книги из ГПНТБ / Соловьев Б.И. Теплотехнические испытания и эксплуатация судовых дизелей

J-ДК 621.431.74.00-1.4+6.21.434.74.004

Теплотехнические

испытания и

эксплуатация судовых, дизелей.

С о-

л о в ь е в Б. И. Изд-во

«Транспорт»,

1973, стр. It—240.

В книге рассматриваются режимы и характеристики работы судовых

дизелей,

влияние

на их работу эксплуатационных факторов, выбор

опти­

мальных

режимов

применительно к условиям

эксплуатации.

Изложены

способы

регулирования и мндацировашш. Приведена организация

и ме­

тодика

проведения сокращенных паспортных

(нормировочных)

теплотех­

смотрены

вопросы теплотехнических 'измерений н использования

конт­

рольно-измерительных приборов. Книга содержит необходимый

справоч­

ный материал для практического руководства

при проведении

теплотех­

нических

испытаний.

В основу книги положен обобщенный и

систематизированный

опыт

технической эксплуатации н теплотехнических

испытаний энергетических

Гос. публччкая

научно-техническая

. библиотека

CP

\ ' г d гт г. •)--! г

р

^ЧИТллЬЬОГО

ЭЛЛА

Редактор

5. Г. Лендов

Переплет

художника Е. Н.

Волкова

Технический редактор Е. А.

Тихонова

Корректоры: В. Г. Комарова,

Л. С. Садикова.

Сдано

в набор

Ш'/V—1973

г.

Подписано к печати

6/Х11—1973- г.

Бумага

60X90'/] 6 ,

типографская

№ 2.

Печатных листов—.115, уч.-изд. л. ШД.

Тираж

5.00'0 экз. Т—16638. Изд. 1—3— ГДО № 5933. Заказ

№ 1'246. Цена 97 коп.

Издательство «Транспорт». Москва, Басманный

туп., 6, а.

Главные судовые двигатели р а б о т а ю т на различных

р е ж и м а х ,

определяемых условиями

плавания и

состоянием

пропульсивного

комплекса

(винт—корпус

судна — двигатель), т. е. р е ж и м

работы

двигателя характеризуется нагрузкой, частотой в р а щ е н и я

и его

ос­

новными

параметрами .

Р е ж и м

работы главного двигателя

зависит

.прежде

всего

от

мощности, потребляемой

гребным винтом (от частоты в р а щ е н и я ) ,

стоит особенность эксплуатации судовых двигателей .

Если

при

определенных

условиях

работы д в и г а т е л я п а р а м е т р ы

постоянны,

то такой режим наз'ывается

установившимся.

Н а г р у з к а

двигателя

характеризуется средним индикаторным

или средним

эффективным

давлением,

индикаторной

или

эффек ­

тивной мощностью, часовым или удельным расходом топлива.

Мощность,

потребляемая,

гребным

винтом,

зависит

не

только

от заданной судну скорости, но и от других факторов:

состояния

пропульсивного

комплекса

и

гидрометеорологических

условий

(волнение моря, направление и сила ветра, направление

и

ско­

рость

течения,

глубина

п о д ' с у д н о м ,

состояние

корпуса

и

винта,

осадка

и дифферент, температура

и

барометрическое

давление

наружного

воздуха

и т. д . ), что д о л ж н о учитываться

при эксплуа ­

тации двигателя

во и з б е ж а н и е

его

перегрузки.

Работа дизель-генераторов, наоборот, отличается

постоянной

частотой

вращения

при!

различных

нагрузках,

а

следовательно,

и разных

мощностях.

Классификация

мощностей

главных двигателей

зависит

от ре­

ж и м о в их эксплуатации .

Предельно-допустимая

мощность

соответствует

максимальной

подаче топлива

и составляет

ПО—L20% номинальной, .разрешает­

ся . только

при

кратковременной

работе на

заводском

стенде

в течение

времени,

•оговоренного

в

технических условиях

испы­

таний .

Максимальная

мощность

NuaKC

— н а и б о л ь ш а я эксплуатацион ­

ная мощность,

которую

двигатель

может, развивать ограниченное

время, обычно

не

более

1 ч;

'составляет' 110% номинальной .

Из уравнения

винтовой характеристики

з

М.макс

"макс 1 ..

можно определить частоту вращения (об/мин)

двигателя,

соот­

ветствующую

максимальной

мощности,

з

^ м а к с = V ^ l

> 1 " '£цом =1,03

Яном -

Номинальная

(полная,

построечная,

расчетная)

мощность

Миом — мощность, которую

двигатель

может

развивать

длитель ­

ное время; гарантируется заводом-строителем

при

определенных

условиях эксплуатации двигателя . Н о м и н а л ь н а я мощность

гаран ­

тируется при температуре наружного воздуха

t0—'15°С.

атмосфер ­

ном давлении

р0

— 760 мм рт. ст., нормальных

гидрометеорологи­

ческих условиях,

определенных сортах

топлива и

масла

и

хоро­

При этом

корпус судна

д о л ж е н

быть

чистым, а винт находиться

в хорошем

техническом

состоянии. Н о м и н а л ь н а я

мощность,

при­

нимаемая за 100%, 'и соответствующая ей номинальная

частота

вращения

у к а з ы в а ю т с я

в паспорте двигателя, в 'судовой и

машин ­

ной документации,

где д л я этой ж е

мощности приводятся

пара­

метры работы главного двигателя .

Эксплуатационная

мощность

/V 3 K C

— мощность,

которую

дви­

гатель может развивать

без какого-либо ограничения

времени,

обычно

i V 3 K C = ( 0 , 8 5 - 0 , 9 0 ) A U ,

^ экс=

0) 97/Z„O M *

ЛГ9 К О Н

= (0,80--0,85)УУН О М .

Минимальная

эксплуатационная

мощность

(мощность

малого

хода судна)

iVM I 1 H — наименьшая, мощность, на

которой двигатель

может работать

без ограничения времени с минимально

устойчи­

вой частотой

вращения . М а л ы й ход

ограничивается

минимально

устойчивой пМИН

частотой

вращения

двигателя, которая

д о л ж н а

обеспечить надежное маневрирование судна и

безопасность пла­

вания при входе

судна в порт и выходе из него, при

швартовке,

при движении по узкому

извилистому фарватеру и

в

к а р а в а ­

не и т. д.

4

Т а б л и ц а

I

Минимально устойчивая частота

вращения

некоторых двигателей

Тип двигателя

Тип с у д н а

'biimi

"llOMi

Л МШ|/"ном

>

об: мин

об мин

•8ДР4Й/61

«Малоярославец»,

80^90

250

0,32—0,36

«Казбек»,

«Баскун­

«Бурменстер

и

Ванн»:

чак»

«Аюсай»,

38-40

1,70

0,22-0,23

«Певек»,

S50VTBH1I10,

«Алтай»

562VT2BF140,

«Беломорсклес»

22

135

0,163

874VT2BF160,

«Тикси»

24,5

115

0,21

•874VT2BF160,

«0*юк», «Пула»

33

116

0,28

684VT2BF180

«Белорецк»

26—27

110

0,23—0,26

«Зульцер»:

6TD56,

«Николай

Остров­

36

165

0,23

5SAD72,

ский».

«Волголес»

25—30

125,

0,2-0,24

6RD76,

«Интернационал»

30

122

0,25

&RD76

«Дубровник»

20—25

П19

0,17—0,21

МАН:

K6Z57/80C

«Поленец»,

«Пио­

60

185

0,324

K9Z70/120

нер»

40

130

0,31

«Выборг»

«Фиат» 456Т

«Норильск»

55

200

0,28

д и т е л я — перед

продувочным насосом, у двигателей с наддувом4

и

воздухоохладителем — в ресивере продувочного

воздуха.

Таким образом, двигатель может работать без ограничений во

Бремени в пределах

от эксплуатационной

до минимально

эксплуа­

тационной

мощности.

§ 2. Характеристики работы главных дизелей

Общие сведения. Паспортные

п а р а м е т р ы двигателя

характе ­

порте не

показывают,

как эти параметры

изменяются

на

других

р е ж и м а х ,

что очень в а ж н о знать в эксплуатации .

Д л я качественной

оценки, сопоставления

и анализа

технико-

экономических показателей работы двигателей

на разных

р е ж и м а х

и в разных эксплуатационных условиях

пользуются

характери ­

стиками

двигателей. Характеристики

д в и г а т е л е й — э т о

графики,

п р е д с т а в л я ю щ и е собой функциональные зависимости

м е ж д у

ос­

новными п а р а м е т р а м и

двигателей и

факторами, 'влияющими

на

их работу. Основными

параметрами,

характеризующими

работу

лотехнических испытаний

и обследований т а к ж е производится оп­

ределение характеристик

двигателя и судна (вторичные характе ­

стик: скоростные,

нагрузочные,

ограничительные,

регуляторные,

обобщенные.

Скоростные

характеристики—это

характеристики,

в

которых

за независимое переменное выбрана частота в р а щ е н и я

д в и г а т е л я

или скорость хода судна. В свою очередь различают

скоростные

характеристики — внешние и винтовые.

Ограничительные

характеристики

устанавливают

пределы экс ­

плуатационных

режимов работы

двигателей по условиям

н а д е ж ­

тепловую напряженность двигателей.

Регуляторные

характеристики

в ы р а ж а ю т зависимость

мощно­

сти, среднего

эффективного или

индикаторного давления,

крутя ­

Обобщенные

характеристики — это совокупность

скоростных,

ограничительных

и регуляторных характеристик . Они

позволяют

щенные характеристики не снимаются и

не строятся

во

время

нормировочных теплотехнических

испытаний,

поэтому

в

книге

способы их построения « е рассматриваются .

Внешние характеристики. Внешняя характеристика — это

гра ­

фическая зависимость мощности

д в и г а т е л я

или

крутящего момен ­

тоянном ходе плунжера топливных насосов, высокого

давления к

при регулировке их на оптимальный угол

начала подачи топлива .

Она

в ы р а ж а е т с я зависимостью

.

N-Cp-ji,

где

р1

— среднее индикаторное

давление

двигателя, кгс/см2;

•

С

— постоянная

двигателя,

р а в н а я произведению

постоянной

цилиндра

К

на число

цилиндров

двигателя I или

опреде-

• ля ем а я по

формуле'

1800

г

з д е с ь D—диаметр

цилиндра, сиг;

5 — ход поршня, м;

z —.коэффициент тактности;

для двухтактных

двигателей

простого действия

2 = 1 , дл я четырехтактных

z = 0,5;

i

— число цилиндров.

Внешние

характеристики

строятся по д а н н ы м

стендовых

испы­

таний

дл я

полезных

ходов

плунжера

насоса,

соответст­

вующих

максимальному, но­

минальному и частичным ре­

ж и м а м

работы

двигателя .

М о ж н о получить бесконеч­

ное множество этих харак ­

теристик, так как при

дан ­

ном числе оборотов в усло­

виях эксплуатации

мощность

изменяется

от

минимальной

до

максимальной .

Р а з л и ч а ­

ют следующие внешние ха­

рактеристики (рис. 1).

Внешняя

характеристика

предела

дымления

(кривая /

на рис. 1) снимается при ре­

гулировке

топливного

насо­

"ном

са,

соответствующей

пре­

дельно

допустимой

мощно­

Рис. 1. Характеристики судового двигателя:

сти

и

средним

индикатор ­

л,

г

— минимально устойчивая частота вращения;

ным давлениям

дл я

всего

кед

— минимальная нагрузка двигателя,

работаю ­

щего

при n=const; абевга

— поле возможных мощ­

рабочего

диапазона

частоты

н о с т е й главных двигателей, работающих

на

греб-

« о й

вннт;

бдвкаб

— поле

возможных

мощностей

вращения . Эта характеристи­

двигателей, работающих при n=const

ка

устанавливает

предель­

по

ные

возможности

двигателя

мощности

в связи с его перегрузкой и

перенапряженностью .

При

работе

двитателя

на

этой характеристике наблюдаются:

д ы м н ы й выхлоп вследствие предельно допустимых значений

ко­

эффициента

избытка воздуха

а; большой

расход

топлива;

высокие

т е м п е р а т у р ы

выхлопных газов,

так как процесс

сгорания

перехо­

дит

д а л е к о

на ход расширения;

нарушение

теплового

равновесия

д в и г а т е л я ;

образование в

к а м е р е сгорания

большого

нагара .

Поэтому на данной характеристике допускается только

крат­

ковременная

(время указывается в инструкции

испытаний) работа

двигателя

при испытаниях

на заводском

стенде

и для

каждого

промежуточного

р е ж и м а требуется

специальная

регулировка . Ма ­

лейший

недосмотр

при испытаниях

может

привести

к

аварии —

з а е д а н и ю поршня,

з а в и с а н и ю - к л а п а н о в и т. д. В эксплуатации

ра­

б о т а двигателя

по этой характеристике ил и д а ж е

на отдельных

ее

•точках

недопустима.

Внешняя

характеристика

максимальной

мощности

(кривая 2

•на

рис. 1)

не

д о л ж н а

превышаться

в

эксплуатации .

Д л я