Скачать 191.85 Kb.
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ ГД. Для современных судовых двигателей характерен высокий уровень напряженности рабочего процесса. Элементы конструкции, и в первую очередь детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателей, испытывают действие больших тепловых и механических нагрузок. Дизелестроительные заводы и фирмы, назначая номинальную мощность, как правило, оставляют очень небольшие резервы на случай возможного ее превышения в эксплуатации, или изменения технического состояния двигателя и параметров окружающей среды, что обуславливает наличие незначительного разрыва между рабочими уровнями тепловой и механической напряженности двигателей на номинальном режиме и их предельными значениями. Об этом свидетельствуют участившиеся в последние годы случаи выхода из строя головок поршней, втулок и крышек рабочих цилиндров, появление интенсивных износов цилиндров, возникновение трещин и выкрашивания антифрикционного сплава подшипников и пр. Поэтому большое значение имеет правильный выбор режима работы. Это особенно важно при назначении режимов работы в условиях повышенного сопротивления движению судна, обусловливающих уменьшение числа оборотов. Назначать режимы двигателя необходимо исходя из присущей ему ограничительной характеристики, под которой понимается аналитическая или графическая зависимость энергетических показателей двигателя, определяющая верхнюю границу области допустимых в эксплуатации режимов, от числа его оборотов. Эта характеристика может ограждать двигатель от чрезмерных перегрузок, недопустимых даже при кратковременной работе (заградительная характеристика по топливному насосу), или от перегрузок, недопустимых лишь при длительной работе ограничительная характеристика по тепловой и механической напряженности см. рис.1) Рис.1 Заградительная характеристика по топливному насосу соответствует работе двигателя с максимально допустимыми подачами топлива, величина которых определяется положением рейки топливного насоса у упора. В процессе эксплуатации двигатель может выходить на эту характеристику лишь в точке перегрузочного режима, которой соответствуют Ne = 110%, Ne ном и n= 103% nном. Продолжительность работы на этом режиме не должна превышать 1час. Ограничительная характеристика по тепловой и механической напряженности соответствует работе двигателя с такими нагрузками, которые обеспечивают сохранение его тепловой и механической напряженности на уровне номинального или эксплуатационного режима. Необходимо следить за тем, чтобы режим работы двигателя находился в пределах этой характеристики. Все режимы, лежащие выше ограничительной характеристики по тепловой и механической напряженности, являются перегрузочными, и эксплуатировать двигатели на этих режимах не рекомендуется. Как исключение, допускается лишь кратковременная работа при выполнении судном маневров. Ограничительная характеристика является чисто условной и переход двигателя за ее пределы - на внешнюю номинальную характеристику или заградительную характеристику по топливному насосу - конструктивно ничем не ограничен. Для всех двигателей без наддува, исключая малооборотные, ограничительной характеристикой может служить характеристика Мкр = const или ре = const (см. линию 2 рис.1) В этом случае при любой частоте вращения среднее эффективное или среднее индикаторное давление рабочего цикла не должно выходить за пределы значений, установленных для номинального режима. Об уровне тепловой и механической напряженности в первом приближении, при отсутствии индикаторного привода, можно судить по температурам выпускных газов и максимальным давлениям сгорания pz. Последние также должны укладываться в пределы номинального режима. Для современных форсированных двигателей с газотурбинным наддувом выбирать режим работы сложнее, так как характеристика ре = const, особенно при оборотах, меньших 90% nном, не гарантирует работу двигателя без перегрузок, и поэтому при снижении скоростного режима требуется уменьшать подачу топлива и переходить на режимы более низких ре (см. линию 3 рис.1). При назначении режимов работы мощных малооборотных судовых дизелей с газотурбинным наддувом моделей RD и RND фирмы” Зульцер” рекомендует пользоваться графиком ограничительной характеристики, предоставленным на рис.2. Здесь ограничительная характеристика выходит из точки номинального режима (точка 1) и при снижении оборотов до 90% nном допускается кратковременная работа при pe = const, а при более низких оборотах значение pe ограничивается линией 2-3. Номинальный режим, или соответствующий ему по принятой фирмой градации режим максимальной длительной мощности не рекомендуется для длительной работы, как и вся зона В, лежащая за пределами стендовой винтовой характеристики. Чтобы иметь достаточный запас мощности и этим обеспечить работу двигателя в реальных условиях эксплуатации без тепловых и механических перегрузок, большинство фирм предлагают проектировать гребные винты таким образом, чтобы при полной осадке и номинальном числе оборотов двигатель загружался на 85 - 90 % от номинальной мощности. Тогда эксплуатационный режим полного хода, в зависимости от состояния корпуса ( степень его обрастания), погодных условий и загрузки судна, будет автоматически укладываться в зону А. Если назначаемую фирмой “ Бурмейстер и Вайн “ максимальную длительную мощность (рис.3) принять за номинальную, то при чистом корпусе и полной осадке, при номинальном числе оборотов двигатель должен загружаться ориентировочно на 93% Nе ном ( точка Б ). При этом рекомендуемая область эксплуатационных режимов полного хода располагается ниже стендовой винтовой характеристики и характеристики ре ном = const. В случае чрезмерного обрастания корпуса, повреждения гребного винта, при работе во льдах, снятия с мели, следует уменьшить число оборотов, поддерживая среднее индикаторное или среднее эффективное давление на уровне, соответствующем режиму эксплуатационной длительной мощности. Поскольку ограничительная характеристика по тепловой и механической напряженности является чисто условной и выход двигателя за ее пределы ничем не ограничен, то при работе двигателя на режимах полного хода необходимо периодически проверять значения р i , (ре), а также вести контроль за максимальными давлениями сжатия и сгорания рс и рz, давлением и температурой продувочного воздуха, температурой выпускных газов tz и их окраской, температурами охлаждающей воды и масла на входе и выходе и пр. Неравномерность распределения мощности и других параметров по отдельным цилиндрам должна соответствовать ПТЭ. Согласно ПТЭ необходимо осуществлять непрерывное наблюдение за работой механизмов силовой установки. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2 Мд 1 4 3 N Рис.1
линия 1-2 - частичная внешняя характеристика - определяет крутящий момент Мд,, который дизель может развивать при постоянном положении топливо регулирующего органа, (индекс ТНВД), в зависимости от частоты вращения вала ; линия 1-3 - регуляторная характеристика - определяет изменение крутящего момента в зависимости от частоты вращения, когда в действие вступает регулятор, воздействующий на рейки топливных насосов. Наклон этой характеристики зависит от свойства регулятора; линия 1- 4 -скоростная ограничительная характеристика - определяет верхнюю границу допустимых в эксплуатации режимов работы дизеля. Необходимо иметь в виду, что ограничительная характеристика не присуща органически самому дизелю, а является лишь инструментом для контроля нагрузки. В случае выхода нагрузки за пределы ограничительной характеристики следует предпринимать действия, направленные на изменение цикловой подачи топлива или характеристики потребителя энергии, чтобы ввести в область допустимых режимов работы.
При низкой степени наддува работа дизеля на пониженной частоте вращения частичной внешней характеристики сопровождается ростом максимального давления газов в цилиндре вследствие увеличения времени для подготовки топлива и его сгорания на участке до верхней мертвой точки. Это приводит к увеличению механических нагрузок на детали дизеля. Поэтому, хотя дизель и способен воспринять нагрузку, соответствующую любой точке внешней характеристики, скоростные ограничительные характеристики устанавливаются всегда ниже внешней характеристики.
Для судовых дизелей в качестве параметра нагрузки могут применяться:
bц = c x G/ n = c1 pigi / Qн где с, с1 - постоянные коэффициенты; gi - удельный индикаторный расход топлива; Qн - теплота сгорания топлива. Следовательно, если имеется скоростная ограничительная характеристика в координатах pi - n, то для перехода к ограничительной характеристике в координатах bц - n достаточно учесть изменение gi по результатам стендовых испытаний, а также возможное в условиях эксплуатации изменение теплоты сгорания топлива. Обычно при перестроении характеристики в указанные координаты изменением gi пренебрегают.
Практика показывает, что при использовании в течение одного рейса одного сорта топлива между средним индикаторным давлением и указанными параметрами поддерживается достаточно точная и устойчивая прямолинейная связь. Однако в процессе длительной эксплуатации эта связь может нарушаться при перемене сорта или партии применяемого топлива, при замене или пере регулировке топливных насосов, а также вследствие износа прецизионных пар насосов и форсунок. Поэтому, при использовании в качестве параметра нагрузки УН или индекс ТНВД, следует периодически проверять их соотношение со средним индикаторным давлением, или цикловой подачей топлива. Проверка должна выполняться при каждом индицировании дизеля, предусмотренными ПТЭ.
Стандартными атмосферными условиями для судовых дизелей являются (стандарт ISO 3046 / 1): температура окружающей среды, К (0С) 300 (27) барометрическое давление, кПа (мм рт.ст.) 100 (750) относительная влажность воздуха, % 60
2.МЕТОДИКА НАЗНАЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЛАВНОГО СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ
2.2Типовой график для назначения режима работы главного судового дизеля
Рис.2. Типовой график для выбора эксплуатационных режимов работы главного дизеля Р1 100 В1 В С М1 K1 93 N M3 K2 N1 K 84 А1 2 80 А N2 Р1= cn n% 70 85 88 92 100 103 По оси ординат могут быть даны дополнительные шкалы для других параметров нагрузки с учетом общих положений, изложенных в п.1.4.2. и 1.4.3. настоящей методики. 2.2.2.Линии на графике означают: АВС - скоростная ограничительная характеристика для длительной работы; А1 В1 ВС - скоростная ограничительная характеристика для кратковременной работы; С D - линия, ограничивающая наибольшую частоту вращения, допустимую при длительной эксплуатации дизеля. На график нанесена сетка винтовых характеристик pi = cn2 . Примечание. Рекомендации по выбору скоростных ограничительных характеристик изложены в разд.3
Поле, ограниченное линиями АВВ1А1 графически отображает режимы, допустимые для кратковременной работы.
П р и м е р 1. После выхода из порта двигатель введен в предполагаемый длительный режим n = 91 и произведено его индицирование. В результате получено среднее индикаторное давление pi = 91 (здесь и далее в примерах значения n и pi приведены в процентах от номинальных значений). На график (см. рис.2) наносится точка М с координатами с координатами n = 91 и рi =91. Положение точки М на графике определяет характеристику винта рi = сn2, соответствующую конкретным условиям плавания. Передвигаясь от точки М вдоль линии рi = сn2 до пересечения с линией АВ, находим предельный допустимый режим длительной работы дизеля (точка М1 с координатами n = 92,8 и pi = 95,5). Учитывая возможность изменения режима вследствие изменения внешних условий ( направление и сила ветра, глубина под килем и т.д.), рекомендуется при окончательном выборе режима иметь запас по частоте вращения и среднему индикаторному давлению относительно ограничительной характеристики в размере 1 - 3 %. В результате выбираем режим М2 с координатами n = 92 и р i = 93. Необходимо периодически контролировать режим, лучше всего по указателю нагрузки или по положению реек ТНВД, (см. п. 1.4.3.) и при изменении условий плавания корректировать его. П р и м е р 2. После длительной стоянки в тропическом порту в результате индицирования определен режим N (n = 88, pi = 93). В этом случае необходимо снизить нагрузку, по крайней мере, до pi = 90 n = 86,6 (точка N1) . Рекомендуется установить режим, соответствующий точке N2. П р и м е р 3. При плавании в балласте в результате индицирования определился режим К ( n = 100, р = 88). Максимальная допустимая нагрузка в этом случае определяется максимальной допустимой частотой вращения (точка К1). Рекомендуется установить режим К2, имея запас по частоте вращения около 1,5%.
- возможность сравнительно медленного изменения характеристики гребного винта, вследствие изменения ледового сопротивления движению судна. Крайними случаями являются швартовная характеристика винта (нулевая скорость судна) и характеристика винта, соответствующая ходу на чистой воде; - возможность кратковременного увеличения момента на винте, вследствие взаимодействия лопастей гребного винта со льдом.
100 Нагрузка,% 97 швартовная характер. 91 C B A 85 76 n,% 67 79 88 97 103 Рис.3 Зоны режимов дизеля в ледовых условиях плавания А- длительная работа; В- не более 1ч; С - не более 5мин. 2.4.5. Рекомендуемые скоростные ограничительные характеристики для судовых дизелей приведены в разделе 3 настоящего обзора. Для обеспечения своевременного контроля за режимом двигателя в ледовых условиях плавания в качестве параметра нагрузки целесообразно выбрать положение ТНВД. 2.4.6. Выбор скорости движения судна определяется условиями ледового плавания. Однако, при наличии альтернативных решений следует принимать во внимание, что наиболее тяжелыми режимами работы дизеля являются режимы вблизи швартовной характеристики гребного винта, т.е. при малой скорости судна. Поэтому, при прочих равных условиях предпочтительно следовать с повышенной скоростью хода, преодолевая временное увеличение ледового сопротивления за счет инерции судна, а не за счет выхода дизеля на режимы зон В и С. 2.4.7. Из переходных режимов для двигателя наиболее неблагоприятным является быстрый, т.е. в течение 1-2 мин полный наброс нагрузки после остановки и остывания в течение 5 - 10 мин. Следует избегать таких набросов нагрузки. При заклиненном судне предпочтительно работать на режиме швартовной характеристики в зона А, чем останавливать двигатель. Если двигатель был остановлен во льдах на время более 10 мин., рекомендуется до начала маневрирования запустить двигатель и проработать на пониженной нагрузке 5 - 10 мин.
- тип системы наддува (система с импульсным или постоянным наддувом); - давление наддува на номинальном режиме, полученное при стендовых испытаниях дизеля (избыточное); - продолжительность работы на режиме (длительная без ограничения времени или кратковременная работа).
(0.90- 0.97) nн - для кратковременной работы. Здесь nн - номинальная частота вращения. 3.3.2.Допускается длительная работа дизеля с частотой вращения, на 3% превышающей номинальную (nmax = 1.03 nном). 3.3.3. При пониженной частоте вращения допускаемая нагрузка снижается, начиная от 0.97 nн - для длительной работы и от 0.9 n н для кратковременной. Наклон характеристики в этом диапазоне определяется типом системы наддува и давлением наддува на номинальном режиме.
3.4.Рекомендуемые скоростные ограничительные характеристики дизелей с импульсной системой газотурбинного наддува приведены на рис.4 (длительная работа) и рис.5 (кратковременная работа). pi,% 100 92 pk0,5 88 pk=0,7 pk=1 pk1,5 82 n,% 70 72 96 98100 102 Рис.4. Скоростные ограничительные характеристики дизелей с импульсным наддувом (длительная работа) 100 P1 pk0,5 92 pk=0,7 pk=1 pk1,5 86 n,% 70 90 92 94 96 100 102 Рис.5Скоростные ограничительные характеристики дизелей с импульсной системой наддува (кратковременная работа) Вид характеристики для промежуточных значений давления наддува находится путем интерполяции. Наклонные участки характеристик, аппроксимированные линейными уравнениями вида pi = a + bn, приведены в табл. 1 (значения pi и n выражены в процентах от номинальных значений Таблица 1 Давление Длительная работа Кратковременная работа наддува n менее 0,97 nн n менее 0.90 n н pк бары (избыточное) менее 0.5 pi = 64 + 0.37n pi = 67 + 0.37 n
более 1.5 pi = 40 + 0.62n pi = 39 + 0,68 n
давлении газов перед турбиной приведены на рис.6 (длительная работа) и рис.7 (кратковременная работа). 100 Pi,% 88 Рк0,5 Рк=0,7 78 Рк=1 72 n% 70 96 102 Рис.6. Скоростные ограничительные характеристики дизелей с системой наддува постоянного давления (длительная работа) Рi = 100% 92 Рк0,5 Рк=0,7 Рк=1 Рк=1,5 Рк=2 74 n,% 70 90 102 Рис.7. Скоростные ограничительные характеристики дизелей с системой наддува постоянного давления (кратковременная работа) Наклонные участки характеристик, аппроксимированные линейными уравнениями вида P1 = a+ bn, приведены в табл.2 Таблица 2 Давление Длительная работа Кратковременная работа наддува n менее 0,97 nн n менее 0.90 n н pк бары (избыточное) менее 0.5 pi = 54 + 0.47n pi = 58 + 0.47 n 0.7 pi = 32 + 0.7 n pi = 35 + 0.72 n 1.0 pi = 12 + 0.91 n pi = 11 + 0.9 9 n 1.5 pi = -5 + 1.08n pi = -8 + 1,2 n более 2.0 pi = -7 + 1.1 n pi = -10 +1.22 n |
Диагностирование состояния деталей цилиндропоршневой группы двигателей... Перечень ключевых слов, которые дают общее представление о содержании курсовой работы: субъективные и инструментальные методы диагностирования... |
1. 1 Служебное назначение и технические характеристики детали Для составления качественного технологического процесса изготовления детали необходимо тщательным образом изучить ее конструкцию... |
||
Книга предназначена для студентов, в первую очередь тех, кто поже |
В первую очередь, ibx превосходное средство для сохранения ваших натуральных ногтей! |
||
Инструкция к ernest Для связи с мобильным приложением (iOS/Android) используется сигнал с 128-битным шифрованием, который обеспечивает высокий уровень... |
Инструкция к ernest Для связи с мобильным приложением (iOS/Android) используется сигнал с 128-битным шифрованием, который обеспечивает высокий уровень... |
||
Инструкция к Ernest Для связи с мобильным приложением (iOS/Android) используется сигнал с 128-битным шифрованием, который обеспечивает высокий уровень... |
Лабораторная работа №1 ... |
||
В. А. Кочергина Учебник санскрита Учебник предназначен для языковедов и в первую очередь для компаративистов, а также для специалистов в различных областях индологии... |
Элементы методики предотвращения экспериментально-теоретического разрыва В статье представлены элементы методики, предупреждающие экспериментально – теоретический разрыв. Суть методики состоит в построении... |
||
Развитие мелкой моторики и координации движений руки важный момент... Развитие мелкой моторики и координации движений руки важный момент подготовки детей. Дети, имеющие высокий уровень развития мелкой... |
Альтернативные конструкции двигателей Н. Е. Павлов, к п н., доцент кафедры «Гуманитарных и и социально-экономических дисциплин» |
||
Инструкция по сборке шкафа В состав комплекта шкафов сборной конструкции входят следующие детали и комплектующие (рис. 1) |
Руководство по развитию силы фредерик К. Хэтфилд Книга предназначена в первую очередь для тренеров и спортсменов атлетического троеборья и культуризма, а также других силовых видов... |
||
План Раздел 1 Назначение и конструкция изделия Материал детали и... Важным условием получения сварного шва высокого качества является устойчивость процесса сварки. Для этого источники питания дуги... |
Техническое задание на закупку и поставку устройства для внестаночной Оборудование предназначено для настройки и измерения режущего инструмента, обеспечивает высокий уровень экономичности и безопасности... |
Поиск |