Nguyên lý và cấu tạo
Để điều khiển một con tàu di chuyển theo ý muốn, cần có một hệ thống thiết bị lái chuyên dụng Các hệ thống lái này phải đáp ứng các yêu cầu nhất định để đảm bảo hiệu quả trong việc điều khiển tàu.
Để đảm bảo tàu có khả năng điều khiển tốt, hệ thống thiết bị lái cần phải phản ứng chính xác với tín hiệu điều khiển, giúp con tàu chuyển hướng theo mong muốn.
Tính ăn lái của con tàu là khả năng chuyển động theo ý muốn của người lái, bao gồm tính ổn định hướng và tính xoay trở Một con tàu có tính ổn định hướng tốt thường có tính xoay trở kém và ngược lại, do đó việc thiết kế cần dung hòa các yếu tố này, nhấn mạnh đặc tính cần thiết cho từng loại tàu Tính ăn lái phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hình dáng con tàu và số lượng chân vịt Việc tính toán thiết kế kích thước, số lượng chân vịt, mômen lái và tốc độ lái là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho con tàu.
Hệ thống thiết bị lỏi cần đảm bảo tính tự ổn định, trong đó quá trình lái được đánh giá qua khả năng chạy tàu và chuyển hướng một cách tin cậy, không có dao động trong suốt hành trình.
+ Hệ thống thiết bị lái phải đảm bảo cho người lái thao tác thuận tiện, linh hoạt tin cậy và chính xác trong mọi tình huống
Hệ thống thiết bị lái cần được trang bị đầy đủ các thiết bị đo đạc, kiểm tra cảnh giới và an toàn, đồng thời có khả năng nâng cấp lắp đặt thêm các hệ thống định vị và dẫn đường hiện đại nhất, nhằm đảm bảo tàu di chuyển đúng hướng trong hải trình.
Ta hãy xem sơ đồ dưới đây để thấy được cấu tạo cơ bản của một hệ thống thiết bị lái:
Cánh bánh lái và ổ đỡ cánh bánh lái đóng vai trò quan trọng trong hệ thống lái của phương tiện Ổ bi dưới và ổ bi trên của trục bánh lái giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác khi điều khiển Trục bánh lái kết hợp với thiết bị lái và hệ dẫn động lái tạo nên sự linh hoạt trong việc điều khiển phương tiện Hệ dẫn động điều khiển và cabin điều khiển cũng góp phần quan trọng trong việc đảm bảo sự an toàn và tiện nghi cho người lái.
Hình 1.1 - Cấu tạo cơ bản của hệ thống lái
Các thành phần cấu tạo cơ bản của hệ thống thiết bị lái tàu, bao gồm:
+ Bánh lái-có kết cấu phẳng, khi quay chìm trong nước trong quá trình tàu chạy sẽ hình thành phản lực cần thiết để điều khiển tàu;
+ Trục bánh lái - được dùng để quay bánh lái;
+ Hệ dẫn động bánh lái: hệ thống truyền chuyển động từ phần tử điều khiển đến phần tử lái
+ Phần tử lái: cơ cấu tạo ra mômen để dịch chuyển bánh lái;
+ Phẩn tử điều khiển: phần tử tạo ra tín hiệu điều khiển
Hệ thống thiết bị lái bao gồm nhiều thành phần quan trọng như hệ dẫn động dự phòng và hệ dẫn động sự cố, cơ cấu giới hạn góc quay của bánh lái, cùng với các phần tử và cơ cấu phụ khác nhằm đảm bảo hoạt động tin cậy và hiệu quả cao của toàn bộ hệ thống.
Các thiết bị điều khiển tàu thường được phân thành hai nhóm chính, được đưa dưới hình 1.2
Thiết bị điều khiển tàu
Bá nh lá i dịch chuyển Đ ạ o l uu quay
Bá nh lá i chủ động
C ơ c ấu đ /c ki ểu c án h C ộ t q u ay ch ân v ịt C ơ c ấu đ /c l u ồ n g n u ớ c p h ụ t L o ại đ u ờng h ầm D ịc h c h u yể n c ộ t ch ân v ị
Hình 1.2- Sơ đồ phân loại các hệ thống thiết bị lái
Các yêu cầu cơ bản đối với máy lái tàu thuỷ
Khi thiết kế máy lái, người thiết kế cần hiểu rõ các quy định và yêu cầu liên quan, đặc biệt là các quy phạm của đăng kiểm và công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển, như SOLAS Điều này đặc biệt quan trọng đối với hệ thống điều khiển tàu, nhằm nâng cao tính an toàn cho cả con người và hàng hóa trên biển.
Theo Đăng kiểm Việt Nam, công ước quốc tế SOLAS và quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam là cơ sở pháp lý quan trọng cho việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các máy lái điện thủy lực Những quy định này giúp xác định rõ các vấn đề kỹ thuật, công nghệ, cũng như đảm bảo an toàn trong quá trình triển khai.
Về số lượng thiết bị lái, theo 20, quy định như sau:
Mỗi tàu cần có một máy lái chính và một máy lái phụ, được bố trí hợp lý để đảm bảo rằng sự hư hỏng của một trong hai máy không ảnh hưởng đến hoạt động của máy còn lại.
- Thiết bị lái chính có khả năng điều khiển hoạt động của bánh lái thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật khi các máy lái này làm việc
Cũng theo 20 các thiết bị lái chính và trục lái thì phải đảm bảo:
Tàu có khả năng quay lái từ 35 độ bên này sang 35 độ bên kia khi đang ở trạng thái toàn tải và di chuyển với vận tốc khai thác tối đa, thời gian quay không vượt quá 28 giây.
- Trụ lái ở vùng séctơ phải có đường kính lớn hơn 120mm không kể phần kích thước gia cường
- Được thiết kế sao cho không bị hỏng khi tàu chạy lùi với vận tốc tối đa
Các thiết bị lái phụ phải đảm bảo:
Tàu cần có độ bền và khả năng điều khiển tốt để duy trì tính năng hàng hải, đồng thời phải hoạt động nhanh chóng khi gặp sự cố với máy lái chính.
Tàu có khả năng dịch chuyển bánh lái từ 15 độ mạn này sang 15 độ mạn kia trong thời gian không quá 60 giây, khi tàu đang toàn tải và di chuyển với vận tốc bằng nửa vận tốc khai thác lớn nhất hoặc tối thiểu 7 hải lý/h.
- Lực quay vô lăng lái do người điều khiển không quá 160N (16kg)
Trong trường hợp bị mất nguồn bất kỳ trong các bộ động lực lái phải có tín hiệu bằng âm thanh và ánh sáng trên buồng lái
Các đường ống, két dầu theo 20 phải đảm bảo:
- Hệ thống ống thuỷ lực phải được bố trí sao cho có thể sẵn sàng chuyển đổi được giữa các máy lái với nhau
- Có hệ thống xả khí ra khỏi hệ thống truyền động
- Áp lực thiết kế của ống phải chịu áp suất của chất lỏng ít nhất = 1,25 lần áp suất làm việc lớn nhất
Mỗi két chứa chất lỏng thủy lực cần được trang bị thiết bị báo động mức thấp để phát hiện sớm sự rò rỉ chất lỏng Tín hiệu cảnh báo này phải được truyền đến buồng lái dưới dạng âm thanh hoặc ánh sáng, nhằm đảm bảo an toàn trong trường hợp có hư hỏng xảy ra.
- Hệ thống điều khiển thiết bị lái cho máy lái phụ ở buồng lái và buồng đặt máy lái
- Hệ thống điều khiển thiết bị lái cho máy lái phụ ở buồng lái phải độc lập với hệ thống điều khiển máy lái chính
- Ở khoang máy lái có thể ngắt hệ thống điều khiển từ cabin lái
- Phải có khả năng đưa hệ thống điều khiển hoạt động được từ mọi vị trí trên buồng lái
- Nếu mất nguồn điện cho hệ thống điều khiển, phải có tín hiệu bằng âm thanh và ánh sáng trên buồng lái
- Mạch điều khiển phải có thiết bị bảo vệ ngắt mạch
- Có khả năng chuyển đổi nhanh chóng từ lái tự động sang lái trực tiếp Đối với các hệ thống liên lạc và chỉ báo góc lái, quy định:
- Có phương tiện liên lạc giữa buồng máy lái và buồng lái
Vị trí bánh lái được tính bằng độ và cần được hiển thị rõ ràng trong buồng lái Bộ chỉ báo góc lái phải hoạt động độc lập với hệ thống điều khiển máy lái để đảm bảo có thể nhận diện chính xác vị trí bánh lái trong buồng lái.
Thiết bị lái cần được lắp đặt trong một khoang kín, dễ dàng tiếp cận và cách biệt với buồng máy chính Khoang này phải được trang bị các phương tiện phù hợp, đảm bảo khả năng tiếp cận máy lái và hệ điều khiển một cách nhanh chóng và an toàn.
Các máy lái khác ngoài palăng lái cần phải có khả năng tự hãm và được trang bị bộ phận giới hạn góc quay lái bằng cơ khí cho mỗi mạn, theo quy định.
max : là góc quay lớn nhất của bánh lái theo sự điều khiển của hệ thống truyền động;
0: Góc quay bánh lái sang một bên mạn
Góc (góc bẻ lái) là góc mà cơ cấu hạn chế dừng chuyển động quay bánh lái ở góc tối đa max 35,5 độ Đối với máy lái tay, góc tối đa cũng là max 35 độ Các máy lái có động cơ chỉ được quay lái đến góc tối đa max 35,5 độ, bánh lái sẽ ngừng quay trước khi chạm vào bộ giới hạn cơ khí.
Phân loại các hệ thống máy lái tàu thuỷ thường gặp
Trong hệ thống lái, máy lái là bộ phận tạo ra mômen và truyền lực tới trục bánh lái, đóng vai trò quan trọng trong khả năng và sự ổn định của toàn bộ hệ thống Đây là thiết bị chính, quyết định hiệu suất và sự điều khiển của hệ thống lái.
Các hệ truyền động lái có thể phân loại theo sơ đồ 1.3
Hình 1.3 - Sơ đồ phân loại truyền động lái
Cơ khí Điện cơ Điện-Thuỷ lục
Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu vài nét về các loại máy lái kể trên:
Máy lái dây là thiết bị sử dụng cáp để truyền động bằng tay thông qua vô lăng lớn, thường được áp dụng cho các tàu nhỏ với mômen lái tối đa 0,4Tm Tuy nhiên, máy lái dây có nhược điểm như trọng lượng nặng, gây tiếng ồn khi hoạt động, và dễ bị kẹt ở vị trí chuyển hướng do các đầu nối và chốt thường xuyên cần thay thế Ngoài ra, do không có thiết bị hãm, mômen thủy động từ bánh lái có thể tác động ngược lại vào tay người lái trong điều kiện sóng gió, gây nguy hiểm Hơn nữa, cáp có sự co dãn trong quá trình làm việc, dẫn đến độ quay lái không chính xác Mặc dù vậy, máy lái dây vẫn có ưu điểm là đơn giản và có giá thành thấp.
Máy lái trục là hệ thống truyền lực từ vô lăng tới bánh lái thông qua các trục các đăng nối tiếp, mang lại sự êm ái và tin cậy hơn so với máy lái dây thông thường Loại máy này thích hợp cho tàu nhỏ với mômen lái tối đa 0,5Tm và các khớp nghiêng 90 độ Mặc dù có ưu điểm không bị dãn dài trong quá trình hoạt động, giúp đạt độ quay lái chính xác, nhưng máy lái trục cũng gặp nhiều nhược điểm như dễ bị kẹt do độ nghiêng lớn, các đầu nối dễ gãy, và không có thiết bị hãm khiến mômen thuỷ động tác động ngược lại trong điều kiện sóng gió, gây nguy hiểm cho người điều khiển Hiện nay, máy lái điện thuỷ lực đang dần thay thế loại máy này.
Máy lái trục vít-đai ốc là loại máy lái sử dụng lực từ vòng quay tay, thường được áp dụng cho các máy lái phụ của tàu nhỏ do hiệu suất thấp Ưu điểm của máy lái này bao gồm kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và khả năng hạn chế tác động ngược của mômen.
Hiện nay loại mỏy lỏi này hầu như không cũn được sử dụng nữa
Máy lái điện sử dụng động cơ điện kết hợp với hộp giảm tốc để cung cấp lực lái, mang lại ưu điểm như hoạt động êm ái và lực tác dụng lên tay điều khiển rất nhỏ Người điều khiển chỉ cần ấn nút để khởi động động cơ, đồng thời truyền động có thể thực hiện qua các đường dây Tuy nhiên, nhược điểm của máy lái điện là động cơ phải khởi động liên tục khi thay đổi góc lái, có thể dẫn đến hỏng hóc hoặc giảm tuổi thọ của động cơ Ngoài ra, việc tiêu tốn công suất lớn cũng ảnh hưởng đến lưới điện của tàu.
Máy lái thủy lực là hệ thống điều khiển và dẫn động trục lái của tàu bằng công nghệ thủy lực Những ưu điểm nổi bật của máy lái thủy lực bao gồm khả năng vận hành mượt mà, độ chính xác cao và khả năng giảm thiểu lực tác động lên tay lái, giúp người điều khiển dễ dàng kiểm soát tàu trong mọi tình huống.
- Tạo được mômen lỏi lớn
- Khả năng điều chỉnh vận tốc rộng và dễ dàng
- Làm việc tin cậy, êm và chính xác
- Lực tác động cần thiết để lái nhỏ, không có sự tác động ngược lại của mômen thuỷ động từ bỏnh lỏi do cú cơ cấu hóm
- Dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển tự động
Tuy nhiên máy lái thuỷ lực có một số nhược điểm cần lưu ý như sau:
- Công nghệ chế tạo, sửa chữa bảo dưỡng có những yêu cầu cao và rất nghiêm ngặt;
- Chất lỏng sử dụng là dầu dưới áp suất cao nên rất dễ mất an toàn;
Giá thành của thiết bị lái thường khá cao Bài viết đã trình bày một số đặc điểm chính của các hệ thống lái phổ biến, cùng với những ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng thực tiễn của chúng.
Hệ thống lái tàu thuỷ điện - thuỷ lực mang đến nhiều ưu điểm và hạn chế trong việc sử dụng Trong phần này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về máy lái thuỷ lực, giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động và ứng dụng của nó trong ngành hàng hải.
Máy lái thuỷ lực ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp đóng tàu nhờ vào sự phát triển của công nghệ Đặc biệt, thiết bị này được sử dụng cho các tàu trọng tải lớn, có khả năng di chuyển dài ngày trên biển, nhờ vào độ tin cậy cao và mômen lái lớn, có thể đạt tới 40Tm.
Máy lái thuỷ lực được phân loại dựa trên kiểu hệ truyền động thuỷ lực, bao gồm các loại sử dụng 1, 2 hoặc 4 xylanh thuỷ lực gắn vào bệ máy Hệ thống này kết hợp với bộ lái (séctơ lái) để điều khiển bánh lái Máy lái sử dụng xylanh thuỷ lực được chia thành hai nhóm: xylanh cố định và xylanh lắc khi hoạt động.
Hệ xylanh thuỷ lực cố định sử dụng 2 hoặc 4 xylanh thuỷ lực một chiều lắp cố định vào bệ máy, với hướng của các píttông không thay đổi Nhược điểm của hệ thống này bao gồm kích thước lớn, khó khăn trong việc điều khiển chính xác khi lắp đặt máy lái, do xylanh phải chịu lực uốn lớn Hơn nữa, khả năng làm kín của xylanh yêu cầu độ bền và độ chính xác rất cao Việc lắp đặt máy lái loại này cũng đòi hỏi chế tạo bộ khớp giữa đầu píttông và séctơ lái phức tạp, điều này không khả thi trong điều kiện sản xuất tại nước ta.
Hệ xylanh thuỷ lực lắc là một hệ thống truyền động lái sử dụng 1 hoặc 2 xylanh tác dụng kép kết nối với séctơ lái, tạo ra cơ cấu quay trượt Hệ thống này chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của píttông thành chuyển động quay của séctơ lái, với séctơ gắn cố định vào trục lái Khi hoạt động, xylanh thuỷ lực cũng chuyển vị một góc quanh chốt ở bệ xylanh, do đó, việc sử dụng khớp cầu tự lựa ở hai đầu xylanh và píttông giúp khắc phục sai số trong chế tạo và lắp đặt Sự áp dụng khớp cầu tự lựa không chỉ giảm thiểu nhược điểm mà còn làm giảm khả năng gây hư hỏng cho bộ phận truyền động lái.
Hệ truyền động sử dụng xylanh quay (môtơ thuỷ lực) thực chất là một xylanh lực tịnh tiến với píttông được thay thế bằng các cánh gạt, cho phép chuyển động quay quanh tâm thay vì chuyển động tịnh tiến Loại máy lái này được lắp đặt trên các tàu cần mômen lái lớn (M1 > 10Tm), mang lại ưu điểm là không tạo lực ngang lên trục lái và có kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên, nhược điểm của xylanh quay là cấu trúc vách ngăn phức tạp, gây khó khăn trong việc chế tạo, sửa chữa và bảo dưỡng Thêm vào đó, áp suất dầu thấp yêu cầu bơm lưu lượng lớn, dẫn đến việc cần ống dẫn và thùng dầu lớn Vì vậy, cho đến nay, xylanh quay vẫn chưa được sản xuất trong nước do chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.
Nói chung máy lái thuỷ lực có ưu điểm:
Hệ thống này có khả năng tạo ra mômen quay lớn, tỷ lệ thuận với áp suất làm việc, cho phép ứng dụng trên các loại tàu với tải trọng khác nhau.
- Kích thước gọn nhẹ, dễ lắp đặt
Hệ thống sở hữu tính năng tự động hóa cao, cho phép dễ dàng nâng cấp từ chế độ điều khiển bằng tay sang bán tự động hoặc tự động hoàn toàn Việc chuyển đổi sang kỹ thuật điều khiển số cũng tương đối đơn giản, đồng thời vẫn duy trì được cấu hình cơ bản của hệ thống.
Tổng quan về các hệ thống lái tàu thuỷ điện - thuỷ lực
Trong phần này sẽ giới thiệu một số máy lái tàu thuỷ điện thuỷ lực đang được sử dụng trong thực tế của một số hãng trên thế giới
Máy lái thuỷ lực KE-W40 là thiết bị điện – thuỷ lực với công suất mômen lái lên tới 4T.m, được sử dụng cho nhiều loại tàu có trọng tải tối đa 1000T Thiết bị này đã được lắp đặt tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng trong những năm 90, phục vụ cho các tàu như Trường Sa 01, 02, 04 cho Hải Quân Việt Nam.
Sơ đồ nguyên lý thủy lực của máy lái KE-W40 được minh họa trong hình 1.4 Máy lái này sử dụng hai xylanh thủy lực kiểu tác động hai phía, với khớp cầu tự lựa ở cả hai đầu xylanh và đầu cán píttông.
Máy lái có 1 nguồn lái chính chạy điện và một nguồn lái phụ dùng tay
Bơm tay sử dụng kiểu píttông lắc tay với van phân phối điều khiển tay gạt để đảo chiều phân phối dầu Bơm thuỷ lực chính là kiểu bơm răng, với van phân phối điện từ hai phía để điều chỉnh dòng dầu Van phân phối kiểu P ở vị trí trung gian giúp xả tải cho bơm khi máy lái chưa hoạt động Tín hiệu từ cabin lái điều khiển van phân phối điện, thay đổi hướng cấp dầu tới các xylanh nhiên liệu quay lái theo yêu cầu Khi mất tín hiệu, hệ thống lái sẽ dừng lại ở một góc nhất định theo giá trị đặt của người lái Để đảm bảo an toàn, hệ thống thuỷ lực lắp đặt hai van phân phối điện từ dự trữ cho nhau nhằm phòng ngừa sự cố kẹt van trong quá trình hoạt động.
Một số các thống số kỹ thuật cơ bản cả máy lái KE-W40:
Áp suất làm việc lớn nhất plvmax 0KG/cm 2
Áp suất mở van an toàn pat 5 KG/cm 2
Đường kớnh cần pittông dPmm
Công suất động cơ điện N=2,2KW
Số vòng quay làm việc n20 vg/ph
Lưu lượng của bơm Q=8,6 l/ph
Hình 1.5 - Sơ đồ hệ thống thuỷ lực của máy lái KE-W40
1- Bể dầu của hệ thống thuỷ lực của máy lái chính 2- Bộ lọc hút
3- Bơm của lái chính 4- Động cơ lai bơm
5-Van an toàn 6- Khoá 7- Áp kế
8-1; 8-2 - Van phânphối 3/4-điều khiển điện từ 2 phía
9-1,-2- Van một chiều có điều khiển tác động tròn
10-1; 10-2- Van chống quá tải 11-1; 11-2- Xylanh lái;
13- Bơm thuỷ lực lắc tay
14- Bể dầu dự phòng sự cố
Máy lái W-130 là loại máy lái thủy lực được thiết kế cho tàu trung bình với mômen lỏi lên tới 13Tm Vào năm 2001, nhà máy đóng tàu Bạch Đằng đã nhập khẩu máy lái W-130 để lắp cho tàu Vĩnh Thuận, tàu đầu tiên được đóng mới tại Việt Nam theo thiết kế và đăng kiểm của Nhật, có trọng tải lên tới 6300T Sau đó, máy lái W-130 tiếp tục được nhập và lắp ráp cho các loại tàu có trọng tải từ 6300T đến 6500T cho đến nay Sơ đồ nguyên lý thủy lực của máy lái W-130 được thể hiện trong hình 1.6.
Máy lái W130 dùng 2 xylanh dẫn động lái kiểu tác động 2 phía các đầu xylanh và đầu cần píttông đều có khớp cầu tự lựa
Máy lái có một nguồn lái chính chạy điện và một nguồn lái phụ sự cố dùng điện
Bơm chính và bơm phụ đều là các loại bơm bánh răng
Trong hệ thống thủy lực, van phân phối loại 3/4 điều khiển từ hai phía có vị trí trung gian P thông T giúp giảm tải cho bơm khi hệ thống chưa hoạt động.
Máy lái cho phép điều khiển trực tiếp thông qua nút ấn từ cabin và điều khiển gián tiếp bằng cách quay vô lăng để thiết lập góc lái Khi séctơ lái đạt đến góc đã định, tín hiệu sai số sẽ được triệt tiêu, khiến van phân phối séctơ ngừng hoạt động và dừng lại.
Máy lái tích hợp la bàn, con quay và hệ thống định vị GMS, cho phép thực hiện chế độ lái tự động hoàn toàn (Auto pilot).
Các thông số kỹ thuật của máy lái W130
Áp suất làm việc plv max0KG/cm 2
Áp suất mở van an toàn pat"5KG/cm 2
Đường kính cần xylanh dpmm
Bán kính Séctơ lái RG0mm
Góc quay lái tối đa 35 0
Thời gian lái sự cố: t/30 0 = 60s
Công suất động cơ điện N=5,5 KW
Số vòng quay làm việc n30 vg/ph
Kiểu bơm bánh răng GFFp-AOS22AR-AO;
Lưu lượng của bơm Q).5 l/ph
Hình 1.6 - Sơ đồ hệ thống thuỷ lực máy lái W130
1-Bể dầu (2-1),(2-2)-Bộ lọc hút
Bài viết này đề cập đến các thành phần quan trọng trong hệ thống thủy lực, bao gồm báo mức và thoát khí, bơm thủy lực, động cơ lái bơm, van an toàn, khóa thủy lực, áp kế, van phân phối và van một chiều điều khiển tác động đơn Những thiết bị này đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hệ thống thủy lực.
(11-1),(11-2)-Van chống quá 12-Khoá thuỷ lực;
Việt Nam đã bắt đầu thiết kế và chế tạo máy lái thủy lực, bên cạnh các sản phẩm từ các nước công nghiệp phát triển như Nhật Bản và các nước EU Năm 1992, Trung tâm thủy lực cơ khí thuộc Viện NCTK cơ khí (nay là Viện KHCN tàu thủy - Bộ GTVT) đã thực hiện tính toán, thiết kế và chế tạo một máy lái thủy lực với mô men lái 5Tm, được lắp đặt trên tàu thủy chở hàng Lê Lợi có trọng tải 1000 tấn, do nhà máy đóng tàu Bến Kiền sản xuất.
Một số nhận xét về máy lái thuỷ lực
Các hệ thống lái thuỷ lực là lựa chọn tối ưu cho hầu hết các loại tàu thuỷ hoạt động tại vùng biển và sông ngòi của Việt Nam.
Các tàu thường sử dụng máy lái thủy lực loại xylanh lực, trong đó phổ biến nhất là loại 2 xylanh lái được thiết kế theo kiểu đẩy kéo, giúp quay sectơ lái một cách hiệu quả.
Hệ thống thuỷ lực của máy lái trên tàu vừa và nhỏ được thiết kế đơn giản, dễ dàng lắp đặt, chế tạo và sửa chữa, mang lại hiệu quả cao trong việc vận hành.
Các hệ thống đều có hai chế độ làm việc: Bằng tay hoặc bằng điện-bán tự động
Hệ thống sử dụng bơm thuỷ lực thường là các loại bơm không điều chỉnh được, với áp suất làm việc khoảng 16 Mpa Áp suất này không quá lớn, vì vậy bơm bánh răng là lựa chọn tối ưu để giảm chi phí thiết bị.
Đa số các hệ thống sử dụng van phân phối kiểu P thông T để giảm tải cho bơm và hệ thống
Thường để đảm bảo an toàn khi bị kẹt van phân phối các máy lái thường trang bị hai van phân phối
Tàu sông là loại tàu có tải trọng dưới 1000 t, sử dụng hệ thống lái đơn giản với các phần tử chế tạo trong nước, giúp giảm chi phí Chương II sẽ trình bày về tính toán thiết kế máy lái thủy lực 1,5 tm, phù hợp cho tàu sông tại Việt Nam.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LÁI THUỶ LỰC 1,5 TM
Chọn sơ đồ nguyên lý hệ thống lái
Để đáp ứng các điều kiện chế tạo và khả năng kỹ thuật tại Việt Nam, hệ thống xylanh lắc được thiết kế với hai xylanh tác động kép, như thể hiện trong sơ đồ hình 2.1.
Hệ sơ đồ máy lái theo kiểu xylanh lắc như vậy có ưu điểm :
- Dễ chế tạo, phù hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam
- Chi phí chế tạo thấp, các chi tiết dễ tìm kiếm và chế tạo
- Kích thước nhỏ gọn hơn so với các sơ đồ khác
Sơ đồ hệ thống thuỷ lực
Máy lái 1,5 T.m được thiết kế với những thông số cơ bản sau:
- Góc quay lái: 70 0 ( từ -35 0 đến +35 0 )
- Thời gian quay lái từ -35 0 -> + 35 0 : t = 20s
- Bán kính Séctơ lái: r = 50cm
- Mômen quay lái lớn nhất : Tmax = 3.T = 4,5 Tm
Hình 2.1 - Sơ đồ hệ thống thuỷ lực chọn thiết kế
1-1, 1-2 : Cụm nguồn thuỷ lực 2-1, 2-2:Van phân phối điện 3/4
5-1, 5-2 :Van chống quá tải 6-1, 6-2 : Xylanh thuỷ lực (tác dụng kép)
7- Bơm tay 8: Vô Lăng 9: Séctơ lái
Nguyên lý làm việc của hệ thống thuỷ lực
Hệ thống được trang bị hai cụm nguồn thuỷ lực độc lập (1-1 và 1-2), bao gồm một máy lái chính và một máy lái phụ, cung cấp dầu áp suất cao cho toàn bộ hệ thống Ngoài ra, còn có một bơm tay (bơm sự cố) được dẫn động trực tiếp bằng tay thông qua vô lăng Nhờ đó, hệ thống hoạt động với hai chế độ: chế độ làm việc bình thường và chế độ làm việc sự cố.
Chế độ làm việc bình thường được duy trì với các khoá 3-1 hoặc 3-2 mở, trong khi khoá 3-3 đóng Cụm 1-1 (1-2) hoạt động, cung cấp dầu cao áp cho hệ thống thông qua van phân phối 2-1 (2-2) Người điều khiển chỉ cần nhấn nút trên cabin để điều khiển van phân phối Khi cụm nguồn 1-1 và van 2-1 hoạt động, cuộn hút bên trái 2-1 sẽ cho phép dầu từ nguồn thủy lực (áp suất cao) đi qua van 2-1 đến van 4-1, dẫn tới buồng dưới của xylanh 6-1 và buồng trên của xylanh 6-2 Áp suất cao trên đường 3-1 đến 4-1 sẽ mở van một chiều 4-2, cho phép dầu hồi từ buồng trên của xylanh 6-1 và buồng dưới của xylanh 6-2.
Khi van 2-4-2 trở về bể, nó tạo ra ngẫu lực khiến cho sectơ lái quay theo chiều kim đồng hồ Khi van 2-1 ngừng hoạt động, van 4-1 và 4-2 hoạt động như van một chiều, ngăn chặn dòng chảy từ xylanh trở lại van 2-1, giúp bảo vệ van khỏi hư hỏng khi có tải lớn Trong trường hợp này, chất lỏng không có áp suất không qua van 2-1 vào hệ thống mà được dẫn qua P – T, cho phép dầu từ nguồn quay trở về bể dầu Tương tự, quá trình này cũng diễn ra trong hành trình ngược lại.
Khi làm việc ở chế độ lái tay do sự cố máy lái chính và phụ bị hỏng, các khoá 3-1 và 3-2 sẽ đóng lại, trong khi khoá 3-3 mở ra để kết nối bơm tay với van 4-1 và 4-2 Để tạo áp suất và lưu lượng cho hệ thống, người điều khiển sẽ sử dụng vô lăng 8 để quay, dẫn động bơm tay 7, qua khoá 3-3, dầu sẽ được chuyển tới van 4-1 hoặc 4-2 và tiếp tục đến xylanh Quá trình này tương tự như khi sử dụng nguồn thuỷ lực 1.
1 hoặc 1-2 chỉ khác ở đây nguồn thuỷ lực là một bơm tay
Cặp van chống quá tải 5-1 và 5-2 hoạt động như van an toàn, giúp bảo vệ hệ thống khi tàu mắc cạn hoặc gặp sóng lớn Khi bánh lái bị va đập, mômen lớn trên trục bánh lái gây ra áp suất cao đột ngột từ van 4-1 (4-2) đến các xylanh Để giảm tải và tránh gãy trục lái cũng như các sự cố khác khi áp suất vượt mức cho phép, van 5-1 (5-2) sẽ tự động mở tùy thuộc vào chiều tác dụng của lực.
2 buồng của xylanh=> chất lỏng áp cao đi sang phía áp thấp
Van hãm 4-1 và 4-2 là một cụm van gồm hai van một chiều có điều khiển, giúp giữ tải khi máy lái hoạt động Chức năng của nó là ngăn dòng dầu áp cao từ hệ thống phía trên đến xylanh 4-1 (4-2), đồng thời hạn chế hư hỏng cho van 2-1 hoặc 2-2 khi có va chạm vào bánh lái.
2.2.1 Bánh lái : b = 1.3 m h = 1 m cánh dẫn a = 0,65 m hỡnh 2.2 - kích thước của cánh lái
- tính diện tích bánh lái: a = b.h = 1,3.1= 1,3 m 2
- hệ số diện tích bánh lái: T L
1 = 0,064 như vậy nằm trong giới hạn của loại tàu đẩy sông = ( 6,3 13,0 ) % 10
- các thông số bánh lái:
+ hệ số phụ thuộc cấp tàu: k = 0,5
+ hệ số kéo dài : = h / b = 0,77 chiều dầy của cánh lái s sẽ tính ở phần sau
2.2.2 tớnh trục lỏi của bỏnh lỏi a, đường kính trục lái tại vùng ổ đỡ dưới theo quy phạm tàu sông 10 đối với bánh lái có ổ đỡ dưới nằm trên thân dưới của sống đuôi không được nhỏ hơn: trong đó: reh( mpa ) k c a ( m 2 ) v ( km/h )
240 2,5 5,4 1 1,3 11,12 k: hệ số dự trữ độ bền của vật liệu trục lái ( phụ thuộc vào cấp tàu ) reh: giới hạn chảy của vật liệu trục c: hệ số lấy theo [19]
Hệ số lấy cho trục lái đặt sau chân vịt được xác định dựa trên diện tích bánh lái và vận tốc tính toán của tàu khi đầy tải, với giá trị v là 11,12 km/h Khoảng cách từ điểm đặt của tải trọng tính toán giả định đến trục quay của bánh lái, ở mức ngang với trọng tâm diện tích, được tính theo công thức: cm h r = Av.
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế, các thông số kỹ thuật của bánh lái được xác định như sau: đường kính do được chọn là 70 mm, đường kính trục lái ổ trên d1 cũng là 70 mm, và đường kính chốt lái d2 là 40 mm Chiều dày tôn bánh lái s không được nhỏ hơn giá trị tính toán s = k.d0 + 3 = 0,02.65 + 3 = 4,3 mm, do đó, chọn s = 6 mm Tôn mặt đầu bánh lái được tính là s1 = 1,4.s = 1,4.4,3 = 6,0 mm Liên kết giữa bánh lái và trục lái được thực hiện bằng bích và bu lông.
- tổng diện tích các bu lông nối: f = 0,3 d0 2 = 14,7 cm 2
- số bu lông dùng bắt bích nối : 6
- chọn bu lông m20 có f = 18,84 cm 2
- chiều dầy bích nối t = 20 mm ( không nhỏ hơn đường kính bu lông nối )
- khoảng cách giữa tâm trục và tâm bu lông không nhỏ hơn 0,7.d0 = 4,9 cm
- phản lực tính toán quy ước r = 5,39 x 10 -3 x c x x x a x v 2 = 4,68 kn (trong đó v = 11,1 km/h; c = 5,4; a = 1,3; x = 1,0 ) 19
- chiều cao bạc lót cho phép : hbt = 10.( r/ p.d1 ) = 0,98 cm
2.2.3 mụmen thủy động tỏc dụng lờn trụ lỏi:
- tốc độ dòng chảy đến chân vịt ( công thức 11- 34 [10] ) vp = v.(1- w) = 3,08.( 1- 0,2 ) = 2,47 (m/s)
- hệ số tải của chân vịt ( công thức 11-37 [10] )
+ lực đẩy chân vịt ts ( kg )
+ đường kính chân vịt ds ( m )
- theo công thức 11- 36 [ 10] ta có: va = vp ( 1 T - 1 ) = 2,47 ( 1 10 , 23 - 1 ) = 5,8 (m/s) theo công thức 11- 38 [ 1] ta có:
1 = 0,84 ds - đường kính chân vịt s1 - khoảng cách từ mặt đĩa chân vịt đến tâm áp suất bánh lái
- giá trị tăng tốc trung bình do chân vịt tính ở tâm áp suất bánh lái ( theo công thức 11 - 35 [10] ): va1 = va = 0,84.5,8 = 4,87 (m/s)
- do toàn bộ bánh lái nằm sau chân vịt vậy nên vận tốc dòng chảy trên bánh lái là: vs = vp + va1 = 2,47 + 4,87 = 7,34 (m/s)
Mômen trên trụ lái được tính theo công thức ms = (cm.l - cn.a) s.q, với các giá trị cm = 0,45 và cn = 0,38, cho ra kết quả ms = 11838,46 n.m Tuy nhiên, do trụ lái chịu tác dụng của lực ma sát trong quá trình làm việc, mômen thực tế cần được điều chỉnh bằng hệ số k = 1,25, dẫn đến m = 1,25.11838,46 = 14798,0 n.m, tương đương khoảng 1,5 tấn.m Để tăng mômen, có thể tăng áp suất và bán kính r, nhưng áp suất không thể tăng vô hạn do giới hạn của máy bơm.
2.2.4 Tính toán lực tác dụng lên xylanh
Hình 2.3 - Hình vẽ máy lái
P1, P2- Lực tác dụng của mỗi xylanh lên séctơ lái
P1’, P2’ – hình chiếu của P1 và P2 theo phương vuông góc với séctơ lái
Hình 2.4 - Sơ đồ tính lực tác dụng lên xylanh tại vị trí bánh lái quay góc 35 0
- mô men lái lớn nhất mmax = 1500 kg.m
- góc lái lớn nhất max = 35 0
- chọn đường kính xylanh d = 100 mm
- chọn đường kính cán piston d = 40 mm
- chọn bán kính séctơ lái r = 300 mm
- tiết diện lòng xylanh: f1 = d 2 /4 = 79 cm 2
- tiết diện cán pớttụng: f2 = d 2 /4 = 13 cm 2
- tiết diện công tác của xylanh: f = 2f1 - f2 = 2.79 - 13 = 145 cm 2
- hành trình pớttụng: h = 2.r.sin35 0 = 344,1 mm
- khoảng cách hai tâm xylanh: l = 2.r.cos35 0 = 491,4 mm
- mômen tác dụng lên bánh lái tại vị trí max = 35 0 là: m = m1 + m2 ta có: m1 = n1.r.cos35 0 m2 = n2.r cos35 0 n1 = p1 f1 - p2.(f1 - f2 ) = (p1 - p2 ) f1 + p2 f2 n2 = p1.(f1 - f2 ) - p2 f1 = (p1 - p2 ) f1 - p1.f2 vậy: m = r cos35 0 (p1 - p2 ).( 2 f1 - f2 )
độ chênh áp lớn nhất giữa hai mặt làm việc của pớttụng là:
- sức cản của đường ống: pc = 5 kg/cm 2
- áp suất lớn nhất : pmax = p + pc = 42,1 + 5 = 47,1 kg/cm 2
- áp suất mở van an toàn: pat = 1,25 pmax = 1,25.47,1 = 58,87 kg/cm 2
- dung tích của dầu trong một hành trình +35 0 -30 0 v65 0 = r.( sin35 0 + sin 30 0 ) f
- để thời gian quay lái từ 35 0 mạn này sang 30 0 mạn kia là 22s thì khi đó lưu lượng của bơm là: q 22
4 = 12,73 lít/phút theo 10 ta chọn bơm có lưu lượng 13 lít/ phút
+ khi đó thời gian quay lái từ 35 0 mạn này sang 30 0 mạn kia là: t Q
+ động cơ điện lai bơm có các thông số: kí hiệu 31m, có công suất 1,5 kw, số vòng quay 1500 vòng/ phút
Thể tích bể dầu được tính toán trong khoảng từ 29,5 đến 32 lít, với dầu được chọn có thể tích 50 dm³, chiếm 0,8 thể tích bể Kích thước bể sẽ được xác định ở phần 2.2 Để có thể quay lái từ mạn 35° này sang mạn 35° kia trong thời gian 22 giây, lượng chất lỏng được cung cấp chảy vào xy lanh là V, được tính toán theo công thức cụ thể.
(2.1) thay số ta sẽ có: V = 40,2.206,85 = 8315,4 cm 3 8,32 l
Như vậy trong 22 s hệ thống cần cung cấp cho xylanh một thể tích chất lỏng là 8315,4 cm 3 hay 8,32 lít chất lỏng
Ta có thể tính lưu lượng cần thiết cho xylanh như sau:
Trong đó: Q – Lưu lượng cần thiết (lít/phút) t – thời gian quay lái (s) thay số vào (2.2) ta có:
2.2.6 Tính chọn đường kính ống:
Để tính toán cho đường ống cao áp chính với lưu lượng cao nhất, cần chọn vận tốc dòng chảy của chất lỏng trong ống đẩy trong khoảng từ 3 đến 7 m/s, dựa trên kinh nghiệm.
Theo công thức (10.6 tr 234 – [1]) ta có: v d t 4 , 6 Q (mm) (2.3) trong đó :
Q- Lưu lượng dòng chảy (lít/phút) v- Vận tốc dòng chảy dt- đường kính trong ống (mm)
4 d t hay 8 , 3 d t 12 , 7 => ta chọn dt mm do đó vận tốc của dòng chảy trong ống :
Tổn thất của hệ thống thuỷ lực bao gồm hai loại tổn thất:
Tổn thất dọc đường (Δp_d) trong hệ thống ống dẫn dầu thủy lực phụ thuộc vào chiều dài ống và trạng thái chảy của chất lỏng, bao gồm chảy tầng hoặc chảy rối Để xác định trạng thái chảy của chất lỏng, hệ số Reynolds (Re) là yếu tố quyết định quan trọng.
Tổn thất áp lực cục bộ là năng lượng cần thiết để vượt qua lực cản khi chất lỏng di chuyển qua các thiết bị và cơ cấu thuỷ lực Tổn thất này chủ yếu phát sinh do sự thay đổi hướng, thay đổi vận tốc, rối loạn dòng chảy và tạo ra vùng xoáy tại những vị trí đặc biệt của thiết bị.
(2.4) Sau đây ta đi lần lượt tính toán các tổn thất trên
(Theo bảng 2-2 –[10]) ta chọn dầu sử dụng trong hệ thống
Bảng 2.1 - Thông số của dầu thuỷ lực sử dụng trong hệ thống
Trong hệ thống lái xylanh lắc, tính đối xứng của hệ thống cho thấy tổn thất trong hệ thống đẩy tương tự như trong hệ thống xả Cụ thể, tổn thất dọc đường trong ống đẩy và trong toàn bộ hệ thống được ký hiệu là p d 1 và p d.
; p c : tổn thất cục bộ trong ống đẩy và trong cả hệ thống
và p c 2 p c 1 a- Tổn thất dọc đường
Vận tốc dòng chảy (lớn nhất) trong ống v = 3,34 m/s
Trước hết ta tính hệ số Reynon (Re) Áp dụng công thức :
Trong đó: v: vận tốc dòng chảy d - Đường kính trong ống (d mm)
- Hệ số nhớt động của chất lỏng (= 20Cst = 20.10 -6 m 2 /s) v- Vận tốc dòng chảy trong ống (v = 3,34 m/s) thay số vào (2.4) ta có:
So sánh với số 2320 nhận thấy Re = 2004 < 2320 do đó dòng chảy trong ống là chảy tầng, nên áp dụng công thức (3-10 TL[10] ) d v p d L
(2.6) Trong đó: Khối lượng riêng của dầu ( 0 kg/m 3 = 0,9 g/cm 3 ) v - Vận tốc của chất lỏng trong ống ( v= 3,34 m/s)
- Độ nhớt động học ( 20 cst ) L- chiều dài ống ( L=3m ) d- Đường kính ống ( d= 12 mm = 0,012 m)
Chọn các phần tử trong hệ thống thuỷ lực
Dựa trên các thông số kỹ thuật đã tính toán, chúng ta tiến hành lựa chọn các phần tử thủy lực phù hợp, bắt đầu với việc chọn bơm nguồn, cụ thể là bơm bánh răng.
Hệ thống thuỷ lực máy lái sử dụng hai nguồn cung cấp dầu thuỷ lực áp suất cao, với thông số Q= 25 (l/p) và p= 156,2 kG/cm², cho phép chọn bơm bánh răng Loại bơm này nổi bật với khả năng cung cấp thông số kỹ thuật đáng tin cậy, chi phí thấp, tuổi thọ cao và hiệu suất làm việc ổn định Dựa trên số vòng quay của động cơ điện n 40 v/ph, bơm có lưu lượng riêng 17,36.10³ được lựa chọn phù hợp.
Ta chọn bơm thuỷ lực cho hai nguồn chính:
Bảng 2.2- Thông số kỹ thuật bơm bánh răng chọn trong hệ thống
Số lượng 2 chiếc kiểu Bánh răng
Mác jp20/18/f21/s1- r Lưu lượng riêng q = 18 cm 3 /vòng Áp suất làm việc tối đa pmax%0 kG/cm 2
Số vòng quay làm việc tối đa nmax000 vg/ph
Số vòng quay làm việc nhỏ nhất nmin P0 vg/ph
Xuất xứ (Joyang) - Hàn Quốc b- Chọn bơm tay (Bơm sự cố)
Bảng 2.3- Thông số kỹ thuật bơm tay chọn trong hệ thống
Kiểu Bơm bánh răng ăn khớp trong
Để chọn van an toàn, trước tiên cần tính toán áp suất mở van an toàn (pat) Thông thường, áp suất này được đặt khoảng 1,05 đến 1,1 lần áp suất hệ thống Tuy nhiên, trong một số trường hợp, áp suất mở van an toàn có thể được thiết lập bằng 1,2 lần áp suất hệ thống.
1 p m x p cl trong đó: pct - áp suất lớn nhất của hệ thống pct6,2 kG/cm 2
Như vậy áp suất đặt mở van an toàn là:
1 at p (kG/cm 2 ) 165 (kG/cm 2 )
Từ đó ta chọn van như sau:
Bảng 2.4 –Thông số kỹ thuật của van an toàn chọn trong hệ thống
Mác SP-CART M3/350/R/P Áp suất đặt tối đa 350 kG/cm 2
Xuất xứ (ATOS) –ITALY d- Chọn van phân phối
Van phân phối là thiết bị điều khiển dòng chảy, được ký hiệu trong hình vẽ (2-1 (2-2)) Trong hệ thống, van được lựa chọn là van điện từ với 2 cuộn hút, loại 3/4, và thuộc loại P thông T, có lưu lượng chảy cho phép Q > 28,9 l/ph.
Từ những dữ kiện trên ta chọn van:
Bảng 2.5- Thụng số kỹ thuật của van phõn phối ắ
Mác DHI-0 70/94/3 24DC Áp suất làm việc lớn nhất 315 kG/cm 2
Lưu lượng lớn nhất (Qmax) 60 l/ph Điện áp làm việc Udm 12/24 VDC
Xuất xứ (ATOS) – ITALY e- Van hãm tải (Khoá thuỷ lực)
Van hãm tải yêu cầu có lưu lượng chảy qua lớn hơn 25 lít/phút (Qvan > 25 l/p), đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho hệ thống Với kích thước nhỏ gọn và chi phí thấp, van hãm tải còn nổi bật với độ tin cậy cao trong quá trình làm việc.
Bảng2.6 - Thông số kỹ thuật của van hãm tải chọn trong hệ thống
D60 Áp suất làm việc tối đa (pmax) 350 kG/cm 2 Áp suất mở 1,5 kG/cm 2
Lưu lượng lớn nhất (Qmax) 38 l/ph
Xuất xứ ATOS- ITALY f-Van chống quá tải
Khi chọn van chống quá tải, cần đảm bảo rằng van đáp ứng các yêu cầu về áp suất và lưu lượng cần thiết cho hệ thống Ngoài ra, van cũng phải có giá thành hợp lý và độ tin cậy cao để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Bảng 2.7 - Thông số kỹ thuật của van chống quá tải trong hệ thống
Mức điều chỉnh 350 kG/cm 2
Xuất xứ Singapore g-Xylanh thuỷ lực
Chọn xylanh có đường kính như tính toán D 5mm, d pmm Có độ tin cậy cao, hiệu suất nhỏm giá thành rẻ Do đó ta chọn xylanh như sau:
Bảng 2.8 - Thông số kỹ thuật của xylanh thuỷ lực trong hệ thống
Mác PTE-34306 Áp suất làm việc max
PTE- Singapore h- Động cơ điện (3 pha)
Bảng 2.9 - Thông số kỹ thuật của động cơ điện chọn trong hệ thống
Công suất 7,5 Kw Điện áp sủa dụng 220/380 V
Xuất xứ Việt-Hung (Việt Nam) i -Lọc dầu
Lọc dầu đóng vai trò quan trọng trong hệ thống, giúp giữ cho dầu luôn sạch và không có cặn bẩn Yêu cầu đối với lọc dầu bao gồm không làm ảnh hưởng đến áp suất hệ thống, có giá thành rẻ, dễ lắp ráp, và đảm bảo độ tin cậy cũng như độ bền cao Với quy mô hệ thống nhỏ, chỉ cần sử dụng lọc hồi cho hệ thống, do đó cần chọn lọc dầu với các thông số phù hợp.
Bảng 2.10 - Thông số kỹ thuật của lọc hồi chọn trong hệ thống
Lưu lượng làm việc max 40 l/p Áp suất làm việc qua lọc 1 kG/cm 2
Tính toán hệ thống thuỷ lực lái sự cố
Hệ thống lái sự cố là hệ thống được dẫn động trực tiếp từ sức tay của người lái Hệ thống được sử dụng khi:
- Hệ thống lái điện thuỷ lực 1-1 và 2-2 (hình 2.1) gặp hỏng hóc trong khi tàu đang hoạt động
- Sửa chữa hệ thống điện thuỷ lực
Nguyên lý hoạt động của lái sự cố:
Nhìn vào hình 2.1 ta có thể thấy nguyên lý hoạt động của hệ lái sự cố như sau:
Để kích hoạt hệ lái sự cố, cần đóng các khoá 3-1 và 3-2, đồng thời mở khoá 3-3 Khi thực hiện các bước này, hệ lái sự cố sẽ được kết nối với hệ thống thuỷ lực của máy lái.
Để tạo ra dòng dầu có áp suất trong hệ thống lái, năng lượng được truyền trực tiếp từ tay người lái thông qua vôlăng, làm quay bơm và đưa dầu qua hệ thống ống dẫn đến cặp xylanh đẩy kéo, từ đó làm quay Séctơ lái.
Khi quay vôlăng theo chiều kim đồng hồ, dòng dầu có áp suất từ bơm đi qua khoá 3-3 đến ống (10), tiếp tục qua van 4-1 vào buồng dưới của xylanh 6-1 và buồng trên của xylanh 6-2 Dòng dầu xả từ buồng trên xylanh 6-1 và buồng dưới xylanh 6-2 qua van 4-2 (được mở nhờ áp suất dầu trên ống 10) và về bơm (7) qua ống (11), khiến Séctơ quay theo chiều kim đồng hồ Để Séctơ quay ngược lại, chỉ cần quay vôlăng ngược chiều kim đồng hồ.
Yêu cầu chung đối với lái sự cố:
- Lực lái tay đặt lên người lái không quá 16 kG
- Vận tốc dài cho phép của vôlăng là Vvl
