khô của hệ động lực).

– G'HT – Trọng lượng của hệ động lực khi chuẩn bị khởi động,

GHT =GHT + M ' (1–6)

Trong đó:

M – trọng lượng công chất dùng cho việc khởi động.

Với hệ động lực tuabin hơi:

( ) GHT GHT 1,15 1,25 ' = ÷ (1–7)

Với hệ động lực diesel:

( ) GHT 10 GHT 1,08 1, ' = ÷ (1–8)