Tính toán nhiệt và xây dựng phương án lắp đặt máy điều hoà không khí cho ca bin đầu máy D12E

= 8 333,3(W/m2.0C) Vïng II: cã chiÒu dµy d=0,054 m Bao gåm Líp l li l. li B«ng thuû tinh 0,035 0,037 0,001295 ThÐp 50 0,003 0,15 VËy: k2 = 70,04 (W/m2.0C) Vïng III: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,003 m Dµi S=l1 =0,04 m 16 666,67 (W/m2.0C) k3= 16 666,67(W/m2.0C) Vïng IV: cã chiÒu dµy d= 0,002 m Gåm mét líp nØ chiÒu dµi l = 0,04 m (W/m2.0C) Vïng V: cã chiÒu dµy d= 0,005 m Gåm mét líp nh«m dµi l=0,04 m (W/m2.0C) Trë kh¸ng nhiÖt = 0,0645 (m2.0C/W) Rt®= (R’ +2R’’)/3 = 0,2061 (m2.0C/W) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: Khi tµu dõng : (W/m2.0C ) Khi tµu ch¹y: (W/m2.0C ) DiÖn tÝch c¸c phÇn cña thµnh ®Çu: DiÖn tÝch thµnh ®Çu : Ft®= Dt® x Rt® =2,6x2= 5,2 m2 DiÖn tÝch c¸c thanh ngang: Cã 4 thanh thÐp ch÷ C dµi 2m 4 thanh thÐp ch÷ C dµi 1m Ft= 4x 0,04x 2 + 4x 0,04x 1 = 0,48 m2 DiÖn tÝch cöa sæ: Fcs= Dcs x Rcs = 2 x 0,85 x 0,6 = 1,02 m2 DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu ®ång nhÊt: Fdnh= Ft®- Ft – Fcs= 5,2 - 0,48 – 1,02 = 3,7 m2 DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: Fkdnh = Ft = 0,48 m2 HÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh ®Çu: Khi ®Çu m¸y dõng: == 0,7452m2.0C ) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi tèc ®é v=80km/h = = 0,7979m2.0C ) HÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh bªn Thµnh bªn ®­îc chia lµm m¶ng kÕt cÊu ®ång nhÊt vµ kh«ng ®ång nhÊt. - Vïng kÕt cÊu ®ång nhÊt: C¸c th«ng sè cña vËt liÖu: Líp VËt liÖu l d d/l 1/at 1/an T«n ngoµi ThÐp 50 0,003 0,00006 0,125 0,0625 Líp c¸ch nhiÖt B«ng thuû tinh 0,035 0,06 1,7142 Líp lãt NØ 0,04 0,002 0,05 Líp nh«m Nh«m 143 0,005 0,00003 1,7643 Thay vµo c«ng thøc : K1thµnhbªn === 0,5123 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y dõng: K1thµnhbªn = 0,5123 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi vËn tèc v=80km/h th× an=72,19 thay vµo c«ng thøc trªn ta cã : Khi ®Çu m¸y ch¹y: K1thµnhbªn= 0,5254 (W/m2.0C) - Vïng kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng song song ph­¬ng truyÒn nhiÖt HÖ sè truyÒn nhiÖt tõng vïng tÝnh theo c«ng thøc KÕt cÊu chia ra nh­ sau: Vïng I : cã chiÒu dµi l=0,037 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l ThÐp 50 0,009 0,00018 B«ng thuû tinh 0,035 0,054 1,5428 NØ 0,04 0,002 0,05 Nh«m 143 0,005 0,000035 å1,593 kI= 0,6277 (W/m2.0C ) Vïng II :cã chiÒu dµi l=0,003 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l ThÐp 50 0,063 0,00126 NØ 0,04 0,002 0,05 Nh«m 143 0,005 0,000035 å0,0513 kII = 19,4931 (W/m2.0C ) VËy ta cã K1= 2,0426 (W/m2.0C ) Trë kh¸ng nhiÖt R’ = 1/K1 = 0,4895 (m2.0C/W) * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng truyÒn nhiÖt TÝnh k theo c«ng thøc: Vïng I: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,006 m Dµi S=l1 =0,04 m 8 333,3 (W/m2.0C) k1= 8 333,3(W/m2.0C) Vïng II: cã chiÒu dµy d=0,054 m Bao gåm Líp l li l. li B«ng thuû tinh 0,035 0,037 0,001295 ThÐp 50 0,003 0,15 VËy: k2 = 70,04 (W/m2.0C) Vïng III: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,003 m Dµi S=l1 =0,04 m 16 666,67 (W/m2.0C) k3= 16 666,67(W/m2.0C) Vïng IV: cã chiÒu dµy d= 0,002 m Gåm mét líp nØ chiÒu dµi l = 0,04 m (W/m2.0C) Vïng V: cã chiÒu dµy d= 0,005 m Gåm mét líp nh«m dµi l=0,04 m (W/m2.0C) Trë kh¸ng nhiÖt = 0,0645 (m2.0C/W) Rt®= (R’ +2R’’)/3 = 0,2061 (m2.0C/W) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: Khi tµu dõng : (W/m2.0C ) Khi tµu ch¹y: (W/m2.0C ) DiÖn tÝch c¸c phÇn cña thµnh bªn: DiÖn tÝch thµnh bªn : Ftb= Dtb x Rtb =2x2= 4 m2 DiÖn tÝch cöa ra vµo : Fcöa = Dcöa x Rcöa = 1,8 x 0,52 = 0,936 m2 DiÖn tÝch c¸c thanh ngang: Cã 1 thanh thÐp ch÷ C dµi 2m 2 thanh thÐp ch÷ C dµi 1,4m 1 thanh thÐp ch÷ C dµi 1,42m Fthanh= 0,04x 2 + 2x 0,04x 1,4 + 0,04x1,42 = 0,2488 m2 DiÖn tÝch cöa sæ: Fcs= Dcs x Rcs = 2 x 0,45 x 0,6 = 0,54 m2 DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu ®ång nhÊt: Fdnh= Ftb- Fthanh - Fcs- Fcöa= 4 – 0,2488 – 0,54 – 0,936 = 2,2752 m2 DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt cña thµnh bªn kh«ng tÝnh cöa : Fkdnh = Fthanh = 0,2488 m2 Tæng diÖn tÝch tÝnh hÖ sè truyÒn nhiÖt: FtÝnh = Fdnh + Fkdnh= 2,2752 +0,2488 = 2,524 m2 HÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh bªn: Khi ®Çu m¸y dõng: == 0,7122 (W/m2.0C ) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi tèc ®é v=80km/h ==0,7593 (W/m2.0C ) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua cöa ra,vµo ca bin: Cöa ca bin chia lµm hai vïng: ®ång nhÊt vµ kh«ng ®ång nhÊt - Vïng ®ång nhÊt: C¸c th«ng sè vËt liÖu Líp VËt liÖu l d d/l 1/at 1/an T«n ngoµi ThÐp 50 0,003 0,00006 0,125 0,0625 Líp c¸ch nhiÖt B«ng thuû tinh 0,035 0,06 1,714 1,71406 Thay vµo c«ng thøc: Kcöadnh = = = 0,5259 (W/m2.0C ) Kcöadnh=0,5259 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi vËn tèc cao nhÊt V=80km/h th× an=72,19 thay vµo c«ng thøc trªn ta cã: Kcöadnh= 0,5396 (W/m2.0C) - Vïng kh«ng ®ång nhÊt: * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng song song víi ph­¬ng truyÒn nhiÖt. HÖ sè truyÒn nhiÖt tõng vïng tÝnh theo c«ng thøc Cöa ®­îc chia thµnh hai vïng I vµ II víi S=0,043m Vïng I: ChØ cã mét líp thÐp dµy d=0,066 m Cã chiÒu dµi l=0,006m k1cöa= 0,00132 (W/m2.0C) Vïng II: Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l ThÐp 50 0,012 0,00024 B«ng thuû tinh 0,035 0,054 1,542 å 1,54224 k2cöa= 0,6484 (W/m2.0C) VËy: K1=== 0,5581 (W/m2.0C) Trë kh¸ng nhiÖt R’ = 1/K1 = 1,7917 (m2.0C/W) * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng truyÒn nhiÖt. HÖ sè truyÒn nhiÖt tõng vïng tÝnh theo c«ng thøc Víi S = 0,043m Vïng Líp l l(mm) d k Vïng I Líp thÐp 50 0,043 0,006 8333,3 Vïng II Líp thÐp 50 0,006 0,054 129,72 B«ng thuû tinh 0,035 0,037 Vïng III Líp thÐp 50 0,043 0,006 8333,3 Trë kh¸ng nhiÖt R’’== 0,00794 Trë kh¸ng nhiÖt t­¬ng ®­¬ng: Rt®=(R’+2.R”)/3= (1,7917+2x0,00794)/3= 0,6025 (m2.0C/W) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu cöa kh«ng ®ång nhÊt: Khi tµu dõng: Kcöakdnh=== 1,2658 (W/m2.0C) Khi tµu ch¹y: Kcöakdnh == 1,3488 (W/m2.0C) HÖ sè truyÒn nhiÖt cña c¶ kÕt cÊu cöa: DiÖn tÝch cöa ra vµo: Fcöa= Dcöa x Rcöa = 0,52 x 1,8 = 0,936 m2 DiÖn tÝch cöa sæ cña cöa ra vµo: Fcöa sæ = Dcöa sæ x Rcöa sæ = 0,35x0,74 = 0,259 m2 DiÖn tÝch phÇn kh«ng ®ång nhÊt cña cöa ra vµo: Bao gåm 2 thanh thÐp ch÷ C dµi 1,74 m 2 thanh thÐp ch÷ C dµi 0,52 m Fcöa kdnh= 2x1,74x0,04 +2x0,52x0,04 = 0,1808 m2 Fcöadnh = Fcöa - Fcöa kdnh - Fcöa sæ = 0,936 – 0,1808- 0,259 = 0,4962 m2 Khi ®Çu m¸y dõng: Kcöa ===0,7234(W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y: Kcöa== =0,7557 (W/m2.0C) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua thµnh bªn ca bin: Khi ®Çu m¸y dõng: Kthµnh bªn= == 0,7145 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y: Kthµnh bªn= == 0,7585 (W/m2.0C) HÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh sau ca bin: Thµnh sau ®­îc chia lµm 2 m¶ng kÕt cÊu :®ång nhÊt vµ kh«ng ®ång nhÊt. - Vïng kÕt cÊu ®ång nhÊt: lµ phÇn kÕt cÊu kh«ng chøa c¸c thanh thÐp ch÷ C t¨ng cøng vµ toµn bé phÇn diÖn tÝch cña cöa tñ ®iÖn C¸c th«ng sè vËt liÖu Líp VËt liÖu l d d/l 1/at 1/an T«n ngoµi ThÐp 50 0,003 0,00006 0,125 0,0625 Líp c¸ch nhiÖt B«ng thuû tinh 0,035 0,06 1,7143 Líp lãt NØ 0,04 0,002 0,05 Líp nh«m Nh«m 143 0,005 0,00003 1,7644 Thay vµo c«ng thøc: Kthµnh sau = = = 0,5123 (W/m2.0C ) K1thµnh sau=0,5123 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi vËn tèc cao nhÊt V=80km/h do thµnh sau ®­îc ¸p s¸t víi tñ ®iÖn nªn khi ®Çu m¸y ch¹y kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn hÖ sã truyÒn nhiÖt. - Vïng kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng song song ph­¬ng truyÒn nhiÖt HÖ sè truyÒn nhiÖt tõng vïng tÝnh theo c«ng thøc KÕt cÊu chia ra lµm 2 vïng nh­ h×nh vÏ: Vïng I : cã chiÒu dµi l=0,003 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l ThÐp 50 0,063 0,00126 NØ 0,04 0,002 0,05 Nh«m 143 0,005 0,000035 å0,0513 kI = 19,4931 (W/m2.0C ) Vïng II : cã chiÒu dµi l=0,037 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l ThÐp 50 0,009 0,00018 B«ng thuû tinh 0,035 0,054 1,5428 NØ 0,04 0,002 0,05 Nh«m 143 0,005 0,000035 å1,593 kII= 0,6277 (W/m2.0C ) VËy ta cã K1= 2,0426 (W/m2.0C ) Trë kh¸ng nhiÖt R’ = 1/K1 = 0,4895 (m2.0C/W) * TÝnh theo ph­¬ng ph¸p chia vïng theo ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng truyÒn nhiÖt TÝnh k theo c«ng thøc: Vïng I: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,006 m Dµi S=l1 =0,04 m 8 333,3 (W/m2.0C) k1= 8 333,3(W/m2.0C) Vïng II: cã chiÒu dµy d=0,054 m Bao gåm Líp l li l. li B«ng thuû tinh 0,035 0,037 0,001295 ThÐp 50 0,003 0,15 VËy: k2 = 70,04 (W/m2.0C) Vïng III: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,003 m Dµi S=l1 =0,04 m 16 666,67 (W/m2.0C) k3= 16 666,67(W/m2.0C) Vïng IV: cã chiÒu dµy d= 0,002 m Gåm mét líp nØ chiÒu dµi l = 0,04 m (W/m2.0C) Vïng V: cã chiÒu dµy d= 0,005 m Gåm mét líp nh«m dµi l=0,04 m (W/m2.0C) Trë kh¸ng nhiÖt = 0,0645 (m2.0C/W) Rt®= (R’ +2R’’)/3 = 0,2061 (m2.0C/W) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: Khi tµu dõng : (W/m2.0C ) Khi tµu ch¹y: Do thµnh sau ®­îc ¸p s¸t víi tñ ®iÖn nªn khi tµu ch¹y kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn hÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh sau. DiÖn tÝch c¸c phÇn cña thµnh sau ca bin: DiÖn tÝch thµnh sau: Fthµnh sau = Dthµnh sau x Rthµnh sau = 2,6 x 2 =5,2 m2 DiÖn tÝch kh«ng ®ång nhÊt: Cã 4 thanh thÐp ch÷ C60x40x3 dµi 2m Cã 2 thanh thÐp ch÷a C60x40x3 dµi 0,42m Fkdnh = 4x0,04x2 + 2x0,04x0,42 = 0,3536 m2 DiÖn tÝch cöa sæ : Fcöa sæ = 2 Dcöa sæ x Rcöa sæ = 2 x 0,6 x 0,35 = 0,42 m2 DiÖn tÝch ®ång nhÊt cña thµnh sau: Fdnh = Fthµnh sau - Fkdnh – Fcöa sæ = 5,2- 0,3536 – 0,42 = 4,4264 m2 HÖ sè truyÒn nhiÖt qua thµnh sau ca bin: Khi ®Çu m¸y dõng Kthµnh sau = = = 0,6623 HÖ sè c¸ch nhiÖt sµn ca bin: Sµn ca bin ®­îc chia ra lµm c¸c vïng kÕt cÊu ®ång nhÊt vµ kh«ng ®ång nhÊt. - Vïng kÕt cÊu ®ång nhÊt: C¸c th«ng sè vËt liÖu Líp VËt liÖu l d d/l 1/at 1/an Tr¶i sµn Cao su 1,6 0,005 0,003125 T«n ®Ønh ThÐp 50 0,003 0,00006 0,166 0,0625 Líp c¸ch nhiÖt B«ng thuû tinh 0,035 0,06 1,7143 Líp t«n ®¸y ThÐp 50 0,003 0,00006 1,7172 Thay vµo c«ng thøc: K1sµn = = = 0,5139 (W/m2.0C ) K1sµn =0,5139 (W/m2.0C) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi vËn tèc cao nhÊt do sµn ca bin ®­îc ®Æt trªn khung ®Çu m¸y nªn kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn hÖ sè truyÒn nhiÖt. - Vïng kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt. * Chia vïng theo ph­¬ng song song ph­¬ng truyÒn nhiÖt. KÕt cÊu ®­îc chia kµm hai vïng I vµ II Vïng I : cã chiÒu dµi l=0,037 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l Cao su tr¶i sµn 1,6 0,005 0,003125 ThÐp 50 0,012 0,00024 B«ng thuû tinh 0,035 0,054 1,5428 å1,5461 kI= 0,6467 (W/m2.0C ) Vïng II : cã chiÒu dµi l=0,003 m Bao gåm c¸c líp vËt liÖu: Líp vËt liÖu l d d/l Cao su tr¶i sµn 1,6 0,005 0,003125 ThÐp 50 0,066 0,00132 å0,004445 kII = 224,97 (W/m2.0C ) VËy ta cã K1= 17,471 (W/m2.0C ) Trë kh¸ng nhiÖt R’ = 1/K1 = 0,0572 (m2.0C/W) * Chia vïng theo ph­¬ng vu«ng gãc dßng nhiÖt. TÝnh k theo c«ng thøc: Vïng I: Cã mét líp cao su l = 1,6 Dµy d = 0,005 m Dµi S = l = 0,04 m 320 (W/m2.0C) Vïng II: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,006 m Dµi S=l1 =0,04 m 8 333,3 (W/m2.0C) k2= 8 333,3(W/m2.0C) Vïng III: cã chiÒu dµy d=0,054 m Bao gåm Líp l li l. li B«ng thuû tinh 0,035 0,037 0,001295 ThÐp 50 0,003 0,15 VËy: k3 = 70,04 (W/m2.0C) Vïng IV: cã mét líp thÐp Dµy d = 0,006 m Dµi S=l1 =0,04 m 8 333,3 (W/m2.0C) K4= 8 333,3(W/m2.0C) Trë kh¸ng nhiÖt. = 0,0176(m2.0C/W) Rt®= (R’ +2R’’)/3 = 0,0308 (m2.0C/W) HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt: Khi tµu dõng : = 3,8466(W/m2.0C ) Khi ®Çu m¸y ch¹y víi vËn tèc cao nhÊt do sµn ca bin ®­îc ®Æt trªn khung ®Çu m¸y nªn kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn hÖ sè truyÒn nhiÖt. C¸c phÇn diÖn tÝch cña sµn ca bin: Fsµn = Dsµn x Rsµn = 2 x 2,6 = 5,2 m2 DiÖn tÝch phÇn kh«ng ®ång nhÊt: C¸c thanh ngang: Tæng chiÒu dµi c¸c thanh ngang: Dthanh = 24,202 m DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt : Fkdnh= 24,202 x 0,04 = 0,96808 m2 DiÖn tÝch phÇn kÕt cÊu ®ång nhÊt : Fdnh = F-Fkanh =5,2 – 0,96808 = 4,23192 m2 HÖ sè truyÒn nhiÖt tæng thÓ sµn: == 1,1347(m2.0C ) HÖ sè truyÒn nhiÖt sµn ksµn = 1,1347 (m2.0C ) HÖ sè truyÒn nhiÖt cöa sæ: Khi ®Çu m¸y dõng: Líp VËt liÖu l d 1/at 1/an d/l KÝnh Thñy tinh 0,76 0,012 0,125 0,0625 0,0158 Kh«ng khÝ Kh«ng khÝ 0,026 0,012 0,461 0,4768 Thay vµo c«ng thøc: Kcöa sæ = = = 1,505 VËy Kcöa sæ = 1,505 W/m2.0C +Khi tµu ch¹y víi tèc ®é 80 km/h: Thay an= 72,19 vµo c«ng thøc ta cã VËy Kcöa sæ= 2,089 W/m2.0C Tõ c¸c trÞ sè trªn ta t×m ®­îc hÖ sè truyÒn nhiÖt thµnh c¸ch nhiÖt ca bin : k= W/m2.0C Víi: FtrÇn=DtrÇn.RtrÇn = 5,2 m2 Fcöasæ=Sni.Dcsi.Rcsi m2 (ni : Sè cöa sæ lo¹i i) Trong ®ã: Cöa sæ thµnh ®Çu: Ft® = 2 x 0,85 x 0 6 = 1,02 m2 Cöa sæ thµnh bªn : 2Ftb = 2 x 0,9 x 0,6 = 1,08 m2 Cöa sæ cöa lªn xuèng: 2Flx = 2 x 0,35 x 0,74 = 0,518 m2 Cöa sæ thµnh sau : Fts = 2 x 0,35 x 0,6 = 0,42 m2 Tæng diÖn tÝch cöa sæ : Fcöa sæ = 3,038 m2 Fthµnhbªn=2 [ Dtb.Rtb- Fcs ]= 2 x 2x2 – (1,08+0,518) = 6,402 m2 Fthµnh®Çu= Dt®.Rt® - Fcs = 2x2,6 - 1,02 = 4,18 m2 Fthµnh sau = Dts. Rts – 2Fcs = 2x2,6 – 0,42 = 4,78 m2 Fsµn=Ds.Rs = 2x2,6 = 5,2 m2 + Khi tµu dõng: MÆt truyÒn nhiÖt k F k.F TrÇn ca bin 2,3129 5,2 12,027 2 thµnh bªn 0,7145 6,402 4,574 Thµnh ®Çu 0,7452 4,18 3,1149 Thµnh sau 0,6623 4,78 3,1657 Sµn ca bin 1,1347 5,2 5,9 Cöa sæ 1,505 3,038 4,572 Fcabin =28,8 å33,3536 Thay vµo c«ng thøc k= W/m2.0C => k = 1,1581 W/m2.0C + Khi tµu ch¹y víi vËn tèc 80 km/h: MÆt truyÒn nhiÖt k F k.F TrÇn ca bin 2,6359 5,2 13,7066 2Thµnh bªn 0,7585 6,402 4,8559 Thµnh ®Çu 0,7979 4,18 3,3352 Thµnh sau 0,6623 4,78 3,1657 Sµn ca bin 1,1347 5,2 5,9 Cöa sæ 2,089 3,038 6,3463 Fcabin =28,8 å37,3097 VËy k = 1,2954 W/m2.0C 2.2.2. X¸c ®Þnh c«ng suÊt l¹nh cho m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. 2.2.2.1. L­îng lµm l¹nh cÇn thiÕt cña ca bin: L­îng lµm l¹nh cÇn thiÕt cña ca bin ®Çu m¸y còng lµ l­îng lµm l¹nh cÇn thiÕt cña thiÕt bÞ ®iÒu hoµ. §ã chÝnh lµ tæng phô t¶i nhiÖt cña ca bin ®Çu m¸y. Tæng phô t¶i nhiÖt cña ca bin tÝnh theo c«ng thøc: åQ = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 Trong ®ã: Q1: NhiÖt l­îng tæn thÊt qua kÕt cÊu ca bin. Q2 : NhiÖt l­îng lµm l¹nh kh«ng khÝ trong ca bin. Q3 : NhiÖt l­îng do ng­êi to¶ ra. Q4 : NhiÖt l­îng tæn thÊt nhiÖt do khÝ t­¬i. Q5 : NhiÖt l­îng tæn thÊt do thiÕt bÞ trong ca bin. a) L­îng tæn thÊt nhiÖt qua kÕt cÊu ca bin: NhiÖt l­îng nµy bao gåm nhiÖt l­îng truyÒn qua thµnh c¸ch nhiÖt ca bin vµ nhiÖt bøc x¹ mÆt trêi t¸c dông vµo mÆt thµnh c¸ch nhiÖt, qua cöa kÝnh cöa sæ lµm bÒ mÆt ca bin cã nhiÖt ®é lín h¬n nhiÖt ®é kh«ng khÝ bªn ngoµi. Do ®ã hiÖu sè nhiÖt ®é trong vµ ngoµi ca bin khi tÝnh to¸n lÊy: DT = Tn-Tt = 30 0C Ph­¬ng ph¸p tÝnh nhiÖt l­îng Q truyÒn qua thµnh c¸ch nhiÖt ca bin, theo 2 ph­¬ng ph¸p æn ®Þnh vµ kh«ng æ ®Þnh th× kÕt qu¶ chªnh lÖch kh«ng lín. §Ó ®¬n gi¶n th­êng dïng ph­¬ng ph¸p nhiÖt æn ®Þnh ®Ó tÝnh to¸n: Q = k.F.DT Trong ®ã: K : HÖ sè truyÒn nhiÖt (W/m2.0C ) F : DiÖn tÝch truyÒn nhiÖt m2 DT : HiÖu sè nhiÖt ®é trong vµ ngoµi xe 0C – NhiÖt l­îng truyÒn qua hai v¸ch thµnh bªn (trõ cöa sæ): Qtb = ktb.Ftb. DT Víi Ftb = 6,402 m2 ktb= 0,7585 W/m2. 0C VËy Qtb = 0,7585 x6,402x30 = 145,677 W – NhiÖt l­îng truyÒn qua thµnh ®Çu (trõ cöa sæ): Qt® = kt®.Ft®.DT Víi Ft® = 4,18 m2 kt®= 0,7979 W/m2.0C VËy Qt® = 0,7979x4,18x30 = 100 W – NhiÖt l­îng truyÒn qua trÇn ca bin: Cã tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng cña bøc x¹ nhiÖt mÆt trêi nªn cã thÓ tÝnh DT t¨ng lªn 15 0C QtrÇn = ktrÇn.FtrÇn. DT Víi FtrÇn = 5,2 m2 ktrÇn = 2,6359 (W/m2.0C ) QtrÇn = 2,6359x5,2x(30+15) = 616,8 W – NhiÖt l­îng truyÒn qua sµn ca bin: Qs = ks.Fs. DT Víi Fs = 5,2 m2 ks= 1,1347 (W/m2.0C ) Qs = 5,2x1,1347x(30+15) = 265,5 W – NhiÖt l­îng truyÒn qua cöa sæ: Qcs = kcs.Fcs. DT Víi Fcs = 3,038 m2 kcs= 2,089 (W/m2.0C ) Qcs = 2,089x3,038x30 = 190,4 W - NhiÖt l­îng tæn thÊt qua thµnh sau: Do cã tÝnh ®Õn nhiÖt l­îng do tñ ®iÖn vµ ®éng c¬ phÝa sau truyÒn lªn, tñ ®iÖn ®Æt ngay sau thµnh ca bin nªn t¨ng DT thªm 30oC Qts = kts.Fts. DT Víi Fts = 4,78 m2 Kts= 0,6623 (W/m2.0C ) Qts = 4,78x0,6623x(30+30) = 190 W Do ®ã: nhiÖt l­îng tæn thÊt qua kÕt cÊu ca bin: Q1 =åQ = Qtb+Qt®+QtrÇn +Qtsau+Qs+Qcs =145,677+616,8+100+190+265,5+190,4= 1508,4 W Víi 1 Watt= 3,414 Btu Q1 = 1508,4 x 3,414 = 5149,67 Btu b) NhiÖt l­îng lµm l¹nh kh«ng khÝ trong ca bin (tÝnh trong thêi gian 1 giê): Q2 = Ckk.m. DT Ckk : NhiÖt dung riªng cña kh«ng khÝ Ckk = 0,2377 Btu/kg ®é = 995,2 J/kg®é m : Khèi l­îng kh«ng khÝ m = d.V d : Khèi l­îng riªng kh«ng khÝ d = 1,2943 kg/m3 V : ThÓ tÝch kh«ng khÝ trong ca bin V = 2x2x2,6 = 10,4 m3 Q2 = 995,2 x 1,2943 x 10,4 x 30 =401883 J/h = 381 Btu/h c) NhiÖt l­îng do ng­êi to¶ ra: Mïa hÌ trong ph¹m vi nhiÖt ®é buång ca bin lµ 20 ~ 300C th× tæng hiÓn nhiÖt vµ tiÒm nhiÖt c¬ b¶n lµ h»ng sè, mçi ng­êi lµ 116,3 W, cho nªn: Q3 = 116,3.n W Trong ®ã: n - Sè ng­êi trong ca bin th«ng th­êng ca bin cã mét tµi xÕ vµ mét phô tµi xÕ nªn n=2 VËy Q3 = 116,3 x 2 = 232,6 (W) = 794 Btu d) NhiÖt l­îng tæn thÊt do khÝ t­¬i: Th«ng th­êng lÊy b»ng kho¶ng 80% tæn thÊt nhiÖt ra m«i tr­êng Q1. Nh­ng do ®Æc thï cña ®­êng s¾t ViÖt Nam ph¶i ®ãng ®­êng b¸n tù ®éng. Tµi xÕ ph¶i lÊy thÎ ®­êng nªn ph¶i më cöa sæ liªn tôc kho¶ng 9km /1lÇn nªn tæn thÊt nhiÖt do khÝ t­¬i lµ rÊt lín. VËy lÊy Q4 b¨ng kho¶ng 150% Q1 Q4 = QkhÝ t­¬i = 150%Q1 = 5149,67 x 1,5 = 7724,5 Btu e) NhiÖt l­îng tæn thÊt do c¸c thiÕt bÞ trong ca bin. L­îng nhiÖt nµy lµ: Q5 = Qd+Qy §éng c¬ ®iÖn cña m«t¬ g¹t n­íc trong ca bin , tñ ®iÖn, ®Ìn ®iÖn…Khi lµm viÖc ®Òu táa nhiÖt trong ca bin vµ ph©n biÖt víi c¸c h×nh thøc:®èi l­u, truyÒn dÉn, vµ bøc x¹ t¸c dông vµo m«i tr­êng xung quanh. Tæng l­îng nhiÖt táa ra cña m« t¬ vµ thiÕt bÞ c«ng t¸c: Qd = 1000. .n1n2n3SN W Trong ®ã: η: HiÖu suÊt m« t¬, c¨n cø c«ng suÊt víi N =1 KW th× h = 76 % n1: HÖ sè lîi dông dung l­îng m« t¬, tøc lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt lín nhÊt thùc bao víi c«ng suÊt l¾p ®Æt; ta LÊy n1 = 0,9 n2: HÖ sè ®ång thêi sö dông, tøc lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt l¾p ®Æt ®ång thêi sö dông m« t¬ vµ tæng c«ng suÊt l¾p ®Æt, th­êng lµ n2 = 1. n3: HÖ sè phô t¶i, tøc lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt thùc bao b×nh qu©n mçi giê víi c«ng suÊt thùc bao thiÕt kÕ. TrÞ sè n3 bao gåm cña m« t¬ g¹t n­íc,®Ìn chiÕu s¸ng … VËy th× n3= 0,9 S: HÖ sè tÝch nhiÖt, LÊy s = 0,95. Thêi gian c«ng t¸c cµng dµi, LÊy trÞ sè cµng lín. N: C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ N = 1 KW VËy ta cã Qd = 1000. .0,9.1.0,9.0,95.1 = 1012,5 W NhiÖt l­îng táa ra cña ®Ìn chiÕu s¸ng: Qy = n1n2N W Trong ®ã: N : C«ng suÊt chiÕu s¸ng ®Ìn huúnh quang N=20x2 = 40 W (hai ®Ìn chiÕu s¸ng) n1 : HÖ sè táa nhiÖt cña chÊn l­u, th­êng LÊy n1=1,2 n2 : HÖ sè bøc x¹ chao ®Ìn th­êng LÊy n2 = 0,8 Qy = 1,2.0,8.40 = 38,4 W VËy Q5 = 1012,5 + 38,4 = 1050,9 W = 3587,77 Btu Tæng n¨ng l­îng lµm l¹nh ca bin ®Çu m¸y D12E lµ: Qå = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 5149,67 + 381 + 794 + 7724,5 + 3587,77 =17636,94 Btu f) Thªm 10% dù tr÷ = 1763,694 Btu Tæng n¨ng l­îng lµm l¹nh yªu cÇu: 19400 Btu = 5,68 kW. 2.3. C¸c ph­¬ng ph¸p dÉn ®éng m¸y nÐn trªn ph­¬ng tiÖn vËn t¶i. M¸y nÐn lµ bé phËn quan träng nhÊt trong hÖ thèng l¹nh nÐn h¬i. M¸y nÐn nh­ mét qu¶ tim cña hÖ thèng l¹nh. T¸c dông cña nã lµ kh«ng ngõng nhËn m«i chÊt l¹nh cã nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÊp sinh ra ë dµn bay h¬i vµ nÐn h¬i m«i chÊt lªn ¸p suÊt cao, nhiÖt ®é cao ®Ó ®Èy vµo dµn ng­ng tô sau khi ®­îc lµm nguéi biÕn thµnh chÊt láng vµ bèc h¬i trong dµn bay h¬i t¹o ra sù chªch lÖch ¸p suÊt lµm cho m«i chÊt l¹nh kh«ng ngõng tuÇn hoµn. HiÖn nay cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt c¸c d¹ng truyÒn ®éng cho m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ngµy cµng ph¸t triÓn vµ cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. ViÖc dÉn ®éng cho m¸y nÐn phï hîp víi tõng vÞ trÝ, ®iÒu kiÖn lµ hÕt søc quan träng. DÉn ®éng cho m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau nh­ng th«ng th­êng cã 3 lo¹i dÉn ®éng nh­: dÉn ®éng ®iÖn, dÉn ®éng thuû lùc vµ dÉn ®éng c¬ giíi. 2.3.1. DÉn ®éng cho m¸y nÐn b»ng ®éng c¬ ®iÖn. §©y lµ ph­¬ng thøc sö dông phæ biÕn nhÊt hiÖn nay. Víi lo¹i m¸y nÐn hë, ®éng c¬ ®iÖn truyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn th«ng qua hép sè hoÆc truyÒn ®éng ®ai. §èi víi m¸y nÐn kiÓu kÝn, ®éng c¬ ®iÖn ®­îc l¾p ngay trong vá cña m¸y nÐn gäi lµ Bl«c. Trªn bÒ mÆt cña Bl«c m¸y cã èng m«i chÊt ra cao ¸p, èng hót m«i chÊt vµo thÊp ¸p ®Ó nèi víi hÖ thèng l¹nh. Ngoµi ra cßn cã ba cäc ®iÖn ®Ó nèi víi nguån ®iÖn, ba cäc ®Çu d©y ®Ó nèi víi d©y chung, ®Çu d©y khëi ®éng vµ ®Çu d©y lµm viÖc cña ®éng c¬ ®­îc ký hiÖu b»ng ch÷ R, ch÷ C vµ ch÷ S. Ba cäc ®Çu d©y nµy ®­îc c¸ch ®iÖn víi Bl«c m¸y. S¬ ®å cÊu t¹o blèc m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ thÓ hiÖn trªn h×nh 2-13. H×nh 2-13 : S¬ då cÊu t¹o bl«c m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Ngoµi ra cßn cã d¹ng m¸y nÐn hë truyÒn ®éng ®iÖn nh­ s¬ ®å h×nh 2-14: H×nh 2-14 : S¬ ®å nguyªn lý m¸y nÐn hë dÉn ®éng ®iÖn. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y nÐn truyÒn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn: Khi ®éng c¬ ®­îc cÊp ®iÖn, ban ®Çu cuén khëi ®éng lµm viÖc, sau khi ®éng c¬ ®· quay cuén d©y sÏ lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n dÉn ®éng m¸y nÐn piston hoÆc m¸y nÐn d¹ng xo¾n èc (nh­ trong s¬ ®å cÊu t¹o h×nh 2-13) lµm viÖc thùc hiÖn chøc n¨ng cña m¸y nÐn trong hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. Khi c¸c r¬le nhiÖt hoÆc c¸c r¬le ¸p suÊt lµm viÖc c¾t ®iÖn m¸y nÐn, m¸y sÏ ngõng ho¹t ®éng. Víi lo¹i m¸y nÐn hë dÉn ®éng ®iÖn cßn cã thªm mét chi tiÕt lµ li hîp ®Ó khi c¸c r¬le nhiÖt ®é, ¸p suÊt lµm viÖc cã thÓ t¸ch rêi trôc m¸y nÐn vµ trôc ®éng c¬ ®iÖn. Khi ®ã ®éng c¬ ®iÖn vÉn ho¹t ®éng nh­ng m¸y nÐn ngõng ho¹t ®éng. 2.3.2. DÉn ®éng cho m¸y nÐn b»ng hÖ thèng c¬ giíi. Trªn ®éng c¬ diesel hay ®éng c¬ x¨ng th«ng th­êng bè trÝ ®éng c¬ lu«n cã hai dßng c«ng suÊt. Thø nhÊt ®Ó truyÒn c¸c chuyÓn ®éng qua cho c¸c chi tiÕt chÝnh nh­ m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh, tuèc bin truyÒn ®éng thuû lùc hay hép sè ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng cho b¸nh xe. Thø hai ®Ó quay c¸c thiÕt bÞ phô nh­ m¸y ph¸t ®iÖn phô, qu¹t lµm m¸t, b¬m dÇu, b¬m nuíc lµm m¸t ®éng c¬. Ng­êi ta cã thÓ tËn dông dßng c«ng suÊt phô nµy ®Ó dÉn ®éng lµm quay m¸y nÐn cña hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. D¹ng truyÒn ®éng m¸y sö dông cho m¸y nÐn kiÓu hë víi c¸c d¹ng truyÒn ®éng nh­ : th«ng qua hép sè víi c¸c ®iÒu chØnh vÒ sè vßng quay ë ®Çu ra hép sè sao cho phï hîp víi tèc ®é vßng quay m¸y nÐn, hay th«ng qua bé truyÒn ®éng ®ai hoÆc cã thÓ ®Êu trùc tiÕp vµo ®éng c¬ th«ng qua khíp nèi. S¬ ®å nguyªn lý : H×nh 2-15 : S¬ ®å nguyªn lý hÖ thèng dÉn ®éng m¸y nÐn b»ng c¬ giíi trôc m¸y nÐn nèi víi ®éng c¬ th«ng qua d©y ®ai vµ ly hîp tõ. 1 : Trôc ra c«ng suÊt chÝnh 2 : Bé truyÒn c«ng suÊt chÝnh 3 : §éng c¬ (diesel , x¨ng) 4 : Trôc ra dßng c«ng suÊt phô 5 : §ai truyÒn ®éng 6 : Li hîp ®iÖn tõ 7 : M¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi ®éng c¬ diesel (x¨ng ) ho¹t ®éng phÇn c«ng suÊt qua bé truyÒn c«ng suÊt chÝnh ®Ó cung cÊp cho c¸c thiÕt bÞ chÝnh ho¹t ®éng. PhÇn c«ng suÊt phô ®­îc trÝch ra tõ trôc c«ng suÊt phô truyÒn ®i ®Ó vËn hµnh c¸c thiÕt bÞ phô. Trôc cña m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc nèi víi trôc c«ng suÊt phô sÏ quay. NÕu hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc bËt lªn, khi ®ã ly hîp tõ cã ®iÖn cuén d©y cña ly hîp tõ sÏ lµm cho trôc m¸y nÐn nèi cøng víi b¸nh ®ai vµ m¸y nÐn ho¹t ®éng. Khi c¸c r¬le nhiÖt hoÆc r¬le ¸p suÊt c¾t ®iÖn cña li hîp tõ th× cuén d©y ly hîp tõ kh«ng cã ®iÖn sÏ nh¶ trôc m¸y nÐn ra b»ng mét lß xo. Khi ®ã b¸nh ®ai vÉn quay nh­ng m¸y nÐn kh«ng ho¹t ®éng. 2.3.3. TruyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn qua hÖ thèng thuû lùc. TruyÒn ®éng thuû tÜnh lµ lo¹i truyÒn ®éng phøc t¹p. Tuú theo tõng lo¹i m¸y mµ møc ®é phøc t¹p kh¸c nhau. Tuy nhiªn cÊu tróc chung cña hÖ thèng truyÒn ®éng thuû tÜnh vÉn bao gåm c¸c bé phËn chÝnh nh­ sau: - M¸y lai: lµ ®éng c¬ ®iÖn hay cã thÓ trÝch c«ng suÊt tõ ®éng c¬ ®èt trong nã cã nhiÖm vô dÉn ®éng b¬m thuû lùc do vËy m¸y lai ph¶i ®¶m b¶o c«ng suÊt vµ tèc ®é dÉn ®éng cho b¬m. - B¬m thuû lùc: cã nhiÒu d¹ng b¬m thuû lùc nh­ b¬m b¸nh r¨ng, b¬m piston, b¬m h­íng kÝnh, b¬m h­íng trôc, nh­ng lo¹i b¬m b¸nh r¨ng ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt v× cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n. B¬m thuû lùc cã nhiÖm vô s¶n xuÊt ra dÇu cao ¸p cã l­u l­îng vµ ¸p lùc theo yªu cÇu. - Van ph©n phèi: cã chøc n¨ng ph©n chia dÇu cao ¸p vµo c¸c bé m¸y kh¸c nhau, tr¶ dÇu thÊp ¸p vÒ ®­êng èng dÉn tíi thing chøa dÇu. - §éng c¬ hoÆc xilanh thuû lùc: cã nhiÖm vô nhËn dÇu cao ¸p ®Ó biÕn n¨ng l­îng dÇu( thuû n¨ng) thµnh c¬ n¨ng d­íi d¹ng chuyÓn ®éng quay hoÆc tÞnh tiÕn. - Thïng dÇu: chñ yÕu lµ lµm m¸t dÇu thuû lùc. Ngoµi ra cßn cã thªm c¸c bé phËn kh¸c nh»m ®¶m b¶o an toµn, duy tr× tÝnh n¨ng ho¹t ®éng cña hÖ thèng gi÷ v÷ng chÊt l­îng dÇu dÇu hoÆc c¶nh b¸o c¸c thèng sè c¬ b¶n cña m¹ch thuû lùc nh­ van an toµn, van ®iÒu ¸p, van mét chiÒu, van tiÕt l­u, bé läc dÇu, dµn lµm m¸t dÇu thuû lùc, bé läc dÇu, ®ång hå b¸o nhiÖt ®é, ¸p suÊt thïng dÇu… S¬ ®å nguyªn lý: H×nh 2-16: S¬ ®å nguyªn lý dÉn ®éng m¸y nÐn b»ng thuû lùc. 1: §Çu ra c«ng suÊt chÝnh ®éng c¬ ®èt trong. 2: Bé truyÒn ®éng chÝnh 3: §éng c¬ ®èt trong 4: §Çu ra c«ng suÊt phô 5: B×nh tÝch n¨ng 6: Van ®iÒu chØnh 7: §éng c¬ hoÆc xilanh thuû tÜnh 8: Giµn lµm m¸t dÇu thuû lùc 9: Qu¹t lµm m¸t dÇu thuû lùc. 10: Thïng chøa dÇu 11: L­íi läc dÇu 12: B¬m thuû lùc 13: Li hîp ®iÖn tõ 14: M¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi ®éng c¬ ®èt trong lµm viÖc phÇn c«ng suÊt chÝnh lµm c¸c nhiÖm vô truyÒn chuyÓn ®éng cho hÖ thèng. PhÇn c«ng suÊt ®­îc trÝch ra sÏ lµm nhiÖm vô truyÒn chuyÓn ®éng cho c¸c hÖ thèng phô. Mét phÇn c«ng suÊt nµy ®­îc trÝch ra lµm quay b¬m thuû tÜnh 12. Khi ®ã b¬m thuû tÜnh lµm viÖc, hót dÇu tõ thïng chøa 10 chÝnh qua l­íi läc 11 biÕn dÇu thÊp ¸p thµnh dÇu cao ¸p vµo b×nh tÝch n¨ng 5. Tõ b×nh tÝch n¨ng dÇu qua van ®iÒu chØnh 6 cÊp vµo ®éng c¬ thuû tÜnh 7. §éng c¬ thuû tÜnh lµm viÖc, ®Çu ra cña ®éng c¬ thuû tÜnh quay nh­ng khi ®ã m¸y nÐn ch­a lµm viÖc. NÕu c«ng t¾c ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc bËt lªn cÊp ®iÖn cho li hîp ®iÖn tõ, li hîp ®iÖn tõ lµ viÖc nèi liÒn trôc m¸y nÐn víi ®Çu ra ®éng c¬ thuû tÜnh m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ lóc ®ã míi lµm viÖc. DÇu thuû lùc sau khi qua ®éng c¬ thuû tÜnh bÞ nãng lªn ®­îc ®­a qua dµn lµm m¸t sè 8 lµm m¸t c­ìng Ðp b»ng giã tõ qu¹t 9. DÇu sau khi ®­îc lµm m¸t sÏ quay trë l¹i thïng chøa dÇu. TiÕp tôc ®­îc hót lªn b¬m thuû lùc. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc van ®iÒu chØnh 6 sÏ ®iÒu chØnh l­u l­îng dÇu vµo ®éng c¬ thuû tÜnh ®Ó ®iÒu chØnh ¸p suÊt trªn ®­êng èng hay ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é vßng quay ®éng c¬. Khi m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ch¹y ®· ®ñ nhiÖt ®é cÇn thiÕt hay ¸p lùc m«i chÊt lín qu¸ cho phÐp c¸c r¬le sÏ ng¾t ®iÖn li hîp ®iÖn tõ khi ®ã li hîp sÏ c¾t vµ t¸ch rêi trôc m¸y nÐn vµ ®Çu ra ®éng c¬ thuû tÜnh. M¸y nÐn sÏ ngõng ho¹t ®éng ®Õn khi c¸c r¬le ®ãng l¹i cÊp ®iÖn cho li hîp ®iÖn tõ. So s¸nh c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn tt Ph­¬ng thøc truyÒn c«ng suÊt §é æn ®Þnh cña m¸y nÐn KÕt cÊu bé truyÒn øng dông trªn ph­¬ng tiÖn vËn t¶i 1 §iÖn RÊt æn ®Þnh §¬n gi¶n Ýt 2 C¬ giíi KÐm æn ®Þnh §¬n gi¶n Th­êng sö dông trªn c¸c lo¹i «t« 3 Thuû lùc KÐm æn ®Þnh Phøc t¹p RÊt Ýt Sau khi t×m hiÓu kÕt cÊu c¸c bé truyÒn ta thÊy r»ng bé truyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn b»ng ®iÖn lµ phï hîp cho nh÷ng n¬i cã nguån ®iÖn phï hîp víi ®éng c¬ ®iÖn cña m¸y nÐn. §©y lµ d¹ng truyÒn ®éng cã sù æn ®Þnh cao. Bé truyÒn c¬ giíi cã thÓ l¾p ®Æt ë nh÷ng n¬i kh«ng cã nguån ®iÖn dåi dµo hoÆc kh«ng phï hîp víi dßng ®iÖn yªu cÇu cña ®éng c¬ ®iÖn m¸y nÐn. Bé truyÒn b»ng thuû lùc rÊt phøc t¹p tuy nhiªn nÕu nh­ trong kÕt cÊu cña ph­¬ng tiÖn cã sö dông lo¹i truyÒn ®éng thuû lùc mµ c«ng suÊt d­ thõa th× ta cã thÓ tËn dông ®Ó dÉn ®éng m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. 2.4. Chän lo¹i m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cho ®Çu m¸y D12E. 2.4.1. C«ng suÊt l¹nh. Sau kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë môc 2.2.2 ®· x¸c ®Þnh ®­îc c«ng suÊt l¹nh cÇn thiÕt cña m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ trªn ca bin ®Çu m¸y D12E lµ 19400Btu=5,68kW. Tra b¶ng 4.4b [2] . Chän m¸y nÐn PG5 lµ m¸y nÐn piston cña Nga theo GOST 26.03-943-77. C¸c th«ng sè cña m¸y nÐn nh­ trong b¶ng sau: Sè xilanh 2 §­êng kÝnh piston 42 (mm) KÝch th­íc Dµi x Réng x Cao 380x365x480 (mm) Träng l­îng 58 k(g) M«i chÊt R134a N¨ng suÊt l¹nh Q0 5,8 (kW) =19795 Btu C«ng suÊt trªn trôc vµo m¸y nÐn 2,6 kW Tèc ®é vßng quay 1500-3000 (v/ph) §­êng kÝnh trôc vµo 36 mm Lo¹i m¸y nÐn nµy cã c«ng suÊt phï hîp víi yªu cÇu vÒ n¨ng suÊt l¹nh trªn ca bin ®Çu m¸y D12E. H×nh 2-17: M¸y nÐn PG5 2.4.2. Ph­¬ng thøc dÉn ®éng m¸y nÐn. Trªn ®Çu m¸y D12E truyÒn ®éng ®iÖn Mét chiÒu-Mét chiÒu, c«ng suÊt cña m¸y ph¸t ®iÖn phô hiÖn nay lµ kho¶ng 7,3 KW khi ®Çu m¸y ho¹t ®éng b×nh th­êng c«ng suÊt tiªu thô nguån ®iÖn vµo kho¶ng 5 KW. Nh­ vËy vÉn cßn d­ 2KW ®Ó cã thÓ n¹p vµo ¾c quy ®Çu m¸y vµ ®Ó dù tr÷ khi ®Çu m¸y vËn hµnh trªn c¸c cung ®­êng gÆp trë ng¹i. NÕu sö dông lo¹i m¸y nÐn ®­îc truyÒn c«ng suÊt b»ng ®éng c¬ ®iÖn th× víi c«ng suÊt m¸y nÐn h¬n 19000Btu, nguån ®iÖn cÇn vµo kho¶ng 2 KW, nh­ vËy nguån ®iÖn dù tr÷ sÏ kh«ng cã. ë ViÖt Nam víi ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh kh«ng b»ng ph¼ng, ®Çu m¸y D12E lu«n ph¶i vËn hµnh trong c¸c cung ®­êng cã ®é dèc nªn viÖc l¾p ®Æt m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc truyÒn c«ng suÊt b»ng ®éng c¬ ®iÖn lµ kh«ng kh¶ thi. Bé dÉn ®éng m¸y nÐn b»ng thuû lùc: ®©y lµ ph­¬ng ph¸p cã ­u ®iÓm h¬n so víi truyÒn c«ng suÊt qua ®éng c¬ ®iÖn tËn dông nguån c«ng suÊt cña ®éng c¬ diesel ®Ó quay m¸y b¬m thuû lùc. Víi mét sè lo¹i ®Çu m¸y sö dông qu¹t lµm m¸t ch¹y b»ng m«t¬ thuû tÜnh (D11H, D19E, D14E) khi n¨ng lùc b¬m thuû tÜnh cßn d­ hoÆc ®ñ cung cÊp cho m«t¬ thuû tÜnh dÉn ®éng m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ th× ph­¬ng ¸n dÉn ®éng b»ng m«t¬ thuû tÜnh lµ ph­¬ng ¸n tèi ­u. Tuy nhiªn bé truyÒn ®éng nµy kh¸ phøc t¹p nªn kh«ng phï hîp víi viÖc l¾p ®Æt trªn ®Çu m¸y D12E. Bé dÉn ®éng c¬ giíi: bé dÉn ®éng c¬ giíi cho c¸c m¸y nÐn trªn ph­¬ng tiÖn giao th«ng vËn t¶i hiÖn nay cã thÓ chia ra lµm hai lo¹i: sö dông bé truyÒn ®ai hoÆc sö dông hép sè c¬ khÝ. Trªn kh«ng gian ®Çu m¸y khi thiÕt kÕ ®· ®­îc thiÕt kÕ theo ph­¬ng ph¸p tèi ­u ho¸ diÖn tÝch cña ®Çu m¸y, viÖc thiÕt kÕ mét hép sè theo ®iÒu kiÖn mong muèn víi c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ diesel cã sè vßng quay biÕn ®æi lín ë c¸c vÞ trÝ tay m¸y kh¸c nhau, nªn viÖc sö dông bé dÉn ®éng th«ng qua hép sè còng gÆp nhiÒu khã kh¨n. Bé truyÒn dÉn ®ai cã ®Æc ®iÓm cã tØ sè truyÒn v« cÊp, kÕt cÊu gän lµ thÝch hîp cho viÖc l¾p ®Æt trªn kh«ng gian hÑp cña ®Çu m¸y. Qua c¸c ph©n tÝch trªn ta thÊy r»ng bè trÝ bé truyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn hiÖn nay víi ®Çu m¸y D12E th× thÝch hîp nhÊt lµ sö dông bé truyÒn ®ai. Víi bé truyÒn ®ai cã thÓ tiÕt kiÖm ®­îc c«ng suÊt thõa cña ®Çu m¸y do hiÖn nay trªn c¸c ®o¹n ®­êng cña n­íc ta hiÖn nay th­êng kh«ng ®¹t ®­îc tèc ®é tèi ®a cña ®Çu m¸y D12E lµ 80Km/h. 2.4.3. KÕt cÊu cña m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. 2.4.3.1. M¸y nÐn: M¸y nÐn do ®Æc thï cña ph­¬ng thøc dÉn ®éng m¸y nÐn b»ng c¬ giíi nªn ta chän m¸y nÐn hë. C«ng suÊt sÏ ®­îc trÝch tõ ®éng c¬ diesel truyÒn ®Õn m¸y nÐn th«ng qua bé truyÒn ®éng ®ai. M¸y nÐn ®­îc chän cho ®Çu m¸y D12E lµ m¸y PG5 cña Nga. C«ng suÊt 19795Btu. 2.4.3.2. Bé li hîp: Sö dông bé li hîp ®iÖn tõ. Sö dông nguån ®iÖn tõ acquy. Bé li hîp nµy ®­îc coi nh­ mét phÇn cña buli m¸y nÐn. CÊu t¹o cña bé li hîp nh­ trªn h×nh 2-17. H×nh 2-17: CÊu t¹o bé li hîp ®iÖn tõ. 1: Cuén d©y nam ch©m ®iÖn 2: Buli 3: Vßng bi 4: §Üa bÞ ®éng 5: Phít lµm kÝn trôc 6: Trôc m¸y nÐn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi ®éng c¬ ®èt trong ho¹t ®éng buli m¸y nÐn quay theo nh­ng trôc cña m¸y nÐn vÉn ®øng yªn m¸y nÐn ch­a ho¹t ®éng. Khi bËt c«ng t¾c ®iÒu hoµ kh«ng khÝ bé li hîp ®­îc cÊp ®iÖn dßng ®iÖn ch¹y qua cuén d©y nam ch©m ®iÖn cña bé li hîp, lùc tõ cña vé li hîp sÏ hót ®Üa bÞ ®éng 4 cøng vµo mÆt ngoµi cña buli2 ®ang quay. §Üa bÞ ®éng liªn kÕt víi trôc m¸y nÐn b»ng then nªn khi ®ã c¶ trôc m¸y nÐn vµ buli ®­îc khíp vµo thµnh mét khèi vµ cïng quay. Khi ng¾t ®iÖn, ®Üa bÞ ®éng 4 sÏ t¸ch khái buli m¸y nÐn. Khi ®ã buli m¸y nÐn vÉn quay tr¬n trªn vßng bi 3 vµ m¸y nÐn ngõng ho¹t ®éng. 2.4.3.3. Dµn ng­ng tô vµ dµn bay h¬i : Dµn ng­ng tô vµ dµn bay h¬i cã kÕt cÊu c¬ b¶n gièng nhau, ®Òu lµ èng xo¾n ruét gµ ngoµi èng cã c¸nh t¶n nhiÖt nh»m t¨ng diÖn tÝch truyÒn nhiÖt, n©ng cao hiÖu qu¶ truyÒn nhiÖt, thu nhá thÓ tÝch dµn ng­ng tô vµ dµn bay h¬i. Th«ng th­êng c¸c èng trong dµn bay h¬i vµ ng­ng tô dïng chÊt liÖu lµ ®ång ®á, c¸nh t¶n nhiÖt b»ng nh«m dµy d=0,2-0,4mm. Sau khi lång c¸c l¸ nhiÖt ngoµi èng dïng ¸p lùc n­íc 15,7-19,62 MPa khiÕn cho èng në ra lµm chÆt c¸nh t¶n nhiÖt. - Dµn ng­ng tô: Cã t¸c dông chuyÓn h¬i m«i chÊt l¹nh cã nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao sang tr¹ng th¸i láng cã nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao. Dµn ng­ng tô chung cho c¸c lo¹i m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cã c«ng suÊt 19795Btu th× dµn ng­ng tô cã kÝch th­íc vµ trªn dµn ng­ng tô cã 2 ®­êng èng dÉn m«i chÊt lµm m¸t ®Ó t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc vµ to¶ nhiÖt cña m«i chÊt lµm m¸t. KÝch th­íc cña dµn ng­ng tô: D xR xC = 500x400x100 - Dµn bay h¬i: Cã t¸c dông gióp cho m«i chÊt l¹nh láng thu nhiÖt tõ m«i tr­êng ®­îc lµm l¹nh b·o hoµ vµ bay h¬i. KÝch th­íc chung cña dµn bay h¬i D x RxC = 540 x280x70 2.4.3.4.Van tiÕt l­u: Van tiÕt l­u cã t¸c dông ®iÒu chØnh l­u l­îng vµ lµm gi¶m ¸p suÊt, nhiÖt ®é cña m«i chÊt l¹nh láng vµo giµn bay h¬i 2.4.3.5. B×nh chøa láng: B×nh chøa láng ®­îc bè trÝ ngay sau giµn ng­ng dïng ®Ó chøa m«i chÊt l¹nh láng ®· ng­ng tô tõ dµn ng­ng tô ra nh»m gi¶i phãng bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt cho dµn ng­ng tô, duy tr× sù cÊp láng cho van tiÕt l­u mét c¸ch liªn tôc. 2.4.3.6. Bé läc (fin läc) : §­îc ®Æt ë ®Çu èng mao dÉn, tr¸nh èng mao dÉn bÞ t¾c. Bé läc dïng lo¹i trõ c¸c cÆn bÈn c¬ häc (vÈy hµn, m¹t kim lo¹i) vµ t¹p chÊt ho¸ häc (h¬i Èm, axit) ra khái vßng tuÇn hoµn cña m«i chÊt l¹nh, gióp b¶o vÖ m¸y nÐn, van tiÕt l­u. 2.4.3.7. HÖ ®o l­êng vµ b¶o vÖ : Cã t¸c dông ®o vµ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè kü thuËt, b¶o vÖ m¸y khi gÆp sù cè. Trong ®ã bao gåm mét r¬le ¸p suÊt, mét r¬le nhiÖt ®é. 2.4.3.8. HÖ thèng miÖng thæi: HiÖn nay cã rÊt nhiÒu lo¹i miÖng thæi cã kÕt cÊu, kÝch th­íc kh¸c nhau. HÖ thèng miÖng thæi cã t¸c dông lµm gi¶m tèc ®é h¬i l¹nh ra tõ èng dÉn h¬i l¹nh vµ ®iÒu chØnh h­íng giã thæi vµo cabin. HÖ thèng miÖng thæi cã cÊu t¹o nh­ trªn h×nh 2-18. H×nh 2-18: HÖ thèng miÖng thæi HÖ thèng miÖng thæi cã hai líp c¸nh ®¶o chiÒu giã ®­îc ®Æt gÇn nhau. Cã thÓ thay ®æi h­íng giã nhê vµo c¸c c¸nh nµy. H¬i l¹nh qua hÖ thèng ®­êng èng ®­îc läc l¹i mét lÇn n÷a tr­íc khi ®­îc ®­a vµo cabin. §­êng èng h¬i l¹nh ®­îc g¾n cïng víi hÖ thèng miÖng thæi. §Ó cã kÕt cÊu thuËn lîi cho viÖc l¾p ®Æt trªn nãc ca bin víi chiÒu dµy líp c¸ch nhiÖt lµ 60mm ta chän èng dÉn h¬i l¹nh cã tiÕt diÖn ch÷ nhËt 50x100mm. Tèc ®é giã tõ miÖng thæi ra tra b¶ng 7-1 [3] ω = 0,3- 0,75m/s. Chän ω = 0,5m/s L­u l­îng giã : V= ω.S S: TiÕt diÖn cña miÖng thæi S= 0,152 = 0,0225 m2 V= 0,5.0,0225 = 0,01125 m3/s = 40,5 m3/h Tèc ®é giã trªn ®­êng èng: ω = V/s §­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña èng: dt®== = 0,076 m2 s: DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang èng s = π dt®2 /4 = π (0,076)2/4 = 0,0045 m2 ω = 40,5/0,0045 = 9000 (m/h) ωèng = 2,5 (m/s) 2.4.3.9. C¸c qôat giã dµn ng­ng tô vµ dµn bay h¬i: NhiÖm vô cña qu¹t trong hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ lµ: -TuÇn hoµn vËn chuyÓn vµ l­u th«ng kh«ng khÝ tõ thiÕt bÞ sö lý ®Õn kh«ng gian cÇn ®iÒu hoµ vµ ng­îc l¹i. -Qu¹t giã c­ìng bøc cho dµn ng­ng tô gi¶i nhiÖt, tuÇn hoµn cho giµn bay h¬i lµm l¹nh kh«ng khÝ c­ìng bøc. -CÊp giã t­¬i, x¶ giã th¶i, th«ng giã. Chän qu¹t dµn bay h¬i: Qu¹t giã dµn bay h¬i sö dông lo¹i qu¹t li t©m. V× bè trÝ hai ®­êng èng dÉn h¬i l¹nh, hai miÖng thæi nªn qu¹t ®­îc bè trÝ mét ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu lai hai c¸nh qu¹t lång sãc. Tõ l­u l­îng cña èng lµ ω = 2,5 m/s ta chän qu¹t cã ký hiÖu REVS 160 [3] Lµ lo¹i qu¹t li t©m 1 miÖng hót c¸nh cong h­íng thuËn, vËt liÖu chÕ t¹o t«n m¹ kÏm. §­êng kÝnh c¸nh qu¹t 160 mm. Th«ng sè c¬ b¶n: Dßng ®iÖn 1 chiÒu 24V §­êng kÝnh (mm) 160 Tèc ®é giã (m/s) 2,5 C«ng suÊt (kW) 0,04 S¬ ®å cÊu t¹o qu¹t dµn bay h¬i. H×nh 2-19: S¬ ®å cÊu t¹o qu¹t dµn bay h¬i 1: Vá hép qu¹t 2: C¸nh qu¹t lång sãc 3: Cöa hót giã 4: M« t¬ ®iÖn Chän qu¹t dµn ng­ng tô: qu¹t dµn ng­ng tô dùa theo kÕt cÊu cña c¸c lo¹i m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cã cïng c«ng suÊt víi m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®· chän cho ca bin ®Çu m¸y D12E ta chän qu¹t cã l­u l­îng V =3600m3/h. Lµ lo¹i qu¹t trôc t©m dïng kÕt cÊu moay¬ èng trßn. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña qu¹t: Dßng ®iÖn 1chiÒu 24V §­êng kÝnh(mm) 400 Tèc ®é (v/ph) 1450 Gãc c¸nh 250 C«ng suÊt (kW) 0,5 S¬ ®å cÊu t¹o qu¹t dµn ng­ng tô: 2.4.3.10. HÖ thèng c¸c ®­êng èng dÉn m«i chÊt lµm l¹nh: Sö dông èng mÒm chÞu ¸p suÊt cao phÝa ngoµi cã bäc líp b¶o «n c¸ch nhiÖt. HÖ thèng nµy cßn cã c¸c van, kho¸, c¸c mèi nèi ghÐp. Ch­¬ng 3: ThiÕt kÕ s¬ bé hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cho ®Çu m¸y D12e. 3.1. X©y dùng s¬ ®å ph­¬ng ¸n dÉn ®éng m¸y nÐn. 3.1.1. Lùa chän vÞ trÝ ®Æt m¸y nÐn. Gian ®éng lùc ®Çu m¸y D12E: H×nh 3-1: Khoang ®éng lùc ®Çu m¸y D12E §Çu m¸y D12E ®­îc thiÕt kÕ víi sù tËn dông tèi ®a diÖn tÝch nªn kh«ng gian trªn ®Çu m¸y rÊt chËt hÑp. Sau khi kh¶o s¸t kü t×nh h×nh thùc tÕ trªn ®Çu m¸y th× trªn ®Çu m¸y hiÖn nay, khoang ®Æt ®éng c¬ ®· tËn dông hÕt diÖn tÝch vµ khi ®éng c¬ diesel lµm viÖc nã sÏ ph¸t ra nguån nhiÖt lín, nÕu ®Æt m¸y nÐn cña ®iÒu hoµ kh«ng khÝ th× m¸y nÐn bÞ nãng lµm viÖc kh«ng hiÖu qu¶. Khoang lµm m¸t n­íc bao gåm cã qu¹t lµm m¸t ®éng c¬ ®iÖn kÐo cña gi¸ chuyÓn h­íng sau, hép sè ®Ó truyÒn ®éng lµm quay 2 qu¹t lµm m¸t n­íc vµ c¸c trôc c¸c ®¨ng ®Ó dÉn ®éng vµ b¬m giã ®Ó cÊp giã cho ®oµn tµu. Trªn khoang nµy cã thÓ bè trÝ ®­îc m¸y nÐn cña ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ngay trªn m¸y nÐn giã nh­ng khã kh¨n lµ kh«ng t×m ®­îc vÞ trÝ ®Ó trÝch c«ng suÊt dÉn ®éng m¸y nÐn cïng víi ®ã lµ nÕu ®Æt dµn bay h¬i t¹i khoang m¸y nÐn giã th× truyÒn h¬i l¹nh qua ®­êng èng vµo cabin sÏ tæn thÊt rÊt lín. NÕu ®Æt dµn bay h¬i gÇn ca bin th× ®­êng èng dÉn m«i chÊt l¹nh sÏ dµi vµ khã bè trÝ còng nh­ khi söa ch÷a ®Çu m¸y gÆp khã kh¨n v× ph¶i gì ®­êng èng ra. Trªn khoang ®éng lùc ®Çu m¸y cã khoang sè 3 dïng ®Ó hót giã tù nhiªn lµm m¸t ®éng c¬ vµ m¸y ph¸t. Trong khoang nµy hiÖn nay chØ bè trÝ mét qu¹t lµm m¸t ®éng cã ®iÖn kÐo cña gi¸ chuyÓn h­íng tr­íc, mét m¸y ph¸t ®iÖn phô vµ m¸y ph¸t nµy khi th¸o ®Çu bäc cña ®Çu tù do ra sÏ cã mét trôc c«n cã thÓ g¾n thªm buli dÉn ®éng ®­îc. Khoang sè 3 víi cã chiÒu dµi 1140mm cã thÓ bè trÝ ®­îc m¸y nÐn vµ c¸c dµn ng­nng tô vµ bay h¬i cña ®iÒu hoµ kh«ng khÝ l¹i cã ngay nguån ®éng lùc nªn thÝch hîp nhÊt ®Ó bè trÝ m¸y nÐn. H×nh 3-2 : S¬ ®å khoang ®éng lùc sè 3 Tõ khoang sè 3 ta thÊy vÞ trÝ ®Æt m¸y nÐn nªn ®Ó trªn m¸y ph¸t ®iÖn phô. PhÝa trªn m¸y ph¸t ®iÖn phô cã thÓ gia cè thªm mét dµn ®Ó ®Æt m¸y nÐn. Dµn ®Æt m¸y nÐn ®­îc thiÕt kÕ sao cho kh«ng ¶nh h­ëng tíi c¸c bé phËn kh¸c cña ®Çu m¸y. Sau khi tÝnh to¸n, thiÕt kÕ dµn ®Æt m¸y nÐn cã h×nh d¸ng kÝch th­íc nh­ sau: H×nh 3-3: Gi¸ ®Æt m¸y nÐn vµ giµn ng­ng tô Ch©n dµn ®Æt m¸y nÐn ®­îc b¾t chÆt víi sµn cña khoang sè 3 b»ng 4 bul«ng. M¸y nÐn còng ®­îc b¾t chÆt víi dµn b»ng bul«ng. 3.1.2. ThiÕt kÕ bé truyÒn c«ng suÊt cho m¸y nÐn. M¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ ®­îc dÉn ®éng tõ ®éng c¬ diesel lai m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh. Tõ ®Çu ra cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh th«ng qua bé truyÒn ®ai ®Õn m¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ. Bé truyÒn ®éng ®ai cã c¸c b¸nh ®ai víi kÝch th­íc nh­ sau: Buli m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh cã ®­êng kÝnh Ø=400 (mm) Buli m¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ cã ®­êng kÝnh Ø=154 (mm) Sè vßng quay ®Çu ra cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh b»ng sè vßng quay cña ®éng c¬ diesel n=500-1150 v/ph. TØ sè truyÒn cña bé truyÒn ®éng ®ai: Trong ®ã: d2 ®­êng kÝnh b¸nh ®ai lín d1 ®­êng kÝnh b¸nh ®ai nhá ε = 0,01-0,02 hÖ sè tr­ît Chän ε=0,01 u tØ sè truyÒn ==2,57 VËy trôc m¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ quay víi vËn tèc: 1285-2955 (v/ph) C«ng suÊt trªn trôc m¸y nÐn 2,6kW = 2600 W. Sè vßng quay trªn trôc m¸y nÐn : n=1500-3000 v/ph VËn tèc gãc ω = 2πn/60 Víi n=3000 v/ph => ω = 2. π.3000/60 = 314 (rad/s) Chän truyÒn ®éng cho m¸y nÐn b»ng bé truyÒn ®éng ®ai. Chän ®ai h×nh thang v¶i cao su X¸c ®Þnh th«ng sè bé truyÒn: - §­êng kÝnh b¸nh ®ai: d1=(5,2-6,4) Theo b¶ng (4.13) [4] chän ®­êng kÝnh b¸nh ®ai g¾n vµo m¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ lµ d1= 150mm VËn tèc ®ai: v= Víi n1=1285 v/ph v = =10,09 (m/s) Theo c«ng thøc (4.2) [4] d2= Víi u: tØ sè truyÒn : HÖ sè tr­ît =0,01-0,02 LÊy =0,015 Khi m¸y nÐn ho¹t ®éng ë sè vßng quay nhá nhÊt n=1500 v/ph u= ==0,856 d2===130,3 mm Theo b¶ng (4.26) [4] Chän d2=140 mm TØ sè truyÒn thùc tÕ u=== 0,947 S¬ ®å bè trÝ bé truyÒn ®éng cña m¸y nÐn vµ m¸y ph¸t ®iÖn phô trªn ®Çu m¸y: H×nh 3-4: Bè trÝ m¸y nÐn trªn khoang sè 3 Kho¶ng c¸ch trôc a=200+50+110=360 mm Theo c«ng thøc 4.4 [4] ChiÒu dµi ®ai l: l = == 1233,9 (mm) Theo b¶ng 4.13 [4] chän chiÒu dµi ®ai chuÈn l=1250 (mm) KiÓm nghiÖm ®ai vÒ tuæi thä i===8,177 <imax=10 VËy ®ai ®ñ tuæi thä. Kho¶ng c¸ch trôc a theo chiÒu dµi chuÈn l=1250 mm Theo c«ng thøc 4.6 a= Víi = ==794,46 ===5 a= =397,1 mm Theo c«ng thøc 4.7 gãc «m ®ai trªn b¸nh nhá : ==178,50 > giíi h¹n cho phÐp X¸c ®Þnh sè ®ai z: Theo c«ng thøc z= Tra b¶ng 4.7 Kd=1,25 Tra b¶ng 4.15 víi =1750 =0,99 Víi u=0,947 => =1,07 =0,947 => =0,97 Víi P1 c«ng suÊt trªn trôc m¸y nÐn P1=2,6 kW th× P1/P0=2,3/2,34 = 1 => = 1 => Z==1,42 VËy chon sè ®ai z=2 ChiÒu réng b¸nh ®ai: B= (z-1)t + 2e Tra b¶ng 4.21 B= (2-1)15 + 2.10= 35 mm §­êng kÝnh ngoµi b¸nh ®ai trªn trôc m¸y ph¸t ®iÖn phô da1= d+2.h0 =150 + 2.3,3 = 156,6 mm §­êng kÝnh ngoµi b¸nh ®ai trªn trôc m¸y nÐn da2= d+2.h0 =140 + 2.3,3 = 146,6 mm Lùc c¨ng ®ai: F0= Trong ®ã Fv= qm.v2 Tra b¶ng 4.22 qm=0,105 Fv=0,105(10,09)2= 10,7 F0= =138,6 (N) Lùc t¸c dông lªn trôc: Fr=2 F0z sin(/2) = 2. 138,6 . sin(175/2) = 553,8 (N) + KÕt cÊu b¸nh ®ai cña b¸nh ®ai l¾p trªn trôc m¸y ph¸t ®iÖn kÝch tõ vµ cña b¸nh ®ai l¾p trªn trôc m¸y nÐn: V× vËn tèc b¸nh ®ai v=10,09 m/s nªn chän b¸nh ®ai lµm b»ng gang x¸m Tra b¶ng 21.6 chiÒu réng b¸nh ®ai B=40 mm Moay ¬: ®­êng kÝnh moay ¬ D= (1,6-2)d d : ®­êng kÝnh trôc d = 35 mm D = 56 – 70 mm chän D= 60 mm ChiÒu dµi moay ¬ chän l=B=40mm ChiÒu dµy vµnh 1 = 0,005D +3 = 0,005.60 + 3 = 3,3 mm ChiÒu dµy nan hoa : C= + 0,02B = 3,3+0,02.40=4,1 mm B¸nh ®ai l¾p trªn trôc m¸y nÐn: do kÕt cÊu bé li hîp còng lµ mét b¸nh ®ai nªn chän li hîp cã ®­êng kÝnh 140mm. B¶n vÏ kÕt cÊu b¸nh ®ai l¾p trªn trôc m¸y ph¸t ®iÖn phô : H×nh 3-5: B¸nh ®ai l¾p trªn trôc m¸y ph¸t ®iÖn phô 3.2. Bè trÝ tæng thÓ hÖ thèng. HÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc bè trÝ m¸y nÐn ë khoang sè 3 th«ng th­êng van mét chiÒu dïng ®Ó kho¸ m«i chÊt l¹nh ®­îc ®Æt ngay sau dµn ng­ng tô vµ trªn ®­êng håi cña m«i chÊt tõ dµn bay h¬i vÒ m¸y nÐn. Nªn dµn ng­ng tô còng ®Æt t¹i vÞ trÝ gÇn m¸y nÐn ®Ó cã thÓ dÔ dµng th¸o l¾p, b¶o d­ìng còng nh­ khi th¸o, l¾p kh«ng bÞ mÊt m¸t m«i chÊt l¹nh. S¬ ®å bè trÝ dµn ng­ng tô vµ qu¹t lµm m¸t dµn ng­ng tô: H×nh 3-6: Dµn ng­ng tô vµ qu¹t lµm m¸t dµn ng­ng tô Qu¹t lµm m¸t vµ dµn ng­ng tô ®­îc bè trÝ trong mét khèi ®­îc bäc bëi thÐp 2mm ®Ó cã thÓ hót giã lµm m¸t dµn ng­ng tô tèt h¬n. Dµn ng­ng tô ®Æt ngay trªn gi¸ ®Æt m¸y nÐn ®· ®­îc thiÕt kÕ. Qu¹t lµm m¸t dµn ng­ng tô sÏ ®Èy h¬i nãng ra phÝa ngoµi khoang sè 3. §Ó h¬i nãng ra ®­îc bªn ngoµi cÇn ph¶i c¾t th©n cña cöa ra vµo khoang sè 3 víi diÖn tÝch b»ng diÖn tÝch bao ngoµi dµn ng­ng tô. Bè trÝ dµn ng­ng tô trªn khoang sè 3: H×nh 3-7: Bè trÝ dµn ng­ng tô trªn khoang sè 3 Dµn bay h¬i: dµn bay h¬i cã kÝch th­íc 520x280x70. Khi dµn ®­îc l¾p trªn ca bin cã bao gåm thªm phÇn vá vµ c¸c líp c¸ch nhiÖt, qu¹t dµn bay h¬i. Tuú thuéc vµo tõng vÞ trÝ ®Æt dµn bay h¬i mµ nã cã kÕt cÊu kh¸c nhau. Th«ng th­êng cã c¸c c¸ch l¾p dµn bay h¬i nh­ sau: - L¾p dµn bay h¬i trªn nãc ca bin: CÊu t¹o dµn bay h¬i khi l¾p trªn nãc ca bin: H×nh 3-8: Dµn bay h¬i ®Æt trªn nãc ca bin V× ca bin ®Çu m¸y D12E cao 2000mm nh­ng ®· cã c¸c líp c¸ch nhiÖt dµy nªn thùc tÕ chiÒu cao cña ca bin chØ cßn 1900mm. NÕu bè trÝ hÖ thèng miÖng thæi thÊp sÏ lµm v­íng ban l¸i m¸y khi ®i l¹i trªn ca bin. §Ó ®¶m b¶o chiÒu cao cÇn thiÕt cho ca bin ph¶i bè trÝ miÖng thæi ¸p s¸t trÇn. L¾p ®Æt dµn bay h¬i H×nh 3-9: S¬ ®å hÖ thèng l¹nh cã dµn bay h¬i ®Æt trªn nãc ca bin Dµn bay h¬i ®­îc ®Æt trªn nãc ca bin lµ ph­¬ng ¸n mµ c¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ trªn ®Çu m¸y hiÖn nay ®ang sö dông. Dµn bay h¬i ®­îc ®Æt trªn nãc ca bin cã thÓ tiÕt kiÖm diÖn tÝch cho ca bin, h¬i l¹nh còng ®­îc tr¶i ®Òu trong toµn bä ca bin. Tuy nhiªn trong vËn dông, c¸c lo¹i ®Çu m¸y cã khung giíi h¹n nªn kh«ng ®­îc bè trÝ ra ngoµi giíi h¹n vËn dông. Trªn h×nh 3-8 ta thÊy r»ng dµn bay h¬i ®· v­ît ra khái khung giíi h¹n ®Çu m¸y nªn kh«ng ®­îc l¾p r¸p. VËy ph­¬ng ¸n l¾p ®Æt dµn bau h¬i trªn nãc ca bin lµ kh«ng kh¶ thi. - L¾p dµn bay h¬i bªn trong ca bin: CÊu t¹o dµn bay h¬i l¾p bªn trong ca bin H×nh 3-10: CÊu t¹o dµn bay h¬i l¾p bªn trong ca bin Dµn bay h¬i l¾p bªn trong ca bin cã cÊu t¹o t­¬ng tù nh­ dµn bay h¬i cña ®iÒu hoµ kh«ng khÝ cho kh«ng gian tÜnh t¹i. Trªn ca bin víi kh«ng gian hep, ban l¸i m¸y l¹i ph¶i ®ñ kh«ng gian quan s¸t nªn khã bè trÝ ®­îc vÞ trÝ l¾p dµn bay h¬i. HiÖn nay vÞ trÝ l¾p ®Æt dµn bay h¬i dÔ dµng vµ Ýt ¶nh h­ëng tíi tÇm quan s¸t cña ban l¸i m¸y nhÊt lµ trªn tñ ®iÖn nh­ h×nh vÏ: H×nh 3-11: S¬ ®å hÖ thèng l¹nh dµn bay h¬i bªn trong ca bin Trªn h×nh vÏ ta thÊy r»ng dµn bay h¬i cña hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc ®Æt ngay trªn tñ ®iÖn. VÞ trÝ nµy kh«ng ¶nh h­ëng tíi tÇm quan s¸t cña ban l¸i m¸y tuy nhiªn tñ ®iÖn lµ n¬i th­êng xuyªn ph¶i kiÓm tra, söa ch÷a nÕu ®Æt dµn bay h¬i trªn c¸nh tñ nh­ vËy sÏ ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh söa ch÷a liªn quan ®Õn ®iÖn. Nh­ vËy viÖc bè trÝ dµn bay h¬i nh­ vËy còng kh«ng hîp lÝ. - Bè trÝ dµn bay h¬i ngoµi ca bin, sö dông hÖ thèng èng c¸ch nhiÖt dÉn h¬i l¹nh ®­a vµo ca bin qua miÖng thæi. Dµn bay h¬i cã cÊu t¹o nh­ h×nh vÏ: H×nh 3-12: Dµn bay h¬i ®Æt bªn ngoµi ca bin. Sau khi kh¶o s¸t trªn ®Çu m¸y, theo em nªn bè trÝ dµn bay h¬i trªn khoang sè 3 cña gian ®éng lùc, víi hÖ thèng qu¹t giã ®Èy h¬i l¹nh tõ dµn bay h¬i ®· ®­îc lµm kÝn vµ c¸ch nhiÖt víi bªn ngoµi th«ng qua hÖ thèng èng dÉn vµ miÖng thæi h¬i l¹nh vµo ca bin. H¬i l¹nh sau khÝ lµm m¸t ca bin vÉn ®­îc dÉn quay l¹i dµn bay h¬i b»ng hÖ thèng çng dÉn. §Ó ®¶m b¶o l­îng khÝ t­¬i cho ca bin trªn ®­êng èng håi cña h¬i chÊt l¹nh cã bè trÝ mét cöa lÊy giã t­¬i tõ bªn ngoµi vµo. Trong kÕt cÊu trÇn ca bin ngoµi líp c¸ch nhiÖt nh­ ®· ®­îc c¶i t¹o trªn ch­¬ng 2 trªn nãc ca bin cßn cã mét líp t«n ®­îc g¾n c¸ch víi trÇn ca bin mét kho¶ng 60mm nh»m tr¸nh ¸nh n¾ng trùc tiÕp chiÕu vµo trÇn ca bin. Líp t«n nµy ®­îc g¾n víi trÇn ca bin th«ng qua thanh thÐp gãc L60x60. H×nh 3-13: KÕt cÊu nãc ca bin Kho¶ng c¸ch tõ nãc ca bin ®Õn miÕng t«n lµ 60mm ta cã thÓ ®Ó èng dÉn h¬i l¹nh ch¹y trong kho¶ng c¸ch gi÷a nãc ca bin vµ miÕng t«n. Bè trÝ cña hÖ thèng dµn bay h¬i vµ c¸c èng h¬i l¹nh nh­ sau: H×nh 3-14: S¬ ®å hÖ thèng l¹nh cã dµn bay h¬i bªn ngoµi ca bin. §­êng h¬i l¹nh ®i §­êng h¬i l¹nh håi 3.3. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ bao gåm hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¸c qu¹t lµm m¸t, r¬ le nhiÖt ®é. §Ó ®iÒu chØnh l­u l­îng giã, nhiÖt ®é trong ca bin cho phï hîp víi yªu cÇu cña ban l¸i m¸y. S¬ ®å nh­ h×nh 3-15 H×nh 3-15 : S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Kt: C«ng t¾c tæng R1, R2: r¬ le nhiÖt ®é, ¸p suÊt §: ®Ìn b¸o K1; K2 : kho¸ qu¹t dµn bay h¬i 1,2 Q1;Q2: qu¹t dµn bay h¬i 1,2 Q3: Qu¹t dµn ng­ng tô Nguyªn t¾c ho¹t ®éng: Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®­îc lÊy tõ ¾c quy cña ®Çu m¸y víi nguån ®iÖn 24V. Khi bËt m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ, ®ãng c«ng t¾c tæng th× dßng ®iÖn ®­îc cÊp cho bé li hîp tõ, m¸y nÐn ®­îc dÉn ®éng c¬ giíi nªn khi li hîp tõ lµm viÖc m¸y nÐn b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Khi ®ã ®Ìn b¸o sÏ s¸ng b¸o hiÖu m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®· ®­îc cÊp ®iÖn. Qu¹t dµn ng­ng tô sÏ lµm viÖc trong suèt thêi gian bËt ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. Khi nhiÖt ®é trong ca bin ®· ®ñ, r¬ le nhiÖt ®é sÏ ng¾t khi ®ã li hîp tõ sÏ kh«ng cã ®iÖn nªn m¸y nÐn ®­îc t¸ch khái trôc ®ang quay m¸y nÐn ngõng ho¹t ®éng. C¸c qu¹t, ®Ìn b¸o ho¹t ®éng b×nh th­êng. KÕt luËn §©y lµ mét nghiªn cøu cã tÝnh øng dông trong thùc tÕ cao. §Çu m¸y D12E lµ lo¹i ®Çu m¸y ®ang ®­îc vËn dông nhiÒu trªn ®­êng s¾t ViÖt Nam. Trong t­¬ng lai cã thÓ ®Çu m¸y D12E chØ ®­îc sö dông ®Ó kÐo tµu hµng nªn viÖc l¾p ®Æt lo¹i ®iÒu hoµ kh«ng khÝ kh«ng sö dông ®iÖn tõ toa xe ph¸t ®iÖn tËp trung lµ hîp lý. §Çu m¸y D12E sau khi ®­îc l¾p thªm ®iÒu hoµ kh«ng khÝ vÒ kÕt cÊu vÉn ®¶m b¶o ®é bÒn cña ca bin trong khi vËn hµnh, kÕt cÊu líp c¸ch nhiÖt c¸ch ©m vÉn ®¶m b¶o hÖ sè truyÒn nhiÖt cho phÐp vµ kh«ng gian lµm viÖc cña ban l¸i m¸y, phÇn trÝch dÉn c«ng suÊt cho m¸y nÐn kh«ng ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn c«ng suÊt cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh vµ m¸y ph¸t ®iÖn phô. VÞ trÝ ®Æt m¸y nÐn, dµn ng­ng tô, dµn bay h¬i kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn c¸c bé phËn kh¸c. HÖ thèng èng dÉn m«i chÊt ®­îc bè trÝ gän, hÖ thèng èng dÉn h¬i l¹nh kh«ng v­ît qu¸ khung giíi h¹n ®Çu m¸y. ViÖc l¾p ®Æt ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®Ó duy tr× nhiÖt ®é thÝch hîp trong ca bin, nh»m c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cho ban l¸i m¸y, ®¶m b¶o vËn hµnh ®oµn tµu an toµn vµ hiÖu qu¶. Sau mét thêi gian t×m hiÓu, nghiªn cøu cïng víi nh÷ng kiÕn thøc ®· häc trong 5 n¨m häc tËp t¹i tr­êng, víi sù h­íng dÉn tËn t×nh cña TS. §ç ViÖt Dòng, em ®· hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. Sau khi hoµn thµnh ®å ¸n hiÓu biÕt cña em vÒ kiÕn thøc chuyªn ngµnh ®· ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Tuy nhiªn do thêi gian, kh¶ n¨ng vµ kinh nghiÖm thùc tÕ cßn h¹n chÕ nªn ®å ¸n cßn nhiÒu sai sãt. KÝnh mong c¸c thÇy c« xem xÐt vµ ®ãng gãp ý kiÕn cho ®å ¸n tèt nghiÖp cña em ®­îc hoµn thiÖn h¬n ®Ó cã thÓ ®­a vµo ¸p dông trong thùc tÕ. Lo¹i m¸y ®iÒu hoµ kh«ng khÝ l¾p cho ®Çu m¸y D12E cã thÓ øng dông l¾p cho nhiÒu lo¹i ®Çu m¸y kh¸c kh«ng cã nguån ®iÖn xoay chiÒu. Tuú vµo t×nh h×nh thùc tÕ cña tõng lo¹i ®Çu m¸y. VÝ dô ®Çu m¸y D11H cã thÓ sö dông bé truyÒn ®éng cho m¸y nÐn b»ng ®éng c¬ thuû tÜnh. Em xin c¶m ¬n c¸c c¸c thÇy c« gi¸o! Hµ Néi ngµy 10 th¸ng 5 n¨m 2007 SVTH: NguyÔn Ngäc TuÊn C­êng Tµi liÖu tham kh¶o KhuÊt TÊt Nh­ìng, n¨m 1998, Sæ tay kü thuËt toa xe, Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i. NguyÔn §øc Lîi, Ph¹m V¨n Tuú, n¨m 2005, Kü thuËt l¹nh c¬ së, Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc. NguyÔn §øc Lîi, n¨m 2003, H­íng dÉn thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ, Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt. TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn, n¨m 2003, TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc. Tæng c«ng ty ®­êng s¾t ViÖt Nam, n¨m 1986, H­íng dÉn sö dông ®Çu m¸y D12E. PGS.TS. §ç §øc TuÊn , n¨m 2004, NghiÖp vô ®Çu m¸y, Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i. ThS. NguyÔn Phó Chinh, n¨m 1990, ThiÕt bÞ toa xe, Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng v©n t¶i. Môc lôc