-1- Chương 18: Hệ thống làm mát gián tiếp Sơ đồ hệ thống làm mát gián tiếp thể hình 4.5 Hình 4.5 Hệ thống làm mát gián tiếp Hệ thống làm mát gồm hai phần riêng biệt  Hệ thống tuần hoàn nước - Trước khởi động phải kiểm tra lại két nước (7) Nếu thiếu nước cần kiểm tra lại xem hệ thống có rị rỉ khơng? Sau chắn bổ sung nước cho két (7), sau tiến hành mở van (8) khởi động động Động hoạt động lai bơm (9) hoạt động Bơm (9) đưa nước vào làm mát xylanh, sau dâng lên làm mát cho nắp xylanh theo đường ống làm mát cho ống xả (13) - 90 - Nước sau làm mát ống xả qua van tự động điều tiết nhiệt độ (15) Khi nhiệt độ nước thấp, van tự mở cho nước qua thẳng bơm (9) không qua bầu làm mát (5) trao đổi nhiệt với nước tàu sau bơm (9) hút lên làm mát cho động - Đường nước đường kín tuần hồn cịn gọi hệ thống làm mát kiểu kín hay kiểu tuần hồn - Sau làm mát cho động cơ, phần nước nóng bốc theo đường ống (16) trở két để bốc giãn nở Vì vậy, làm việc ln ln phải có thùng nước bổ sung từ két (7) xuống đường ống nên két (7) gọi két bổ sung (két giãn nở hay két bốc hơi)  Hệ thống nước tàu Trước khởi động động ta mở van (2) Khi động làm việc, bơm (4) hút nước tàu qua bầu lọc (3) tới bầu làm mát nước (5) để làm mát cho nước ngọt, sau tới bầu làm mát dầu (6) để làm mát cho dầu bôi trơn đổ mạn tàu theo đường ống (18) Bơm (17) bơm hút khô bố trí làm bơm dự phịng bơm (4) hỏng Nhiệt kế (11) (14) dùng để đo nhiệt độ nước trước sau làm mát động Nhiệt kế nước vào gắn vị trí trước nước vào làm mát xylanh nhiệt kế nước gắn nắp xylanh Áp kế (10) dùng để - 91 - đo áp lực nước đường ống Van (2) mở tàu có chở hàng có nguồn nước cạn, nước dơ bẩn, lẫn nhiều rác Van (2’) mở tàu không chở hàng luồng nước sâ u * Ưu nhược điểm hệ thống làm mát gián tiếp + Ưu điểm - Có thể khống chế chất lượng nước làm mát nên chất lượng nước vào làm mát đảm bảo sạch, khả tải nhiệt tốt, chi tiết hạn chế ăn mòn - Hệ thống xảy cố - 92 - - Nhờ khống chế nhiệt độ nước vào nước nên tránh tượng ứng suất nhiệt, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát Thời gian sử dụng nước lâu + Nhược điểm Do sử dụng nước nên phải có két dự trữ, sử dụng nhiều bơm, nhiều đường ống nên hệ thống cồng kềnh, phức tạp, giá thành đắt, động tổn hao công suất phải lai hai bơm * Phạm vi ứng dụng Hệ thống làm mát trực tiếp dùng cho động thuỷ có cơng suất vừa lớn Tóm lại: Động tàu thủy thường dùng hệ thống làm mát nước Hai hình thức thơng dụng hệ thống làm mát trực tiếp hệ thống làm mát kiểu gián tiếp Ngoài hệ thống làm mát cho động diesel tàu thủy người ta thường dùng bơm nước làm mát dẫn động độc lập, việc bố trí cho phép tiếp tục làm mát động động cho ngừng 4.2.2 Đặc điểm cấu tạo, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa phận hệ thống làm mát 4.2.2.1 Bơm nước Nhiệm vụ, yêu cầu a Nhiệm vụ - 93 - Bơm nước có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng áp suất định Lưu lượng bơm nước làm mát tuần hoàn cần cho loại động thay đổi phạm vi:[(68  245) lít/kWh (50  180) lít/Ml.h)] tần suất tuần hồn từ (7 12) lần/ph b Yêu cầu - Bơm tạo đủ lưu lượng cột áp - Bơm nước đạt áp suất u cầu - Bơm nước làm việc khơng có tiếng kêu - 94 - - Bơm nước khơng bị rị chảy nước qua mối ghép khoang đẩy qua ổ làm kín Phân loại Để làm mát cho động diesel tàu thuỷ, người ta dùng loại bơm sau đây: - Bơm piston - Bơm bánh - Bơm ly tâm - Bơm xoáy a Bơm piston  Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm piston đơn giản thể hình 4.6 Hai điểm B1, B2 piston tương ứng với hai điểm C1,C2 tay quay Khi buồng làm việc chứa đầy chất lỏng, tay quay từ vị trí quay theo chiều mũi tên piston di chuyển từ B2 phía trái Thể tích buồng tăng dần, áp suất p giảm bé áp suất bình chứa Do chất lỏng qua van vào buồng làm việc 5, van đẩy đóng Khi piston chuyển động từ B2 đến B1 bơm thực trình hút Khi tay quay tới vị trí C1 (piston tới vị trí B1) q trình hút bơm kết thúc - 95 - Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo bơm piston pittông; xilanh; ống đẩy; van đẩy; buồng làm việc van hút; ống hút; bể hút; tay quay; 10 truyền - 96 - Sau đó, tay quay tiếp tục quay từ C1 đến C2, piston đổi chiều chuyển động từ B1 đến B2 Thể tích buồng làm việc giảm dần, áp suất chất lỏng tăng lên, van hút bị đóng, van đẩy mở, chất lỏng chảy vào ống đẩy Bơm thực trình đẩy Ưu nhược điểm bơm piston Ưu điểm - Có khả hút khơ (tự hút) - Có khả tạo cột áp cao (hàng nghìn mét cột nước) - Làm việc kinh tế phạm vi lưu lượng lớn cột áp cao - Cột áp không phụ thuộc vào lưu lượng hành trình pittơng - Điều chỉnh lưu lượng dễ dàng Nhược điểm - Lưu lượng khơng - Kết cấu cồng kềnh (kích thước khối lượng lớn) - Có mặt hệ thống van nên làm giảm hiệu suất - Tốc độ quay làm việc thấp, truyền động phức tạp - Giá thành cao - Tính kinh tế thấp bơm tác dụng đơn - Nhạy cảm với độ chất lỏng Chú ý: Cần hạn chế tốc độ quay trục bơm Khắc phục chuyển động không ổn định chất lỏng bơm piston cách dùng bơm tác dụng kép b Bơm bánh - 97 -  Sơ đồ cấu tạo bơm bánh thể hình 4.7 Bơm bánh hệ thống làm mát có kết cấu đơn giản, khối lượng nhỏ, kích thước gọn có khả tự hút Tuy nhiên, dùng để bơm nước nước bẩn tàu, bánh bị mòn nhanh phải thay ln Do để tăng tính tin cậy bơm bánh dùng cho hệ thống làm mát người ta không cho chúng ăn khớp tiếp xúc trực tiếp với ( bơm dầu nhờn ) mà trang bị thêm cặp bánh phụ ( bố trí ngồi khoang bơm ), có nhiệm vụ đồng hoá chuyển động quay trục chủ động bị động Ở nhiều bơm, bánh - 98 - bơm chế tạo cao su lưu hoá Trục bánh phía ngồi lắp ổ bi cầu phía – ổ trượt đồng Hình 4.7 Bơm bánh Trên hình trình bày cấu tạo bơm nước kiểu bánh dùng cho động diesel tàu thuỷ kiểu ×13/18 Bơm truyền động từ trục khuỷu nhờ bánh bố trí khoang cacte Bơm nằm ngồi khoang cacte để nước khơng rơi vào dầu bôi trơn Bánh 11 chế tạo tectolit để giảm hao mịn Các bạc lót ổ trượt đồng 3, trục bơm bôi trơn làm mát nước Bơm làm kín đệm tectolit đệm cao su để ngăn dầu từ ổ chảy ngoài, người ta bố trí chắn dầu vành bít khuất khúc bạc vịng 10 Việc sử dụng bánh tectolit vào việc bôi trơn ổ nước làm đơn giản bớt kết cấu truyền động bơm - 99 - c Bơm ly tâm * Sơ đồ cấu tạo bơm ly tâm thể hình 4.8 Trên hình trình bày cấu tạo bơm nước ly tâm động diesel tàu thuỷ 6D25/34, công suất 300 ml, tốc độ quay 500 vòng/ phút Ở đầu trước động có lắp hai bơm vậy, suất bơm 24m3/h - 100 - Hình 4.8 Bơm ly tâm Bơm gồm có vỏ bơm 1, trục 5, bánh cơng tác có mười cánh Bánh cơng tác gắn trục nhờ đai ốc quay với trục ( qua bánh truyền động ) Để làm kín khoang bơm, người ta dùng đệm cao su 8, cụm làm kín kiểu khuất khúc 4, vòng chắn van dùng để tháo nước Bơm ly tâm có cấu tạo đơn giản nhỏ gọn, hiệu suất cao, tuổi bền cao, bố trí để có khả hút chân khơng Nhờ việc loại bỏ cấu khuỷu trục – truyền nên bơm ly tâm làm việc với tốc độ quay cao mà không gây chấn động Ở động diesel có cơng suất tốc độ quay trung bình, bơm thường truyền động từ trục khuỷu qua hệ - 101 - thống truyền động bánh tăng tốc Các động diesel tàu thuỷ cỡ lớn, tốc độ quay chậm, thường dùng bơm dẫn động điện độc lập, có trục bơm thẳng đứng nằm ngang Để cho bơm làm việc theo hai chiều quay, cánh bánh bơm làm theo phương hướng tâm Dùng bơm ly tâm cho hệ thống làm mát kín tuần hồn ( nước ) hợp lý cả, trường hợp không yêu cầu tự hút - 102 - Chiều cao cột nước hút bị giới hạn tượng sinh bọt nước xảy áp suất phần hút bánh làm việc giảm xuống áp suất bão hoà ứng với nhiệt độ cho Người ta thường dùng cho hệ thống làm mát độc lập khả tự hút cao Vỏ bơm có hình dạng xoắn ốc làm cho nước có tốc độ chậm dần ngược lại áp suất tăng dần cuối ngồi Lưu lượng nước liên tục  Sơ đồ nguyên lý hoạt động đơn giản bơm ly tâm Khi bơm làm việc bánh công tác quay, phần tử chất lỏng bánh công tác ảnh hưởng lực ly tâm bị dồn từ ngoài, chuyển động theo máng dẫn vào ống đẩy với áp suất cao hơn, q trình đẩy bơm Đồng thời lối vào bánh công tác tạo nên vùng có chân khơng tác dụng áp suất bình chứa nước lớn áp suất lối vào bơm, chất lỏng bình chứa liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút Đó trình hút bơm Quá trình hút đẩy bơm q trình liên tục, tạo nên dịng chảy liên tục qua bơm bánh công tác; trục bơm; phận dẫn hướng ra; phận dẫn hướng vào; - 103 - ống hút; ống đẩy;  Ưu nhược điểm bơm ly tâm +Ưu điểm - Bơm nhiều loại chất lỏng nước, dầu, nhiên liệu - Có thể bơm chất lỏng bẩn dung dịch đặc - Có khoảng lưu lượng rộng, lưu lượng đều, cột áp ổn định - 104 - - Bơm nối trực tiếp với trục động cao tốc mà tốc không cần giảm - Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, chắn, làm việc tin cậy, khối lượng sửa chữa - Hiệu suất bơm tương đối cao so với loại b ơm khác,  b  (0,75  0,92) - Điều chỉnh đơn giản - Chỉ tiêu kinh tế tốt (giá thành rẻ) + Nhược điểm - Bơm ly tâm khơng có khả tự hút - Khi độ nhớt chất lỏng tăng hiệu suất giảm - Lưu lượng cột áp hàm số nhau, nên ý điều chỉnh Bơm chất làm mát người ta thường dùng bơm loại bơm ly tâm  Quy trình tháo, lắp bơm ly tâm - Quy trình tháo + Trước tháo bơm ta tiến hành làm phía ngồi bơm, tháo đai ốc chặn cánh bơm, với cơng cụ thích hợp ta tiến hành tháo cánh bơm khỏi trục tháo then lắp Cần phải ý bảo vệ trục bơm ta tháo ổ cánh bơm khỏi trục, có đệm kín sứ gắn với cánh bơm, cần thận trọng tránh làm hư hỏng đệm + Lần lượt tháo đệm kín, vịng chặn ổ đỡ, đặt bơm chất làm nguội lên máy ép, đẩy trục ổ đỡ từ phía cánh bơm ngồi - Quy trình lắp Sau tiến hành kiểm tra sửa chữa cần thiết ta tiến - 105 - hành lắp bơm + Lắp phậm bơm theo thứ tự ngược lại với trình tháo Khi lắp ổ đỡ đệm kín vào vị trí, ta dùng ống nối ống lót thích hợp Nếu có hướng dẫn sổ tay kỹ thuật, ta phải dùng mở bôi trơn cho ổ trước lắp vào hộp bơm, sử dụng lớp hợp chất làm kín nước phía đường kính ngồi ổ đỡ trước lắp đặt + Khi ép cánh bơm vào trục, cần giữ cho bề mặt đệm kín chất làm nguội cánh bơm luôn sạch, không dùng chất bôi trơn cho bề mặt - 106 - d Bơm xoáy * Sơ đồ cấu tạo bơm xốy thể hình Hình 4.9 Bơm xốy Bánh cơng tác có cánh hướng tâm rãnh vỏ bơm vây quanh Các rãnh bị ngắt chỗ bố trí ống xả ống xốy Cột nước bơm tạo chênh lệch áp suất bánh rãnh 2, nảy sinh tác dụng quay xoáy nước, làm cho nước chuyển động từ bánh vào rãnh Để khắc phục lực dọc trục, ống làm đối xứng theo hai phía bánh  Ưu nhược điểm - Có khả tự hút - Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, làm việc tin cậy - Khối lượng sửa chữa chi tiết theo định kỳ - 107 - - Cột áp cao lưu lượng nhỏ - Hiệu suất thấp, nhược điểm lớn thuộc chất nguyên lý làm việc bơm xốy, lưu lượng nhỏ, cơng suất tổ hợp nhỏ Cột áp hút không lớn so với bơm ly tâm  ... dùng hệ thống làm mát nước Hai hình thức thơng dụng hệ thống làm mát trực tiếp hệ thống làm mát kiểu gián tiếp Ngoài hệ thống làm mát cho động diesel tàu thủy người ta thường dùng bơm nước làm mát. .. nước làm mát dẫn động độc lập, việc bố trí cho phép tiếp tục làm mát động động cho ngừng 4.2.2 Đặc điểm cấu tạo, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa phận hệ thống làm mát 4.2.2.1 Bơm... Bơm chất làm mát người ta thường dùng bơm loại bơm ly tâm  Quy trình tháo, lắp bơm ly tâm - Quy trình tháo + Trước tháo bơm ta tiến hành làm phía ngồi bơm, tháo đai ốc chặn cánh bơm, với cơng cụ