LỜI MỞ ĐẦU Khi động cơ làm việc, không khí trong cacte động cơ cũng chứa các thành phần khí giống như trong khí quyển, trong khoang cacte luôn có hơi dầu nhờn và vô số hạt dầu nhờn như "mưa phùn". Nếu xuất hiện ma sát bất thường giữa các bề mặt trượt, ổ đỡ, hoặc nhiệt được truyền đến cacte từ nơi khác như: khoang khí quét bị cháy truyền qua cán piston, hộp làm kín cán piston thì sẽ xuất hiện các “điểm nóng". “Điểm nóng" làm cho lớp dầu nhờn bám trên nó bị bay hơi. Khi hơi dầu ngưng tụ trở lại, vô số các hạt dầu có kích thước nhỏ li ti được hình thành lơ lửng trong không gian cacte, tức là hình thành một lớp “sương" dầu, lớp “sương" này là nguyên nhân gây cháy khi có nguồn nhiệt.
Nếu một lượng lớn hơi dầu được hình thành, khi bốc cháy sẽ làm cho áp suất trong cacte tăng cao đột ngột, có thể gây nổ. Áp suất trong cacte tăng đột ngột sẽ làm các van an toàn của cacte bị mở. Trong trường hợp cacte bị cô lập (ống thông hơi bị tắc) khi có nguồn nhiệt cacte có thể sẽ phát nổ gây nguy hại cho động cơ diesel và nguy hiểm tới toàn tàu cũng như thuyền viên. Trong trường hợp này cửa cacte sẽ bị thổi tung ra ngoài, gây hỏa hoạn cho buồng máy.
Hiện tượng cháy nổ như vậy cũng có thể xuất hiện trong khu vực xích truyền động, hộp khí quét. Khi động cơ diesel hoạt động trong thời gian dài, nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng cao, đồng thời mật độ sương dầu trong cacte cũng tăng lên, làm tăng nguy cơ cháy nổ cacte. Vì vậy, để cảnh báo sớm mật độ sương dầu trong cacte cao, các động cơ diesel được lắp thiết bị "Oil Mist Detector" OMD - Thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy. Thiết bị này có các điểm cảm biến hơi dầu ở từng khoang của cacte.
Khi thiết bị này báo động, cần kiếm tra xem cán piston, các cổ trục, cổ khuỷu, ố đỡ chặn,. có bị “nóng" bất thường không? Khí cháy có rò lọt xuống các te không? Nếu tất cả các khoang của cacte đều báo động thì kiểm tra xem ống thông hơi của cacte có bị tắc không. Thiết bị cảm biến sương dầu trong cacte là một phần không thể tách rời của các hệ thống an toàn, nó được thiết kế để phát hiện một số điều kiện có thể dẫn đến các vụ nổ cacte trên động cơ Diesel lớn. -1- Tính cấp thiết của đề tài: Thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy là bộ phận rất quan trọng đối với động cơ đốt trong, giúp ngăn ngừa và bảo vệ động cơ không bị hiện tượng nổ cacte máy.
Khi cacte xảy ra hư hỏng động cơ sẽ mất khả năng làm việc ổn định và có thể xảy ra những hư hỏng động cơ. Vì vậy, qua luận văn “Hướng dẫn cài đặt cấu hình, chẩn đoán và xử lý các sự cố hư hỏng thường gặp của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy chính của hãng Graviner; model: MK7” giúp ta có thể hiểu thêm về cấu hình, cách thức cài đặt cũng như phòng tránh hư hỏng và khắc phục hư hỏng (nếu có). Điều này sẽ làm tăng độ bền, tuổi thọ , tính an toàn và khả năng phát ra công suất của động cơ. Để lập được qui trình bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng ta cần phải tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động, phương thức cài đặt cấu hình của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy để đưa ra quy trình bảo dưỡng và sữa chữa chính xác nhất.
Mục đích nghiên cứu: Qua luận văn này ta có thể xác định được cấu tạo, quy trình lắp đặt, cài đặt cấu hình và bảo dưỡng của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy. Biết được các hư hỏng cơ bản và cách khắc phục hiệu quả nhất. Nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm kết cấu, hướng dẫn cài đặt cấu hình, chẩn đoán và xử lý các hư hỏng của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy chính Graviner MK7. Tìm hiểu về thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy, phần này tìm hiểu về cacte động cơ đốt trong và thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy, các cấu tạo cơ bản và nguyên lí hoạt động của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy.
Sinh viên có thể nghiên cứu trong giáo trình giảng viên hướng dẫn và các tài liệu liên quan đến động cơ đốt trong hay tài liệu về cảm biến sương dầu. Phân tích cấu tạo, nguyên tắc lắp đặt - kết nối của hệ thống và lập quy trình bảo dưỡng thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy sinh viên cần nắm rõ về lý thuyết cơ bản và sơ đồ chức năng của thiết bị. Quy trình bảo dưỡng và sữa chữa dựa trên sách hướng dẫn của nhà sản xuất. Tìm hiểu các hư hỏng sự cố và hướng giải quyết thích hợp -2- Phương pháp nghiên cứu: Lý thuyết và thực hành Lý thuyết: bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động , điều khiển, điều chỉnh, các chế độ làm việc và các sự cố thường gặp của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy.
Được tham thảo trong sách hướng dẫn Mk7 Oil Mist Detector của hãng Graviner và các tài liệu liên quan. Thực hành: Có thể xác định được các qui trình cài đặt, quy trình bảo dưỡng sữa chữa. Có thể xác định được những sự cố có thể xảy ra trên thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy. Dự kiến kết quả nghiên cứu: Sau khi làm luận văn, sinh viên có thể hiểu sâu về cấu tạo và cách thức cài đặt cấu hình của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy.
Nắm được tầm quan trọng của nó đối với động cơ đốt trong. Sinh viên có khả năng nắm được các quy trình vận hành, cài đặt, sữa chữa, bảo dưỡng, các hư hỏng và các nguyên tắc, cách khắc phục về các quy trình đó. -3- CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ CẢM BIẾN SƯƠNG DẦU CACTE MÁY 1.1 Giới thiệu chung Nhiệt độ cao, vượt quá 200ºC xảy ra trên bề mặt ổ trục trong điều kiện hỏng hóc ban đầu, có thể dẫn đến sự tạo ra hơi dầu nhanh chóng. Khi hơi nóng tiếp xúc với bầu không khí tương đối mát hơn của cacte, nó ngưng tụ thành một màn sương mịn, với các hạt điển hình kích thước đường kính khoảng 0,5 đến 5 micromet.
Khi mật độ của các hạt này đạt tới từ 30 đến 50 mg/l (Miligam trên lít), tùy thuộc vào loại dầu, có thể gây nổ cacte máy.1 Khu vực hư hỏng - Động cơ 2 kì Hình 1.2 Khu vực hư hỏng - Động cơ 4 kì -4- Cháy nổ cần có ba yếu tố cấu thành: nhiên liệu, ôxy và nguồn lửa. Loại bỏ một trong số những điều này sẽ không có vụ cháy nổ nào xảy ra. Tương tự, trong cacte, ba thành phần có thể gây nổ là không khí, sương dầu và nguồn lửa, "điểm nóng". Sử dụng phương pháp đo quang học, mật độ sương mù dầu có thể được đo ở mức thấp đến 0,05 mg/l và đưa ra cảnh báo sớm về sự gia tăng mật độ sương dầu.
Kỹ thuật phát hiện sương dầu đã được sử dụng để giám sát cacte động cơ diesel cho điều kiện cháy nổ tiềm ẩn và phát hiện sớm các hỏng hóc của ổ trục. Các hệ thống chủ yếu phân tích quang học mật độ của các mẫu sương dầu lấy từ cacte thông qua các đường ống lấy mẫu đưa đến thiết bị.2 Kết cấu hệ thống Hệ thống Graviner MK7 gồm các thành phần chính như sau: 1. Màn hình điều khiển từ xa. Thường được lắp đặt trong buồng điều khiển từ trong buồng máy.
Hộp điều khiển, loại có bảng điều khiển. Hoặc hộp điều khiển, loại không có bảng điều khiển. Cảm biến cùng với ống lấy mẫu. Dây cáp tín hiệu nối từ cảm biến đến hộp điều khiển.3 Các thành phần của thiết bị cảm biến sương dầu cacte máy MK7 -5- ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT: - Một hộp điều khiển có thể kết nối với 10 cảm biến (ở 10 khoang xy lanh động cơ).
- Một hệ thống với 1 màn hình điều khiển có thể đấu nối với 10 hộp điều khiển. - Có thể lắp đặt hệ thống với động cơ 4 kỳ hoặc 2 kỳ. - Không sử dụng hệ thống đường ống lấy mẫu khí ở cate nên giảm chi phí lắp đặt. - Hộp điều khiển có thể lắp đặt cạnh bên động cơ.
- Màn hình hiển thị, điều khiển có thể lắp đặt từ xa, ở phòng điều khiển từ xa trong buồng máy.4 Cấu hình hệ thống cảm biến sương dầu điển hình - Có bảng điều khiển -7- Hình 1.5 Cấu hình hệ thống cảm biến sương dầu điển hình - Không bảng điều khiển -8- 1.3 Thông số kỹ thuật Đầu cảm biến - Ren nối: BSP 3/4" - Cấp bảo vệ: IP65 - Vật liệu chế tạo: Ống lấy mẫu - Nhựa PTFE Đầu cảm biến Nhựa đen 70G33L - Đèn chỉ báo: Đèn xanh - Cảm biến đang làm việc Đèn đỏ - Báo động Đèn vàng - Cảm biến bị lỗi - Tiêu hao điện năng: 1,5W - Nhiệt độ làm việc : 0- 70 °C - Chiều dài: 205 mm - Chiều rộng: 90 mm - Chiều cao: 153 mm - Khối lượng: 0,5kg Hộp điều khiển - Cấp bảo vệ: IP65 - Vật liệu chế tạo: Nhôm - Khả năng kết nối tối đa: 10 đầu cảm biến - Điện áp: 24V (+30% -25%) - Tín hiệu ra rơ le: chuyển đối tiếp điểm 30 VDC, 1A - Báo động trước (cảnh báo): 1 bộ (ngắt khi hệ thống làm việc bình thường) - Báo động lỗi hệ thống: 1 bộ (ngắt khi hệ thống làm việc bình thường) - Báo động giảm máy/dừng máy: 1 bộ (ngắt khi hệ thống làm việc bình thường) - Báo động dự phòng (back up): 1 bộ (ngắt khi hệ thống làm việc bình thường) -9- - Mức báo động • Báo động trước (cảnh báo): 0,5 mg/l - 1,2 mg/1 (có thể điều chỉnh), (mặc định 0,9 mg/l) • Báo động chậm hoặc tắt máy: 1,3mg/l - 2,4 mg/l (có thể điều chỉnh), (mặc định 1,8mg/1) • Báo động dự phòng: 3,0 mg/1 (cài đặt mặc định) - Tiêu hao điện năng: 3,9W - Nhiệt độ làm việc: 0- 70 °C - Kích thước Chiều dài: 186 mm Chiều rộng: 318 mm Chiều cao: 90 mm Khối lượng: 2,8 kg Màn hình điều khiển từ xa - Cấp bảo vệ: IP32 - Vật liệu chế tạo: Nhựa dạng hạt ABS (P765+) chuyên sử dụng để chế tạo thiết bị hiển thị. - Số lượng đầu cảm biến tối đa có thể kết nối: 100 - Số lượng động cơ tối đa có thể giám sát: 10 động cơ - Nguồn điện: 24VDC (+30% -25%) - Tiêu hao điện năng: 6W - Nhiệt độ làm việc: 0-70 °C - Kích thước Chiều dài: 225 mm Chiều rộng: 240 mm Chiều cao: 55 mm Trọng lượng: 1 kg - 10 - 1.