Luận văn Phân tích đặc điểm cấu tạo, tính năng kỹ thuật và sử dụng họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC -C của hãng ManB&W

Ngày nay cùng v ới sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp đóng tàu nước tađang có những bước phát triển mạnh mẽ. Chúng ta đã đóng và hạ thủy thành công những con t àu v ới tải trọng h àng ch ục ng àn t ấn v à đang b ắt tay v ào việc đóng những con tàu tải trọng lên đến hàng trăm nghìn tấn. Và cũng chính vì lí do đó mà yêu cầu nắm vững về đặc điểm cấu tạ o cũng như tính năng kỹ thuật,việcvận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các động cơ có công suất lớn được trangbị tr ên tàu là r ất quan trọng. Nhằm mục đích tiếp cận và làm quen v ới các loại động cơ mới hiện nay qua đó để có thể hiểu r õ hơn và đặc điểm cấu tạo cũng nh ư tính năng kỹ thuật của chúng em mạnh dạn nhậnđề t ài: “ Phân tích đặc điểm cấu tạo, tính năng k ỹ thuật v à s ử dụng họ động cơ Diesel tàu th ủy hiệu S70MC -C của hãng ManB&W“. Cho đồ án tốt nghiệp với nội dung thực hiện là: 1. Động cơ Diesel 2 kỳ và họ động cơ S70 MC-C. 2. Phân tích đặc điểm cấu tạocủahọ động cơ S70MC-C. 3. Phân tích tính năng kỹ thuật và sử dụng họ động cơ S70 MC-C. 4. Nhận xét và thảo luận. Với những nội dung trên sau hơn ba tháng nghiên cứu tìm hiểu với sự nổ lực của bản thân cùng v ớisự hướng dẫn tận t ình của thầy ThS. Dương Tử Tiên, em đã hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình theo đúng thời gian và nội dung qui định. Tuy nhiên trong quá trình tìm hiểu vấnđề em còn hạn chếvề mặt kiến thức, mặt khác những tài liệu về loại động c ơ này không nhi ều(chỉ có đ ược tài liệu chuyên sâu khi đã mua động cơ của hãng, nếu mua ri êng tài liệu chuy ên sâu thì giá r ất cao) và tài liệu đa phần là tiếng Anh nên chắc chắn trong quá trình tìm hi ểu không thể tránh được những sai sót. Vì vậy em rất mong sẽ nhận đ ược sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đề t ài này được hoàn thiện hơn.

pdf91 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 4721 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Phân tích đặc điểm cấu tạo, tính năng kỹ thuật và sử dụng họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC -C của hãng ManB&W, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 1 - LÔØI NOÙI ÑAÀU ! Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp đóng tàu nước ta đang có những bước phát triển mạnh mẽ. Chúng ta đã đóng và hạ thủy thành công những con tàu với tải trọng hàng chục ngàn tấn và đang bắt tay vào việc đóng những con tàu tải trọng lên đến hàng trăm nghìn tấn. Và cũng chính vì lí do đó mà yêu cầu nắm vững về đặc điểm cấu tạo cũng như tính năng kỹ thuật, việc vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các động cơ có công suất lớn được trang bị trên tàu là rất quan trọng. Nhằm mục đích tiếp cận và làm quen với các loại động cơ mới hiện nay qua đó để có thể hiểu rõ hơn và đặc điểm cấu tạo cũng như tính năng kỹ thuật của chúng em mạnh dạn nhận đề tài: “ Phân tích đặc điểm cấu tạo, tính năng kỹ thuật và sử dụng họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC-C của hãng ManB&W “. Cho đồ án tốt nghiệp với nội dung thực hiện là: 1. Động cơ Diesel 2 kỳ và họ động cơ S70 MC-C. 2. Phân tích đặc điểm cấu tạo của họ động cơ S70MC-C. 3. Phân tích tính năng kỹ thuật và sử dụng họ động cơ S70 MC-C. 4. Nhận xét và thảo luận. Với những nội dung trên sau hơn ba tháng nghiên cứu tìm hiểu với sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS. Dương Tử Tiên, em đã hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình theo đúng thời gian và nội dung qui định. Tuy nhiên trong quá trình tìm hiểu vấn đề em còn hạn chế về mặt kiến thức, mặt khác những tài liệu về loại động cơ này không nhiều (chỉ có được tài liệu chuyên sâu khi đã mua động cơ của hãng, nếu mua riêng tài liệu chuyên sâu thì giá rất cao) và tài liệu đa phần là tiếng Anh nên chắc chắn trong quá trình tìm hiểu không thể tránh được những sai sót. Vì vậy em rất mong sẽ nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn. Và cuối cùng em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến quí thầy cô, các bạn cùng các kỹ sư Nguyễn Thái Dương, Trần Công Bằng... (XNLH Ba Son), Nguyễn Hữu Hạnh, Võ Hùng Kha… (công ty Hyun Dai) và đặc biệt là thầy ThS. Dương Tử Tiên đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu cũng như giúp đỡ để em hoàn thành tốt đề tài này. Nha Trang tháng 11 năm 2006 SVTH ĐỖ HOÀNG VIỆT. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 2 - Chương 1 ĐỘNG CƠ DIESEL 2 KỲ VÀ HỌ ĐỘNG CƠ S70 MC-C ------------------- 1.1. VÀI NÉT LỊCH SỬ TÀU THỦY VÀ MÁY TÀU. Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buôn đều vận chuyển nhờ sức gió trong khi gió lại thất thường. Do đó nhất định phải có một nguồn năng lượng nào ổn định và đủ mạnh để thay thế gió. Chính vì thế tàu thủy phát triển gắn liền với sự phát triển của máy hơi nước và động cơ đốt trong. Vào khoảng năm 1700, Newcomen đã chế ra chiếc máy ‘không khí’ nhưng loại này còn quá yếu và nặng nề nên không thể áp dụng cho tàu thủy. Chiếc máy hơi nước thực sự được James Watt chế ra vào khoảng năm 1770 và nhiều người đã tìm cách áp dụng máy hơi nước vào việc chuyển vận của tàu thủy. Hai người Mỹ đầu tiên được giao trọng trách chế tạo các tàu thủy đầu tiên là James Rumsey và John Fich, nhưng chẳng may là họ đã thất bại vì chọn động cơ không thích hợp. Năm 1785 John đã đóng một kiểu tàu thủy có lắp động cơ nhưng ông lại thiết kế động cơ này truyền động cho hai bộ máy chèo ở hai bên mạn tàu. Hình1.1. Tàu dùng máy chèo. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 3 - Hình 1.2. Tàu có động cơ chạy bằng hơi nước đầu tiên. Hình 1.3. Tàu thủy hơi nước năm 1790. Năm 1802, Stevens đã đóng một chiếc thuyền dài 8 mét có gắn một máy hơi nước liên hợp với một chân vịt có 4 cánh và chiếc tàu này đã chạy được từ NewYork đến Philadenphia. Năm 1844, tàu Great Britain được trang bị động cơ 200 mã lực chạy bằng hơi nước đã đạt được tốc độ 12 hải lý một giờ. Động cơ đốt trong đầu tiên ra đời năm 1869 do ông Lenoir (một người hầu bàn và một nhà kỹ thuật nghiệp dư ở Pari) chế tạo, chạy bằng than có hiệu suất e =2-3%. Năm 1897, Diesel chế tạo thành công động cơ Diesel đầu tiên với hiệu suất khá cao e= 26% chạy bằng nhiên liệu nặng (dầu Diesel). Ngay từ khi ra đời với đặc điểm hiệu suất lớn, dùng nhiên liệu rẻ tiền, ít có nguy cơ gây hỏa hoạn, động cơ Diesel đã trở thành nguồn động lực chính của tàu thủy, đầu máy xe lửa, các đầu máy kéo, các nguồn động lực tĩnh tại và di động. Cũng kể từ đó đến nay động cơ Diesel ngày càng được các công ty trên thế giới nghiên cứu chế tạo, phát triển và càng được sử dụng rộng rãi trong các nghành công Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 4 - nghiệp. Trong lĩnh vực tàu thủy, những tên tuổi của các hãng Yanmar, Cummins, Mitsubishi, Sulzer, ManB&W .v.v.. đã trở nên rất quen thuộc với chúng ta. 1.2. SƠ LƯỢC VỀ HÃNG MANB&W DIESEL. Man B&W Diesel có hơn 100 năm kinh nghiệm về lĩnh vực tàu thủy và máy thủy. Là nhà chế tạo động cơ Diesel thành công trong lịch sử. Về lĩnh vực kinh doanh Man B&W sản xuất các loại động cơ Diesel 2 kỳ, 4 kỳ thấp tốc, trung tốc và cao tốc, các loại máy tuabin tăng áp, chân vịt biến bước… Với mục tiêu xâm nhập và mở rộng thị trường Man B&W Diesel đã không ngừng phát triển thị trường ở các nơi trên thế giới, và đã đặt văn phòng và nhà máy sản xuất ở các nước Đức, Mỹ, Đan Mạch, Úc, Hồng Kông, Singarpore... và ở Việt Nam thì Man B&W có văn phòng đại diện là: Dumarest HK LTD. Địa chỉ văn phòng: 93 Lý Tự Trọng, Q1, Tp Hồ Chí Minh. SĐT: 8829 – 2918 Fax : 8829 – 3163 Email: dhk@hcm.vnn.vn Dưới đây giới thiệu một số hình ảnh về hãng ManB&W. Cơ sở ManB&W tại Copenhagen-Đan Mạch. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 5 - Nhà máy ManB&W tại Augsburg-Đức. ManB&W-12K98-MC một trong những động cơ Diesel lớn nhất thế giới với công suất trên 100.000 HP đã được công ty ManB&W chuyển giao cho công ty HyunDai- Hàn Quốc. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 6 - 1.3. VÀI NÉT VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 2 KỲ. Điểm khác nhau cơ bản giữa động cơ hai kỳ và động cơ bốn kỳ là ở chỗ: động cơ hai kỳ không có riêng hành trình thải và nạp nên phải thực hiện thải và nạp cùng một lúc, trong thời gian rất ngắn, ngay trước và sau điểm chết dưới của piston. Do đó thời gian cho chu trình công tác được thực hiện trong một vòng quay trục khuỷu. Thời gian trao đổi môi chất rất ngắn chỉ bằng khoảng 1/3 thời gian thải và nạp của động cơ bốn kỳ. Môi chất đã được nén trước được đưa vào tạo áp lực đẩy sản vật cháy từ xilanh ra đường thải gây tác dụng quét khí thải ra khỏi xilanh. Việc nén trước không khí được thực hiện trong một bơm quét khí riêng. Trong các động cơ hai kỳ cỡ lớn người ta dùng một khoang chứa khí nén riêng biệt và dùng máy nén khí nén tăng lượng cung cấp khí nạp vào xilanh động cơ làm tăng mật độ không khí, qua đó tăng lượng không khí nạp vào xilanh mỗi chu trình, vì vậy sẽ làm tăng công suất động cơ. Việc quét khí cho động cơ 2 kỳ hiện nay được ứng dụng theo nhiều sơ đồ khác nhau. Căn cứ vào đặc tính chuyển động của dòng khí quét có thể chia thành hai nhóm chính là: quét vòng và quét thẳng. 1.3.1. Sơ đồ quét khí vòng 1.3.1.1. Đặc điểm + Không có xupáp. + Các cửa nạp và các cửa xả được bố trí xung quanh thành xilanh về 2 phía đối diện nhau. Mép trên của cửa xả cao hơn mép trên của cửa nạp. Các cửa nạp có hướng vát lên phía trên để tạo hướng đi của dòng khí nạp lùa lên phía trên sát nắp xilanh. + Việc đóng mở các cửa khí do piston đảm nhiệm. Nhóm này gồm nhiều loại: - Quét kiểu vòng đơn (hình a,b). - Quét kiểu vòng có đường nạp khí phụ (hình c). a) b) c) Hình 1.4. Sơ đồ quét khí vòng. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 7 - 1.3.1.2 Nguyên lí hoạt động Chu trình công tác của động cơ hai kì thực hiện trong hai hành trình piston: + Hành trình thứ nhất - Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. - Khi piston ở ĐCD các cửa nạp và các cửa thải đều mở. Lúc này khí nạp được bơm quét khí thổi vào xilanh. Do có áp suất lớn hơn áp suất khí thải còn lại trong xilanh nên khí nạp sẽ lùa khí thải qua cửa thải ra ngoài. Giai đoạn này gọi là giai đoạn quét khí. - Khi piston đi từ ĐCD lên, các cửa nạp và thải đều dần dần đóng lại, kết thúc quá trình nạp khí. - Khi các cửa nạp đã đóng, khí nạp ngừng không vào xilanh nửa nhưng vì cửa thải vẫn còn mở nên khí thải vẫn còn tiếp tục qua cửa thải ra ngoài. Giai đoạn này gọi là giai đoạn xả khí sót. Trong giai đoạn này, một phần khí nạp cũng bị lọt qua cửa thải ra ngoài, nên còn gọi là giai đoạn lọt khí. Khi piston đi lên đóng kín các cửa thải thì kết thúc giai đoạn lọt khí. - Khi piston tiếp tục đi lên ĐCT, không khí trong xilanh bị nén lại rất nhanh làm áp suất và nhiệt độ khí nén tăng lên, giai đoạn này làm nhiệm vụ nén khí, quá trình xảy ra tương tự như ở kỳ nén động cơ 4 kỳ. Khi piston lên gần ĐCT thì nhiên liệu được phun vào xilanh dưới dạng sương mù. + Hành trình thứ hai - Nhiên liệu phun vào xilanh gặp khí nén có nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy làm áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng lên mãnh liệt, sản vật cháy giản nỡ mạnh đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu, thực hiện giai đoạn sinh công. - Khi piston đi xuống được một đoạn thì mở cửa thải trước, khí thải trong xilanh tự do thoát ra ngoài làm áp suất trong xilanh giảm xuống gần bằng áp suất bên ngoài. Giai đoạn này gọi là giai đoạn xả tự do. - Piston tiếp tục đi xuống một đoạn nữa thì mở các cửa nạp, khí nạp lại được thổi vào xilanh lùa khí thải ra, thực hiện quá trình thay khí chuẩn bị cho chu trình sau. 1.3.2. Sơ đồ quét khí thẳng 1.3.2.1. Đặc điểm Có xupáp xả, xupáp xả được bố trí trên nắp xilanh và được điều khiển bằng 1 cơ cấu phân phối trích lực từ trục khuỷu. Các cửa nạp được bố trí xung quanh thành xilanh, hướng tiếp tuyến (với vòng tròn có đường kính nhỏ hơn đường kính xilanh) một góc , có hướng vát lên phía trên Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 8 - một góc  để tạo hướng đi của dòng khí xoáy vòng lên trên. Việc đóng và mở các cửa nạp do piston đảm nhiệm.   Hình 1.5. Sơ đồ quét khí thẳng. 1.3.2.2. Nguyên lí hoạt động + Hành trình thứ nhất: Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, các cửa nạp và xupáp xả điều mở, trong hành trình này làm các nhiệm vụ: quét khí, nạp khí, nén khí và phun nhiên liệu như ở động cơ quét vòng. Chỉ khác động cơ quét khí vòng ở chỗ: Giai đoạn lọt khí (xả khí sót) ở động cơ này có thể điều chỉnh được (rất nhỏ hoặc bằng không, thậm chí có thể cho xupáp xả đóng trước khi đóng cửa nạp). + Hành trình thứ hai: Hành trình này làm các nhiệm vụ giãn nở sinh công, xả tự do, quét khí tương tự như trong động cơ quét vòng, nghĩa là sau giai đoạn sinh công thì xupáp xả được mở trước, các cửa nạp mở sau. Ưu điểm của hệ thống quét khí thẳng là: - Do dòng khí chuyển động rất thuận lợi, khí nạp và khí thải ít bị trộn lẫn nên chất lượng thải sạch tốt hơn. - Có thể điều chỉnh được thời điểm đóng và mở xupáp xả nên hiệu suất cao đặc biệt là khi sử dụng với cơ cấu piston - thanh truyền - trục khuỷu có con trượt, hiệu suất có thể đạt được >50%. Tuy nhiên nhược điểm của hệ thống này là kết cấu phức tạp do phải có thêm hệ thống điều khiển xupáp xả đồng thời động cơ thường lớn hơn nhiều (động cơ có con trượt). Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 9 - 1.4. HỌ ĐỘNG CƠ S70 MC-C. + Họ động cơ Man B&W S70-MC-C thuộc loại động cơ 2 kỳ tốc độ thấp, một hàng xilanh thẳng đứng. + Số xilanh có thể có là 4, 5, 6, 7, 8 xilanh. + Đường kính piston là: 700 mm. + Hành trình piston: thuộc loại hình trình cực lớn 2800 mm. + Vận tốc piston Cm = 8,5 m/s. + Tốc độ quay định mức: 91 vòng /phút. + Tỉ số nén  = 25. + Dãy công suất của họ này từ 12420 kW  24840 KW. + Là động cơ có con trượt. + Khối lượng của họ động cơ 423  704,4 tấn + Làm mát hai vòng: vòng trong làm mát bằng nước ngọt, vòng ngoài làm mát bằng nước biển. + Suất tiêu hao nhiên liệu tùy điều kiện sử dụng và tùy theo tuabin tăng áp được trang bị cho động cơ: - Trong điều kiện tiêu chuẩn với tuabin hiệu suất cao ge= 169 g/KW.h. - Trong điều kiện tiêu chuẩn với tuabin thông thường ge = 171 g/KW.h. + Mức tiêu thụ dầu bôi trơn: - Tiêu thụ dầu bôi trơn của toàn hệ thống: 10 kg/xilanh.24h. - Tiêu thụ dầu bôi trơn của xilanh: 1,1-1,6 g/Kw.h. + Động cơ được trang bị tăng áp bằng tuabin khí xả, có sử dụng hệ thống làm mát khí nạp. Tuabin có thể lựa chọn các loại sau: ManB&W, ABB, Misubishi. + Cũng như các loại động cơ 2 kỳ có công suất lớn khác nó được khởi động bằng khí nén. Do là động cơ 2 kỳ có con trượt nên nó có chiều cao lớn hơn đáng kể đối với động cơ không có con trượt với cùng đường kính và hành trình piston. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 10 - + Kích thước động cơ (mm). Số xilanh 4 5 6 7 8 A min (mm) Max (mm) 7118 7631 8308 8821 9498 10011 106688 11201 11878 12391 6190 5350 4860 5790 6190 6190 5350 4860 5790 6190 B 6190 5350 4860 5790 6190 3825 4230 3747 3947 4325 3632 4037 3574 3932 4132 C 3729 4134 4334 3845 4229 D 3992 4072 4162 4202 4267 E 11250 1240 F 11525 G 3700 8010 8010 7710 7710 8010 7919 7919 7680 7919 7919 H 7970 7970 7970 7725 7970 J 460 K Tùy thuộc vào trục chân vịt V 15, 30, 45, 60, 75, 90 Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 11 - Dưới đây là hình ảnh tổng quát của động cơ. Hình 1.6. Động cơ 7S70 MC-C nhìn từ phía bơm cao áp. Giải thích về ký hiệu động cơ Ví dụ: Động cơ 7S 70 MC-C + Kí tự thứ nhất: là số xi lanh của động cơ - 7 + Kí tự thứ hai: là tỉ số S/D S: hành trình cực lớn S/D # 4,0 (Nếu là L: hành trình lớn S/D # 3,2 Nếu là K: hành trình ngắn S/D # 2,8) + Kí tự thứ ba: Đường kính của piston -70 (cm) + Kí tự thứ tư: MC Chương trình động cơ - Nếu là MC: điều khiển trao đổi khí bằng trục cam - Nếu là ME: điều khiển trao đổi khí bằng trục cam kết hợp điện tử (động cơ thông minh có thể thay đổi φfs, φx ) + Kí tự thứ năm: - C động cơ có kết cấu nhỏ gọn dùng cho tàu thủy, xe lửa. - S động cơ tĩnh tại có kết cấu lớn dùng cho máy phát điện. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 12 - Dưới đây là sơ đồ tổng quát thể hiện kết cấu và nguyên lý hoạt động của họ động cơ S70 MC-C: Hình 1.7. Sơ đồ kết cấu thể hiện nguyên lý hoạt động của động cơ. 1. Hộp làm kín 10. Van khí xả 2. Cán piston 11. Bầu góp khí xả 3. Nắp vệ sinh 12. Tuabin-máy nén 4. Trục cam 13. Bầu góp khí nạp 5. Đĩa xích 14. Ống dẫn nước vào làm mát khí quét 6. Máy nén thủy lực 15. Ống dẫn nước ra 7. Bơm cao áp 16. Cửa khí quét 8. Vòi phun 17. Áo nước làm mát 9. Áo bao nước làm mát 18. Xupáp xả. 2 1 3 5 4 7 6 8 9 11 12 13 14 1 5 10 16 17 18 Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 13 - Hình 1.8. Mặt cắt ngang họ động cơ S70 MC-C. 1. Thiết bị làm mát không khí 2. Trục khuỷu 3. Thanh truyền 4. Con trượt 5. Hộp làm kín 6. Bình giảm chấn 7. Máy nén thủy lực 8. Ống cao áp (nhiên liệu) 9. Ống cao áp (máy nén) 10. Ống góp khí xả 11. Tuabin-máy nén 12. Ống góp khí nạp. 1 2 3 4 7 9 10 11 12 8 6 5 Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 14 - Chương 2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA HỌ ĐỘNG CƠ S70 MC-C. --------------------- 2.1. CƠ CẤU PISTON – THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU. Nhiệm vụ của cơ cấu piston thanh truyền trục khuỷu là biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Cơ cấu piston thanh truyền trục khuỷu gồm các bộ phận chính sau: nhóm piston và cán piston, hộp làm kín, thanh truyền, cơ cấu con trượt và trục khuỷu. 2.1.1. Nhóm Piston. Piston cùng với xilanh và nắp xilanh tạo thành buồng làm việc của động cơ. Nhưng piston lại chuyển động do đó nhiệm vụ làm kín của nó cần nhưng lại khó. Phải thật kín nhưng lại cho phép chuyển động dễ dàng ma sát ít. 2.1.1.1. Piston Piston làm việc trong điều kiện hết sức nặng nề: + Chịu tải trọng cơ rất lớn do áp lực khí cháy và lực quán tính gây ra + Chịu tải trọng nhiệt lớn do đỉnh piston bị đốt nóng bởi nhiệt độ rất cao của khí cháy + Chịu mài mòn liên tục trong điều kiện nhiệt độ cao và bôi trơn kém + Chịu mài mòn do tiếp xúc với khí cháy. Nhóm piston của họ động cơ S70MC-C gồm những chi tiết sau: piston, vòng găng và các chi tiết khác. Kết cấu của piston gồm các phần sau: đỉnh và thân piston, phần làm mát và váy piston (phần dẫn hướng), các phần này được chế tạo rời và được ghép lại với nhau bằng các bulông. Đỉnh piston cùng với sơmi và nắp xilanh tạo thành buồng làm việc, chính vì thế kết cấu của phần đỉnh phải phù hợp với loại buồng cháy, kiểu quét khí, kiểu phun nhiên liệu…để tạo điều kiện hình thành hỗn hợp khí tốt nhất. Đối với họ động cơ S70 MC-C đỉnh piston có hình dạng lõm cùng với nắp xilanh tạo thành buồng đốt thống nhất dạng hỗn hợp thể tích phù hợp với hình dáng tia phun của vòi phun và của động cơ có tỉ số nén cao tạo lốc xoáy cho khí và nhiên liệu trong buồng cháy được trộn đều nhằm nâng cao hiệu suất động cơ. Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 15 - Hình 2.1. Kết cấu piston S70 MC-C. 1. Đường dẫn dầu làm mát 2. Cán piston 3. Bulông 4. Váy piston 5. Khoang chứa dầu làm mát 6. Rãnh xécmăng khí 7. Rãnh xécmăng dầu 8. Đường dầu trở về sau khi đi làm mát. Phần thân piston làm nhiệm vụ chủ yếu là đảm bảo kín hơi và truyền nhiệt của piston ra lót xilanh. Trên thân piston có 4 rãnh để lắp xéc măng khí. 2.1.1.2. Phần làm mát Họ động cơ S70 MC-C là loại động cơ lớn chính vì thế việc làm mát cho piston là rất quan trọng, ngoài việc dùng vòng găng để truyền bớt nhiệt từ đầu pison ra ngoài, người ta còn làm mát piston bằng dầu. Làm mát cho piston bằng dầu thì tuy không lấy đi một lượng nhiệt lớn như làm mát bằng nước, nhưng nó lại đảm bảo an toàn cho phần dầu bôi trơn, không làm hỏng dầu bôi trơn do dầu làm mát rò rỉ nhưng nhược điểm của nó là lúc vừa khởi động dầu trong cácte còn nguội do đó sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ ở mặt trên và mặt trong đỉnh piston sẽ lớn tạo ra ứng suất nhiệt, dễ sinh nứt đỉnh piston mặt khác sẽ tiêu tốn một lượng lớn dầu bôi trơn cho hệ thống làm mát. Khoang làm mát nằm ở phần đầu và phần váy piston, nó được liên kết với phần váy piston bằng các bulông. 1 2 3 4 5 6 7 8 Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 16 - Hình 2.2. Dẫn dầu làm mát piston. 1. Đường dầu đi lên làm mát 2. Đường dầu trở về 3. Bulông liên kết váy piston 4. Khoang chứa dầu làm mát. 2.1.1.3. Phần váy piston (phần dẫn hướng) Công dụng của phần váy piston là dẫn hướng cho piston chuyển động ổn định không bị lắc ngang. Váy piston được chế tạo rời rồi ghép lại với phần đầu bằng các bulông, nó có chiều dài ngắn và đều ở các bên để phù hợp với kết cấu động cơ. Trên váy piston có 2 xéc măng dầu dùng để gạt dầu. 2.1.1.4. Vòng găng (xéc măng) Vòng găng là chi tiết phụ của khớp trượt piston–xilanh. Nhờ đó piston chuyển động dễ dàng mà buồng xilanh vẫn kín, ngoài ra vòng găng còn truyền nhiệt từ đỉnh piston ra thành xilanh, cùng với dầu làm mát đầu piston giữ cho nhiệt độ đầu piston nằm trong giới hạn cho phép. Với họ động cơ S70 MC-C đầu piston có 4 vòng găng khí, váy piston có 2 vòng găng dầu. Các vòng găng này được vát miệng 45 và bố trí lệch nhau như hình vẽ. Do đây là động cơ 2 kỳ nên việc cố định các vòng găng không cho vòng găng xoay là việc rất quan trọng, vì khi các vòng găng xoay vào lúc khe hở miệng của vòng găng trùng với vị trí của cửa khí quét và khe hở miệng của vòng găng bung ra gây hư hỏng cho vòng găng và hư hỏng cửa khí quét. Chính vì thế trên vòng găng người ta làm một cái gờ để ngăn không cho vòng găng xoay. 1 2 4 3 Luận văn tốt nghiệp SVTH : Đỗ Hoàng Việt -Trang 17 - Hình 2.3. Vị trí các cửa miệng vòng găng trên piston. 2.1.1.5. Cán piston Cán pis
Luận văn liên quan