Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

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

2. Общие замечания о влиянии внешних условий на мощность, экономичность и напряженность

дизеля при постоянной цикловой подаче топлива

Для постоянной цикловой подачи топлива (рейка насоса

на упоре) и для неизменных числа оборотов вала и темпера­

туры топлива перед насосом, главные причины влияния внеш­

них условий на мощность и экономичность дизеля можно

проследить по известным [б] уравнениям:

 

,

<5 -3)

или при G^=const, П А= const

 

 

 

 

(5.4)

N L= B r u ;

 

(5 -5)

N e = N t- N M ‘,

 

(5.6)

N ^ U x p - y W ,

.

(5 .7)

< = * Ц ^ и к- и т -М*.Г,

(5 ,8)

где

Н и2 К П А&т •, А*=60х п а к и A = 6 0 z h a k &^ —

-

гистоянные коэффициенты.

Рассмотрев приведенные уравнения можно заметить, что:

1)индикаторная мощность (5.5) зависит только от индикаторного к. п. д.;

2)эффективная мощность (5.6) кроме того зависит

от величины механических потерь или механического

к. п. д. (5.4);

3)степень влияния внешних условий на эффективную

мощность через мощность механических потерь для двигателей

со свободным (СТК) и подключенным (НТК) турбокомпрессора­

ми может в ряде случаев существенно различаться. Причина заклинается в том, что формулы мощности механических по164

терь двигателей с ПТК (5.8) и СТК (5.7) содержат разные составляющие. Во многих случаях наиболее существенно ме­

няются мощности

компрессора

N K и турбины N T и, как

следствие, - мощность механических потерь двигателей с

НТК. Исключение

представляет

влияние противодавления

за турбиной, когда изменение мощности насосных ходов N*.M

а следовательно,

и мощности механических потерь двигателя

сСТК также может быть значительным;

4)величина механического к. п. д.

 

Ne _

U„

П м ”

N T

(5.10)

 

 

 

меняется по причине изменения как индикаторной мощности, так и мощности механических потерь.

Таким образом, можно сделать следующие методологиче­

ские рекомендации, полезные при анализе воздействия внеш­

них условий на мощность и экономичность двигателей.

1.Для уяснения характера изменения эффективной мощ­ ности необходимо прежде всего проанализировать изменение

факторов, от которых зависит индикаторный к. п. д. и

индикаторная мощность дизеля. Как известно из теории

рабочих процессов [б] такими факторами прежде всего явля­

ется коэффициент избытка воздуха ос. и затем - степень повышения давления Л..

2.Окончательные выводы об изменении мощности могут

быть сделаны после выявления степени и знака изменения

мощности механических потерь, для чего необходимо знать:

-параметры воздуха перед и за компрессором, пара­

метры газа перед и за турбиной, расходы воздуха (в целях

установления небаланса мощности в подключенных турбоком­

прессорах) ;

-соотношение давлений в трактах перед и за цилинд­ рами (для оценки величины и знака мощности насосных ходов).

Отдельно следует сказать об изменениях тепловой и механической напряженности, возникающих под воздействием

внешних условии.

165

Условными критериями механической напряженности (см. гл. 3) являются:

1)максимальное давление сгорания pz характеризую­

щее статические нагрузки на детали двигателя;

2)средняя или мгновенная скорости нарастания дав­

ления в цилиндре во время сгорания (одновременно с кото­

рыми зачастую используется степень повышения давления

,Pz \

А=-р^- ), позволяющие судить о динамичности нагруже­

ния деталей.

К условным критериям, характеризующим тепловую напря­

женность и температурное состояние деталей цилиндрово­

поршневой группы относятся (см. гл. 3):

1)максимальная температура поршня и температура

поршня в районе верхнего поршневого кольца ‘ЬПта ,Ъ„к,а в ряде двигателей - температура выпускного клапана -fc

2)тепловой поток через стенки цилиндра q,ст.

Названные показатели определяются либо путем прямых

измерений в лабораторных условиях, либо с помощью расчета по косвенным показателям.

В эксплуатационной практике в качестве косвенного критерия тепловой нагруженности дизеля обычно использует­

ся температура газа перед турбиной + г .

Если при изменении внешних условий уменьшается коэф­

фициент

избытка сухого воздуха <х

или степень повышения

давления

К , то наблюдается уменьшение индикаторного

к. п. д.

и индикаторной мощности.

 

При

const

величина

 

 

 

 

Ро

(5.II)

 

 

^ 0

Ро

 

более всего зависит от удельного веса воздуха Зкц коэф­

фициента наполнения

*ц_ и отношения парциального

давления

сухого воздуха

к атмосферному р0. Отношение

гQ

 

 

166

показывает во сколько раз объемный заряд сухого воздуха

меньше заряда влажного воздуха и изменяется тем заметнее,

в функции от относительной

влажности

ср

чем выше темпе­

ратура окружающего воздуха

(рис. 5.1).

 

Величина п ц зависит

более всего

от соотношения дав-

Н

за цилиндром

Рг

и наиболее

лений в трактах перед и

~ ~

заметно меняется при изменении противодавления за турби­

ной

(рис. 5.2).

— ---- Г-----

 

В условиях эксплуата­

 

 

—~ А^пер=30°п.к.в,

ции двигателя из всех ве­

0,92

—

120°п.к.*

личин, входящих в формулу

0,88

\

 

 

(5.II), более всего меня­

чн

 

 

ется

 

 

РкЦ10

0,84 -

 

 

 

л/

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.12)

 

/

 

 

 

®KU-

RTLKU,

0,12 -

 

 

 

Характер и степень

/

 

 

зависимости давления р кц

0,08

 

 

и температуры T KUi перед

/

 

 

цилиндром определяются

OJ04

 

_Ес.

не только диапазоном из­

V

 

менения внешних условий,

О

 

Ркц

0,95

1,05 1,10

1,15

1,25

но и

конструктивными

особенностями двигателя

Рис. 5.2.

Ориентировочное

 

(тактностью,

составом и

изменение

и ri

четырех­

тактного дизеля в

зависимости

схемой связи агрегатов

ОТРг/Ркц * A 0 4 ef,

 

наддува с поршневым дви­

 

 

 

 

 

гателем, наличием и интенсивностью охлаждения воздуха

 

и т. д.).

 

 

 

 

 

 

 

Темп относительного изменения индикаторного к. п. д.

—

"Пл

в функции от коэффициента

избытка сухого ВОЗ-

 

 

духа (рис. 5.3) может быть представлен в виде пучка кри­

вых, построенных для разных \0=const с началом коорди­

нат в точке (ct=I,ril(£=1). По оси ординат откладывается не

167

 

 

 

 

 

Л15.

абсолютное

значение ин­

t,6

 

 

-

 

дикаторного к. п. д.,

а

-

в 2*4

 

 

 

 

величина,отнесенная к

 

 

 

 

.4,30

 

i,5

 

 

 

 

значению индикаторного

 

 

 

 

 

,4,*<о

к. п. д. при а =1,что

 

<A

 

 

 

 

п р и д а е т

 

р а с ­

 

 

 

 

 

идо

 

 

 

 

 

h—

с м а т р и в а е м о й

 

 

 

 

 

 

зависимости свойство

общ­

 

 

 

 

 

 

 

ности. Действительно., в

 

 

 

 

 

 

 

 

двигателях

различных

кон­

 

 

 

 

 

 

 

струкций и даже в одном и

 

 

 

 

 

 

 

том же двигателе,но при

 

 

 

 

 

 

 

разных числах оборотов

 

 

 

 

 

 

oL

или

разных углах опереже­

 

 

 

 

 

 

ния

подачи топлива при

” 4,0

1Л

 

<,8

2,0

2,6

3,0

 

одном и том же^абсолютные

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.3.Относительное изме­

значения ^

неодинаковы.

Вместе

с тем эксперимен­

нение индикаторного к. п. д.

 

 

 

 

 

 

 

в зависимости от <х при раз­

тально доказано

[5],

 

личных

исходных

значениях Л 0

что в двигателях различ­

(по Д . А.Портнову)

 

 

 

 

ных типов,

размерности

 

 

 

 

 

 

 

и быстроходности

т е м п

изменения

индикаторного

 

к. п. д.

в функции от

<х

примерно одинаков,

если при

 

этом

значении

А.

совпадают.

 

 

 

 

 

 

 

Характер изменения индикаторного

к

п. Д. Г) =

4i

 

в функции

от

А } изображен на рис. 5.4 в виде

^LК

П и -i

пучка кри­

вых с началом координат в точке

 

 

 

 

 

 

 

для различных постоянных значений с*.

 

 

 

 

 

Изменение

А,

обусловливается изменением периода

 

задержки самовоспламенения

%-L , который

в свою очередь

 

зависит от температуры и давления в цилиндре в момент

 

впрыска топлива, а последние при

Gt = const

 

во

 

всех случаях

прямо

пропорциональны Т кц

и

jpKu. . Увели­

чение

Т кц

и

 

приводит

к уменьшению

и

А. и,

 

168

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смотрите также файлы