1.3. Массогабаритные показатели

К массогабаритным показателям судового дизеля относятся как абсолютные, так и относительные показатели.

Абсолютные показатели

Масса «сухого» дизеля, G, кг, т.е. без воды, масла и топлива, но с учетом массы механизмов, обеспечивающих его работу.

Габариты дизеля определяются тремя основными размерами: длиной L, м, по фундаментной раме, шириной В, м, по фундамен­тной раме, или общей шириной на уровне коллекторов, высотой И, м, от оси КВ до наиболее высокой точки цилиндровой крышки.

Относительные показатели

Удельная масса, т.е. масса дизеля, отнесенная к эффективной его мощности, кг/кВт, она служит показателем металлоемкости дизеля.

m= .

Для оценки конструктивного исполнения дизеля используют литровую массу.

m= .

где V — суммарный объем всех цилиндров, л.

Оценку степени использования габаритов дизеля в условиях МО производят по мощности установки, отнесенной к длине дизеля Ne/L = N_L, кВт/м, площади N_F= , кВт/м², или объему N_V= , кВт/м².

Масса СЭУ оказывает прямое влияние на основные показате­ли судна (скорость, дальность плавания, полезное водоизмеще­ние), а также характеризует в определенной мере эксплуатацион­ные свойства СЭУ и степень ее технического совершенства.

К абсолютным массовым показателям СЭУ относятся — «сухая» масса установки, т.е. масса всех ее элементов без воды, масла и топлива, т; G_y — масса в рабочем состоянии, т.е. масса установки, приготовленной к действию (с водой, топливом, мас­лом в элементах и трубопроводах), т; G_a — масса запасов топлива, масла и технической воды для СЭУ, т; G_y.3— полная масса уста­новки с запасами, т; G_y.3 = Gy + G₃.

Под массой СЭУ понимают сухую массу установки, определя­емую в соответствии со стандартной методикой. Массы рабочих сред в элементах СЭУ, а также инструмента, расходных материа­лов и пр., как правило, отдельно не выделяют, а учитывают в со­ставе аналогичных элементов нагрузки по судну в целом. Массу запасов рабочих сред учитывают отдельно от массы СЭУ, по­скольку эти запасы определяются не только типом и мощностью ЭУ, но и дальностью, и автономностью плавания.

Зависимости сухой и удельной (отнесенной к ) массы ДУ с МОД от его мощности приведены на рис. 6.3, а рас­пределение массы МОД между ГД и вспомогательными механиз­мами — на рис. 6.4.

Ориентированные значения удельной массы современных ти­пов СЭУ приведены ниже:

СЭУ т_е, кг/кВт

Дизельная с МОД и прямой передачей 80—110

Дизель — редукторная с СОД и одноступенчатой зубчатой передачей 60—70

Дизель — редукторная СПК 5—7

Дизель — электрическая ледоколов и судов ледового плавания 90—100

Рис. 6.3. Зависимости сухой и удельной массы МОД от

его мощности:

1 — сухая масса; 2 — удельная масса,

Рис. 6.4. Распределение массы МОД:

1 — ГД; 2 — вспомогательные механизмы!

Удельную массу, кг/кВт, основных элементов СЭУ можно принимать следующей:

Дизели:

ƞгэу - 3600N_R/)=ƞ_впƞ=ƞ_впƞ_рƞ_к 5

1.3. Массогабаритные показатели 5

2. Технико-экономическое обоснование проекта 10

ЦР_Н= С_Н, 17

ОР_Н= З_НЗ_Б ·ОР_Б, 17

З_м-g_M·В·Ц_M , 18

Э_ср = Цб ·K_П -Цн + , 19

2.3. Технико-экономическая оценка СДУ 19

Э_с =э_т,м +э_эк +э_АМ +э_Р+э_н +э_кос. 20

Массу установки G_3y, т, на ранних стадиях проектирования можно найти по удельной массе q_эу или доле водоизмещения по­добных однотипных установок к, (табл. 6.3).

G_эу = q_эу ·N · 10^-3,

или G_эy = к₁·D ,

где D —- водоизмещение, т.

Таблица 6.3

Значения коэффициентов

Типы судов	qэу кг/кВт	kv%
Танкеры и сухогрузы	110-200	4-9
Речные грузовые	48-160	1,4-7
Пассажирские морские	160-230	10-25
Пассажирские речные	75-160	5-18
Ледоколы и буксиры	41-160	15-30
На подводных крыльях	—	15-17

Окончательно массу СЭУ определяют в процессе проектиро­вания по результатам суммирования масс всех элементов СЭУ при составлении сводной таблицы нагрузки.

Основными габаритными показателями СЭУ являются площадь F_{MO , M}² и объем V_МО м³, помещений для механизмов и оборудова­ния и протяженность этих помещений по длине судна L_MO, м. Помещение СЭУ расположены в надстройках и рубках. Как пра­вило, при расчете объемно-габаритных показателей СЭУ учиты­вают в первую очередь площадь помещений.

Объем помещений для СЭУ определяется типом установки и ее мощностью, а также типом главной передачи. Для морских транспортных судов удельный объем помещений СЭУ обычно со­ставляет 0,35-0,7 м³/кВт, для неводоизмещающих он, как мини­мум, на один порядок меньше.

При определении полного объема помещений, занимаемых СЭУ, необходимо дополнительно учитывать объемы туннелей ва- лопроводов и цистерн запасов топлива, масла и воды, не входя­щие в объем помещений СЭУ.

Относительными габаритными показателями СЭУ могут служить:

• относительная длина МО

l_y=L_MO/L_LL;

— энергонасыщенность помещений СЭУ по длине n_L, кВт/м, площади пола n_F кВт/м², и объему ,n_v кВт/м³,

n_L = ( +N_cэс)/L_MO; n_F = ( +N_cэс)/F_MO;

n_V = ( +N_cэс)/V_MO,

Рис. 6.5. Относительная длина МО:

1 — ДУ с одним ДВС, кормовое расположение (КР); 2 — ДРУ с двумя ДВС (КР); 3 — ДУ с одним ДВС, среднее расположение (СР)

где Li_LL — длина судна между перпендикулярами, м.

Определение габаритов СЭУ — процесс весьма трудоемкий и длительный. На начальном этапе проектирования пользуются приближенными зависимостями, позволяющими определять га­баритные характеристики с различной степенью точности исход­ной информации. В этой связи одним из важных показателей яв­ляется относительная длина МО / = L_MO/L_LL, поскольку длину и высоту судна на участке МО использовать для других целей не удается. Если выбран тип СЭУ, но отсутствуют характеристики ГД, суммарная длина МО определяется как L_MO = l_y ·L_LL . Значе­ния l_y находят по графикам на рис. 6.5. Линии 1 и 2 относятся к ДУ с редуктором и без него. Для ДРУ с двумя ДВС при среднем расположении МО l_y является весьма стабильной и составляет 0,13—0,15 при длине судна 75—150 м. Значительные колебания l_y при малой длине и кормовом расположении МО объясняются бо­лее сильным влиянием конструкции ГД на длину МО по сравне­нию с другими типами расположения, поскольку установку необ­ходимо разместить в ограниченном объеме. Для современных су­хогрузов относительная длина МО 14,2-16,8 (ДУ с МОД); 20—30 (пассажирские суда); 13,6-15,8 (танкеры); 35-60 (ледоколы, бук­сиры); 24—28 (суда ледового плавания).

После уточнения мощности СЭУ и выбора ГД уточняют длину МО;

Lмо = L_MO,

где L_MO — расстояние между носовой и кормовой переборками МО на уровне настила двойного дна без учета топливных диптан- ков и рецесов упорного подшипника гребного вала; Г,_гд — длина ГД (собственно ДВС); а — коэффициент (табл. 6.4).

Как видно, α изменяется в широких пределах, что объясняет­ся особенностями компоновки оборудования СЭУ и его располо­жения. Табл. 6.4 составлена для установок, мощность которых бо­лее 2,2—3,0 МВт. При меньших значениях мощности α в боль­шинстве случаев оказывается выше на 30—50%.