Tiểu luận Tìm hiểu sơ bộ về động cơ hàng hải và các thông số liên quan

Mục lục Mở đầu………………………………………………………………Trang 2 I.Một số hàng trên thị trường Việt Nam …………………………….Trang 3 II.Động cơ chạy dầu hàng hải ……………………………………….Trang 13 Kết luận ……………………………………………………………...Trang 19 Mở đầu Hiện nay nền công nghiệp thế giới đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều lĩnh vực, đặc biệt là nền công nghiệp hàng hải. Cùng với sự phát triển là những yêu cầu khắt khe hơn về mặt công nghệ, điều kiện sản xuất và hoạt động, một trong số đó là dầu cho động cơ hàng hải. Do tính chất quan trọng của dầu động cơ hàng hải trong ngành công nghiệp hàng hải nói riêng hay ngành công nghiệp nước nhà nói chung, chúng em đã quyết định tìm hiểu về loại dầu này. Thông qua bài tập lớn này, nhóm chúng em có tìm hiểu sơ bộ về động cơ hàng hải và các thông số liên quan. I/ Một số hãng dầu nhờn trên thị trường Việt Nam. 1/ PV OIL( Tập đoàn dầu khí quốc gia): với các sản phẩm: a/ PV Marin SR 15W30. Dầu động cơ SAE 15W30 SR là loại dầu đa cấp chất lượng cao sử dụng cho các động cơ diesel hàng hải tốc độ cao (> 1200 vòng/phút) sử dụng nhiên liệu nhẹ lưu huỳnh lên đến 1%. Tiêu chuẩn kỹ thuật. API: CH-4/CG-4/CF-4&SJ Chấp thuận ACEA: 2 MB: 228.1/229.1 MAN: 271 VOLVO: VDS-2 CUMMINS: CES 20078 b/ PV Marine SR 15W40. Dầu động cơ SAE 15W40 là loại dầu đa cấp chất lượng cao sử dụng cho động cơ diesel hang hải tốc độ cao (>1200 vòng/phút) sử dụng nhiên liệu nhẹ lưu huỳnh lên đến 1%. Tiêu chuẩn kỹ thuật. API: CH-4/CG-4/CF-4/CF&SJ Chấp thuận. ACEA: E2 MB: 228.1/229.1 MAN: 271 VOLVO: VDS-2 CUMMINS: CES 20076 c/ PV Marinne ART 30 Dầu động cơ hang hải nhóm ART là loại dầu bôi trơn động cơ hang hải cao cấp dung để bôi trơn xy lanh, cacte các động sơ diesel kiểu piston thanh trượt có tốc độ cao hay trung bình, chạy bằng nhiên liệu nặng hàm lượng lưu huỳnh cao. Được pha chế từ dầu gốc tinh chế và phụ gia đặc biệt nhập từ Mỹ. Tiêu chuẩn kỹ thuật API: CD d/ PV Marine GDF Dầu nhóm GDF là dầu bôi trơn động cơ diesel của tàu biển, tàu sông, máy phát giàn khoan dầu có tốc độ cao hay trung bình, công suất lớn, làm việc trong điều kiện khắc nghiệt. Được pha chế từ dầu gốc tinh chế và phụ gia đặc biệt nhập ngoại. Tiêu chuẩn kỹ thuật API: CF 2/ CALTEX: với một số sản phẩm: a/ Delo® 1000 Marine Dầu động cơ diesel hang hải, nhớt với dự trữ kiềm thấp (chỉ số kiềm 12), dùng cho động cơ không pa-tanh bàn trượt (TPEO) công suất riêng lớn, tốc độ trung bình, sử dụng nhiên liệu trưng cất có hàm lượng lưu huỳnh đến 1%, hoạt động ở điều kiện khắc nghiệt trong hang hải. Tiêu chuẩn kỹ thuật. b/ Taro® 30 DP. Dầu cho động cơ diesel hang hải, nhớt với dự trữ kiềm tương đối cao ( chỉ số kiềm 30), dùng cho động cơ không có pa-tanh bàn trượt (TPEO) công suất riêng lớn, tốc độ trung bình, sử dụng nhiên liệu nặng có hàm lượng lưu huỳnh đến 4%. Đặc biệt thích hợp cho điều kiện vận hành có hệ số chịu tải cao trong hang hải. Tiêu chuẩn kỹ thuật c/ Taro® 40 XL. Dầu động cơ diesel hang hải, nhớt với dự trữ kiềm cao (chỉ số kiềm 40), dùng cho động cơ không có pa-tanh bàn trượt (TPEO) công suất riêng lớn, tốc dộ trung bình, sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao (quá 4,5%). Thích hợp cho điều kiện vận hành có hệ số chịu tải cao trong hang hải. Tiêu chuẩn kỹ thuật. d/ Taro Special HT. Là dầu bôi trơn xilanh chất lượng cao với chỉ số kiềm 70 và cấp độ nhớt SAE 50 dùng để bôi trơn các động cơ thấp tốc chịu tải và nhiệt độ cao. Được pha chế từ dầu gốc paraffin tinh lọc và các phụ gia lựa chọn kỹ nhằm mang lại sự bảo về chống mài mòn siêu việt cho xéc-măng và xilanh và độ sạch tuyệt vời cho piston của động cơ cấp thấp có bàn trượt. Tiêu chuẩn kỹ thuật. e/ Veritas 800 Marine. Chất lượng hảo hạng, chứa kiềm, dùng để bôi trơn các-te của động cơ diesel cỡ lớn trong các ứng dụng hang hải. Tiêu chuẩn kỹ thuật. 3/ SHELL. a/ Melina S30. Dầu hệ thống cho các động cơ diesel con trượt loại tốc độ thấp. Là loại dầu hang đầu dùng cho các-te của động cơ diesel con trượt tốc độ thấp và các hệ thống làm nguội piston, dầu chứa kiềm bảo về tối đa cho máy, tính kiềm chống ăn mòn gây ra do rò rỉ axit từ các xilanh. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Độ nhớt SAE 30 Số kiềm tổng: 5 mg KOH/g. b/ Gadinia 30, 40 (CF). Dầu động cơ diesel tốc độ trung bình. Được thiết kế để trung hòa một cách hiệu quả các axit ăn mòn có trong sản phẩm cháy của nhiên liệu, bảo vệ chóng ăn mòn và rỉ sét dễ dàng tách nước và cặn trong các bộ lọc, đảm bảo giữ động cơ sạch không có cặn bùn và cặn than. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Độ nhớt SAE: 30, 40. Cấp độ chất lượng API: CF. Số kiềm tổng: 11,5 mg KOH/g. c/ Alexia 50 Dầu xilanh cao cấp cho động cơ diesel tốc độ thấp, thích hợp cho thế hệ mới của động cơ diesel là tàu thủy cao cấp tốc dộ thấp, có hiệu suất cao, nhiệt độ cao hơn và hành trình piston dài hơn. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Độ nhớt SAE: 50 Cấp độ chất lượng API: CF Số kiềm tổng: 70 mg KOH/g d/ Argina T30, T40. Dầu động cơ diesel tốc độ trung bình, là loại dầu xilanh và cacte chất lượng cao dùng cho động cơ diesel tốc độ trung bình chạy bằng nhiên liệu nặng, có hàm lượng lưu huỳnh trên 2,5%, cũng dùng để bôi trơn cho các thiết bị khác trên tàu như hệ truyền bánh rang turbo tang áp, ống bao hệ trục chân vịt, thiết bị boong tàu. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Độ nhớt SAE: 30, 40. Cấp độ chất lượng API: CF Số kiềm tổng: 30 mg KOH/g. e/ Argina X40. Dầu động cơ diese tốc độ trung bình, được thiết kế đặc biệt cho các động cơ diesel tốc độ trung bình sử dụng nhiên liệu nặng có hàm lượng lưu huỳnh trên 2,5% hoặc mức sulfua cao trong nhiên liệu tạo ra phải them độ kiềm. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Độ nhớt SAE: 40 Cấp độ chất lượng API: CF Số kiềm tổng: 40 mg KOH/g. 4/ VIDAMO. Vidamo là thương hiệu dầu nhờn thuộc Tổng công ty dầu khí Việt Nam (PV Oil) – Trực thuộc PetroVietnam.Đay là doanh nghiệp đầu tiên trong nước sản xuất và cung dầu mỡ nhờn có thương hiệu riêng của Việt Nam, được thành lập năm 1991. a/ Vidamo ART. Dầu nhờn động cơ hàng hải nhóm ART là laoij dầu bôi trơn động cơ hàng hải cao cấp dùng để bôi trơn xilanh, cacte các động cơ diesel kiểu piston thanh trượt có tốc độ cao hay trung bình, chạy bằng nhiên liệu nặng có hàm lượng lưu huỳnh cao, được pha chế từ dầu gốc tinhc chế và phụ gia đặc biệt nhập từ Mỹ. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Cấp độ chất lượng API: CD b/ Vidamo ALX. Là loại dầu xilanh chất lượng cao sử dụng cho các loại động cơ diesel thấp đặc biệt dùng cho động cơ hàng hải thấp tốc thế hệ mới, tiết kiệm nhiên liệu, công suất cao, nhiên liệu nặng có hàm lượng lưu huỳnh từ 1-4%. c/ Vidamo MS. Dầu nhờn động cơ nhóm MS là loại dầu đa dụng chất lượng cao sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel hàng hải kiểu thanh trượt tốc độ thấp, đốt bằng cặn dầu. Do tính kiềm cho phép bảo về ở mức độ cao nhất các loại động cơ và thiết bị trên boong tàu. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Cấp độ chất lượng API: CD d/ Vidamo GD. Dầu động cơ nhóm GD là loại dầu bô trơn động cơ diesel cho tàu biển, tàu song, máy giàn khoan dầu có tốc độ cao hay trung bình, công suất từ trung bình đến lớn, làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, được pha chế từ dầu gốc tinh chế và phụ gia đặc biệt nhập ngoại. Tiêu chuẩn kỹ thuật. Cấp độ chất lượng API: CD 5/ PLC (HASTC): Tổng công ty hóa dầu Petrolimex. a/ ATLANTA Marine D. Là dầu nhờn hàng hải được pha chế chuyên dùng để bôi trơn cacte, trục khuỷu của máy diesel hai tốc độ chậm. b/ AURELIA XL – BN 30. Là dầu nhờn hàng hải dựa trên công nghệ mới nhất về phụ gia, chuyên dùng để bôi trơn các động cơ diesel trung tốc. c/ AURELIA XL – BN 40. Là dầu nhờn hàng hải dựa trên công nghệ mới nhất về phụ gia, chuyên dùng để bôi trơn các động cơ diesel trung tốc. d/ AURELIA XL – BN 55. Là dầu nhờn hàng hải dựa trên công nghệ mới nhất về phụ gia, chuyên dùng để bôi trơn các động cơ diesel trung tốc. 6/ BP. BP Pertro Ltd là lien doanh giữa tập đoàn BP, một trong những tập tập đoàn dầu khí lớn nhất thế giới, và Petrolimex là công ty hạ nguồn lớn nhất Việt Nam 7/ Một số hãng khác: Exxon Mobil, Castrol, Nippon, Petronas, Esso… Theo nhận định chủ quan của nhiều người thì Shell là tốt nhất và kế đến là BP. II/ Động cơ chạy dầu hàng hải Nguyên lý hoạt động của động cơ: Hầu hết các động cơ hàng hải hiện nay đều sử dụng động cơ diesel với các công suất khác nhau bao gồm hai loại chính là động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ. So sánh động cơ xăng với động cơ diesel: Ưu điểm: + Hiệu suất của động cơ diesel lớn hơn 1,5 lần so với động cơ xăng. + Nhiên liệu rẻ hơn. + Khả năng tiêu hao nhiên liệu ít hơn động cơ xăng. + Độ an toàn cao hơn do nhiên liệu không cháy ở nhiệt độ bình thường. + Động cơ diesel ít hư hỏng vì không có bộ chế hòa khí. Nhược điểm: + Thường động cơ diesel có khối lượng nặng hơn động cơ xăng. + Những chi tiết của hệ thống nhiên liệu được chế tạo rất tinh vi, đòi hỏi độ chính xác. + Tỉ số nén cao đòi hỏi vật liệu chế tạo chi tiết động cơ phải tốt. Điều đó làm cho động cơ diesel đắt tiền hơn động cơ xăng. + Khi sửa chữa thì cần có các máy chuyên dụng, dụng cụ đắt tiền và thợ chuyên môn. + Tốc đọc động cơ Diesel thấp hơn tốc độ động cơ xăng. Do hiệu suất của động cơ Diesel này cao hơn và nhiên liệu thì rẻ tiền hơn nên động cơ Diesel này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và đặc biệt là trong ngành giao thông vận tải. Tìm hiểu về động cơ 4 kỳ. Nguyên lý hoạt động củađộng cơ 4 kỳ: - Kỳ nạp.-    Kỳ nén.-    Kỳ cháy và giãn nở.-    Kỳ thải. a. Kỳ nạp:  Lúc này pittông còn nằm ở động cơ đốt trong, thể buồng cháy Vc còn đầy ký sót lại của chu kỳ trước, áp suất trong xilanh cao hơn áp suất khí quyển.  Trên đồ thị công, vị trí bắt đầu kỳ nạp tương ứng với điểm r. Khi trục khuỷu quay, thanh truyền làm chuyển dịch pittông từ Điểm chết trên(DCT) đếnĐiểm chết dưới (ĐCD), xuppap nạp mở thông xilanh với đường ống nạp. Cùng với sự tăng tốc của pittông, áp suất môi chất trong xilanh trở nên nhỏ dần hơn so với áp suất trên đường ống nạp pk.  Sự giảm áp suất bên trong xilanh so với áp suất của đường ống nạp tạo nên quá trình nạp (hút) môi chất mới (không khí) từ đường ống nạp vào xilanh. Trên đồ thị công, kỳ nạp được thể hiện qua đường r-a. Áp suất môi chất đối với động cơ ta xét bằng với áp suất khí quyển.(lúc này áp suất trong buồng đốt sẽ lớn hơn áp suất khí quyển, như thê không khí bên ngoài sẽ đươc nạp nhanh và nhiều hơn vào trong xi lanh). b. Kỳ nén:  Pittông chuyển dịch từ ĐCD ,đến ĐCT, các xupap hút và xả đều đóng, môi chất bên trong xilanh bi nén lại. Cuối kỳ nạp khi pittông còn ở tại ĐCD, áp suất môi chất bên trong xilanh pa còn nhỏ hơn pk. . Đầu kỳ nén, pittông từ ĐCD đến ĐCT khi tới điểm a’ áp suất bên trong xilanh mới đạt tới giá trị pk. Do đó, để hoàn thiện quá trình nạp người ta vẫn để xupap nạp tiếp tục mở (trước điểm a’).  Việc đóng xupap nạp là nhằm để lợi dụng sự chênh áp giữa xilanh và đường ống nạp cũng như động năng của dòng khí đang lưu động trên đường ống nạp để nạp thêm môi chất mới vào xilanh.  Sau khi đóng xupap nạp, chuyển động đi lên của pittông sẽ làm áp suất và nhiệt độ của môi chất tiếp tục tăng lên. Giá trị của áp suất cuối quá trình nén pc (tại điểm c) phụ thuộc vào tỷ số nén, độ kín của buồng đốt, mức độ tản nhiệt của thành vách xilanh và áp suất của môi chất ở đầu quá trình nén pa. Việc tự bốc cháy của hỗn hợp khí phải cần một thời gian nhất định, mặc dù rất ngắn. Muốn sử dụng tốt nhiệt lượng do nhiên liêu cháy sinh ra thì điểm bắt đầu và điểm kết thúc quá trình cháy phía ở lân cận ĐCT. Do đó việc phun nhiên liệu vào xilanh động cơ đều được thực hiện trước khi pittông đến ĐCT. Trên đồ thị công kỳ nén được thể hiện qua đường cong a-c. c. Kỳ cháy và giãn nở: Đầu kỳ cháy và giãn nở, hỗn hợp không khí-nhiên liệu được tạo ra ở cuối quá trình nén được bốc cháy nhanh. Do có một nhiệt lượng lớn được toả ra, làm nhiệt độ và áp suất môi chất tăng mạnh, mặt dù thể tích làm việc có tăng lên chút ít (đường c-z trên đồ thị công). Dưới tác dụng đẩy của lực do áp suất môi chất tạo ra, pittông tiếp tục đẩy xuống thực hiện quá trình giãn nở của môi chất trong xilanh. Trong quá trình giãn nở môi chất đẩy pittông sinh công, do đó kỳ cháy và giãn nở được gọi là hành trình công tác (sinh công). Trên đồ thị kỳ cháy và giãn nở được biểu diễn qua đường c-z-b. d. Kỳ Thải:  Kỳ thải trong kỳ này, động cơ thực hiện quá trình xả sạch khí thải ra khỏi xilanh. Pittônng chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT đẩy khí thải ra khỏi xilanh qua đường xupap thải đang mở vào đường ống thải, do áp suất bên trong xilanh ở cuối quá trình thải còn khá cao, nên xupap xả bắt đầu mở khi pittông còn cách ĐCD 430 góc quay của truc khuỷu. nhờ vậy, giảm được lực cản đối với pittông trong quá trình thải khí và nhờ sự chênh áp lớn tạo sự thoát khí dễ dàng từ xilanh ra đường ống thải, cải thiện được việc quét sạch khí thải ra khỏi xilanh động cơ. Trên đồ thị công, kỳ thải được thể hiện qua đường b-r. Kỳ thải kết thúc chu trình công tác, tiếp theo pittông sẽ lặp lại kỳ nạp theo trình tự chu trình công tác động cơ nói trên. Để thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh, xupap xả không đóng tại vị trí ĐCT mà chậm hơn một chút, sau khi pittông qua khỏi ĐCT 170 góc quay trục khuỷu, nghĩa là khi đã bắt đầu kỳ một. Để giảm sức cản cho quá trình nạp, nghĩa là cửa nạp phải được mở dần trong khi pittông đi xuống trong kỳ một, xupap nạp cũng được mở sớm một chút trước khi pittông đến điểm chết trên 170 góc quay trục khuỷu. Như vậy vào cuối kỳ thải và đầu kỳ nạp cả hai xupap nạp và xả đều mở Tìm hiểu về động cơ 2 kỳ Phương pháp dùng nhiên liệu Diesel, chỉ nén không khí sau đó phun trực tiếp nhiên liệu vào khí nén áp xuất cao rất phù hợp cho động cơ 2 kỳ. Các nhà sản xuất động cơ Diesel cỡ lớn hiện nay đang sử dụng phương pháp này để tạo ra các động cơ mạnh mẽ hơn. Hình minh hoạ dưới đây là một động cơ Diesel 2 kỳ điển hình:  Tại điểm chết trên, có 2 hoặc 4 van xả ( Xu páp) luôn mở cùng một lúc. Phun nhiên liệu Diesel vào buồng đốt được thực hiện do kim phun (xem hình mầu vàng). Khi piston di chuyển xuống phía dưới, tương tự như động cơ xăng 2 kỳ, piston hoạt động như một van hút (nạp). Tại điểm chết dưới, piston mở cửa nạp để khí lọt vào. Khí đã bị nén bởi Turbin tăng áp hoặc cụm tăng áp (mầu xanh nhạt). Trục khuỷu được bao bọc bởi dầu nhớt, tương tự như động cơ 4 kỳ. Quy trình của động cơ 2 kỳ Diesel như sau: Khi piston tại điểm chết trên, xi lanh được làm đầy bởi khí nén. Dầu Diesel được phun dạng sương mù vào xi lanh bởi kim phun và ngay lập tức đốt cháy do nhiệt độ cao và áp xuất rất cao bên trong xilanh .Tỷ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15-25. Hệ thống truyền lực. Hệ thống truyền lực tàu thủy được biểu diễn như hình dưới Kêt luận Dầu cho động cơ hàng hải là một trong những loại dầu quan trọng cho công nghiệp nói chung và cho ngành công nghiệp hàng hải nói riêng. Qua bài tiểu luận này chúng em đã có được những kiến thức sơ bộ về dầu hàng hải, cũng như cá tiêu chuẩn đánh giá. Trải qua thời gian nghiên cứu và sự hướng dẫn tận tình của thầy Văn Đình Sơn Thọ, chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận này. Do hạn chế về mặt thời gian và kiến thức nên bài tiểu luận còn có những sai xót, chúng em rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô để bài tập lớn của chúng em hoàn chỉnh hơn.