Работа двигателя при волнении моря

Работа двигателя в штормовую погоду протекает при переменных частотах вращения и нагрузках вследствие изменения упора винта и момента из-за волнения моря, переменной силы ветра, изменения характеристик винта при различной глубине погружения, влияния частых перекладок руля при удержании судна на курсе. Винтовая характеристика непрерывно изменяется в диапазоне от Ре = с1n2 до Ре = с2n2 (рис. 7). Если в спокойную погоду двигатель работал на номинальном режиме в точке А0 винтовой характеристики Ре = с0n2, то работа при номинальном положении топливной рейки в штормовых условиях невозможна — при переходе на характеристику тяжелого винта режим выходит за пределы ограничительной характеристики [Ре]. Необходимо топливную рейку переставить на сниженную подачу топлива.

Рис. 7 Изменение параметров работы дизеля при волнении моря: А-А — при предельном регуляторе; А-Б — при всережимном регуляторе

Режим работы при волнении моря в зависимости от типа регулятора частоты вращения может характеризоваться закономерностями частичной внешней характеристики А-А (рис. 7) — при предельном регуляторе или нагрузочной (регуляторной) характеристикой А-Б — при всережимном регуляторе. Теоретически в обоих случаях предельно допустимая нагрузка на тяжелой винтовой характеристике (точка А) не должна выходить за пределы ограничительной характеристики.

При работе по линии А-А достигается большая средняя частота вращения и большая мощность, чем по линии А-Б. При переходе с легкой винтовой характеристики на тяжелую по линии А-А воздухоснабжение двигателя практически не изменяется благодаря инерционности системы газотурбинного наддува. Возрастание цикловой подачи топлива у ТНВД с регулированием по концу подачи при переходе на характеристику тяжелого винта несколько увеличивает среднюю температуру цикла, что компенсируется со временем снижением температуры цикла на легкой винтовой характеристике.

Тепловое состояние деталей ЦПГ при этом сохраняется неизменным. Однако при предельном регуляторе колебания частоты вращения Δna значительно больше, чем при всережимном регуляторе, что вызывает дополнительные динамические усилия из-за переменных ускорений движущихся масс двигателя, валопровода. При переходе на тяжелую характеристику возрастает показатель механической напряженности PΣмах — Pz — Pjмах.

Большие колебания крутящего и опрокидывающего моментов, изменение частоты вращения и суммарной движущей силы при волнении приводят к вибрации корпуса судна, повышению амплитуды крутильных и осевых колебаний, неблагоприятно сказывается на работе привода распределительного вала, навешанных насосов, упорного и дейдвудного подшипников. У двигателей с регулированием ТНВД по началу подачи, колебания частоты вращения будут больше, чем при регулировании концом подачи, т.к, при переходе на тяжелую винтовую характеристику цикловая подача топлива будет снижаться, что приведет к снижению Ре.

При установке на двигатель всережимного регулятора, условия работы двигателя будут лучше с точки зрения динамических усилий от сил инерции. Поскольку регулятор поддерживает n ≈ const, частота вращения изменяется в узких пределах, меньше, чем в предыдущем случае: ΔnБ < ΔnА. Однако из-за увеличения цикловых подач топлива при утяжелении винта при практически неизменном воздухоснабжении в сольный степени увеличивается тепловая и механическая напряженность цилиндра снижается а, растет средняя температура цикла, возрастает Рz. Поэтому работать по линии А-Б нельзя, необходимо топливную рейку переставить на еще меньшую подачу.

Современные главные двигатели оснащаются всережимными регуляторами, что определяется в первую очередь применением систем автоматизированного дистанционного управления, когда изменение режима работы двигателя происходит воздействием на регулятор частоты вращения. Если установлен электронный регулятор, то он, как правило, может ограничивать нагрузку как по внешней, так и по нагрузочной характеристикам.

Величину снижения нагрузки при волнении устанавливают опытным путем в зависимости от внешних условий — интенсивности волнения, силы и направления ветра, загрузки судна. В качестве ограничительных параметров принимается температура отработавших газов по цилиндрам или температура деталей ЦПГ (там, где есть соответствующие системы контроля). Выбранная скорость должна обеспечить не только безопасность работы двигателя, но и безопасность корпуса судна, особенно при встречном ветре.

Смотрите также:
а) Пуск дизеля
б) Реверс дизеля
в) Прогревание, нагружение до полной мощности и остановка двигателя

Ноябрь, 02, 2016 178 0
Читайте также