Phân tích cấu tạo, tính năng kỹ thuật họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC-C22, Chương 15

Để đảm bảo quá trình cháy tốt phải xả hết sản vật cháy của chu trình trước ra khỏi xilanh và nạp đầy khí sạch mới vào. Khối lượng không khí nạp vào xilanh càng nhiều thì lượng nhiên liệu có thể đốt cháy càng lớn, nên công thu được tăng lên. Như vậy chất lượng làm sạch và khối lượng không khí nạp là những yếu tố quyết định công suất phát ra của động cơ. Đối với động cơ 2 kỳ, để đảm bảo chất lượng trao đổi khí sẽ phức tạp hơn hơn động cơ 4 kì....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích cấu tạo, tính năng kỹ thuật họ động cơ Diesel tàu thủy hiệu S70MC-C22, Chương 15 Chương 15: Hệ thống khí nạp và hệ thống khí xả Để đảm bảo quá trình cháy tốt phải xả hết sản vật cháy củachu trình trước ra khỏi xilanh và nạp đầy khí sạch mới vào. Khốilượng không khí nạp vào xilanh càng nhiều thì lượng nhiên liệu cóthể đốt cháy càng lớn, nên công thu được tăng lên. Như vậy chấtlượng làm sạch và khối lượng không khí nạp là những yếu tố quyếtđịnh công suất phát ra của động cơ. Đối với động cơ 2 kỳ, để đảm bảo chất lượng trao đổi khí sẽphức tạp hơn hơn động cơ 4 kì. Xilanh động cơ 4 kì làm sạch sảnvật cháy bằng một hành trình piston. Trong thời gian mở trùng điệpcác xupáp động cơ 4 kỳ có tăng áp diễn ra quá trình quét xilanh.Tổng thời gian nạp, xả khoảng 400- 450 góc quay trục khuỷu. Dođó đảm bảo chất lượng trao đổi khí tốt. Trong khi đó đối với động cơ2 kỳ, các quá trình làm sạch và nạp không khí vào xilanh diễn ra tấtcả khoảng 120-150 góc quay trục khuỷu, chiếm một phần hànhtrình nén. Phần lớn quá trình xả khí diễn ra với quá trình nạp khôngkhí vào xilanh do đó không tránh khỏi hiện tượng tiếp xúc và hoàtrộn một phần sản vật cháy với không khí. Chính vì thế ở động cơ hai kỳ việc sử dụng máy nén là rấtquan trọng, vì quá trình trao đổi khí ở động cơ hai kỳ cần không khínạp có áp suất lớn để đẩy khí cháy rangoài. Họ động cơ S70 MC-C có các cửa quét khí được bố trí theohướng tiếp tuyến, lẹch với bán kính trung bình của xilanh một góc , và hướng lên một góc  tạo chuyển động xoáy lên của dòng khíquét giúp không khí quét gạt hết sản vật cháy ra ngoài làmcho quá trình quét khí được thực hiện triệt để hơn. Kết hợp vớiviệc tăng áp sử dụng phương pháp tăng áp bằng tuabin đẳng áp,đường xả từ xilanh ra có dạng loe (diffusor), xupáp xả được dẫn dẫnđộng bằng thủy lực và được đóng mở có giảm chấn lò xo và xupápđược xoay tròn để tránh kẹt xupáp và các kết cốc bám trên bề mặtlàm việc của xupáp. Chuyển động xoay của xupáp thực hiện được lànhờ lực tác dụng của khí xả lên kết cấu cánh được bố trí ở thânxupáp. Đây là họ động sơ thấp tốc có tỉ số S/D # 4. Do là động cơ haikỳ quét thẳng qua xupáp xả có hành trình S cực lớn kết hợp với việcsử dụng tuabin nén khí nên quá trình quét thải rất sạch do đó hiệusuất của động cơ cao. 2.4.4.1. Hệ thống khí nạp. Họ động cơ S70 MC-C sử dụng phương pháp tăng áp bằngtuabin khí xả cho việc nạp khí, việc nạp khí được thực hiện bằngcác cửa nạp thông qua sự dịch chuyển lên xuống của piston. Mục đích của việc sử dụng tuabin tăng áp: Tăng lượng khí nạp vào xilanh công tác của động cơ trongquá trình nạp, làm cho nhiên liệu phun vào buồng cháy được đốtcháy hoàn toàn hơn làm tăng công suất động cơ. Ưu điểm của phương pháp này là: + Tận dụng được động năng của dòng khí xả. + Tăng công suất động cơ. Nhưng mặt khác nó cũng làm tăng sức cản trên đường khí xả và cấu tạo các hệthống phục vụ cho hệ thống tăng áp phức tạp. 3 2 4 1 5 6 7 Hình 2.40. Hình vẽ sơ đồ tăng áp hệ thống khí nạp. 1. Xilanh 5. Ống góp khí quét 2. Xupáp xả 6. Hộp làm mát khí quét 3. Ống góp khí xả 7. Thiết bị tách nước lẫn trong khí quét. 4. Tuabin-máy nén Nguyên lý làm việc của hệ thống khí nạp: Khí xả từ động cơ qua xupáp xả được dẫn vào ống góp khí xả(3) sau đó nó được dẫn vào máy nén (4) làm quay tuabin máy nénsau đó khí xả thoát ra ngoài qua ống xả. Tuabin-máy nén quay hútkhông khí nén vào qua bộ lọc không khí, sau đó không khí đượcmáy nén đẩy đến hộp làm mát khí quét (6) tại đây không khí quétđược làm mát hạthấp nhiệt độ xuống sau đó được đẩy đến ống góp khí quét rồi vàokhoang khí quét, khi piston dịch chuyển xuống điểm chết dưới khôngkhí được đưa vào buồng đốt. Khi động cơ đã hoạt động bình thường thì lượng khí xả thoátra đủ để dẫn động tuabin quay cung cấp đầy đủ lượng không khí cầnthiết cho quá trình cháy của động cơ tuy nhiên lúc động cơ khởiđộng hoặc làm việc ở các chế độ tải nhỏ hay không tải thì lượng khíxả thoát ra không đủ để lai tuabin cung cấp lượng khí nạp cần thiếtcho động cơ, lúc này phải hỗ trợ khởi động bằng 2 quạt phụ (haiquạt này được dẫn động bằng động cơ điện) hút không khí từ khônggian sau bộ làm mát khí tăng áp, không gian này được nối với ốngdẫn khí tăng áp bằng một van lá, và sau khi áp suất tăng áp tăng lênđạt giá trị cần thiết thì quạt điện này sẽ được tự động cắt. 2 1 3 Hình 2.41. Hình vẽ bố trí quạt phụ. 1. Môtơ điện 3. Thiết bị làm mát khí nạp 2. Quạt đường khí của quạt phụ .….....đường khí của máy nénCác bộ phận chính: Bộ tuabin tăng áp g ...