Характеристика и понятие режима работы двигателя

При эксплуатации дизеля показатели его работы (мощность, КПД, температурный уровень деталей и т.д.) постоянно изменяется в зависимости от положения топливной рейки, технического состояния и регулировки двигателя, изменения внешних условий. Так, очевидно, что при ходе судна в полном грузу и прочих равных условиях мощность главного двигателя будет больше, чем при ходе в балласте и той же частоте вращения гребного винта. В таких случаях говорят, что режим работы двигателя при полной загрузке судна более тяжелый, чем при ходе в балласте.

Под режимом работы двигателя имеются в виду конкретные условия эксплуатации, характеризуемые комплексом технико-экономических показателей (частотой вращения коленчатого вала, мощностью, средним индикаторным давлением в цилиндре, тепловыми и механическими нагрузками и т.д.).

Для главных судовых двигателей условия эксплуатации задаются режимом работы судна: режимы полного, среднего, малого ходов, в грузу, в балласте, буксировочный, швартовный и т.д. Для вспомогательных дизель-генераторов условия эксплуатации задаются величиной нагрузки на генератор, в зависимости от которой можно выделить режимы холостого хода, номинальной нагрузки и т.д.

Судовой дизельный двигатель внутреннего сгорания

Если при заданных условиях эксплуатации параметры работы двигателя не изменяются во времени, то режим называется установившимся. Переход от одного установившегося режима к другому происходит через ряд неустановившихся режимов, когда параметры работы дизеля изменяются с течением времени.

Совокупность установившихся режимов и параметров, представленных в виде аналитических, табличных или графических зависимостей от основного, заранее выбранного параметра, называется характеристикой двигателя. Каждая точка на характеристике представляет собой режим работы.

Различают характеристики скоростные и нагрузочные.

Скоростные характеристики подразделяются на внешние, винтовые и ограничительные. Это есть зависимости показателей работы двигателя от его скоростного режима (частоты вращения коленчатого вала) при определенных условиях. Нагрузочные характеристики — это зависимости показателей работы дизеля от нагрузки (мощности или среднего эффективного давления) при постоянной частоте вращения коленчатого вала.

Характеристики дизеля снимаются при его испытаниях на стенде завода-строителя, а также при сдаточных испытаниях на судне. Результаты испытаний заносятся в паспорт или в формуляр двигателя. Наиболее полные данные могут быть получены в заводских условиях, где испытательные стенды оснащены измерительной аппаратурой, нагрузочными устройствами, позволяющими в широком диапазоне варьировать частотой вращения и нагрузкой двигателя.

Кроме того, характеристики могут быть сняты в процессе эксплуатации при специальных теплотехнических испытаниях силовой установки. Эти характеристики учитывают конкретное состояние двигателя, всей силовой установки, корпуса судна, внешние условия.

Разобранный судовой двигатель

Сопоставление паспортных характеристик с последующими эксплуатационными данными позволяет судить об изменении показателей работы двигателя в процессе эксплуатации, косвенно оценить состояние узлов двигателя и его регулировку. Знание закономерностей изменения показателей работы двигателя позволяет выбрать режим его работы (особенно в условиях плавания, отличных от нормальных — при волнении моря, буксировке, обрастании корпуса и т.д.).

Грамотное решение при оценке состояния двигателя и выборе режима его работы может быть принято путем анализа изменения отдельных групп показателей:

  • Энергетических (индикаторная и эффективная мощность, среднее индикаторное и эффективное давление, индикаторный и эффективный КПД);
  • Общих (коэффициент избытка воздуха на сгорание, коэффициент наполнения, механический КПД);
  • Показателей механической напряженности (максимальное давление в цилиндре, степень повышения давления, скорость нарастания давления);
  • Показателей тепловой напряженности (температура стенок цилиндра, тепловые напряжения, удельный тепловой поток).

Анализ изменения этих групп показателей при работе двигателя по различным характеристикам дан в последующих параграфах.

Рекомендуем к прочтению:

Коленчатый вал

Изменение температуры воздуха и газов

Сентябрь, 23, 2016 1562 0
Читайте также