Зависимость параметров теплонапряженности от конструктивных и эксплуатационных факторов

Температура в определенных точках ЦПГ и тепловые напряжения в деталях зависят от многих факторов, основные из которых: уровень форсировки двигателя, параметры воздухоснабжения, род охлаждающей жидкости, конкретные конструктивные решения (размеры двигателя, толщина стенок, решение вопросов теплозащиты и охлаждения, т.д.) и условия эксплуатации. Рассмотрим влияние каждого из этих факторов в отдельности.

Влияние уровня форсировки, воздухоснабжения и рода охлаждающей жидкости

Как отмечалось ранее, при наддуве ДВС относительная доля тепла в охлаждающую среду уменьшается. Однако абсолютная величина теплоотвода растет, хотя и в меньшей степени, чем среднее индикаторное давление. Так, при наддуве двигателя VT 2BF и увеличении Pi на 20%, теплоотвод в стенки цилиндра возрос на 13%, а температура стенок повысилась на 9%. Учитывая малые запасы по уровню температур в двигателях, это увеличение температуры может превысить допустимое. Поэтому при форсировке двигателей наддувом разрабатываются специальные меры по интенсификации охлаждения, увеличиваются коэффициенты избытка воздуха на продувку камеры сгорания и на сгорание.

Наиболее существенным фактором снижения тепловой напряженности при форсировке двигателей является улучшение воздухоснабжения. За счет увеличения α с 1,5-2,0 до 2,2 и выше в судовых ДВС удалось сохранить ту же тепловую напряженность, что и у двигателей без наддува, при уровне форсировки до λн = 1,5-1,8.

Система охлаждения судового двигателя

Увеличение удельных расходов воздуха в двигателе ДКРН 74/160 с 4,95 до 5,6 кг/илс-час (на 11,3%) уменьшило максимальную температуру поршня с 550 до 510 °С, температуру в зоне 1-го поршневого кольца — со 150 до 140 °С. Температура стенок ЦПГ снижается не только за счет увеличения α и φа, но и за счет снижения температуры воздуха наддува до 30 — 40 °С, удаления из него конденсата и рационального направления потока воздуха.

Род охлаждающей жидкости поршней и форсунок влияет на коэффициент теплоотдачи «2 от стенок к охлаждающей среде. По результатам исследований, при масляном охлаждении поршней α2 ≈ 1800 ккал/м2час °С, при водяном охлаждении α2 увеличивается до 2500 ккал/м2час °С. Это — одна из причин повышенной температуры поршней двигателей фирмы Бурмейстер и Вайн, имеющих масляное охлаждение поршней, по сравнению с малооборотными двигателями Зульцер, имеющими водяное охлаждение поршней. Разница составляет от 50 до 100 °С.

Смотрите также:

б) Влияние конструктивных факторов
в) Влияние эксплуатационных факторов

Август, 20, 2016 326 0
Читайте также