4.2. Регуляторная характеристика дизеля

Изменение момента сопротивления М_в на гребном винте приводит к изменению режима работы дизеля (при непосредственном соединении), что видно из графика, показанного на рисунке 4.2.

Рис.4.2. Регуляторная характеристика дизеля

Ходу в свободной воде соответствует кривая 1, при возрастании сопротивления движению – кривая 2, а при уменьшении сопротивления – кривая 3.

При увеличении сопротивления движения момент сопротивления винта М_В – достигнет точки d,(кривая 2), а частота вращения определяется точкой b – точкой пересечения кривой 2 [M_e=f(n)] и кривой M_B=f(n). При этом получается равенство M_B=M_e, но частота вращения уменьшается до значения n_b. Частота вращения дизеля уменьшается.

При уменьшении момента сопротивления винта, также нарушается равенство (M_e = M_B) и дизель увеличивает частоту вращения вплоть до n₀, т.е. пока не получится M_B=M_e. В этом случае дизель работает на регуляторной характеристике – an₀, и его частота вращения увеличивается, а мощность уменьшается (точка d).

Периодические перегрузки уменьшают срок службы дизелей и поэтому при волнении заранее снижают частоту вращения дизеля до n_b, при которой не появляются перегрузки.

4.3. Паровые турбины и их особенности

Паровые турбины применяются на судах с большой мощностью гребной установки, так как мощностью одной турбины может достигать 20-30 тыс.кВт. Турбозубчатые агрегаты (ТЗА) имеет меньшую удельную стоимость, чем дизели, а также топливо для ТЗА (мазут) стоит меньше, чем топливо для дизелей (соляра).

Судовые паровые турбины имеют высокую частоту вращения 6000 об./мин и выше. Поэтому, турбину соединяют с гребным валом при помощи редукторов с одной или двумя ступенями снижения частоты. Турбины вместе с редукторами и называют турбозубчатым агрегатом – Т3А. Моменты вращения на редукторных колесах достигают десятков тонн-метров, поэтому зубцы редукторных колес должны обладать высокой прочностью.

Турбины полного хода часто имеют два или три ступени и подразделяются на турбины высокого, среднего и низкого давления. Турбины заднего хода находятся на валу главных турбин и при работе турбин полного хода турбины заднего и экономного вращаются вхолостую. И наоборот при ходе назад турбины переднего хода вращаются вхолостую в обратную сторон. Недостатки ТЗА – сложность, уменьшения к.п.д. на редукторе повышенный шум.

Турбоэлектроходы имеют турбоэлектрические гребные установки (ТГЭУ) и работают, как правило, на переменном токе.

Турбины ГЭУ переменного тока позволяют изменять частот вращения турбин от 25% до 100%.

Регулирование частоты вращения и мощности турбин осуществляется изменение количества и качества подаваемого пара. Турбины допускают длительную перегрузку до 25%, т.к. в нормальных условиях работают без предельной подачи пара. Внешняя и регулятивная характеристики турбины имеют вид, показанный на рисунке 4.3.

Рис.4.3. Внешняя и регулятивная характеристики турбины

1 – внешняя характеристика;

2 – регуляторная характеристика.

Номинальный режим турбин находится на регуляторной характеристике. При недостатке энергии увеличивается количество пара, подаваемого к турбине, для чего создается запас пара.

Так как турбины лучше выносят перегрузки, скорость хода при волнении снижается только для уменьшения силы ударов волн о корпус.