Chương 1
đIều kiện làm việc, đặc điểm và các tính chất khai thác của Động Cơ Đốt Trong
Tàu quân sự
1.1. Khái quát
Cơ sở lý thuyết khai thác ĐCĐT xây dựng trên sự hiểu biết chắc chắn những
kiến thức về kết cấu, lý thuyết các quá trình công tác trong ĐCĐT, máy tăng áp và tua
bin khí, tự động điều chỉnh và các vấn đề khác.
Thực tế khai thác hệ động lực điêden được xây dựng trên những kinh nghiệm
sử dụng các điêden tàu quân sự hàng ngày và trong các điều kiện chiến đấu, trên
những kết quả nghiên cứu ở nhà máy và các phòng thí nghiệm. Kinh nghiệm đó được
thể hiện trong các bản thuyết minh khai thác động cơ, trong các thuyết minh sử dụng
các phương tiện vận động và trong các tài liệu khác.
Kinh nghiệm khai thác ĐCĐT tàu quân sự được tích luỹ từ thực tế qua nhiều
năm sử dụng. Đầu tiên việc sử dụng động cơ dựa trên sổ tay hướng dẫn và thuyết
minh khai thác được hoàn chỉnh dần từ năm này qua năm khác thể hiện được sự tích
luỹ các kinh nghiệm khai thác trong các điều kiện khác nhau. Những vấn đề cũ, lạc
hậu sẽ bị loại bỏ và từng vấn đề mới được bổ sung chỉ sau khi được kiểm nghiệm qua
thực tế và tỏ ra hết sức cần thiết. Rất nhiều vấn đề trong các thuyết minh được viết sau
khi đã xuất hiện các hư hỏng và tai nạn, kết quả của công tác nghiên cứu khoa học đã
chứng minh sự cần thiết phải thay đổi nội dung cho phù hợp.
Như vậy không có một nội dung nào trong thuyết minh là không quan trọng,
từng điểm, từng nội dung cụ thể đã được kiểm nghiệm qua thực tế nhiều năm. Điều
đó đòi hỏi người khai thác vận hành phải tôn trọng các thuyết minh, nghiên cứu kỹ
nó, hiểu biết cặn kẽ những yêu cầu của tất cả các vấn đề đó và thực hiện nghiêm chỉnh
trong suốt thời gian khai thác động cơ. Kinh nghiệm cho thấy rằng, không cho phép
loại bỏ bất cứ điểm nào của thuyết minh. Dù chỉ không thực hiện một chỉ dẫn nhỏ,
đầu tiên thoáng nhìn không có vấn đề gì nhưng dần dần đưa đến sự gãy vỡ, tai nạn, sự
cố, hỏng động cơ làm cho tàu không hoàn thành được nhiệm vụ chiến đấu, có khi đưa
đến tai nạn lớn làm chết người và chìm tàu...
Vấn đề khai thác ĐCĐT có nghĩa là sử dụng nó theo mục đích trong các điều
kiện hàng ngày và chiến đấu phù hợp với thuyết minh hướng dẫn và những lời

năng giải quyết nhanh chóng và đúng đắn trong các điều kiện khai thác hàng ngày và
trong chiến đấu của hệ động lực. Vậy nên cũng cần chú ý đến vấn đề là thuyết minh
của nhà máy chế tạo không thể đề cập được hết những đặc điểm của hệ động lực tàu
nên gây thêm sự phức tạp trong khai thác động cơ và đòi hỏi phải độc lập giải quyết
rất nhiều vấn đề về công tác phục vụ chúng.
Trong tất cả các trường hợp khai thác ĐCĐT, cơ sở chủ yếu dựa trên những tài
liệu và thuyết minh thống nhất phải sử dụng trong những điều kiện hàng ngày và
chiến đấu. Việc khai thác động cơ trong những điều kiện chiến đấu do nhiệm vụ của
con tàu quyết định. Tất cả những chế độ làm việc đặc trưng cho những điều kiện
chiến đấu cần được phản ảnh trong học tập và thực hành hàng ngày. Trong thời gian
hoàn thành các nhệm vụ chiến đấu động cơ thường phải khai thác trong điều kiện đặc
biệt, đặc trưng bằng các chế độ công tác như: chuẩn bị khẩn cấp, khởi động và sấy
nóng các động cơ, động cơ làm việc khi có hư hỏng một số chi tiết, vận hành khi
không có chiếu sáng buồng máy... Trong chiến đấu, có thể cho động cơ làm việc trong
thời gian ngắn với các thông số vượt mức giới hạn và sử dụng chúng khi có một số bộ
phận bị hỏng.
Những điều kiện chiến đấu được đặc trưng bằng cả trạng thái tâm lý của thuyền
viên dưới tác dụng của vũ khí địch, khi phục vụ ĐCĐT ở tình trạng hư hỏng, trong
hoả hoạn và khi nước tràn vào khoang tàu. Hành động của thuyền viên trong các điều
kiện này dựa vào sự điều khiển động cơ, khắc phục những hư hỏng và sử dụng các
biện pháp đảm bảo sức sống tàu. Tất cả những hành động trên cần phải được rèn
luyện thường xuyên và cần phải thuần thục gần như phản xạ tự nhiên.
Một điều kiện quan trọng nữa là khai thác động cơ trong hoàn cảnh sóng gió,
do ảnh hưởng của gió và lắc làm tăng đột ngột tải cho động cơ chính, chế độ làm việc
trở nên không ổn định. Tàu đi trong sóng gió làm tăng nhanh độ mệt mỏi say sóng,
làm giảm sự chú ý và thậm chí làm mất hoàn toàn khả năng làm việc của thuyền viên.
Thực tế khai thác động cơ cho thấy, trong các điều kiện này việc bảo đảm trạm năng
lượng làm việc tin cậy và hoàn thành các nhiệm vụ chiến đấu chỉ có được khi nào
thuyền viên có trình độ hiểu biết và rèn luyện tốt.
Sau khi nghiên cứu phần “Khai thác ĐCĐT tàu quân sự ” học viên cần phải biết

có liên quan chặt chẽ với nhau, vì vậy tải của động cơ sẽ được xác định bằng các đặc
điểm của đặc tính thành phần riêng của tổ hợp đẩy tàu, phụ thuộc vào trạng thái kỹ
thuật và chế độ làm việc của chúng.
Những điều kiện làm việc của ĐCĐT tàu quân sự quay chân vịt, được xác định
bằng các yếu tố kết cấu và khai thác.
1. Các yếu tố về kết cấu
- Cấp tàu và những đặc điểm kết cấu của vỏ tàu (lượng chiếm nước hoặc giãn
nước, có cánh ngầm hoặc có đệm khí để tiếp xúc tàu với nước …);
- Phương pháp truyền công suất từ động cơ đến chân vịt (trực tiếp, truyền động
thuỷ lực hay truyền động điện …);
- Kết cấu và các thông số của chân vịt (chân vịt cánh cố định hoặc biến bước,
chân vịt kiểu “ống phụt” …);
- Số lượng động cơ quay một chân vịt và số chân vịt.
2. Các yếu tố về khai thác
- Tình trạng thân vỏ tàu và chân vịt (hà bám thân vỏ và chân vịt, mức độ gồ ghề
bề mặt, có độ nghiêng ngang hoặc nghiêng dọc …);
- Sự sai biệt lượng chiếm nước so với giá trị định mức;
- Thực hiện các chế độ (quay vòng, tăng tốc, đảo chiều …);
- Các điều kiện khí hậu thời tiết (gióg, gió xoáy, có đóng băng …);
- Làm việc ở chế độ lai dắt, động cơ làm việc ở chế độ giới hạn (chế độ sóng
gió), làm việc ở mớn nước cạn;
- Sử dụng một phần (cục bộ) chân vịt ở trạm có nhiều chân vịt hoặc một phần
động cơ khi trục chân vịt do nhiều động cơ dẫn động;
- Điều kiện ngoại cảnh (điều kiện khí quyển, giảm áp ở đường nạp và cản áp ở
đường thải …).
Tổng hợp tất cả tải của động cơ quay chân vịt có bước cố định được xác định
bằng đặc tính chân vịt có biểu thức gần đúng dưới dạng:
N
e
= Cn

gió. Đặc tính nhẹ nhất là đặc tính chân vịt
khi nổi trên mặt nước.
Hình 1.2. Sự thay đổi các đặc tính phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động trên biển
1- Đặc tính chân vịt định mức; 2- Đặc tính chân vịt nặng; 3- Đặc tính chân vịt nhẹ;
4- Đặc tính chân vịt bị nổi; 5- Đặc tính chân vịt ở chế độ sóng gió; 6- Đặc tính hạn
chế của động cơ;7- Đặc tính ngoài của động cơ.
4
N
e
(%)
n (%)
100
80
60
40
20
0
20 40 60 80 100
3
2
1
5
6
7
Hình 1.1. Các đặc tính của nhóm
chân vịt tàu quân sự
1- Tuyến hình chiếm nước;
2- Tuyến hình lướt;
3- Tàu có cánh ngầm;
4- Đặc tính hạn chế của động cơ;

- Làm việc trong điều kiện bị lắc, nghiêng ngang và nghiêng dọc cố định;
- Làm việc khi có các bộ phận của động cơ và hệ thống bị hỏng;
- Khó khăn trong việc và sửa chữa động cơ do việc bố trí chật hẹp trong khoang
máy;
- Khả năng xâm nhập của nước vào các khoang bên trong động cơ do máy
thường bố trí dưới mớn nước của tàu.
Các ĐCĐT đặt dưới tàu ngầm dựa vào sử dụng chiến đấu được khai thác ở các
chế độ đặc biệt trong các điều kiện phản áp và giảm áp tăng. Chúng phải làm việc để
bảo đảm công suất cho các máy tiêu công khác nhau: chân vịt, máy phát, cùng đồng
thời cho chân vịt và máy phát (chế độ “chân vịt -nạp” và chế độ “chân vịt -tiêu thụ”).
2. Đặc điểm động cơ phụ
ở các tàu quân sự, các ĐCĐT được sử dụng để dẫn động các máy phát điện một
chiều và xoay chiều. Số lượng điêden - máy phát đặt trên tàu không chỉ dựa vào tổng
công suất cần thiết mà còn dựa vào yêu cầu bảo đảm sức sống tàu, vì vậy tất cả các
điêden - máy phát hoặc một bộ phận cần phải bảo đảm làm việc song song trên lưới
điện.
Các điêden - máy phát có các đặc
điểm sau:
- ổn định, làm việc lâu dài ở vòng
quay định mức;
- Việc thay đổi tải lớn phụ thuộc vào
việc đóng, ngắt các máy tiêu thụ;
- Bảo đảm làm việc song song một số
máy phát.
Đối với hệ thống điều khiển điêden - máy phát, từ việc cần phải có sự làm việc
song song người ta đề ra một số các yêu cầu phụ: Kết cấu của điều tốc phải đảm bảo
sự sai lệch của các đặc tính điều tốc trong thời gian động cơ làm việc. Yêu cầu này
cho phép đảm bảo được độ lệch giống nhau của đặc tính điều tốc và sự phân bố đồng
đều tải giữa các điêden - máy phát làm việc song song. Trên hình 1.3 biểu diễn đặc
tính điều tốc của các điêden - máy phát A, B có độ dốc của đặc tính điều tốc khác

nhau.
a. Chế độ làm việc ổn định:
Chế độ làm việc ổn định của động cơ là các chế độ khi tất cả các thông số phải
tìmC, các điều kiện ngoại cảnh và trạng thái nhiệt giữ nguyên không đổi theo thời
gian. Các chế độ làm việc của động cơ như tải bộ phận, trung bình và toàn bộ nếu
chúng tồn tại lâu dài theo thời gian thì người ta gọi là ổn định.
b. Chế độ làm việc không ổn định
Chế độ làm việc không ổn định của động cơ là các chế độ khi có sự thay đổi tải,
số vòng quay và trạng thái nhiệt theo thời gian. Các chế độ: khởi động, sấy nóng máy,
tăng tốc độ, hãm tốc độ hoặc đảo chiều, làm việc trong các điều kiện sóng gió … là
các chế độ không ổn định.
1.3.2. Phân chia công suất dùng cho các điêden tàu quân sự
Sự phân chia công suất dùng cho các điêden tàu quân sự cao tốc khi làm việc
theo đặc tính chân vịt.
1. Công suất định mức (N
eđm
)
Công suất định mức N
eđm
là công suất tính toán hoặc công suất toàn bộ do
động cơ sản ra trong thời gian dài liên tục; tổng số thời gian làm việc ở công suất này
dùng cho điêden cao tốc không được vượt quá 10 đến 13% tuổi thọ quy định.
Công suất định mức lấy là 100%. Công suất định mức ứng với vòng quay định
mức n
đm
, mô men xoắn định mức M
eđm
.
2. Công suất cực đại (N
emax

eôđmin
)
Công suất ở số vòng quay ổn định nhỏ
nhất N
eôđmin
là công suất nhỏ nhất bảo đảm
điêden làm việc ổn định và khả năng cơ động
của tàu trong một thời gian hạn chế.
Sự phân chia công suất này là quy ước.
Đối với một số động cơ nó không được sử
dụng toàn bộ. Ví dụ: thường đối với các
điêden không sử dụng công suất cực đại và
nhiều nhất
là công suất định mức. Sự phân chia công
suất điêden tàu quân sự theo đặc tính chân vịt
thể hiện trên hình 1.4.l
1.4. Các tính chất khai thác chủ yếu của các ĐCĐT tàu quân sự
1.4.1. Công suất của động cơ
1. Khái quát
Công suất có ích là một chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản, đặc trưng cho một trong những
tính chất khai thác của động cơ, nó được xác định bằng số lượng công cơ khí có ích
do động cơ sản ra trong một đơn vị thời gian và được tính theo công thức:
(cv) (1.2)
Hay (kW) (1.3)
Trong đó: - Lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ, kg/h;
H
u
- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg;
860- Đương lượng nhiệt ứng với 1 kW .
632,3- Đương lượng nhiệt ứng với 1 sức ngựa.

in
N
eôđ
min
Công suất động cơ có thể sản ra được xác định bằng lượng tiêu hao nhiên liệu
trong một đơn vị thời gian và hiệu suất có ích.
(kg/h) (1.4)
Trong đó: - Lượng tiêu hao nhiên liệu cho chu trình, kg/c.trình;
n - Số vòng quay của điêden (vg/ph);
Z - Số xi lanh;
K - Hệ số kỳ của động cơ (đối với động cơ hai kỳ K = 1, bốn kỳ
K = 0,5).
Như vậy ta thấy: công suất của động cơ được xác định bằng lượng nhiên liệu
cấp cho chu trình, hiệu suất có ích và số vòng quay.
2. Các yếu tố hạn chế công suất ĐCĐT
Công suất của một ĐCĐT bị hạn chế bởi hai yếu tố:
- Suất nhiên liệu cho phép giới hạn (chu trình), khi đó giữ nguyên được hệ số
dư lượng không khí cần thiết và nhiệt độ của các chi tiết cụm pittông - xi lanh.
- Số vòng quay bị hạn chế do ứng suất cơ khí trong các chi tiết và áp lực riêng
trong các ổ đỡ do các lực ly tâm quán tính của khối lượng các chi tiết chuyển động
thẳng và quay.
3. Phân bố công suất của ĐCĐT
- Công suất cực đại là công suất động cơ có thể sản ra, nó được xác định trên
bảng phân bố các đặc tính ngoài của nó.
- Công suất khai thác cho phép lớn nhất là công suất động cơ có thể sản ra
được trong thời gian dài, được xác định bằng đường đặc tính hạn chế. . Trên hình 1.1
và 1.2 biểu diễn các đặc tính ngoài và đặc tính hạn chế của động cơ điêden.
Công suất phân bố của động cơ điêden được bảo đảm trong khoảng thời gian
làm việc nhất định, được đặc trưng bằng tuổi thọ của nó cho đến sửa chữa định kỳ
của nhà máy hoặc đến cuối thời gian phục vụ. Trong khoảng thời gian đó, do mài

- Giảm hiệu suất truyền động do sự mất đồng tâm và mài mòn các chi tiết
truyền động;
- Tăng lượng chiếm nước của tàu do các công việc hoán cải và tăng lượng dự
trữ...
Như vậy, trong quá trình khai thác tàu công suất của động cơ chính giảm xuống,
còn công suất yêu cầu tăng lên. Nếu khi thiết kế không chú ý trước dự trữ công suất
thì sau một khoảng thời gian khai thác tàu sẽ không thể phát huy được hành trình đầy
đủ, còn động cơ không thể đạt vòng quay định mức, và nếu làm việc ở vòng quay này
theo đặc tính ngoài sẽ năm ở vùng các chế độ quá tải.
Để giữ cho công suất của động cơ nằm trong các giới hạn thiết kế cho trước
cần phải đều đặn thực hiện kế hoạch xem xét và sửa chữa dự phòng đã ấn định.
Để giữ được công suất yêu cầu của trạm cần thiết phải tiến hành có định kỳ đưa
tàu vào đốc để cạo hà và sơn phần thân vỏ dưới nước§, vệ sinh và kiểm tra hình dáng
chân vịt, sửa chữa và định tâm đường trục.
1.4.2.Tính kinh tế của ĐCĐT
Đối với trạm năng lượng tàu thuỷ, người ta phân biệt tính kinh tế của động cơ
và tính kinh tế của trạm năng lượng.
1. Tính kinh tế của trạm năng lượng
Tính kinh tế của trạm năng lượng thường được xác định bằng lượng tiêu hao
nhiên liệu cho một hải lý hành trình đi được của tàu:
g
s
= (kg/hải lý) (1.6)
Trong đó: - Lượng tiêu hao nhiên liệu giờ cho trạm, kg/h;
v - Tốc độ của tàu, hải lý /h.
Ngoài ra, tính kinh tế của trạm còn có thể xác định bằng hiệu suất của hệ động
lực, tầm hoạt động của tàu... (vấn đề này được nghiên cứu ở môn “khai thác hệ động
lực tàu quân sự ”)
2. Tính kinh tế của động cơ
Tính kinh tế của động cơ thường được đánh giá bằng suất tiêu hao nhiên liệu có