THƯ VIỆN
DẠI HỌC THU‫ ؟‬SẢN

M

٠

‫ ا‬N THẾ SAN (Biên s ạn) - Đỗ DŨNG (Hiệu dinh)
KHOA CO KHÍ ĐỘNG L ự c

NG DẠI HỌC Sư PHẠM kY

thuật

TP.

hổ

CHÍ MINH

623.8
T r 121 S

.
C H Ữ H -B riũ TR Í

Hệlkếũạdim


TRAN TH Ế SAN — ĐỖ DŨNG
Khoa Co Khi Dộng Lực Trường Dại Học

N

+ Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel trên tàu thuyền.
+ Các quy trình bảo trì thường xuyên và bảo trì dự phòng động cơ diesel.
+ Các kỹ thuật xử lý sự cố phát sinh trong quá trình sử dụng động cơ
diesel.
+ Các quy trình sửa chữa động cơ diesel.
+ Hệ thống điện, nguyên lý vận hành, kiểm tra và các quy trình xử lý sự
cố mạng điện. ٠
Bảo trì thường xuyên và bảo trì dự phòng là biện pháp tốt nhất bảo
đảm cho các chuyến đi biển dài ngày, giúp bạn giảm chi phí, kéo dài tuổi
thọ các trang thiết bị trên tàu thuyền. Cuốn sách cung cấp nhiều bản vẽ,
hình ảnh, sơ đồ minh họa, các quy trình thực hiện theo từng bước, được
trình bày có hệ thống, rõ ràng, dễ hiểu, sẽ là bạn đồng hành tốt với những
người đi biển.
Cuốn sách còn rất có ích cho các bạn học viên đang theo học các lớp
máy tàu, các thầy cô giáo dạy nghề, và mọi người có liên quan đến nghề
sông biển.


(Lliui

'ơ n ^

1

NGUYEN LÝ VÂN HÀNH ĐỘNG
Trong các tài liệu kỹ thuật, động cơ
Diesel thường được gọi là động cơ cháy
bằng quá trình nén (CI), còn động cơ xăng

trình (điểm chết dưới, TDD) và phần thể
tích cylinder khi piston ở đầu hành trình
(điểm chết trên, ĐCT) (Hình 1.2)
Hầu hết các động cơ diesel đều có tỷ
số nén trong khoảng 16:1 đến 23:1. Giá
trị này cao hơn nhiều so với tỷ số nén của
động cơ xăng, tỷ số nén của động cơ xăng
trong khoảng 7:1 đến 10:1. Tỷ số nén thấp
của động cơ xăng tạo ra áp suất và nhiệt
độ trong cylinder thấp hơn, do đó quá trình

1. 1)

Để nhận được nhiệt độ đủ cao bảo đảm
sự cháy cho nhiên liệu diesel, không khí
thường được nén đến tỷ lệ tối thiếu là
14:1, nghĩa là thể tích ban đầu là 14 phần,
sau đó nén thể tích không khí chỉ còn 1
phần. Điều này được gọi là tỷ số nén. Tỷ
số nén được hiểu là tỷ số giữa phần thể

F7
١٠f

Tỉ số nén là tỉ
sô’ thể tích ‘A’
trên thể tích

Nhiên liệu diesel cháy ở khoảng 750.F
(400.0; do đó nhiên liệu được phun vào

Dãn nở và làm nguộỉ

Nói chung, khi nén chất khi sẽ tăng
nén không đạt dến nhiệt độ tự cháy của nhiệt độ, khi giảm áp suất, chất khi sẽ
xăng, hỗn hợp nhiên liệu/không khí phải giảm nhiệt độ. Biều này là do chất khi
được đánh lửa bằng nguồn riêng - bougie dãn nở và tăng thể tích. Áp suất càng
(do đó động cơ xăng được gọi là động cơ thấp, nhiệt độ càng giảm.
đánh lửa)

Chuyển nhiệt năng thành cơ năng
Các định luật về chất khí cho biết khi
chất khí bị nén, nhiệt độ sẽ tăng và ngược
lại khi chất khí được cấp nhiệt trong buồng
kín, áp suất sẽ tăng. Các định luật này
được ứng dụng cho động cơ đốt trong.
Không khí được đưa vào cylinder và
được nén do chuyển động của piston, nhiệt
độ tăng lên. Nhiên liệu được đưa vào cylinder và bốc cháy. Sự cháy nhiên liệu làm
cho nhiệt độ tăng nhanh, do đó làm tăng
áp suất khí. Áp suất tăng làm cho piston
chuyển động xuống dưới, quá trình này
được gọi là thì nén. Động cơ chuyển nhiệt
năng phát sinh trong quá trình cháy nhiên
liệu thành cơ năng, vì thế động cơ đốt
trong đôi khi còn được gọi là động cơ nhiệt.
Có thể tính toán nhiệt lượng của nhiên
liệu bằng cách đo nhiệt trị do một đơn vị
nhiên liệu (lít, gallon...) phát ra khi cháy.
Công suất (mã lực) của động cơ có thể được
tính theo đơn vị nhiệt lượng (một mã lực

lớn. Ví dụ, trong động cơ với tỷ số nén
22:1, khí cháy sẽ dãn nở đến thể tích gấp
22 lần buồng đốt. Động cơ tỷ số nén 7:1,
độ dãn nở là 7.
Động cơ diesel có tỷ số nén cao, có
khả năng chuyển đổi nhiệt khí cháy thành
cơ năng tốt hơn động cơ xăng, do đó có
hiệu suất nhiệt cao hơn.

Động cơ xăng
Có thể phát sinh câu hỏi, tại sao không
tăng tỷ số nén trong động cơ đốt trong để
tăng hiệu suất nhiệt?
Động cơ xăng nhận nhiên liệu và không
khí trước khi nén, thông qua bộ chế hòa
khí hoặc hệ thống phun, đưa vào bộ góp
nạp (thay vì cylinder). Còn động cơ diesel,
nhiên liệu phun sau khi nén không khí.
Sự tăng tỷ số nén cho động cơ xăng sẽ
làm tăng nhiệt độ nén vượt quá điểm cháy
của xăng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu/
không khí cháy sớm hơn thời điểm tối ưu,
điều này gây hư hại động cơ, và không
thể điều khiển quá trình cháy. Để tránh
sự cháy sớm, tỷ số nén của động cơ xăng
phải đủ thấp và hỗn hợp nhiên liệu/không
khí được đánh lửa vào thời điểm thích
hợp, do đó cần có hệ thống đánh lửa riêng.
Đôi khi động cơ xăng bị quá nhiệt đủ
để hỗn hợp nhiên liệu/không khí cháy

được tải và tỷ số nén cao, động cơ diesel
được chế tạo với độ chính xác cao. Kết cấu
lớn và độ chính xác cao làm tăng giá thành
và trọng lượng của động cơ diesel so với
động cơ xăng có cùng công suất. Nói chung,
khi tăng công suất, trọng lượng động cơ
diesel tăng nhanh.

Các kiểu động cơ diesel
Động cơ diesel có thể vận hành theo
chu trình 4 thì hoặc chu trình 2 thì. Giữa
hai chu trình này có các khác biệt rõ rệt.
Động cơ 4 thì
1. Piston ở đỉnh cylinder, valve mở khi
piston đi xuống. Khi piston đến ĐCD
(điểm chết dưới), valve nạp đóng để
giữ không khí bên trong cylinder (Hình
1.5) chuyển động của piston từ ĐCT
(điểm chết trên) đến ĐCD được gọi là
thì. Đây là 1 trong 4 thì của động cơ 4
thì, được gọi là thì nạp hoặc thì hút.
2. Piston đi lên ĐCT và nén không khí,
áp suất trong không khí tăng đến 450700 psi (trong động cơ xăng áp suất
chỉ khoảng 80-150 psi) và nhiệt độ
không dưới 1000.F (540.C). Đây là thì
nén.
3. Nhiên liệu được đưa vào cylinder
(buồng đốt) thông qua bộ phun nhiên
liệu và đốt cháy. Nhiệt độ tăng nhanh


thì xả.
ở cuối thì xả, valve xả đóng, valve
nạp mở, đưa không khí vào cylinder
khi piston đi xuống, chu trình lặp lại.

1. Piston ở đỉnh cylinder trong thì nén.
Phần buồng đôt của cylinder chứa
không khí bị nén với áp suất và nhiệt
độ cao. Dầu diesel được phun vào và
bốc cháy. Piston bắt đầu đi xuống và
sinh công. Khi piston đi xuống, áp suất
và nhiệt độ trong cylinder giảm. Khi
piston đến gần cuối thì sinh công, valve
xả mở, khí cháy ra khỏi cylinder (Hình
1.6), hoàn toàn tương tự động cơ 4 thì.
Khi piston tiếp tục đi xuống, để lộ
các lỗ, còn gọi là các cổng, ở vách cyl­
inder. Bộ turbocharger thổi không khí
nén thông qua các lỗ này, đẩy phần
khí cháy còn lại ra ngoài và đưa không
khí mới vào cylinder. Piston đến ĐCD
và bắt đầu đi lên, valve xả đóng lại.
2. Khi piston đi lên, sẽ chắn các cổng
nạp không khí, giữ không khí trong
cylinder, và nén không khí đó. Khi
piston đến đỉnh cylinder, nhiên liệu
được phun vào và đốt cháy, chu trình
lặp lại. Động cơ thực hiện hai thì thay
vì bốn như động cơ 4 thì.


der có các cam tiếp xúc trực tiếp với cò
mổ được gọi là trục cam phía trèn. Số khác
được lắp trong block máy, tác động gián
tiếp đến cò mổ thông qua thanh đẩy.

Bộ phận phun
Thanh dẩy

Ống dẫn
hướng,va!٧e
Bạc ^ston
Chốt piston

Ổ dỡ chinh

Các valve và thời chuẩn
Sự vận hành hiệu quả động cơ 2 thì và
4 thì đòi hỏi phối hợp chính xác chuyển
động của piston với các thời điểm mở và
đóng valve, và thời điểm phun nhiên liệu.

‫ ﺃ‬0 ‫ﺍﻵ‬0 \‫\ﺓﻝ‬١‫ﺟﻞ‬

hanh truyền
dỡ dắu tay quay
Nắp thanh truyền

Cam
Trục cam


cho bánh răng trục cam quay với tốc độ
bánh răng trục khuỷu, các valve lần lượt
mở và đóng theo từng vòng bằng một nửa
vòng quay của động cơ.
Động cơ 2 thì chỉ có các valve xả. Valve
xả mở mỗi khi piston đi xuống, do đó bánh
răng trục cam có cùng kích thước với bánh
răng trục khuỷu. Hai trục này quay cùng
tốc độ, các valve mở và đóng trong từng
vòng quay động cơ،
Bằng cách xác lập các bánh răng trục
cam và trục khuỷu theo các quan hệ khác
nhau, có thể đóng mở các valve ở vị trí
bất kỳ của hành trình piston. Sự chính
xác bảo đảm hiệu suất tối ưu cho động cơ.
Sự thời chuẩn phun nhiên liệu được
xác lập theo phương pháp tương tự. Bánh
răng lắp ở đầu trục truyền động bơm phun
nhiên liệu được dẫn động bằng trục khuỷu
12

thông qua bánh răng trung gian, đai. hoặc
xích. Sự thay đổi quan hệ các bánh răng
này cho phép phun nhiên liệu ở vi trí bất
kỳ của hành trình piston. Do sự phun xảy
ra theo từng cặp vòng quay trên động cơ 4
thì, bánh răng truyền động bơm có kích
thước gấp đôi bánh răng trên trục khuỷu,
bơm quay theo một nửa tốc độ dộng cơ.
Trên động cơ 2 thì, các bánh răng có cùng

Khi động cơ bị mòn, các ống dấn valve
được ép ra ngoài và thay mới. Cíc động
cơ chất lượng cao có mặt tựa valvỉ có thể
thay thế dễ dàng. Một tựa valve là phần
valve tiếp xúc để làm kín buồng ĩốt. Gia
công lại mặt tựa valve, thay các ong dẫn
valve, lắp các valve mới sẽ giúp dộng cơ
trở lại trạng thái gần như mới.


Lò xo valve.
Valve

Mặt tựa van
Đầu cylinde
Đệm kín đẩu cylinder

Block máy (thẳng hàng) —

Ống lót cylinder

Trục khuỷu

Block máy (V-8)

Nắp thanh
truyền

Ống lót cylinder kiểu “ướt


Chốt piston "
Bộ trao đổi nhiệt

Bơm phun nhiên
liệu kiểu “co giặt"

Thanh truyen.^
Ổ đỡ đầu tay quay

Bộ lọc dầu.

Hình 1.12 Tiết diện động cơ diesel

Nắp ổ đỡ chính

Bơm dầu


(slu íơ in

ẹ

2
CÁC CHI TIẾT VẬN HÀNH

PHẦN II: CUNG CẤP KHÔNG KHÍ
Động cơ diesel sinh công cơ học bằng
cách đốt nhiên liệu. Động cơ đốt cháy càng
nhiều nhiên liệu, nhiệt phát sinh càng
lớn, công suất càng cao. Sự tăng tỷ số công

lượng (21% theo thể tích); phần còn lại
chủ yếu là nitơ cộng với vài loại khí khác
không tham gia vào quá trình cháy.
Để cháy hết 1 pound nhiên liệu diesel
cần khoảng 3 1/3 pound oxy. Do không
khí chỉ chứa 23% oxi theo trọng lượng, để
cháy 1 gallon nhiên liệu diesel ở áp suất
khí quyển cần 1500 feet khối không khí
có nhiệt độ 60٥F. Khả năng đưa đủ không
khí vào động cơ để cháy toàn bộ nhiên
liệu là yếu tố giới hạn lượng nhiên liệu
động cơ có thể đốt cháy.

Hiệu suât thể tích
Các kỹ sư liên tục cải tiến để tránh
cản trở dòng không khí đi vào động cơ.
Các bộ lọc không khí được chế tạo lớn
đến mức tối đa có thể được. Các bộ góp
nạp được chế tạo sao cho không khí đi
vào bị cản trở ít nhất (ma sát thấp nhất).
Các valve được chế tạo lớn tối đa trong
đầu cylinder (trên động cơ diesel 2 thì các
cổng nạp có diện tích lớn nhất có thể đạt
được). Các tổn thất không thể tránh do
ma sát trong các đường dẫn khí (kể cả
khí xả) được gọi là tổn thất bơm.
Mức độ động cơ điền đầy không khí
trong các cylinder được gọi là hiệu suất
thể tích. Piston chuyển động từ đầu đến
cuối hành trình chiếm thể tích xác định,

trong thOi gian ngắn. Dể tận dụng diều
này, valve nạp dược xác lập dể dOng lại
sau khi piston bắt dầu thi nén.
Điểm chết trên
١١٥٠

٠

Bẳtdẩu
quá trinh
phun

ISO

‫؛‬،:٠٠

—

Khoẳng chồng
chập valve

ế

Valve nạp dược xác lập dể mở ngay
trước khi piston dạt dến DCT ở thi xả,
trước khi valve xả hoàn toàn dOng kin.
Diều này dược gọi la khoảng chồng chập
valve, hai valve cUng mở trong thời điểm
dó, bảo dảm valve nạp mở rộng vào thOi
điểm piston bắt dầu thi nạp, hUt không


١١1‫ ﺓ‬٢‫ﻑ\؟‬،\# n é n

cuadau^#
Vổ lurblne

Valve xả
mỏ

Bánh đá
;máy nén

Bánh xe
turbine

ệ i ‫ ؛‬khí
sạch

Phần này không hiển thị
sự chồng Chập valve do
các valve mở vào các thi
khác nhau
Dầu
trở về
Điểm chếtdưởi

UgõNào١0r\٠xà
\
Hình 2.1. Thờỉ chuẩn âộng cơ 4 th١١


cơ chưa có khí xả để quay bộ turbocharger,
cần phải có quạt được được truyền động
bằng cơ học (bộ supercharger) để bơm
không khí vào cylinder (Hình 2.3)
Hiệu suất đưa không khí vào động cơ
2 thì được gọi là hiệu suất quét khí, tương
tự khái niệm hiệu suất thể tích của động
cơ 4 thì. Nếu không khí nạp đẩy toàn bộ
khí xả ra ngoài và điền đầy không khí
vào cylinder ở áp suất khí quyển, động cơ
có hiệu suất quét 100%.

Bộ làm nguội trung gian và
làm nguội sau
Không khí được nén từ bộ turbocharger
hoặc supercharger sẽ nóng lên. Do không

khí nóng dãn nở, sẽ chứa ít oxy hơn trong
một đơn vị thể tích. Để giải quyết tổn
thất hiệu suất do sự tăng nhiệt độ, không
khí phải được làm nguội. Hầu hết các dộng
cơ có trang bị turbocharger hoặc super­
charger đều có bộ trao đổi nhiệt, được gọi
là bộ làm nguội trung gian, hoặc làm nguội
sau, lắp trong bộ góp nạp giữa bộ super­
charger hoặc turbocharger và block động
cơ. (Bộ làm nguội trung gian được lắp giữa
turbocharger và supercharger, còn bộ làm
nguội sau được lắp giữa turbocharger hoặc
supercharger và block động cơ). Nước làm

Khi nhiên liệu diesel được phun vào'
cylinder chứa không khí nén với áp suất
và nhiệt độ cao, nhiên liệu không nổ mà
tự bốc cháy. Sự cháy tương đối chậm của
nhiên liệu diesel làm cho áp suất và nhiệt
17


độ trong cylinder tăng cao hơn so với xăng,
tác dụng lực đều hơn trên piston. Đây là
ưu điểm so với xăng, do đó, động cơ diesel
có moment quay ổn định hơn, đặc biệt ở
các tốc độ thấp.

phun nhiên liệu, cỡ hạt nhiên liệu, và sự
cuộn xoáy không khí bên trong cylinder.

Tầm quan trọng của sự cuộn xoáy

Dạng phun nhiên liệu được xác định
bằng kích cỡ và hình dạng lỗ phun trong
bộ phun, gồm 2 kiểu cơ bản:

Vào thời điểm phun áp suất trong cyl­
inder có thể đạt đến 700 psi, nhiệt độ
đến 1000.F (540.C). Bộ phun phun nhiên
liệu vào không khí nén dưới dạng một hoặc
nhiều dòng hạt (nhiên liệu) rất nhỏ. Chỉ
khoảng hơn 20% không khí là oxi. Khi
hạt nhiên liệu gặp phân tử oxi, sẽ tự bốc


Nhiều lỗ
(kiểu ống ngắn)

/■ ٠٠ ^
Nhiều lỗ
(kiểu ống dài)

Hình 2.5. Các kiểu đầu phun nhiên liệu.

• Đầu phun kiểu kim phun nhiên liệu có
dạng hình nón từ lỗ tâm tỏa ra xung
quanh. Kiểu này không thể phun sương
nhiên liệu với cùng cấp độ như đầu
phun kiểu lỗ. Thay đổi góc thoát sẽ
thu hẹp hoặc mở١fộng góc côn.
Ngoài ra còn có các loại đầu phun lai
ghép giữa hai kiểu nêu trên, chẳng hạn
loại Lucas CAV Pintaux có kim phun và
lỗ phụ.

/

\

Vùng ít phân tử oxi khả dụng

Hình 2.4. Sử dụng oxy.

8

điểm chết trên. Thể tích này còn có thể
tính thêm phần cong ở mặt piston hoặc
đầu cylinder (Hình 2.6). Đây là kiểu buồng
đốt đơn giản nhất và có nhiều ưu điểm.
Diện tích bề mặt, tương đối so với thể
tích buồng đốt, nhỏ hơn so với mọi kiểu
buồng đốt khác. Điều này có nghĩa là tổn
thất nhiệt qua các bề mặt động cơ thấp
hơn, do đó, hiệu suất nhiệt cao hơn. Buồng
đốt này còn cho phép khởi động dễ hơn,
do nhiệt ở thì nén bị tổn thất ít hơn trong
khi động cơ còn nguội. Đặc tính này cho
phép tỷ số nén thấp hơn sơ với các kiểu
buồng đốt khác (thường là 16:1 so với 20:1
hoặc cao hơn), do đó giảm ứng suất tác
dụng lên động cơ và làm tăng tuổi thọ
động cơ.
Trong các kiểu buồng đốt khác, một
phần không khí được đẩy vào và ra thông
qua các lỗ nhỏ, thường được gọi là công
được thực hiện bằng không khí. Quá trình
này luôn luôn phát sinh ma sát, tiêu thụ
năng lượng và góp phần vào sự tổn thất

áp suất nén. Trong tất cả các thiết kế
buồng đốt loại trực tiếp có công thực hiện
bằng không khí thấp nhất, nhưng cũng
còn vài nhược điểm.
Buồng đốt trực tiếp tạo ra sự cuộn xoáy
thấp hơn mọi kiểu buồng đốt khác, do đó

để hỗ trợ sự khởi động nguội (Hình 2.8)

Các động cơ với buồng đốt trực tiếp
hầu như chỉ sử dụng đầu phun nhiên liệu
kiểu lỗ, tạo ra các hạt nhiên liệu nhỏ hơn
đầu phun kiểu kim, nhằm tăng cường quá
trình cháy.
Buồng đốt trước. Các nhà chê tạo
thường dùng các buồng đốt trước riêng rẽ
ở đầu cylinder. Các buồng đốt này chiếm
khoảng 25 - 40% tổng thể tích nén của
cylinder. Khi nhiên liệu được phun vào
buồng đốt trước và bắt đầu cháy, làm cho
nhiệt độ và áp suất lớn hơn so với trong
buồng đốt chính. Điều này buộc sự cân
bằng chưa cháy của hỗn hợp không khí nhiên liệu phải đi qua lỗ tương dối nhỏ
của buồng đốt trước để vào buồng đốt
chính, làm tăng mức độ cuộn xoáy và hòa
trộn nhiên liệu với không khí.

B uồng xoáy. Buồng xoáy tương tự
buồng đốt nhưng có thể tích gần bằng
buồng đốt chính. Độ cuộn xoáy rất cao tác
động lên không khí nạp khi đi vào buồng
xoáy. Bộ phun kim phun nhiên liệu và
khối không khí cuộn xoáy, quá trình cháy
xảy ra tốt hơn nhưng tổn thất do không
khí cũng cao hơn. Hiệu suất nhiệt bị giảm
nhiều do đó cần có tỷ số nén cao và các
thanh nhiệt để khởi động nguội.

đầu cylinder

Buồng đốt chính

Block máy
Piston
Ống lót cyllnder ướt

Hình 2.8. Tiết diện cylinder có buồng đốt trước.
20


với đáu phun, nhiên liệu được phun qua
đĩnh piston đi vào buồng không khí.

nhẹ hơn và mạnh hơn với các cải tiến
trong hệ thống phun nhiên liệu.

Dù có nhiều kiểu buồng đốt và đầu phun
được sử dụng, nhiên liệu vẫn không thể
hòa trộn và cháy hết 100%. Vì lý do này,
động cơ diesel được thiết kế để nạp không
khí nhiều hơn so với yêu cầu cháy của
lượng nhiên liệu tương ứng. Sự cháy càng
hoàn hảo, hiệu suất nhiên liệu càng tăng
và ô nhiễm càng giảm. Sự hòa trộn nhiên
liệu và không khí càng đều, lượng không
khí dư càng thấp, do đó công suất động cơ
càng tăng.


Đây chỉ là một trong các khả năng,
minh họa sự cần thiết về các kiến thức
động cơ khi bạn chẩn đoán sự cố và tìm
biện pháp giải quyết.

Mỗi thì piston chạy với tốc độ này chỉ
với 1/100 giây. Trong thời gian rất ngắn
đó, hệ thông phun phải khởi động quá
trình phun, duy trì chế độ phun ổn định,
và dừng chính xác. Nếu phun quá nhanh,
sự cháy sẽ tăng tốc, làm tăng nhiệt độ và
áp suất trong cylinder, động cơ sẽ có tiếng
gõ lớn. Nếu phun quá chậm, sự cháy bị
trễ, làm giảm công suất, nhiên liệu cháy
không hết, gây ra khói đen và ô nhiễm.
Nhiên liệu phải được phun sương đều,
không làm nghẹt đầu phun, kể cả trước
và sau xung phun.
Điểm bắt đầu phun thực tế phải được
thời chuẩn với độ chính xác đến 0.00006
giây. Cuối cùng, các cylinder phải nhận
được lượng nhiên liệu như nhau và ổn định
trong từng vòng quay để giảm rung động
và tránh tải không đều giữa các cylinder,
sao cho không bị quá nhiệt cục bộ và pis­
ton không bị biến dạng.
Các yếu tố nêu trên cho thấy hệ thống
phun nhiên liệu động cơ diesel là phần kỹ
thuật có độ chính xác rất cao, cần xử lý
một cách cẩn thận và tỉ mỉ.


tràn vê
thùng
chứa
Bơm phân phối

Cam

Trục cam

Thanh điề u khiển

Hình 2.10. Sự bô' trí các piston và cyliinder bơm
trong hệ thống bơm nâng thẳng hàng.

Chảy r
tràrvve
thúng
chứa
Bơm nâng da cấp

Bộ ỉọc
sơ bộ

Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm
nâng và bơm ụhân phối,

trong cylinder bơm thông qua trục
cam. ở cuối thì piston, nhiên liệu đi vào
cylinder bơm. Khi piston đi lên sẽ đẩy

động cơ

Mỗi cylinder có một bơm riêng, tất cả
các bơm nâng đều được đặt chung trong
một hộp và được truyền động bằng trục
cam, mỗi cam một bơm. Kiểu bế trí này
được gọi là dây bơm nâng thẳng hàng
(HÌnh 2.12)
Để động cơ vận hành ổn định, từng
bơm phải cung cấp cùng lượng nhiên liệu
một cách chính xác đến phần triệu lít.
Piston bơm không có các vòng găng (bạc,
segment) để làm kín với cylinder, chỉ dựa
vào độ chính xác giữa piston và cylinder
bơm. Ngày nay, độ hở giữa chúng không
quá 0.004", bề mặt piston và cylinder được
gia công chính xác với độ bóng rất cao.

Hinh 2.12. Dãy bơm nâng thẳng hàng trong động
cơ 4 cylinder.

thoát, nhiên liệu trong cylinder bơm sẽ
chảy ra ngoài, áp suất giảm, sự phun dừng
lại. Bằng cách quay piston hoặc cylinder
bơm, rãnh và cổng trùng khớp với nhau
vào thời điểm bất kỳ trong hành trình
piston bơm, cho phép thay đổi lượng nhiên
liệu phun.
Bánh răng lắp vào piston hoặc cylinder bơm được truyền động bằng thanh
răng, được gọi là thanh răng nhiên liệu.


ChOt
d!nh lượng

Nhỉên líệu vào

Trục
truyền
động

suât
cao

Vòng găng cam
Bộ phận diều
ch‫ أ‬nh sớm/trễ

Bơm Valve điều
chuyển
tiết

Hinh 2.15. Bơm phun nhiên ‫ﻳﺎ'ﺍ‬٧ kiểu phân phố‫ﺍ‬
bơm nâng, nhưng có thêm ống thoát, dẫn
nhiên liệu từ bơm phun trở về thUng nhiên
liệu. Hai hệ thống này vận hành như nhau,
sử dụng cUng loại dầu phun. Sự.khác biệt
cơ bản giữa chUng chỉ là các bơm phun.
Hệ thống bơm nâng có bơm riêng cho
từng cylinder cồn bơm phân phối sử dụng
một bơm chung và dầu quay dể dưa nhiên


ò xo nén

Hệ thống dường dẫn chung
lỉệ thống đường dẫn chung có bơm lấy
nhiên liệu từ thUng nhiên. h.ệu qua bộ lọc
chinh, bộ lọc phụ và dưa vào đường dẫn
chung trong dầu cylinder. Bường dẫn này
cấp nhiên liệu cho các bộ phun (Hình 2.16).
Value dlều- chinh áp suất (.vaXve ‫ ﻝ\|\ﺓ‬ápì ‫ﺓ‬
cuối dường dẫn duy trinh áp suất trong
hệ thống theo giá trị xác định và dưa nhiên
liệu dư trở về thUng nhiên liệu. Nhiên
liệu tuần hoàn liên tục qua toàn bộ hệ
thống, kể cả các bộ phun, duy tri sự bôi
trơn và nhiệt độ Ổn dinh.
24

— Valve
đầu ptun

Hình 2.17. Bộ phun nhiên liệu. Nhiên liéu phun
trong bộ phun qua các đường dẫn trong thán và
đầu phun đến buồng riêng bao quanh van phun.
Lò xo giữ valve đóng cho đến khi áp suất nhiên
liệu từ thì phun vượt quá lực lò xo và nârg valve
lên, cho phép nhiên liệu với áp suất cao đ i qua
các lỗ phun. Điều này xảy ra hầu như tìc thời,
ở cuối quá trình phun, áp suất nhiên liệu giảm
nhanh, lò xo đóng valve lại, kết thúc dcnp dầu


PHẦN IV: BỘ ĐIỀU Tốc
Công suất của động cơ diesel được điều
khiển thông qua lượng nhiên liệu được
phun vào các cylinder. Trong máy thủy
thường yêu cầu động cơ chạy với tốc độ
xác định, bất kể tải tác động lên động cơ.
Điều này không thể thực hiện nếu chỉ dùng
valve tiết lưu mỗi khi tải tăng hoặc giảm,
động cơ tăng tốc hoặc giảm tốc độ. Sự vận
hành với tốc độ ổn định có thể đạt được
bằng cách nối thanh điều khiển nhiên liệu
trên bơm phun với bộ điều tốc.

Đai ốc điều chỉnh tốc độ
(xác lập tốc độ lý tưởng)

Điểm chốt xoay
Giá quay
Trục truyền động

Hình 2.18.

Bộ điều tốc cơ bản.

lực ly tâm. Lò xo tốc độ được dùng để cân
bằng lực ly tâm.
Giả sử động cơ đang hoạt động, bộ điều
tốc đang quay và các bánh đà cân bằng
với lò xo tốc độ ở vị trí xác định. Nếu tải

chân khOng trong bộ góp nạp. Chân khOng
này dược truyền cho phần trên bơm phun
nhiên liệu thOng qua ống chân không, kéo
màng về phía 10 xo. Màng này kéo thanh
diều khiển của bơm phun về vị tri dOng.
Nếu tải tãng, dộng cơ giảm tốc độ, độ
chân khOng sẽ giảm, 10 xo trong bơm phun
nhiên liệu dẩy màng chắn, tác dộng dến
thanh diều khiển nhiên liệu, lượng nhiên
liệu phun tăng lên. Bộng cơ tăng tốc độ.
Nếu tải giảm, tốc độ dộng cơ tăng và chân
khOng cUng tăng, kéo màng về phía dóng,
làm giảm tốc độ dộng cơ.
Khi tiết lưu mở, valve bướm mở, chân
không trong bộ góp nạp giảm, màng

chuyển dộng do lực của 10 xo, thanh răng
diều khiển diều khiển nhiên liệu tăng
lượng nhiên liệu cung cấp, dộng cơ tăng
tốc độ dến giá trị mới xác lập.
Hệ thống này ít bị hư hỏng, vài sự cố
thường gặp là Ống chân không bị rO rỉ,
hộp chứa màng bị rạn nứt, và màng bị
nứt. Tốc độ không tải của dộng cơ dược
xác lập với vít diều chinh' vị tri dOng tối
thiểu của valve bướm.

PHẦN V: HỆ THỐNG LÀM NGUỘI
Đ p n g l i e s e l vận hành với lượng
nhiệt lớn, chi một phần ba lượng nhiệt

này đơn giản và kinh tế, nhưng có nhiều
nhược điểm.
Theo thời gian, cặn lắng tích tụ trong
động cơ và các bộ làm nguội, dần dần
làm nghẹt các đường dẫn làm nguội.
Điều chỉnh nhiệt độ động cơ tương đối
khó. Thứ nhất, nhiệt độ nước trong môi
trường thay đổi trong phạm vi rộng
(khoảng 15 đến 40.C). Thứ hai, hệ
thống thường không có bộ điều nhiệt,
do cặn lắng có thể làm nghẹt bộ này.
Trên biển, muối kết tinh trong phần
nóng nhất của hệ thống làm nguội,
quanh các thành và đầu cylinder. Điều
này làm giảm hiệu suất làm nguội và
gây ra các điểm nóng cục bộ. Tốc độ
hình thành muối phụ thuộc vào nhiệt
độ nước, tăng nhanh khi nhiệt độ nước
làm nguội cao hơn 70.C. Do đó động cơ
làm nguội bằng nước biển hoạt động
với nhiệt độ thấp hơn so với các loại
động cơ khác (khoảng 60-70.C so với
85.C hoặc cao hơn). Điều này làm giảm
hiệu suất nhiệt của động cơ có thể làm
cho nước và các acid độc hại ngưng tụ
trong dầu động cơ.
Sự kết hợp nhiệt, nước biển và các kim
loại, dễ dàng dẫn đến sự ăn mòn điện
hóa. Động cơ sử dụng hệ thống làm
nguội này cần được chế tạo từ các vật


Bộ trao đổi nhiệt gồm một hình trụ
với các ống hợp kim Cu-Ni bên trong
(Hình 2.22). Chất làm nguội động cơ nóng
đi qua ô"ng trụ. Nước lạnh bên ngoài được
bơm qua các ống hợp kim Cu-Ni. Nước tải
nhiệt từ chất làm nguội ra ngoài, được xả
27

/


Áo nước

Nước làm
nguội

Hai chiểu

chông ăn mòn trong dung dịch làm nguội
để bảo vệ động cơ, do đó sẽ không có cặn
lắng và muối kết tinh trong các đường
ống và đầu cylinder. Động cơ có thể vận
hành ở nhiệt độ cao hơn, làm tăng hiệu
suất nhiệt. Thùng dãn nở có nắp chịu áp
suất như trên bộ tản nhiệt của xe ôtô.
Khi áp suất chất làm nguội tăng, điểm
sôi cũng tăng. Nếu áp suất tăng thêm 10
psi, nhiệt độ sôi tăng đến 116.C. Áp suất
tăng trong hệ thống làm nguội khép kín