Giáo Trình Hệ Thống Động Lực Máy Tàu Thủy: Đào Tạo Kỹ Thuật Chuyên Sâu

Giáo trình nghiên cứu hệ thống động lực máy tàu thủy nghề sửa chữa máy tàu thuỷ trung cấp, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên .

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Việt
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Giới
• Chuyên ngành: Sửa Chữa Máy Tàu Thủy
• Đề tài: Giáo Trình Hệ Thống Động Lực Máy Tàu Thủy
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Quảng Ngãi

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
• 1.1. Khái niệm chung về hệ động lực tàu thủy
• 1.1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Khái quát về hệ thống động lực tàu thuỷ
• 1.3. Phân loại các thiết bị của hệ động lực tàu thuỷ theo chức năng
• 1.3.1. Thiết bị đẩy tàu (Marine Propulsion Plant)
• 1.3.1.1. Máy chính (ME - Main Engine)
• 1.3.1.2. Thiết bị truyền động (Power Transmission)
• 1.3.1.3. Thiết bị đẩy (Propulsion Equipment, Propeller)
• 1.3.1.4. Nồi hơi chính (Main Boiler)
• 1.3.1.5. Thiết bị truyền tải công chất (Transfer systems)
• 1.3.2. Thiết bị động lực phụ (Engine auxiliary systems)
• 1.3.2.1. Tổ máy phát điện (Generators)
• 1.3.2.2. Hệ thống không khí nén (Air High Pressure System)
• 1.3.2.3. Hệ thống nước ngọt sinh hoạt, nước biển vệ sinh (Water Feed Systems)
• 1.3.2.4. Nồi hơi phụ (Auxiliary Boiler)
• 1.3.3. Thiết bị đảm bảo an toàn trên tàu (Safety & Emergency Systems)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Hệ Thống Động Lực Máy Tàu Thủy

Giáo trình Hệ thống động lực máy tàu thủy là tài liệu quan trọng trong việc đào tạo kỹ thuật viên sửa chữa máy tàu thủy. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành, giúp học viên nắm vững các khái niệm cơ bản về hệ thống động lực. Đặc biệt, giáo trình được biên soạn dựa trên chương trình khung quốc gia, đảm bảo tính đồng bộ và chất lượng trong đào tạo.

1.1. Khái niệm về hệ thống động lực tàu thủy

Hệ thống động lực tàu thủy bao gồm các thiết bị chính như động cơ, hệ trục và các thiết bị phụ trợ. Nó có nhiệm vụ tạo lực đẩy cho tàu và cung cấp năng lượng cho các hoạt động khác trên tàu.

1.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo

Giáo trình này đóng vai trò quan trọng trong việc trang bị kiến thức và kỹ năng cho học viên, giúp họ đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp tàu thủy hiện đại.

II. Thách thức trong việc đào tạo kỹ thuật viên sửa chữa máy tàu thủy

Đào tạo kỹ thuật viên sửa chữa máy tàu thủy gặp nhiều thách thức, từ việc cập nhật công nghệ mới đến việc đảm bảo chất lượng đào tạo. Ngành công nghiệp tàu thủy đang phát triển nhanh chóng, yêu cầu người lao động phải có kiến thức vững vàng và kỹ năng thực hành tốt.

2.1. Cập nhật công nghệ mới trong ngành tàu thủy

Công nghệ tàu thủy liên tục thay đổi, đòi hỏi giáo trình phải thường xuyên được cập nhật để phản ánh những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực này.

2.2. Đảm bảo chất lượng đào tạo

Chất lượng đào tạo là yếu tố then chốt để tạo ra đội ngũ kỹ thuật viên có tay nghề cao, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.

III. Phương pháp giảng dạy hiệu quả trong giáo trình hệ thống động lực

Để đạt được hiệu quả cao trong việc đào tạo, giáo trình hệ thống động lực máy tàu thủy áp dụng nhiều phương pháp giảng dạy hiện đại. Các phương pháp này không chỉ giúp học viên tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả mà còn phát triển kỹ năng thực hành.

3.1. Phương pháp giảng dạy tích cực

Sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực như thảo luận nhóm, thực hành mô phỏng giúp học viên hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết.

3.2. Thực hành trên mô hình

Thực hành trên mô hình giúp học viên áp dụng kiến thức vào thực tế, từ đó nâng cao kỹ năng sửa chữa máy tàu thủy.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong ngành tàu thủy

Giáo trình hệ thống động lực máy tàu thủy không chỉ là tài liệu học tập mà còn là nguồn tài liệu tham khảo quý giá cho các kỹ thuật viên trong ngành. Việc áp dụng kiến thức từ giáo trình vào thực tiễn sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành tàu.

4.1. Nâng cao hiệu quả công việc

Áp dụng kiến thức từ giáo trình giúp kỹ thuật viên thực hiện công việc sửa chữa một cách hiệu quả và an toàn hơn.

4.2. Đảm bảo an toàn trong vận hành

Kiến thức về hệ thống động lực giúp kỹ thuật viên nhận diện và xử lý kịp thời các sự cố, đảm bảo an toàn cho tàu và thuyền viên.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình hệ thống động lực

Giáo trình hệ thống động lực máy tàu thủy là một tài liệu quan trọng trong việc đào tạo kỹ thuật viên. Tương lai của giáo trình sẽ tiếp tục được cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp tàu thủy.

5.1. Cải tiến giáo trình theo nhu cầu thực tế

Giáo trình sẽ được cập nhật thường xuyên để phản ánh những thay đổi trong công nghệ và nhu cầu của thị trường.

5.2. Định hướng phát triển giáo trình

Định hướng phát triển giáo trình sẽ tập trung vào việc nâng cao chất lượng đào tạo và đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp tàu thủy.

Nội dung chính

TỔNG QUAN HỌC THUẬT VÀ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY (MÃ MÔN HỌC: MH22)

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Hệ thống động lực máy tàu thủy (mã môn học: MH22) do kỹ sư Nguyễn Ngọc Việt chủ biên, được Trường Cao đẳng Cơ giới (Quảng Ngãi) biên soạn và ban hành năm 2022 theo chương trình khung quốc gia nghề Sửa chữa máy tàu thủy ở trình độ Trung cấp. Trong cấu trúc chương trình đào tạo gồm 83 tín chỉ và 1920 giờ học, môn học MH22 có thời lượng 45 giờ (3 tín chỉ), bao gồm 30 giờ lý thuyết, 12 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra.

Về vị trí trong chương trình, MH22 là môn học chuyên môn nghề thuộc nhóm II.2. Môn học được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở và chuyên môn bước đầu như Vẽ kỹ thuật (MH07), Cơ kỹ thuật (MH08), Vật liệu cơ khí (MH09), Dung sai và đo lường kỹ thuật (MH10), Động cơ Diesel tàu thủy 1 (MH18) và Máy phụ và các hệ thống trên tàu thủy (MH19). Kiến thức từ giáo trình đóng vai trò tiền đề trực tiếp cho các mô đun kỹ thuật chuyên sâu tiếp theo như Tháo động cơ Diesel tàu thủy (MH23), Vận hành động cơ Diesel tàu thủy (MĐ36) và Sửa chữa hệ trục tàu thủy (MĐ39).

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học khả năng: trình bày kết cấu và chức năng các bộ phận trong hệ trục tàu thủy; nhận biết, phân loại các dạng bố trí hệ thống động lực; phân tích các đặc tính khai thác của động cơ Diesel phối hợp với chân vịt; xác định phương thức truyền động cơ khí, thủy lực, điện; đồng thời hình thành năng lực tự chủ, tuân thủ an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. Cấu trúc giáo trình gồm 1 bài mở đầu và 4 bài chuyên đề, tiếp cận từ tổng quan phân loại hệ thống đến chi tiết kết cấu cơ khí và phương pháp khai thác phụ tải thực tế.

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

                       +-------------------------------------------------------+
                       |           HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY (MH22)           |
                       +-------------------------------------------------------+
                                                   |
         +--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
         |                    |                    |                    |                    |
         v                    v                    v                    v                    v
+------------------+ +------------------+ +------------------+ +------------------+ +------------------+
|   BÀI MỞ ĐẦU     | |      BÀI 1       | |      BÀI 2       | |      BÀI 3       | |      BÀI 4       |
| Tổng quan & Phân | | Hệ trục & Thiết  | | Phương thức &    | | Đặc tính ĐC      | | Khai thác hệ     |
| loại HT Động lực | | bị của hệ trục   | | TB truyền động   | | Diesel - Chân vịt| | thống động lực   |
+------------------+ +------------------+ +------------------+ +------------------+ +------------------+

Các chương/chủ đề chính

• Bài mở đầu: Khái niệm về hệ thống động lực tàu thủy (2 giờ): Trình bày định nghĩa, nhiệm vụ biến đổi hóa năng nhiên liệu thành cơ năng, nhiệt năng hoặc điện năng phục vụ đẩy tàu và sinh hoạt. Phân loại thiết bị theo chức năng (thiết bị đẩy tàu, thiết bị động lực phụ, thiết bị an toàn - cứu hỏa, lacanh, balát, thiết bị sinh hoạt, máy trên boong) và theo dạng công chất (hệ thống hơi nước, động cơ khí cháy/Diesel, tuabin khí, hệ thống hỗn hợp, năng lượng nguyên tử).
• Bài 1: Hệ trục và các thiết bị của hệ trục (22 giờ): Khảo sát cấu tạo và chức năng của đường trục gồm trục đẩy, trục trung gian, trục chân vịt; các loại gối đỡ (gối trục đẩy bệ choãi 1 vòng hoặc nhiều vòng, gối trục trung gian, gối trục chân vịt); thiết bị nối trục (bích liền rèn, tuốc tơ/bích rời, ống kẹp, khớp nối mềm Centa); ống bao trục; thiết bị làm kín (ổ làm kín Simplex Compact Seal của hãng Blohm + Voss); và kết cấu chân vịt định bước, chân vịt biến bước (cơ cấu khối chữ thập, xilanh lực, đĩa khuỷu, chốt xoay, guốc trượt).
• Bài 2: Phương thức truyền động và các thiết bị truyền động (10 giờ): Phân tích các dạng truyền động giữa động cơ chính và chân vịt: truyền động trực tiếp (tốc độ vòng quay $n_{cv} = 85 - 300\text{ v/ph}$, sử dụng động cơ thấp tốc 2 kỳ có bàn trượt như MAN B&W, Sulzer/Wärtsilä, Mitsubishi, hoặc 4 kỳ Makita, Hanshin); truyền động gián tiếp bánh răng; truyền động thủy lực; ly hợp ma sát; và truyền động điện.
• Bài 3: Đặc tính công tác động cơ Diesel và sự phối hợp với chân vịt (6 giờ): Khái quát các chế độ làm việc, thông số chỉ tiêu công tác của động cơ Diesel tàu thủy và quy luật phối hợp công tác giữa đường đặc tính động cơ với đường đặc tính chân vịt.
• Bài 4: Phương pháp sử dụng đặc tính trong quá trình khai thác hệ thống động lực tàu thủy (5 giờ): Phân tích phương pháp điều chỉnh chế độ công tác của hệ động lực khi các yếu tố khai thác thay đổi: chiều chìm/mớn nước tàu thay đổi, điều kiện sóng gió thay đổi và điều kiện giới hạn lượng dự trữ nhiên liệu.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống cơ sở lý thuyết tính toán thủy động lực học và sức bền cơ khí hàng hải thông qua các công thức chuyên ngành:

• Lý thuyết sức cản tổng quát vỏ tàu: $$R = R_n + R_{kk}$$ Trong đó sức cản nước $R_n = (C_{ms} + C_{ap} + C_s) \cdot \dots$ và sức cản không khí $R_{kk} = C_k \cdot \dots$
• Cân bằng lực kéo $T_k = R$, lực đẩy chân vịt: $$T_p = \frac{R}{1 - t}$$
• Quan hệ công suất có ích của động cơ chính Diesel theo đặc tính chân vịt: $$N_e = C \cdot n^x$$ Với số mũ $x = 3$ (tàu hàng), $x > 3$ (tàu kéo, lai dắt), $x < 3$ (tàu khách, tàu lướt).
• Công thức xác định kích thước đường kính trục trung gian ($d_{tg}$) và trục chân vịt ($d_s$) căn cứ theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép (TCVN 6259-3:2003): $$d_{tg} = F_1 k_1 \sqrt[3]{\frac{N}{n} \cdot \frac{560}{T_s + 160} \cdot K}$$ Kết hợp các công thức kiểm tra kích thước theo quy phạm Đăng kiểm Nga và Đăng kiểm Anh.
• Chỉ tiêu kinh tế khai thác qua suất tiêu hao nhiên liệu trên mỗi hải lý: $$g_M = \frac{B}{V \cdot t}$$ Suất tiêu hao nhiên liệu có ích $g_e$ ($120 - 150\text{ g/hp.h}$ ở động cơ thấp tốc), hệ số trọng lượng hệ động lực $g_a$ và biên độ dự trữ công suất phòng ngừa hiện tượng hàu hà bám vỏ tàu hoặc biến đổi tải trọng.

                           +----------------------------------------+
                           |  ĐỘNG CƠ CHÍNH (DIESEL / TURBINE...)   |
                           +----------------------------------------+
                                                |
                                                v
                           +----------------------------------------+
                           |     THIẾT BỊ NỐI TRỤC & TRUYỀN ĐỘNG    |
                           |  (Bích nối / Khớp mềm / Hộp giảm tốc)  |
                           +----------------------------------------+
                                                |
                                                v
                           +----------------------------------------+
                           |       TRỤC ĐẨY & GỐI TRỤC ĐẨY          |
                           |     (Bệ choãi thu nhận lực dọc)        |
                           +----------------------------------------+
                                                |
                                                v
                           +----------------------------------------+
                           |   TRỤC TRUNG GIAN & GỐI TRỤC TRUNG GIAN|
                           +----------------------------------------+
                                                |
                                                v
                           +----------------------------------------+
                           | TRỤC CHÂN VỊT, ỐNG BAO TRỤC & LÀM KÍN  |
                           |   (Simplex Compact Seal / Gối Babit)   |
                           +----------------------------------------+
                                                |
                                                v
                           +----------------------------------------+
                           |        THIẾT BỊ ĐẨY (CHÂN VỊT)         |
                           |       (Định bước / Biến bước)          |
                           +----------------------------------------+

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Nhận diện và phân loại vật liệu chế tạo chi tiết hệ trục (gang đúc, thép đúc, gang cầu, hợp kim Babit gồm Sb-Cu-Sn-Pb, gỗ gaiắc, gỗ ép phenol, cao su); xác định khoảng cách gối đỡ theo tiêu chuẩn ($12D \le L \le 22D$ theo Đăng kiểm Nga); kiểm tra khe hở lắp ghép bạc trục; đọc sơ đồ hệ thống bôi trơn trọng lực và hệ thống làm kín bằng khí nén.
• Kỹ năng phân tích: Đánh giá sự biến thiên của đường đặc tính phụ tải động cơ khi thay đổi lực cản vỏ tàu; phân tích ưu nhược điểm kỹ thuật giữa phương thức truyền động trực tiếp, gián tiếp và truyền động điện.
• Năng lực nghề nghiệp: Thực hiện đúng quy trình an toàn lao động trong xưởng sửa chữa máy tàu; chuẩn bị kiến thức nền để thực hiện các thao tác tháo lắp, cân chỉnh đường trục và bảo dưỡng thiết bị đẩy tàu thủy.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình MH22 được thiết kế để giảng dạy theo phương pháp dạy học tích cực trong môi trường phòng học chuyên môn và xưởng thực hành cơ khí tàu thủy. Đối với giảng viên, hoạt động giảng dạy kết hợp giữa thuyết trình ngắn, diễn giảng kỹ thuật, nêu vấn đề và trình chiếu hình ảnh/sơ đồ thông qua máy chiếu (projector). Giảng viên đóng vai trò tổ chức thảo luận nhóm, hướng dẫn người học đọc hiểu các bản vẽ kỹ thuật, đồ thị đặc tính hãng (như MAN B&W) và làm mẫu các phép tính toán kích thước hệ trục, sau đó quan sát và sửa sai trực tiếp cho học viên.

                              QUY TRÌNH HỌC TẬP VÀ ĐÁNH GIÁ
                                            |
         +----------------------------------+----------------------------------+
         |                                                                     |
         v                                                                     v
+---------------------------------+                   +---------------------------------+
|   HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP TÍCH CỰC    |                   |   CƠ CẤU ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN      |
| - Tự học tài liệu trước giờ học |                   |                                 |
| - Thảo luận nhóm (2-3 người)    |                   | - Điểm quá trình (40%):         |
| - Nghiên cứu sơ đồ & học cụ     |                   |   + Thường xuyên (sau 10 giờ)   |
| - Khảo sát xưởng thực tế        |                   |   + Định kỳ (sau 20 giờ)        |
| - Điều kiện: Dự lớp >= 70%      |                   | - Thi kết thúc mô đun (60%):    |
|                                 |                   |   + Vấn đáp & thao tác mô hình  |
+---------------------------------+                   +---------------------------------+

Đối với học viên, phương pháp học tập yêu cầu sự kết hợp giữa tự học cá nhân và làm việc nhóm:

• Chuẩn bị bài: Học viên nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp; mỗi nhóm 2-3 người được phân công tìm hiểu các chủ đề chuyên môn cụ thể để viết báo cáo thảo luận.
• Thực hành và mô hình hóa: Sử dụng giáo trình kết hợp quan sát tranh vẽ cấu tạo, mô hình mặt cắt chân vịt biến bước, khớp nối Centa, bộ làm kín và các học cụ mô phỏng để giải quyết bài tập ứng dụng.
• Quy định chuyên cần: Học viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng số giờ giảng tích hợp; nếu vắng quá 30% thời lượng, học viên buộc phải học lại mô đun.

Quy trình kiểm tra và đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH):

• Điểm quá trình (trọng số 40%): Bao gồm 01 điểm kiểm tra thường xuyên (hỏi miệng/tự luận/thuyết trình sau 10 giờ học) và 03 điểm kiểm tra định kỳ (viết/trắc nghiệm/thực hành sau 20 giờ học).
• Điểm thi kết thúc môn học (trọng số 60%): Tổ chức sau 45 giờ học bằng hình thức thi vấn đáp kết hợp thực hành trên mô hình thiết bị.
• Điểm môn học chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình Hệ thống động lực máy tàu thủy thể hiện tính hệ thống và bám sát thực tiễn công nghệ hàng hải thông qua các nội dung kỹ thuật:

• Tích hợp tiêu chuẩn quy phạm hiện hành: Nội dung tính toán đường kính trục, vật liệu chế tạo và gối đỡ được quy chiếu trực tiếp theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia TCVN 6259-3:2003 của Đăng kiểm Việt Nam, đồng thời đối chiếu với các công thức tính toán của Đăng kiểm Nga và Đăng kiểm Anh.
• Cập nhật kết cấu cơ khí thực tế của các hãng hàng hải: Giáo trình mô tả chi tiết các thiết bị cơ khí chuyên dụng gồm: khớp nối mềm hãng CENTA nhằm loại trừ sai lệch tâm và giảm dao động xoắn; hệ thống làm kín Simplex Compact Seal của hãng Blohm + Voss với khoang đệm khí nén giúp ngăn ngừa tạp chất, thu gom dầu/nước rò rỉ và bảo vệ môi trường; cơ cấu điều khiển chân vịt biến bước thông qua khối chữ thập và xilanh thủy lực bên trong củ cánh.
• Số liệu kỹ thuật và đồ thị vận hành thực tế: Sử dụng đồ thị quan hệ lực cản, công suất, hiệu suất và suất tiêu hao nhiên liệu của hãng chế tạo động cơ MAN B&W; khảo sát các dòng động cơ 2 kỳ thấp tốc (MAN B&W, Sulzer/Wärtsilä, Mitsubishi) và động cơ 4 kỳ (Hanshin, Makita, Kawasaki) trong phương thức truyền động trực tiếp.
• Phân loại vật liệu gối trục chuyên sâu: Đưa ra các thông số cụ thể về ứng suất, độ mòn và khe hở lắp ghép của gối trục hợp kim Babit, gối trục gỗ gaiắc (tự bôi trơn bằng nước), gỗ ép hóa chất và gối trục cao su chịu rung động.

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Học sinh/Sinh viên: Học viên theo học trình độ Trung cấp nghề Sửa chữa máy tàu thủy. Tài liệu phục vụ trực tiếp cho mô đun MH22, hỗ trợ người học hoàn thành khối lượng kiến thức chuyên môn bắt buộc trước khi bước vào các học phần thực hành tháo lắp tổng thành và sửa chữa chi tiết máy tàu.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học chung và môn học kỹ thuật cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật (MH07), Cơ kỹ thuật (MH08), Vật liệu cơ khí (MH09), Dung sai và đo lường kỹ thuật (MH10), Động cơ Diesel tàu thủy 1 (MH18) và Máy phụ và các hệ thống trên tàu thủy (MH19).
• Giảng viên chuyên ngành: Giảng viên các trường cao đẳng, trung cấp nghề cơ giới và hàng hải sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để biên soạn giáo án lý thuyết, thiết kế bài tập tính toán và xây dựng trạm thực hành trên mô hình hệ trục.
• Kỹ thuật viên và cán bộ kỹ thuật: Nhân sự kỹ thuật công tác tại các nhà máy đóng tàu, xí nghiệp sửa chữa tàu thủy hoặc trạm cơ giới đường thủy sử dụng làm tài liệu tham khảo tra cứu về kết cấu đường trục, quy phạm đăng kiểm và phương thức khai thác động cơ Diesel.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp nghề Sửa chữa máy tàu thủy tại Trường Cao đẳng Cơ giới và các cơ sở đào tạo nghề hàng hải, cơ khí tàu thủy.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức cơ bản về vẽ cơ khí, cơ học kỹ thuật, vật liệu kim loại, dung sai lắp ghép, cùng nguyên lý làm việc của động cơ Diesel tàu thủy và các hệ thống máy phụ trên tàu.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác là gì?

Giáo trình kết hợp cụ thể giữa lý thuyết hệ thống động lực với các công thức tính toán kích thước trục theo Quy phạm Đăng kiểm Việt Nam (TCVN 6259-3:2003), Đăng kiểm Nga, Anh; đồng thời tích hợp bản vẽ kết cấu của các hãng chế tạo như MAN B&W, Blohm + Voss, Centa.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Học viên cần nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp, phân tích sơ đồ cấu tạo và công thức toán học theo nhóm 2-3 người, kết hợp quan sát trực tiếp mô hình học cụ tại xưởng và tuân thủ thời lượng học tập tối thiểu 70%.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Người học có thể tham khảo thêm các giáo trình liên quan gồm: Nguyên lý Động cơ Diesel (Nguyễn Tất Tiến), Lý thuyết động cơ Diesel (Lê Viết Lượng), Kết cấu và tính toán Động cơ Diesel (Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến), Giáo trình trang trí hệ động lực tàu thủy (Đinh Quang Mạnh, Đại học Hàng hải Việt Nam) và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của các hãng chế tạo động cơ.

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Hệ thống động lực máy tàu thủy (MH22) cung cấp cấu trúc kiến thức hoàn chỉnh về phân loại hệ thống động lực, kết cấu hệ trục, phương thức truyền động cơ khí - thủy lực - điện và các phương pháp phối hợp đặc tính công tác giữa động cơ Diesel với chân vịt tàu thủy. Nội dung giáo trình tạo lập cầu nối lý thuyết - thực tiễn vững chắc trong tiến trình đào tạo nghề Sửa chữa máy tàu thủy, hỗ trợ học viên tiếp cận trực tiếp các mô đun kỹ thuật thực hành chuyên sâu như Tháo động cơ Diesel tàu thủy (MH23), Sửa chữa các chi tiết tĩnh/động (MĐ24, MĐ25), Vận hành động cơ Diesel (MĐ36) và Sửa chữa hệ trục tàu thủy (MĐ39). Để hoàn thiện năng lực nghề nghiệp, người học cần kết hợp nghiên cứu giáo trình với các tài liệu quy chuẩn đăng kiểm và tài liệu kỹ thuật chuyên ngành từ các nhà sản xuất máy tàu thủy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ngành giao thông vận tải phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Trong đó vận tải biển có vai trò quan trọng không thể thiếu với các thế mạnh sau :giá thành vận tải thấp (cước phí nhỏ) ,khối lượng vận tải lớn, hàng hóa đa dạng, phạm vi hoạt động rộng. Ngày nay với sự phát triển của đội tàu biển container những ưu thế của vận tải thủy càng được khẳng định rõ hơn. Nhiệm vụ của hệ thống động lực trên tàu thủy: - Tạo lực đẩy cho con tàu - Cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động trên tàu.

Hai dạng cơ bản của hệ thống động lực: Hệ thống động lực hơi nước (công chất là hơi nước) : Máy hơi, tua bin hơi. Hệ thống động lực với khí cháy (công chất là khí cháy): Diesel; tua bin khí 1.2 Khái quát về hệ thống động lực tàu thuỷ Hệ thống động lực tàu thủy là hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ duy trì tốc độ, phương hướng cho hoạt động của tàu và các thiết bị động lực phụ, bảo đảm sự hoạt động của tàu, thuyền viên, hành khách. Hệ động lực tàu thuỷ là một tập hợp các thiềt bị để thực hiện các quá trình biến đổi năng lượng hoá học của nhiên liệu thành nhiệt năng, cơ năng hay điện năng nhằm đảm bảo tất cả các nhu cầu cần thiết cho tàu và hệ động lực. Trong thành phần của hệ động lực nói chung gồm có các động cơ chính và các động cơ phụ, cơ cấu truyền động, hệ trục và các hệ thống khác nhau đê phục vụ trực tiếp hoặc gián tiếp cho động cơ.

Ngoài ra trong hệ động lực còn có các thiết bị để kiểm tra điều khiển tự động trực tiếp hoặc từ xa các chế độ làm việc của từng thành phần trong hệ Động cơ chính là động cơ dùng để phục vụ các nhu cầu chính, như đối với thiết bị động lực tàu thuỷ dùng để quay chân vịt và phụ thuộc vào nhu cầu của tàu số lượng động cơ chính có thể lớn hơn một. Ngoài động cơ chính hệ động lực còn trang bị các động cơ nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máy nén khí khởi động… Các động cơ này còn được goị là các động cơ phụ. Cơ cấu truyền động là thiết bị trung gian giữa hai nguồn phát và thu năng lượng, làm thay đổi tần số quay trên trục bị động. Cơ cấu này thường dùng là truyền động kiểu cơ khí nhờ hệ thống các bánh răng, truyền động bằng điện, truyền động bằng thuỷ lực, hay truyền động liên hợp bằng cả cơ khí lẫn truyền thuỷ lực.

Hệ trục trong thiết bị động lực tàu thủy bảo đảm truyền cơ năng từ mặt bích của hộp giảm tốc hay của động cơ đến chân vịt. Trong thành phần của hệ trục thường bao gồm các đoạn trục, khớp nối, các ổ đỡ và ổ chặn lực dọc trục, cơ cấu phanh và các thiết bị đo mômen xoắn. Mỗi một hệ thống động lực là một tập hợp các cơ cấu và các thiết bị phụ, các tuyến ống dẫn, các van điểu chỉnh, các dụng cụ đo và kiểm tra. Mỗi hệ thống có một chức năng riêng nhằm cung cấp một trong các môi chất công tác như nước, nhiên liệu, dầu, khí nén và các môi chất 13 khác.

Xuất phát từ những nhiệm vụ chính, hệ động lực Diesel có các hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống khởi động bằng khí nén, hệ thống nạp - thải. Ngoài ra, các hệ thống phục vụ tàu như hệ thống cứu hoả, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cấp nước sinh hoạt, hệ thống gió, hệ thống điều hoà nhiệt độ v.v… đồng thời ở mức độ nào đó có liên quan với các hệ thống động lực. Phân loại các thiết bị của hệ động lực tàu thuỷ theo chức năng Thiết bị đẩy tàu Thiết bi động lực phụ. Thiết bị đảm bảo an toàn Thiết bị phục vụ cho sinh hoạt Thiết bị trên boong 1.

Thiết bị đẩy tàu ( Marine Propulsion Plant) Thiết bị đẩy tàu là hệ thống các thiết bị bảo đảm tốc độ, phương hướng cho con tàu hoạt động trong các điều kiện khai thác. Thiết bị đẩy tàu bao gồm: - Máy chính: ( ME - Main Engine) Máy chính có nhiệm vụ sinh công tạo lực đẩy tàu (Diesel, tua bin hơi, tua bin khí.) - Thiết bị truyền động (Power Transmission) Thiết bị truyền động có nhiệm vụ tiếp nhận công suất từ động cơ chính truyền cho thiết bị đẩy tàu ( hệ trục, gối đỡ, bộ giảm tốc, thiết bị nối trục, các thiết bị truyền dẫn điện.1 Sơ đồ bố trí chung tàu hàng 15 Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung thiết bị động lực tàu hàng - Thiết bị đẩy (Propulsion Equipment, Propeller) Thiết bị đẩy có nhiệm vụ tạo lực đẩy cho con tàu (chân vịt, chong chóng, guồng quay.) - Nồi hơi chính (Main Boiler) Nồi hơi chính sản ra hơi nước cung cấp cho tua bin hơi , máy hơi hoạt động làm nhiệm vụ đẩy tàu và cung cấp hơi cho các thiết bị phụ khác. 16 - Thiết bị truyền tải công chất (Transfer systems) Thiết bị tải công chất bao gồm hệ thống các ống, van chặn, dẫn tải hơi nước, khí cháy. đến động cơ chính.

Thiết bị động lực phụ (Engine auxiliary systems) Các thiết bị động lực phụ có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho tàu khi hành trình, làm hàng, sinh hoạt của thuyền viên và dự trữ, bao gồm: - Tổ máy phát điện (Generators) Tổ máy phát điện hay trạm phát thường do động cơ Diesel phụ (AE -Auxiliary Engine hay GE – Generation Engine) hoặc máy chính lai. Trạm phát có nhiệm vụ cung cấp điện phục vụ cho sinh hoạt và cho các thiết bị phục vụ cho máy chính hoạt động, cả thiết bị phục vụ cho sản xuất, sửa chữa (cẩu, máy hàn .) - Hệ thống không khí nén (Air High Pressure System) Hệ thống khí nén có nhiệm vụ cung cấp không khí cho khởi động cơ, các hệ thống tự động điều khiển, vệ sinh, sửa chữa, động cơ nâng hạ xuồng cứu sinh. Hệ thống bao gồm các máy khí nén, bình chứa, hệ thống đường ống, các van chặn, van giảm áp, van an toàn, phin lọc. - Hệ thống nước ngọt sinh hoạt, nước biển vệ sinh (Water Feed Systems) - Nồi hơi phụ (Auxiliary Boiler) Nồi hơi phụ có nhiệm vụ sản ra hơi cung cấp cho sinh hoạt của thuyền viên, hành khách và các máy móc và thiết bị phụ như hâm sấy dầu, nước… 1.

Thiết bị đảm bảo an toàn trên tàu (Safety & Emergency Systems) Các thiết bị đảm bảo an toàn trên tàu có nhiệm vụ phòng chống những sự cố xảy ra trên tàu đảm bảo cho tàu được hoạt động an toàn. - Hệ thống cứu hỏa: (Fire fighting system) - Hệ thống lacanh: (Bilge system) - Hệ thống balát: (Ballast system) - Trang bị cứu sinh: xuồng cứu sinh, phao bè, áo phao. - Thiết bị phục vụ sưả chữa: máy tiện, máy hàn, máy khoan. - Phụ tùng thay thế, vật liệu sửa chữa, dự trữ.

- Hệ thống thông tin liên lạc: điện thoại, chuông, còi, tay chuông truyền lệnh (Telegraf). Thiết bị phục vụ sinh hoạt Bao gồm các thiết bị đảm bảo đời sống thuyền viên và hành khách trên tàu: - He thống thông gió, sưởi ấm (Ventilation , heat exchanger) - Điều hòa không khí, quạt gió (Air-conditioning ) - Máy lạnh thực phẩm, kho lạnh thực phẩm. Các thiết bị trên boong (Deck Machinery and Equipments) Các thiết bị trên boong bao gồm: Hệ thống tời neo, tời lái, cẩu, thiết bị chằng buộc. Phân loại thiết bị theo tính chất, nhiệm vụ -Thiết bị cơ giới động lực Cung cấp năng lượng cho tàu (máy chính, máy đèn, nồi hơi phụ, nồi hơi chính, máy phát điện, động cơ điện…) -Thiết bị cơ giới công tác Tiêu thụ năng lượng, sinh công (thiết bị đẩy tàu, bơm, máy nén.) -Thiết bị truyền động Truyền chuyển động giữa cơ giới động lực và cơ giới công tác (hệ trục, hộp số, ly hợp, dây dẫn, ống nối.) - Thiết bị dự trữ Bao gồm các két chứa, bình chứa nước, dầu nhờn, nhiên liệu, không khí.

17 - Thiết bị làm sạch nhiên liệu, dầu nhờn, không khí: Gồm các bầu lọc, máy lọc ly tâm, máy phân ly, thiết bị lắng lọc… - Thiết bị truyền tải công chất Gồm các hệ thống van, ống. - Các thiết bị trao đổi nhiệt Sinh hàn, bầu hâm, giàn lạnh, bình ngưng… Tất cả các thiết bị được tổ chức thành một hệ thống có quan hệ hữu cơ trong một con tàu được gọi là hệ động lực tàu thuỷ.2 Phân loại và xu hướng phát triển hệ động lực tàu thủy: 1. Phân loại hệ động lực tàu thủy Căn cứ theo kiểu loại động cơ và phương thức truyền động có thể chia hệ động lực tàu thủy thành các loại sau: Hệ động lực hơi nước Hệ động lực hơi nước là hệ động lực trong đó quá trình hoàn thành công cơ giới là quá trình sử dụng nhiệt khí cháy nhiên liệu để tạo hơi trong nồi hơi, sau đó hơi được giãn nở sinh công trong máy hơi hay tuabin hơi. Hệ động lực này gồm có: Máy hơi trực tiếp lai chân vịt.

Máy hơi truyền động gián tiếp như bộ giảm tốc cơ giới lai chân vịt. Máy hơi có tuabin hơi thừa truyền động kết hợp lai chân vịt. Tuabin hơi truyền động gián tiếp lai chân vịt Tuabin hơi truyền động điện lai chân vịt. Hệ động lực Diesel Hệ động lực diesel là hệ động lực trong đó hoàn thành công cơ giới là quá trình sử dụng nhiệt lượng khí cháy của nhiên liệu để sinh công trực tiếp.

Loại hệ động lực này bao gồm: Hệ động lực diesel truyền động trực tiếp lai chân vịt - Hệ động lực này có tốc độc quay của chân vịt bằng với tốc độ quay của động cơ chính. - Có thể sử dụng máy phát điện đồng trục. - Hệ động lực này thường dùng trên các tàu dầu, tàu chở hàng khô, hàng thùng, hàng bách hoá chạy trên các tuyến đường xa. - Máy chính thường là động cơ diesel thấp tốc lai chân vịt.

Phổ biến nhất là động cơ 2 kỳ thấp tốc, có tăng áp, có patanh bàn trượt, đảo chiều trực tiếp và sử dụng nhiên liệu nặng. Hệ động lực diesel truyền động gián tiếp lai chân vịt - Hệ động lực này được trang trí nhiều động cơ diesel trung hoặc cao tốc. - Có thể bố trí 2 hoặc 4 máy truyền động gián tiếp lai chân vịt. - Các động cơ thường là động cơ 4 kỳ, có tăng áp bằng tuabin khí xả Hệ động lực diesel truyền động đặc biệt Hệ động lực diesel-điện truyền động lai chân vịt -Không cần có hệ trục dài và gối trục trung gian.

-Động cơ diesel có thể bố trí ở vị trí thích hợp nhất. -Tính linh hoạt và năng lực dự trữ lớn.