Bàn luận một chút về động cơ phản lực

Mấy bác nói cái turbin ( hay gì đó ) ở Cà Mau là cái gì vậy, ở đâu ra và để làm gì ?
ah, còn câu này nữa, em không biết cấu tạo của ổ đỡ thế nào( vị trí, vật liệu, phương pháp bôi trơn, số lượng,....) , nghĩ mãi mà không ra, thấy mấy bác bên này bàn luận sôi nổi, lại hay nữa, em nhờ mấy bác, bác nào biết nói em với

Ổ đỡ (bearing) có nhiệm vụ đỡ trục, giảm ma sát giữa trục với giá đỡ, truyền lực từ trục tới giá đỡ động cơ. 1 ví dụ rất đơn giản của ổ đỡ là vòng bi xe đạp.
Ổ đỡ có rất nhiều loại. 2 loại cơ bản dùng trong ĐCPL là ổ bi (ball bearing), ổ lăn (roller bearing)

Ổ bi

Ổ lăn
Xét về cấu tạo ổ đỡ gồm 4 phần: vòng trong 1, vòng ngoài 2, vật quay 3 (ball hoặc roller) và vòng chia 4.

Vòng ngoài được gắn với giá đỡ. Vòng trong lắp vào trục động cơ và quay cùng với trục. Vòng trong quay sẽ kéo theo ball hoặc roller quay. Vòng ngoài không quay . Ở 1 số ổ đỡ vòng ngoài cũng quay nhưng rất ít được áp dụng vì thiết kế này giảm nghiêm trọng tuổi thọ ổ đỡ.
Qua đó ta thấy được vai trò quan trọng của ổ đỡ. Biến ma sát trượt giữa trục và giá đỡ thành ma sát lăn, qua đó ma sát giảm đáng kể.
Số lượng ổ đỡ phụ thuộc vào sơ đồ của động cơ. VD: 1 trục, 2 trục.....Thường cứ 1 trục thì 2 ổ đỡ. Ở các động cơ turbofan thông thường có 2 trục vì thế có 4 ổ đỡ tất cả.
Với chức năng như vậy, ổ đỡ thương xuyên phải làm việc dưới
tải trọng lớn, nhiệt độ cao. VD: nhiệt độ ổ đỡ của compressor khoảng 120...200 C, của turbine là 300 C. Vì vậy cần phải có 1 hệ thống làm mát + bôi trơn cho ổ đỡ. Phổ biến nhất hiện nay là hệ thống làm mát bôi trơn bằng dầu (oil). Dầu có nhiệt độ "thấp" qua các vòi phun sẽ được phun liên tục vào ổ đỡ. Nhờ lực ly tâm dầu sau khi làm mát sẽ văng ra phía rìa của khoang ổ đỡ. Ở đây dầu có thể qua các ống hoà trộn vào dòng khí sau compressor rồi cùng bị đốt cháy trong buồng đốt hoặc bị thải thẳng ra ngoài động cơ.
Chất liệu của ổ đỡ tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc (nhiệt độ, tải trọng). Vòng trong, vòng ngoài và vật quay thường được chế tạo bằng thép chịu nhiệt, vòng chia có thể được làm bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt tráng graphite.
Có thể nói ổ đỡ là 1 trong những chi tiết quan trọng và "nhạy cảm" bậc nhất của ĐCPL. Thời gian làm việc ngắn hơn từ 3-5 lần thời gian giữa các lần bảo dưỡng toàn bộ động cơ. VD: Ổ đỡ chỉ làm việc được 2000 h là phải thay, khi đó sau 7500 h làm việc động cơ mới phải đi bảo dưỡng. Người ta đang nghiên cứu
chế tạo ổ đỡ từ tính dùng cho ĐCPL. Ổ đỡ này tạo 1 từ trường, trục động cơ quay trong từ trường đó, không có bất kỳ 1 tiếp xúc vật lý nào. Không cần phải làm mát, bôi trơn.....Hi vọng loại ổ đỡ này sẽ xuất hiện trong các ĐC thế hệ thứ 6

Ổ bi đỡ compressor áp suất thấp của động cơ GP-7000 dùng trên A-380

Đính chính 1 chút:
Trong hình vẽ ổ đỡ: 1 là vòng ngoài; 2 vòng trong; 3 vật quay (bi); 4 vòng chia

@dtdmos: đúng là ổ đỡ là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ, nhưng về thời gian bảo dưỡng thì không đúng như bạn nói đâu. Vì trong động cơ phản lực còn nhiều bộ phận khác phải làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao hơn nhiều (VD: HPT blades...). Và nếu phải thay ổ đỡ thì người ta phải đưa động cơ vào shop và tháo hầu hết những module chính thì mới tiếp cận được tới ổ đỡ để tháo.
Vài lời chia sẻ...

Cám ơn bác!
Thứ nhất:
Đồng ý với bác, nhiệt độ 300 C trong ĐCPL không phải là cao. Thậm chí không khí sau khi qua tầng cuối cùng của compressor có nhiệt độ khoảng 200 C hoặc lớn hơn. Không khí này được coi là "mát" được sử dụng để làm mát buồng đốt, turbine...Với các động cơ hiện đại ngày nay nhiệt độ dòng khí trước turbine áp suất cao (High Pressure Turbine) lên tới 1900 K.Nhưng ổ đỡ (bearing) không phải là blade turbine. Nó có cấu tạo, chức năng và điều kiện làm việc hoàn toàn khác. Không thể chỉ nhìn vào nhiệt độ mà so sánh được. Ổ đỡ nhạy cảm đến nỗi, vận tốc dầu phụt bôi trơn phải không được vượt quá giới hạn xác định, tránh sự tăng nhiệt độ do va chạm của các giọt chất lỏng với ổ đỡ. Nếu em nhớ không nhầm thì vận tốc giới hạn vào khoảng 25...30 m/s. Mà cũng không có ổ đỡ nào làm việc đc ở nhiệt độ 400C thì phải
Thứ 2: Đồng ý với bác là khi thay ổ đỡ người ta phải tháo từng phần (module) của động cơ ra thì mới tiếp cận được. Việc làm ĐCPL theo module cũng chỉ vì mục đích dễ chế tạo, dễ sửa chữa, thay thế. Không ai muốn tháo động cơ ra cả nhưng ko còn cách nào khác khi ổ đỡ bị hỏng. 2000 h là con số chính xác. Người ta đã thống kê rằng: đến 40-50% trường hợp động cơ NK-12 chỉ làm việc được 2000 h là ổ đỡ hỏng. 50% trường hợp còn lại do tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện sử dụng + các yếu tố khách quan may mắn nên thời gian làm việc mới tăng lên nhiều.
Theo em biết ổ đỡ dùng cho máy bay chiến đấu không cái nào thọ quá 4000 h. AL-31F mà thời gian giữa các lần sửa chữa chỉ là 1000 h.
Với máy bay chở khách thì chắc chắn tuổi thọ và độ tin cậy của từng bộ phận nói riêng và toàn bộ động cơ nói chung phải cao hơn. Tính mạng vài trăm con người mà! Em chưa có số liệu chính xác về thông số sử dụng của bất kỳ 1 loại động cơ dùng cho máy bay chở khách nào. Bác cho em 1 vài con số cụ thể thì hay quá! VD về con PW4084D mà tổng cty hàng không VN ta đang dùng thì càng tốt.

OK, bạn đang nói về ĐCPL của máy bay chiến đấu, tôi không rành lắm về chương trình bảo dưỡng động cơ của loại này. Tôi chỉ nói về maintenance concept đối vơi ĐCPL trên máy bay hành khách thôi nhé. Thời gian hoạt động sử dụng các thiết bị có thể được quản lý theo 2 dạng: hard time và on con***ion.
Hard time: thời gian hoạt động của thiết bị thường được xác định theo FH hoặc theo FC hoặc theo calendar time.
On con***ion (theo trạng thái thực tế): Nghĩa là không có thời gian giới hạn cụ thể, dùng đến khi nào phát hiện bị hỏng hoặc sắp hỏng thì mới thay.
Những thiết bị bị giới hạn theo hard time thường được gọi là Life Limit Part. Những thiết bị theo dạng on con***ion thì gọi là On con***ion part.
Theo phân loại như ở trên thì bearing là loại on con***ion part.
Vì vậy, đối với các loại bearing trong ĐCPL của máy bay hành khách không có giới hạn thời gian sử dụng. Còn trong thực tế khi đưa động cơ vào sửa chữa, bảo dưỡng, phần hỏng nặng nhất không bao giờ là bearing cả mà là thuộc gas parth (blades, vanes...).
Khi thiết kế động cơ, người ta phải xác định thời gian sử dụng giữa các thiết bị một cách tương quan lẫn nhau. Thông thường người ta sẽ phân thành 3 mức bảo dưỡng động cơ:
- Inspection: chỉ dừng ở mức độ kiểm tra.
- Light Heavy Maintenance: chủ yếu là kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa những part thuộc gas parth. Người ta chỉ tháo những module cần thiết và chỉ tháo một phần của từng module.
- Heavy Maintenance (hay còn gọi là overhaul): khi này thì người ta sẽ tháo gần như toàn bộ các chi tiết của từng module. Các bearing chính của động cơ thường được bảo dưỡng ở mức này.
Vì để tiếp cận bearing, ta sẽ phải tháo rời gần như toàn bộ các chi tiết của module có lắp bearing đó. Vì vậy người ta sẽ phải thiết kế để bearing có thời gian sử dụng đến lúc làm bảo dưỡng là tương ứng với mức bảo dưỡng cao nhất của động cơ, tức là overhaul.
Còn về số liệu cụ thể, có thể nhà sản xuất động cơ sẽ có số liệu liên quan đến thời gian sử dụng của các loại bearing. Còn ở mức độ của airlines thì không có được vì chúng tôi rất ít khi phải thay bearing chính của động cơ. Đối với động cơ PW4084D, thời gian giữa 2 lần overhaul khoảng 5000 cycles hoặc 20 000 FH (theo khuyến cáo của nhà sản xuất chứ không bắt buộc phải tuân thủ).
Đôi lời chia sẻ...

Xin lỗi các bác về động cơ tua bin máy bay thì em không rành chi tiết chứ động cơ tua bin khí máy phát điện thì thông số hơi khác của các bác, chắc động cơ tuy bin của 2 thằng này cũng giống nhau thôi.
Nhiệt độ khí sau máy nén gió khoảng 400oC
Nhiệt độ sau buồng đốt khoảng 1300oC là khoảng 1600K
Giờ vận hành của tuy bin khí quy đổi gọi là (EOH) cũng bằng gìơ thực thôi nhưng công thêm yếu tố nhiên liệu, khởi động ... với tua bin khí là khoảng 6000EOH mới phải dừng kiểm tra chủ yếu kiểm tra bề ngoài cánh tuy bin, 12000EOH thì trung tu 36000EOH đại tu, thường trung tu và đại tu mới kiểm tra ổ đỡ và chỉ kiểm tra sửa chữa nhỏ thôi chứ chưa phải thay mới nên thông số 2000h đã thay ổ đỡ tôi hơi nghi ngờ, trong khí đó ổ đõ tuy bin khí máy phát điện lại chịu trọng tải lớn hơn rất nhiều so với ổ đõ động cơ máy bay. ??? .. Về bi ở ổ đỡ tôi cũng hơi nghi ngờ đấy, có sự khác biệt chăng???
Được topol sửa chữa / chuyển vào 11:53 ngày 15/09/2007
Được topol sửa chữa / chuyển vào 12:43 ngày 15/09/2007

Bác dtdmos học trường hàng không Moscow có phải ko?? Hay là học Bauman??

Tổng công ty Máy & Động lực VN hợp tác với Siemens để làm turbine cho tàu thủy.
ghẹo bác này chơi chút. Em có một số tài liệu về turbine ở cà mau nhưng chả biết post bằng web share nào. Nhưng em có thắc mắc là nếu bearing ôm sát trục thì khi khởi động khoảng trống nào để nâng trục lên? Trục turbine ở cà mau nặng trên 100 tấn, trục máy phát điện là 73 tấn.

Động cơ NK-12 mà em nói ở trên 50% hỏng ổ đỡ sau 2000 h làm việc. Các trường hợp còn lại nếu tuân thủ chặt chẽ các điều kiện sử dụng thì dùng được tới 30 000 h!
Ổ đỡ của động cơ máy bay chiến đấu do yêu cầu thiết kế ĐC khác với máy bay chở khách nên tuổi thọ ngắn hơn nhiều. Trung bình chỉ được 2000 h! Nếu không có hệ thống bôi trơn làm mát thì ổ đỡ chỉ thọ được tối đa 3 phút...

Ổ đỡ tại MAKS-2007