7.2.3. Регулирование частоты вращения параллельно работающих дизелей
Параллельную работу дизелей применяют в дизель-редукторных агрегатах, когда два или более двигателей через редуктор работают на общий вал либо при работе нескольких дизель-генераторов на общие шины. Как в одном, так и в другом случае частота вращения валов параллельно работающих дизелей будет одинаковая, поэтому оптимальным распределением между ними активной нагрузки будет такое, при котором она будет пропорциональна номинальным мощностям двигателей. Для такого распределения нагрузки необходимо, чтобы регуляторные характеристики всех двигателей имели одинаковую форму и были совмещены (рис. 97).
Рис. 97. Регуляторные характеристики
параллельно работающих дизелей
В связей с тем, что при различных частичных режимах настройки регуляторов регуляторные характеристики могут несколько изменяться, необходимо, чтобы они были прямолинейными или близкими к ним. В то же время для обеспечения устойчивой параллельной работы и надлежащего распределения нагрузки между двигателями регуляторные характеристики должны обеспечивать некоторую неравномерность. Поэтому изодромные регуляторы с неравномерностью характеристик, близкой к нулевой, для параллельно работающих дизелей не применяются. Для обеспечения надлежащего регулирования параллельно работающих дизель-генераторов, т.е. обеспечения устойчивой работы и пропорционального распределения нагрузки, применяют обычно изодромные регуляторы с остаточной неравномерностью (гибкая и дополнительная жесткая обратная связь).
В последние годы для обеспечения высококачественного регулирования начинают применять так называемые корректоры нагрузки, в которых специальное устройство сравнивает положение приводов реек топливных насосов и при наличии рассогласования вырабатывает сигнал, воздействующий на задающее устройство регулятора.
7.3. Регулирование температуры охлаждающей среды
Системы охлаждения современных судовых дизелей в большинстве случаев выполняются замкнутыми. Для обеспечения работы дизеля на оптимальном температурном режиме, при котором достигаются наибольшее значение эффективного к.п.д. двигателя и минимальные износы деталей цилиндро-поршневой группы, температура охлаждающей воды внутреннего контура автоматически поддерживается на заданном уровне.
Регулирование температуры охлаждающей воды может осуществляться одним из следующих способов:
способом дросселирования, при котором на входе либо выходе воды, охлаждающей двигатель, устанавливается дроссельный клапан, изменяя проходное сечение которого, можно изменять количество воды, проходящей через двигатель;
способом обвода, при котором изменяется количество забортной воды, прокачиваемой через холодильник, за счет обвода части ее по байпасному трубопроводу;
способом перепуска, при котором часть горячей воды, выходящей из двигателя, по перепускному трубопроводу подается обратно на вход двигателя.
Наибольшее распространение в судовых установках получил способ регулирования перепуском, при этом в зависимости от места установки чувствительного элемента можно поддерживать постоянной температуру воды на входе либо выходе из двигателя.
На рис. 98 изображена принципиальная схема САР температуры воды с наиболее распространенным местом установки чувствительного элемента на трубопроводе с водой, выходящей из двигателя. В этом случае регулируемой величиной, поддерживаемой с учетом статической ошибки на заданном уровне, является температура воды на выходе, а температура ее на входе будет изменяться в зависимости от режима работы.
Рис. 98. Схема САР температуры охлаждающей воды
Исследования показали, что при принятой схеме регулирования обеспечивается более благоприятное распределение температур в охлаждаемых деталях, чем при регулировании температуры на входе, а переходные процессы при сбросах и набросах нагрузки протекают по экспоненциальному закону. В связи с этим ГОСТ 10150—62 и ГОСТ 12709—67 устанавливают в качестве регулируемой величины температуру воды на выходе из двигателя.
При повышении температуры воды САР должна сработать таким образом, чтобы количество воды, проходящее через холодильник, увеличивалось, а идущей на перепуск — уменьшалось. В случае понижения температуры — наоборот.
В соответствии с ГОСТ 12709—67 САР температуры охлаждающей воды должна удовлетворять следующим требованиям:
диапазон настройки регулятора — 35-100°С;
неравномерность (статическая ошибка регулирования) — не более 12°С;
нечувствительность — не более 1°С;
инерционность регулятора, под которой понимается время перемещения регулирующего органа на 2/3 полного хода при скачкообразном изменении температуры среды на величину, равную неравномерности регулятора — не более 40 с;
заброс температуры в переходных процессах при единичном скачкообразном возмущении — не более 6°С;
продолжительность переходного процесса в САР при полном сбросе или набросе нагрузки — не более 20 мин для главных двигателей и не более 10 мин для вспомогательных.
В САР температуры масла регулируемой величиной является температура масла на входе в двигатель, а регулирование ее обычно осуществляется посредством перепуска части забортной воды, помимо масляного холодильника.
В остальном требования к САР температуры масла аналогичны изложенным выше.