Câu 14. Diễn biến quá trình thay đổi chiều chuyển động của tàu trên đồ thị đặc tính.

<Thay đổi chiều chuyển động ở đây là: điều động tàu:

Dừng -> thay đổi chiều chuyển động của động cơ -> khởi động theo chiều mới.

Tàu thay đổi chiều chuyển động và tốc độ chuyển động>

Quá trình điều động tàu là quá trình HĐL công tác trong trạng thái không ổn định, đặc trưng bằng sự không cân bằng giữa năng lượng nhập và năng lượng thoát:

Sự không cân bằng giữa:

-Mômen động cơ sinh ra do lực khí cháy với Mômen cần thiết trên đế chân vịt.

-Lực đẩy chân vịt và lực cản với vỏ tàu

-Mômen quay của turbine và Mômen quay của máy nén

-Lực tác dụng lên phần tử cảm ứng và các phần tử trong HT điều chỉnh

-Năng lượng cấp ở phía trong thành vách xylanh và năng lượng do nước làm mát mang ra.

Chế độ điều động tàu là chế độ mà động cơ phải thay đổi số vòng quay liên tục, thạm chí thay đổi cả chiều quay với đông cơ lai chân vịt định bước trực tiếp. Quá trình thay đổi chiều quay là quá trình phức tạp gồm: dừng, đảo chiều, khởi động động cơ theo chiều quay mới.

Quá trình đảo chiều quay động cơ bắt đầu từ việc dừng cấp nhiên liệu vào động cơ, tàu vẫn chuyển động trên hành trình của mình (tiến), khi đó chân vịt quay tự do và sau 1 thời gian ngắn, nó làm việc như turbine và lai ngược lại động cơ -> động cơ vẫn quay theo chiều bắt đầu (tiến). chân vịt và hệ trục tiếp tục quay theo chiều bắt đầu cho tới khi có tác động của Mômen hãm lên động cơ và hệ trục (độ lớn của Mômen hãm phụ thuộc và tốc độ của tàu).

Khi tác dụng hãm đã có hiệu quả -> chân vịt bắt đầu quay theo chiều ngược lại trong khi tàu vẫn còn tiến theo quán tính. Do chân vịt quay theo chiều ngược lại -> tàu được hãm. Tới khi tàu dừng lại, tại thời điểm tàu dừng, tải trọng của hệ động lực tương ứng với đặc tính buộc tàu (v=0) Sau đó tàu bắt đầu tăng tốc độ theo chiều ngược lại cho tới khi xác lập chế độ công tác mới cho chuyển chuyển động lùi (khi Vlùi= const).

Quá trình điều động tàu chia thành 4 giai đoạn (động cơ lai trực tiếp chân vịt định bước)

GĐ1: sau khi cắt nhiên liệu (a-b).

-Mômen quay của động cơ giảm -> Mômen âm và giá trị bằng tổn thất cơ giới Ma’.

-Vận tốc tàu thay đổi không đáng kể, chân vịt vẫn quay theo chiều tiến -> Mômen quay của chân vịt giảm theo đường cong a-b, trong đó đoạn a-b’ Mômen có giá trị (+), đoạn b’-b có giá trị (-), lúc đó chân vịt làm việc như turbine.

-Trong giai đoạn này công hãm động cơ chủ yếu do tổn thất cơ giới (ma sát, tổn thất ở các đường trục)

-Do sự giảm vòng quay của chân vịt mà sự chênh lệch Mômen chân vịt (a-b’-b) và Mômen quay của động cơ (a’-b) sẽ giảm dần và tại b thì Mômen chân vịt = Mômen quay động cơ, tức là = Mômen lực ms nhưng ngược chiều.

-Trong giai đoạn này lực đẩy tàu của chân vịt < lực cản -> tác dụng giảm vận tốc tàu.

GĐ2: hãm tự do (do lực cản trên vỏ tàu)

-Mômen chân vịt giảm theo đường cong Mômen ma sát của động cơ và hệ trục

-Nếu không có gió hãm -> tàu chuyển động theo quán tính và dừng hẳn lại (do lực cản vỏ tàu) (Mômen chân vịt và Mômen động cơ giảm theo b-c-0 -> lâu)

-Để giảm nhanh tốc độ tàu, tại c: tạo lực đẩy “âm” lớn, thông qua việc đưa khí hãm vào xylanh

GĐ3: hãm bằng gió nén (bắt đầu từ điểm c tới khi vận tốc tàu =0)

-Trong giai đoạn này Mômen chân vịt theo đường cong c-d-e. giá trị lớn nhất của Mômen chân vịt trong giai đoạn này là tại d.

-Để việc hãm có hiệu quả -> gió hãm phải tạo được Mômen quay trên trục động cơ có giá trị > Mômen chân vịt max.

-Đường cong thể hiện Mômen quay của động cơ c-c’-e’ phải nằm dưới đường cong c-d-e.

-Ngoài việc sử dụng gió hãm có thể dùng: phanh cơ khí trên hệ trục chân vịt.

GĐ4: đảo chiều chân vịt + cấp nhiên liệu và động cơ tăng vòng quay -> tàu dừng và chuyển sang hướng ngược lại cho -> đạt trạng hoạt động ổn định ở dk công tác mới (chạy lùi)

TH1: động cơ có bđt.

-Mômen chân vịt: e-q-f-g-a’’

-Mômen động cơ: e’-e’’-f’’-f’-f-g-a’’

-Đoạn f’-f-g: đặc tính ngoài của động cơ

-e’’-f: sự thay đổi Mômen động cơ.

-o-a’’: biểu thị đặc tính chân vịt khi điều kiện công tác ổn định theo chiều quay lùi

Nhận xét: với động cơ trang bị bđt:

+tại vòng quay nhỏ: động cơ đã làm việc tại đặc tính cực đại -> ứng suất nhiệt và ưs cơ cục bộ>

KP: giảm lượng nhiên liệu khi động cơ tăng tốc theo chiều quay mới nhưng có thể dẫn tới khó nổ khi khởi động. Do đó có thể dùng thiết bị định lượng nhiên liệu khởi động.

TH2: không có bđt.

Điều khiển động cơ trực tiếp bằng tay: sau khi khởi động, Mômen động cơ sẽ thay đổi theo đặc tính bộ phận f’’-q-a’’, khi đó dk công tác của động cơ sẽ nhẹ nhàng hơn so với trường hợp có bđt.