2. Влияние метеорологических условий.

В период эксплуатации дизеля на судне внешние метеорологические условия не остаются постоянными. Изменение параметров воздуха на всасывании приводит к изменению коэффициента избытка воздуха, коэффициента наполнения цилиндров, индикаторного КПД, а следовательно, мощности и экономичности дизеля. Поэтому во избежание перегрузки при низком барометрическом давлении, высоких температурах и влажности воздуха, необходимо снижать нагрузку дизеля.

Влияние метеорологических условий на мощность и экономичность дизеля обычно отражается в инструкции по его эксплуатации. В ней же приводится методика определения предельной мощности, которую можно получить без перегрузки.

3. Влияние качества топлива и масла.

Изучить и законспектировать самостоятельно. Стр.455-456

Влияние технического состояния дизеля.

Ухудшение технического состояния дизеля вследствие износа приводит к снижению его надёжности и экономичности. Так износ основных деталей, сопровождающийся нарушением их геометрических характеристик, вызывает увеличение затрат мощности на трение, отложение нагара, являются причиной прогрессирующего увеличения скоростей износа.

Износ топливной аппаратуры, механизма газораспределения, турбокомпрессора нарушает процесс сгорания и снижает индикаторный КПД дизеля. Предельные нормы износов, обеспечивающие требующийся уровень надёжности и экономичности, указываются в инструкциях эксплуатации.

Ориентировочно можно считать, что повышение удельного расхода топлива или снижение мощности двигателя на 10%, выявляемые при теплотехническом контроле, а также возникновении отказов при пуске или реверса являются браковачными признаками, требующими постановки дизеля на ремонт или его регулировке.

Влияние качества топлива и масла

В настоящее время на судах часто применяется моторное, газотурбинное, а также смеси с дизельным топливом.

Моторные виды топлив имеют высокую вязкость, влияющую на смесеобразование, поэтому топливо подогревают до температуры обеспечивающей его вязкость перед форсунками не более 3-4 сСт (80-90ºС) и до температуры 50-60ºС перед сепараторами и фильтрами.

Некоторые сорта топлива особенно тяжёлые, склонны к образованию эмульсий с водой, плохо поддающихся отстою и сепарации. В этих случаях необходимо усилить наблюдение за работой топливной аппаратуры, следить за исправностью топливных цистерн и своевременно удалять из них шлам и отстой.

Эксплуатационные свойства масел для судовых дизелей определяются физико-химическими свойствами базовых масел и присадок к ним.

Несущая способность подшипников и масляных плёнок зависит от вязкости и температурного режима масла, а сроки службы масел и их влияние на износ деталей двигателей – от свойств присадок к маслам. Применение несоответствующих сортов масел для смазки дизелей может существенно снизить их надёжность и увеличить износы деталей. Поэтому для смазки дизелей, работающих на сернистых топливах, или для высокофорсированных следует применять только те масла, которые рекомендованы заводами изготовителями.

Теплотехнический контроль и регулирование дизелей.

Характеристики и режимы судовых дизелей.

Назначение и типы стендовых характеристик

Судовые дизели эксплуатируются на самых разнообразных режимах в зависимости от путевых условий, загрузки судна состояния гребных винтов и др. причин.

Режим работы дизеля характеризуется совокупностью параметров: мощностью, экономичностью, частотой вращения, тепловыми и механическими нагрузками. Если при работе дизеля все перечисленные параметры остаются постоянными (или колеблются около своих средних значений в допустимых пределах), то режим называется установившемся.

Совокупность установившихся режимов и параметров, представленная в виде аналитических, табличных или графических зависимостей называется характеристикой дизеля. Характеристики позволяют по назначению одного основного параметра определять значение любых других параметров, характеризующих исследуемый режим работы дизеля.

Для построения характеристики исследуемый дизель устанавливают на испытательный стенд оборудованный гидротормозом или чаще всего электрогенератором.

Для записи результатов измерений составляют рабочую таблицу в которую заносят все параметры подлежащие измерению при испытаниях.

Сводная таблица является основанием для построения графических характеристик дизеля.

В зависимости от выбранного основного параметра различают нагрузочные и скоростные характеристики.

Нагрузочные характеристики.

Зависимость параметров работы дизеля (мощности, вращающего момента или среднего эффективного давления) от его нагрузки при постоянной частоте вращения называется нагрузочной характеристикой

Нагрузочные характеристики, снятые при разных частотах вращения не совпадают между собой. Поэтому при испытании работы дизеля строят несколько нагрузочных характеристик для разных частот вращения.

График, на котором изображено несколько нагрузочных характеристик одного дизеля называют совмещённым графиком нагрузочных характеристик (см. рис. Б) кривая t_г = f (Ne) – показывает зависимость мощности (Ne) от температуры отходящих газов (tг). Кривая G r/n = f (Ne) показывает изменение в зависимости от той же мощности G r/n часового расхода топлива к частоте вращения. Отношение G r/n принято для построения графиков потому, что кривые G r |n – f(Ne) имеют малую кривизну и поэтому удобны при расчётах.

Зависимость параметров работы дизеля от частоты вращения при заданных условиях нагрузки называется скоростной характеристикой.

В зависимости от условий, при которых они получены, различают внешние, ограничительные и винтовые.

Внешней характеристикой называется зависимость параметров работы дизеля от частоты вращения при постоянном полезном ходе топливных насосов (при неизменном положении рейки топливных насосов).

Каждому фиксированному положении топливной рейки будет соответствовать своя характеристика.

Внешняя характеристика максимальной мощности (заградительная по насосу) даёт предельную мощность дизеля, которая не должна быть превзойдена при любых условиях эксплуатации во избежание тепловых перегрузок и повреждения деталей.

Эту мощность можно определить по графику для данной частоты вращения.

Внешнюю характеристику максимальной мощности снимают на стенде после регулировки дизеля на бездымное сгорание топлива при номинальной частоте вращения.

Все остальные характеристики, снимаемые при уменьшённых подачах топлива называют (частичными) или долевыми.

Зависимость параметров работы дизеля от частоты вращения при сохранении его тепловой и механической напряженности в заданных пределах называется ограничительной характеристикой.

Понятие о винтовой характеристике

Винтовые характеристики. Зависимость параметров работы дизеля от частоты вращения при работе на гребной винт называется винтовой характеристикой.

, где

Ne – эффективная мощность дизеля.

С – постоянная, зависящая от условий работы судна, размера гребного винта и его взаимодействия с корпусом судна;

n – частота вращения.

Фактическая винтовая характеристика может не совпадать с теоретической снятой на стенде.

Для построения фактических винтовых характеристик грузовые суда испытывают при движении с разной осадкой.

Испытания приводят на глубокой воде, при отсутствии ветра и волнения. Для решения специальных вопросов строят винтовых характеристики при движении судна на мелководье, на волнении, с лёгкими и тяжёлыми составами.

Теплоконтроль в судовых условиях.

Проведение контрольных испытаний.

Теплотехнический контроль ГД осуществляются силами экипажа под руководством механика, при проведении проверяют:

1. качество работы топливной системы;

2. проверяют давление сжатия Р_с и максимальное давление цикла P_z по цилиндрам двигателя;

3. регулируют двигатели по температуре;

4. проводят замеры расхода топлива, частоты вращения;

Теплотехконтроль проводят на двигателях с частотой вращения менее 450 об/мин оборудованных индикаторными кранами.

Теплотехконтроль должен проводится не реже одного раза в месяц, а также после замены гребного винта.

Контрольные испытания должны проводится в дневное время на прямых глубоководных участках реки или водохранилище при слабом ветре не выше (3,4-5,2 м/с),

Как правило контроль проводят при работе двигателей с номинальной частотой вращения. При проведении контроля по каждому двигателю определяют:

1) частоту вращения коленчатого вала;

2) температуру отработанных газов по цилиндрам ;

3) температуру охлаждающей воды на выходе из двигателя ;

4) температуру воздуха, поступающего в двигатель ;

5) температуру масла на выходе из двигателя ;

6) давление масла после фильтра Р_кг кгс/см²;

7) плотность топлива кг/дм² ;

8) время расхода топлива из мерного бачка .

Определение частоты вращения коленчатого вала.

Для этого используют ручной центробежный тахометр. Скоростной режим двигателя можно определить и по числу подъёмов штанги впускного и выпускного клапана в единицу времени.

Измерять частоту вращения штатным тахометром допускается только после проверки его показаний одним из указанных способов.

Измерение давлений.

При испытаниях дизелей приходится измерять давления различных значений и в разных условиях.

В водяной, масляной системах и в системе пускового воздуха пружинными манометрами.

Разрежение картере, противодавление на выпуске, жидкостными манометрами.

Давление в цилиндрах дизелей, снабжённых индикаторными кранами определяют по «гребёнкам» (графикам, высота которых пропорциональна давлению в цилиндре), снимаемых с помощью индикаторов.

Индикатор типа 50 с цилиндрической пружиной может применятся на крейцкопфных двигателях снабжённых индикаторным краном. Индикаторы типа 50 можно применять для индицирования дизелей при частоте вращения не свыше 500 об/мин.

Для индицирования двигателей с частотой вращения более 500 об/мин применяют индикаторы со стержневыми пружинами.

На стержневых пружинах выбивают масштаб пружины. Пружину выбирают с учётом ожидаемого максимального давления цикла.

Перед началом индицирования на индикаторном бланке вычеркивают атмосферную линию (подводят пишущий штифт к бумаге и поворачивают барабан индикатора до упора. Затем продувают индикаторный штуцер цилиндра, устанавливают на него индикатор, открывают индикаторный кран и записывают гребёнку, прижимая пишущий штифт к бумаге и медленно поворачивая барабан.

Таким образом, записывают диаграмму максимального давления цикла, а при выключенной подаче топлива и давление конца сжатия.

Записав гребёнки на всех цилиндрах дизеля, снимают бумагу с барабана, пишут на ней название судна, номер дизеля, дату и режим испытания. Под каждым столбиком гребёнки указывают соответствующий ему номер цилиндра.

Высота столбика (в мм), деления на мощность пружины, будет соответствовать давлению в цилиндре (в кгс/см²).

Максимальное давление газов в цилиндре можно также определить максиметром. (Дать описание прибора).

Среднее давление цикла определяют пиметрами. Принцип работы: Поршень пиметра нагруженный как и поршень индикатора, пружиной связан с подвижными массами (система противовесов и пружин) обладающих значительной инерцией. Вследствие этого импульсы давления газа не в состоянии вызвать значительной колебаний стрелки, и она занимает положение соответствующее среднему давлению по времени.

Определение вращающего момента осуществляется торсиометром либо косвенным методом, но замеренным при испытаниях расходам топлива и по графикам стендовых испытаний двигателя.

Определение расхода топлива – это отражено в лабораторной работе по ТЭСД или СЭУ давать материал нецелесообразно.

Измерение температур.

При выполнении теплотехнических испытаний обязательно замеряют температуру по цилиндрам и в выпускном коллекторе.

Для этого используют приборы установленные на двигатели; ртутные термометры, термоэлектрические пирометры.

Состав отработанных газов можно определить новыми приборами типа «Инфракар».

Обработка и анализ результатов контрольных испытаний

Заполнение протокола. По окончании теплотехнических испытаний все длинные по отдельным замерам заносят в сводный протокол, форма протокола приведения в Руководстве по теплотехническому контролю серийных теплоходов.

1.Способ. Определение мощности. Эффективную мощность главных двигателей при испытаниях находят по результатам измерений частоты вращения, расхода топлива, температуры газов, путём сравнения их со стендовыми значениями.

Допустим, что при испытании двигателя 64РН 25/34 получено n = 500 об/мин.

., , /

Подсчитываем об/мин проводим горизонтальные линии из контрольных точек до пересечения с кривыми n = 500. опуская из точек пересечения вертикальные линии, находим Ne = 285 л.с. Совпадение значений мощности, полученной по отношению и по t₂ свидетельствует о правильности определения.

II. Способ определения мощности по среднему индикаторному давлению, по формуле.

N_e = A _pe n, где

А – постоянная двигателя, зависящая от его основных размеров, тактности и числа цилиндров.

Строим график зависимости от среднего эффективного давления.

Допустим, что при испытании двигателя Г60 получено: n = 370 об/мин, G = 152 кг/ч.

Проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой опустим из точки пересечения вертикальную линию получим Ре = 7,86 кг/см², тогда при А = 0,305.

Ne = 0,305 · 7,86 · 370 = 887 л.с.

III способ. В руководстве по теплотехническому контролю серийных теплоходов приведены специальные для определения мощности двигателей.

В процессе эксплуатации дизеля удельный и часовой расходы топлива постепенно повышаются в следствие износа, поэтому при определении мощности такого двигателя по графикам стендовых характеристик значения G/n корректируются с учётом коэффициента .

Количество часов отработанных двигателем	Коэффициент
До 5 000	1,00
5 000 – 10 000	0,98
10 000 – 15 000	0,97
15 000 – 20 000	0,96
Более 20 000	0,95

Проверка качества регулировки главных двигателей.

Качество регулировки проверяют путём сравнения фактических показателей полученных при испытании, со стендовыми показателями. Подсчитывают средник значения параметров и определяют, соответствуют ли предельные отклонения установленным нормам.

Допустимые величины отклонений в % следующие:

Давление сжатие ±2,5.

Максимальное давление ±4.

Температура отработанных газов ±5.

Отклонение от значений установленных для данного ниже двигателя:

температура охлаждающей воды на выходе из двигателя ±10ºС.

температура масла на выходе из двигателя ±5ºС.

давление сжатия – от + 5 до -10%.

максимальное давление цикла ±5%.

Допустим, что при испытании двигателя 8НФД48 получено:

n = 350 об/мин, G = 111 кг/ч.

подсчитываем и на графике рис. Проводим вертикальную линию из точки n = 350 до пересечения с линией

Опуская из точки пересечения горизонтальную линию, получим N_e = 670 л.с.

Если точка пересечения лежит на пунктирной линии допускаемого режима или ниже её значит, двигатель работает без перегрузки по ре, если же она лежит выше линии допускаемого режима, значит, двигатель работает с перегрузкой и для её предотвращения необходимо снизить частоту вращения.

Теплоконтроль и регулировка дизеля силами экипажа