Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

12. Нагрузка двигателей при циркуляции корабля

Во время циркуляции корабля нагрузка на двигатели уве­

личивается. Увеличение нагрузки происходит неравномерно. Двигатель, расположенный ближе к центру циркуляции, на­ гружается больше, чем двигатель, расположенный с внешней стороны циркуляции. Общее увеличение нагрузки двигателей

и неравномерность распределения нагрузки объясняется

несколькими факторами. Во-первых, увеличивается сопротив­

ление корпуса за счет перекладки рулей. Во-вторых, корпус корабля во время циркуляции устанавливается под некоторым углом дрейфа к встречному потоку воды, что увеличивает его сопротивление. Это видно на рис. 4.31, где на схеме

d <с d

сО

Рис. 4.31. Схема циркуляции корабля

циркуляции корабля показаны: траектория движения корабля

155

(ТД), \7 - вектор скорости корабля, jb - угол между

диаметральной плоскостью и вектором скорости.В-третьих,

во время циркуляции корабля попутный поток перераспреде­ ляется, он смещается в сторону винта, расположенного внутри циркуляции. Винт, расположенный ближе к внешней стороне циркуляции, работает как бы в свободной воде, а винт, расположенный ближе к внутренней стороне цирку­

ляции, - в потоке воды, увлекаемой корпусом корабля в

направлении движения корабля. Скорость встречного потока

данного винта меньше скорости корабля, относительная

поступь его меньше относительной поступи внешнего винта.

Упор и момент этого гребного винта будут больше. На

рис. 4.ВТ показана также область попутного потока во

время

циркуляции.

 

 

 

 

 

 

На рис.4.32 пока­

 

 

 

 

заны: I - нормальная

 

 

 

 

винтовая характери­

 

 

 

 

стика корабля; 2 -

 

 

 

 

винтовая характеристи

 

 

 

 

ка внешнего винта;

 

 

 

 

3 - осредненная вин­

 

 

 

 

товая характеристика

 

 

 

 

для режима циркуляции

 

 

 

 

4 - винтовая характе­

 

 

 

 

ристика внутреннего

 

 

 

 

винта двухвальной

 

 

 

 

установки; 5 - внеш­

 

 

 

 

няя характеристика

 

 

 

 

двигателя; 6 - огра­

 

 

 

 

ничительная харак­

 

 

 

 

теристика. Крутизна

20

АО

60

80 n2 nt i00

винтовых характерн­

е е .

4.32.

Винтовые

характеристи-

стик в0 Еремя ^ РКУ-

ки во

время циркуляции ко-

ляции корабля будет

 

 

рабля

 

определяться углом

[56


перекладки пера руля и скоростью корабля. Из схемы видно,

что полное число оборотов двигателя во время циркуляции

необходимо уменьшать. Причем уменьшение оборотов двига­

теля, расположенного с внутренней стороны циркуляции,

'должно быть большим.

13.Изменение нагрузки двигателя в процессе

эксплуатации

Со временем в процессе эксплуатации двигателей и ко­

рабля изменяется как располагаемая мощность двигателя,

так и потребная мощность для обеспечения заданной, проект­ ной скорости хода. Располагаемая мощность двигателя изме­

няется, как правило, в сторону уменьшения, потребная мощ­

ность двигателя - в сторону увеличения.

Уменьшение располагаемой мощности двигателя вызывает

следующие причины:

а) увеличение рабочих зазоров из-за износа двига­ теля, что приводит к уменьшению механического к. п. д., циклового заряда воздуха и вызывает снижение индикатор­ ного к. п. д.;

б) изменение параметров регулирования: угла опере­

жения подачи топлива, фаз газораспределения и т. д., что

также вызывает снижение индикаторного к. п. д.; в) изменение параметров топливного насоса вследствие

износа двигателя: давления впрыска, давления подъема

иглы форсунки, запаса хода плунжера, проходного сечения распиливающих отверстий, а также засорение распылителей,

приводящее к нарушению качества распиливания топлива и

смесеобразования и вызывающее уменьшение индикаторного к. п. д.;

г) снижение производительности агрегатов наддува

и продувки, что приводит к уменьшению коэффициента избыт­ ка воздуха и индикаторного к. п. д.;

157


д) отложения накипи и нагара, приводящие к возра­

станию тепловой напряженности двигателя.

Потребная мощность для обеспечения заданной скорости

хода корабля увеличивается по мере постепенного утяжеления винтовой характеристики за счет:

а) увеличения шероховатости и обрастания подводной

части корпуса корабля; б) увеличения шероховатости, обрастания лопастей

и изменения геометрии гребного винта.

Если при проектировании энергетической установки не

было предусмотрено запаса мощности, то с течением време­

ни корабль будет не в состоянии развивать полную скорость

хода и на режимах, близких к полным, двигатель будет пе­

регружен. Считается, что для морей умеренного пояса

сопротивление корпуса корабля в результате обрастания

корпуса возрастает на 0,25$ в сутки.

Изменение водоизмещения корабля в сторону увеличения

также вызывает возрастание нагрузки двигателей. Это изме­

нение можно оценить по методу адмиралтейских коэффициен­ тов:

(4.27)

Для приведения технических характеристик корпуса и двигателя к первоначальным производятся плавно-предупре­ дительные осмотры и ремонты двигателей и линии вала. Корабль проходит периодическое докование или подъем на

стенку для очистки и покраски корпуса, очистки и проверки геометрии гребных винтов. Строгое выполнение сроков и высокое качество выполнения НПО и ПНР является гарантией

получения проектной мощности двигателя и проектной ско­ рости хода корабля, обеспечивает длительную и надежную

работу двигателей в течение установленного ресурса.

158

Вопросы для повторения

1.От каких факторов зависит нагрузка двигателя, ра­ ботающего на привод гребных винтов? Стр. 130.

2.Как изменяются коэффициенты упора и момента греб­

ного винта при изменении относительной поступи?

Стр. 131.

3.Какие причины могут вызвать изменение относитель­

ной поступи гребного винта в корабельных условиях?

Стр. 131.

4.Как будет нагружаться двигатель при работе, если

корабль закреплен на швартовах? Стр.133.

5.В чем отличие нагрузки двигателей без наддува и

снаддувом при работе на швартовах? Стр.133-134.

6.В чем особенности нагрузки двигателя при букси­ ровке и при плавании во льдах? Стр. 134.

7.Как определяются предельно допустимые обороты

двигателя при буксировке корабля или трала или при пла­ вании во льдах? Стр. 135.

8.Каковы особенности нагрузки двигателя при плава­

нии корабля на мелководье? Стр. 135.

9.Какие режимы работы главных двигателей называют парциальными? Стр.136.

10.Покажите на графике особенности нагрузки двигате­ лей, работающих при парциальном использовании гребных

винтов в многовальной установке и при парциальном исполь­

зовании двигателей в многомоторной установке. Стр.137-139.

11.В чем особенность нагрузки двигателей, работающих на винты регулируемого шага? Стр. 139.

12.Для каких типов кораблей применяются винты регу­

лируемого шага? Стр.139.

13.Покажите на графике возможность использования главных двигателей, работающих на винты, для получения электроэнергии. Стр. 14I.

159


14.Почему при пуске существует вероятность перегруз­

ки двигателя? Стр. 142.

15.Какие меры необходимо принять для предотвращения

перегрузки двигателя при пуске? Стр. 143.

16.Охарактеризуйте нагрузку двигателя при страгива-

нии с места и при разгоне корабля. Как необходимо вести

разгон корабля, чтобы нагрузка главных двигателей не превышала допустимую? Стр.144.

17.Покажите по графику, как изменяется нагрузка двигателей при реверсировании гребных винтов. Как необ­

ходимо проводить реверсирование гребных винтов, чтобы

не перегрузить двигатель? Стр. 148.

18.В чем особенность нагрузки двигателя при плава­

нии в штормовую погоду? Стр. 151.

19.Чем вызывается увеличение нагрузки главных дви­ гателей в штормовых условиях плавания? Стр. 151.

20.На каких оборотах должны работать главные дви­ гатели в штормовых условиях и от каких факторов зависит выбор допустимых оборотов? Стр. 152-153.

21.Почему увеличивается общая средняя нагрузка глав­

ных двигателей во время циркуляции корабля? Стр. 155.

22.Почему во время циркуляции двигатели правого и

левого бортов нагружаются неравномерно? Стр. 156.

23.Как необходимо проводить циркуляцию корабля (по­ ворот), чтобы не перегружать двигатели? Стр. 157.

24.Как изменяется нагрузка двигателя с течением вре­ мени эксплуатации? Стр. 157

25.Какие мероприятия должен проводить личный состав

для приведения характеристик главных двигателей и характе­

ристик корпуса корабля к их проектным, исходным видам?

Стр. 158.

1.60

Ли т е р а т у р а

1.Брук М.А. Инженерные основы эксплуатации корабель­ ных дизелей. Воениздат, 1968.

2.Брук М.А., Рихтер А.А. Режимы работы судовых дизе­ лей. Изд. Судостроение, 1963.

3.Васильев-Южин Р.М. Характеристики корабельных

двигателей внутреннего сгорания. Изд. ВМФ, 1963.

4.Возницкий И.В. Техническая эксплуатация двигате­

лей промысловых судов. Изд. "Пищевая промышленность",

1969.

5.Бурышкин Л.П. Техническая эксплуатация двигателей внутреннего сгорания. Изд. "Транспорт", 1969.

6.Гиттис В.Ю. и др. Теоретические основы эксплуата­ ции судовых дизелей. Изд. "Транспорт", 1965.

7.Петровский Н.В. Режимы работы судовых двигателей.

Изд. "Морской транспорт", 1953.

8.Правила эксплуатации судовых дизелей. ПЗСД-57.

1957.

161


Г л а в а

У

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ НА РАБОТУ КОРАБЕЛЬНЫХ ДВС

§I. Зависимость мощности, экономичности и

напряженности дизеля от внешних условий

I.Внешние условия

Двигатели проектируются для эксплуатации при вполне определенных внешних условиях.

Под внешними условиями в дальнейшем будут иметься

ввиду следующие факторы.

1.Факторы, относящиеся к атмосферным или климатиче­ ским условиям.

Величины нормальных (стандартных) атмосферных условий

обычно [7] принимаются равными:

- барометрическое давление р 0 = 760 мм ртутного

столба или 1,033 кгс/см2 (1,013 бар);

- температура воздуха перед компрессором t 0= 20°С

( Т0'= 293 К);

-относительная влажность воздуха ц> =0,7;

-температура воды перед воздухоохладителем tw =20°С (Tw = 293 К).

Если двигатель специально предназначен для работы в тропиках, техническими условиями на его поставку могут

быть предусмотрены иные

значения У 0 и tw .

 

2. Давление воздуха

перед компрессором

2 газа

за турбиной

р 2 , обусловленные конструктивными особенно­

стями установки, условиями эксплуатации или другими

специальными

причинами.

 

 

Допустимые значения давлений перед компрессором р'

и гаэа за турбиной рг} при которых гарантируется получение расчетной мощности и безопасная эксплуатация дизеля, 162

отдельно оговариваются в технических условиях на поставку

изависят от типа энергоустановки, особенностей дизеля

испецифики условий эксплуатации.

Подробнее остановимся на величинах, характеризующих влажность воздуха.

Общепринято степень насыщения воздуха парами воды

оценивать с помощью критерия, именуемого относительной

влажностью и представляющего собой отношение парциального давления водяных паров в воздухе р Нг0 к парциальному дав­

лению насыщения для данной температуры воздуха:

 

Рнго

 

 

(5.1)

 

Ф = Рн,о

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость давления насыщения от температуры воздуха

представляется в виде таблиц а,20

~|

 

 

 

или графиков (рис. 5.1).

0,18

Рн*0 knvU

 

 

Парциальное давление

Чо)

 

 

 

 

 

водяных паров p„i0 определя­

0,16

 

 

 

 

 

ор

 

ется с помощью спефальных

 

 

 

 

таблиц по разности показаний

 

 

 

 

 

сухого и влажного термомет-

 

 

 

 

 

ров психрометра.

 

0,10

 

 

 

 

Парциальное давление

 

 

(объемная доля) сухого воз­

0,08

 

 

духа, необходимого для

 

 

W

 

 

 

дальнейших расчетов, пред­

Орб

 

 

4 2

ставляет собой разность

0pk

 

 

атмосферного давления и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парциального давления водя­

0,02

 

 

' Г

ных паров:

 

 

 

 

"■""I:

°С

Ро=Ро-Рнго .

(5.2)

 

Ю

20 30

М) 50

60

 

 

 

 

Рис.

5.1.

Зависимость ри 0

 

 

от

t и ц>

воздуха

*

 

163