Đề tài
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG
ÁN BỐ TRÍ TRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ
PHẠM VI ỨNG DỤNG
1
LỜI NÓI ĐẦU
Nếu kết cấu thân tàu được coi là cơ thể thì trang bị động lực được xem như là trái tim của cả
con tàu. Nhờ các trang thiết bị động lực, con tàu mới có thể vận hành, đưa vào hoạt động đem
lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật mong muốn.
Trang bị động lực là môn học không thể thiếu đối với ngành tàu. Nó giúp mỗi sinh viên nắm
bắt được các phương án bố trí, lắp đặt các thiết bị năng lượng tàu một cách hợp lý nhằm đảm
bảo cho con tàu hoạt động an toàn, ổn định . . . đem lại hiệu quả mong muốn.
Trong đó, việc bố trí, lắp đặt hệ truyền động của tàu sao cho đạt hiệu quả cao nhất cũng là một
vấn đề cần chú ý khi lắp đặt, bố trí TBNL.
Được sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Đình Long và sự cố gắng, nỗ lực của bản thân. Hôm
nay, tôi xin trình bày chuyên đề:
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRUYỀN ĐỘNG
VỀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG.
Mỗi loại tàu khác nhau, hoạt động trong phạm vi khác nhau yêu cầu về sử dụng năng lượng
khác nhau. Tùy thuộc vào hình thức sử dụng năng lượng cũng như yêu cầu về tính cơ động
cũng như hiệu quả truyền động mà trên các tàu có các cách bố trí hệ truyền động khác nhau.
Việc bố trí hệ truyền động hợp lý không chỉ đảm bảo các tính năng hàng hải của tàu mà còn
đem lại hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật, thuận tiện trong công tác chăm sóc, bảo quản . . .
2
Trong quá trình học tập, nghiên cứu, tôi đã biết được các phương án bố trí truyền động như
sau:
3
GGGĐ
C
GGGĐ
KNM
GĐHSĐ
C
GĐTHĐCGTĐ
C
DDĐMP
C
CV
ĐB
CVB
B
ĐCĐCC
DDĐCC
ĐCĐCC
ĐCC
ĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
ĐCĐCC
GG1
22
2
11
14
ĐCTHĐCGTĐC
ĐCTBĐDGX
ĐKKNM
GĐC
TT THĐCGT
ĐCĐCĐ
BBBTL
ĐTTHĐCGT
ĐCĐCĐ
HHHSG
ĐDĐCĐ
ĐCĐMPC
Đ MP
ĐCTHLĐ
ĐCHS
ĐCC: Động cơ diesle chính
GĐC: Gối đỡ chặn
CVĐB: Chân vịt định bước
KNM: Khớp nối mềm (đàn hồi)
CVBB: Chân vịt biến bước
LHĐC: Ly hợp đảo chiều
THĐCGT: Tổ hợp động cơ diesle
– Hộp giảm tốc.
HS: Hộp số
HSG: Hộp số góc
TBĐDGX: Thiết bị đẩy, duỗi,
gập xoay được
THĐCGTĐC: Tổ hợp động cơ
diesle – hộp số đảo chiều
HSĐC: Hộp số đảo chiều
không đảo chiều)
10 Truyền động thủy lực bới biến tốc thủy lực và khớp nối thủy lực
11 Truyền động thủy lực thể tích với bơm cấp có lưu lượng thay đổi và động cơ thủy lực
lưu lượng không đổi.
12 Truyền động thủy lực thể tích với tổ hợp lái, đẩy
13 Truyền động điện với dòng một chiều và xoay chiều kiểu tách công suất
14 Truyền động phối hợp với động cơ diesel chính và động cơ điện tăng tốc.
Mỗi phương án truyền động có mỗi ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng cho từng loại cụ thể
riêng.
Phương án 1.
Sử dụng phương án truyền động cơ khí trực tiếp với chân vịt định bước.
Việc sử dụng hệ truyền động cơ khí trực tiếp nên hệ truyền động có một số ưu điểm sau:
- Hiệu suất truyền động cao. Không sử dụng hộp giảm tốc nên truyền động không bị phí tổn
năng lượng do ma sát của hộp giảm tốc, mômen được truyền trực tiếp từ động cơ đến chân
vịt nên đem lại hiệu suất truyền động cao.
- Suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ thấp. Bộ truyền có hiệu suất cao, tổn thất năng lượng ít
làm cho hiệu quả sử dụng năng lượng cao.
4
- Hiệu suất chân vịt cao khi tàu hoạt động ở chế độ khai thác định mức. Việc sử dụng hệ
truyền động cơ khí trực tiếp nên tốc độ quay chân vịt bằng tốc độ quay của động cơ. Khi
thiết kế bộ truyền, người thiết kế đã tính chọn động cơ có tốc độ quay gần bằng với tốc độ
quay tối ưu của chân vịt nên chân vịt đạt hiệu suất cao khi khai thác ở chế độ định mức.
- Hệ động lực đơn giản, làm việc chắc chắn, tin cậy, tuổi thọ cao, làm việc ít chấn động. Hệ
động lực đơn giản ở chỗ không sử dụng hộp giảm tốc, giảm bớt sự cồng kềnh choáng chỗ
của hộp số. Càng ít các chi tiết làm việc nên hệ trục làm việc chắc chắn, tin cậy, giảm chấn
động.
Bên cạnh một số ưu điểm trên, vì là bộ truyền trực tiếp, số lượng chi tiết làm việc không nhiều
nên yêu cầu động cơ và các chi tiết có kích thước và khối lượng. Tính cơ động kém linh hoạt. Ít
phù hợp với tàu có nhiều chế độ khai thác.
Hệ truyền động sử dụng gối đỡ chặn giảm áp lực dọc trục cho trục động cơ. Gối đỡ chặn nhận
an toàn. Ly hợp đảo chiều có thể đóng mở bằng tay, thủy lực, khí nén. Với kích thước nhỏ gọn,
nhưng làm việc hiệu quả, tin cậy, loại truyền động này được sử dụng trên các tàu yêu cầu khả
năng cơ động cao như tàu kéo tàu đánh cá.
Phương án 5
Dạng truyền động gián tiếp sử dụng tổ hợp động cơ diesel – hộp giảm tốc để thay đổi tốc độ
quay của động cơ.
Nhược điểm chính của dạng truyền động này là sử dụng hộp số bánh răng nên kích thước lớn
và giá thành cao đối với các động cơ công suất lớn, tỉ số truyền bị hạn chế, hệ trục dài, hiệu
suất của bộ truyền thấp hơn so với truyền động trực tiếp do tổn thất trên bộ truyền.
Là dạng truyền động gián tiếp, có thể khắc phục được các nhược điểm của hệ truyền trực tiếp.
Đó là có thể sử dụng động cơ cao tốc (có kích thước và trọng lượng nhỏ), giảm đáng kể kích
thước và trọng lượng của hệ truyền động; bên cạnh đó có thể kết hợp với bộ giảm tốc nhiều cấp
tỉ số truyền để thu được nhiều chế độ vòng quay của chân vịt. Một ưu điểm nổi bậc của dạng
truyền động gián tiếp này là có thể làm tăng hiệu suất khi tải ngoài thay đổi.
Đây là dạng truyền động được sử dụng trên các tàu vừa và nhỏ.
6
Phương án 6
Sử dụng hộp số góc là đặc điểm chú ý nhất của hệ truyền động gián tiếp này. Việc bố trí nhiều
trang thiết bị phía mũi làm tàu mất cân bằng. Để tạo sự cân bằng, người ta bố trí máy chính về
phía đuôi và sử dụng hộp số góc đổi phương truyền động.
Ưu điểm của phương án này là tạo đối trọng khắc phục hiện tượng chúi mũi.
Nhược điểm của phương án này là khó khăn trong việc chế tạo hộp số góc, chiếm thể tích rất
lớn do hệ trục bố trí gấp khúc, hệ trục nhiều chi tiết, khó khăn trong việc bảo dưỡng kiểm tra.
Loại truyền động này ít được sử dụng, chỉ sử dụng trên 1 số tàu chuyên dùng, các loại tàu hàng,
tàu cá, tàu khách không sử dụng loại truyền động này.
Phương án 7
Phương án truyền động gián tiếp thông qua tổ hợp động cơ diesel – hộp giảm tốc ra 2 chân vịt.
Ưu điểm của phương án này là tách công suất truyền ra 2 chân vịt phục vụ cho nhu cầu cơ
động, quay trở của tàu, hiệu suất truyền động cao.
Nhược điểm của hệ truyền động là tốn kém chi phí chế tạo, lắp đặt, bảo dưỡng cho 2 hệ trục
Vì các đặc điểm trên, dạng truyền động này rất phù hợp cho tàu kéo, tàu phá băng.
Phương án 11
Sử dụng động cơ thủy lực làm trung gian truyền động từ động cơ diesel chính đến chân vịt.
8
Ưu điểm của hệ truyền động là kích thước nhỏ gọn, dễ bố trí, động cơ thủy lực làm việc êm,
hiệu quả, hệ trục ngắn; tránh quá tải của động cơ; tránh quá tải cho động cơ; thuận tiện cho
điều khiển từ xa và tự động hóa
Truyền động thông qua động cơ thủy lực nên vị trí đặt động cơ chính không cần phải khắc khe.
Có thể bố trí ở vị trí thuận tiện cho các thao tác vận hành, sửa chữa.
Được sử dụng truyền động cho các tàu vừa và nhỏ.
Phương án 12
Hệ truyền động sử dụng động cơ thủy lực làm trung gian cấp năng lượng cho thiết bị lái đẩy.
Ưu điểm của hệ truyền động này là gọn nhẹ, hệ trục ngắn gọn. Sử dụng thiết bị lái đẩy nên
không cần hệ thống bánh lái, cơ động cao, chất lượng động cơ tốt, không gây ồn, rung động.
Nhược điểm cơ bản là hiệu suất thấp.
Hệ truyền động này được sử dụng trên các tàu cần tính cơ động cao như tàu kéo, tàu cá.
Phương án 13
Phương án truyền động này có ưu điểm là không cần hệ trục dài. Tính cơ động cao, dễ dàng
trong việc tự động hóa; tính linh hoạt và khả năng dự trữ lớn. Hai động cơ điện có thể đặt gần
chân vịt. Nếu là truyền động điện 1 chiều thì có khả năng thay đổi tỉ số truyền vô cấp.
Nhược điểm của hệ truyền động là phức tạp, hiệu suất thấp, giá thành cao, yêu cầu về trang bị
kỹ thuật và giá thành cao. Nếu là đồng cơ điện xoay chiều thì khó thay đổi tỉ số truyền và chất
lượng động cơ thấp.
Được trang bị trên các tàu cần tính cơ động cao như tàu cá, tàu kéo, tàu phá băng. . .
Phương án 14
Hệ truyền động sử dụng động cơ diesel và động cơ điện tăng tốc.
Ưu điểm của phương án này là sử dụng thêm động có điện, tăng tốc cho hoạt động quay của
chân vịt.
9
Nhược điểm của hệ truyền là tính phức tạp của hệ thống. Hệ thống cồng kềnh, chiếm diện tích.