1 Экономия дизельного топлива при эксплуатации дизель- генераторов

Двигатели дизель- генераторов имеют широкий диапазон мощностей (от 50 до 5000 кВт), номинальных частот вращения коленчатого вала (от 300 до 3000 мин^-1), степеней сжатия (от 14 до 20), числа цилиндров (от 2 до 12), размеров: (ход поршня S и диаметр поршня Д) и других характеристик.

Экономия расхода топлива дизель- генераторами возможна за счет:

- конструктивных факторов (степень сжатия (), устройства для наддува, регенеративный подогрев воздуха и топлива и др.);

- режимных факторов (номинальная нагрузка, оптимальный тепловой режим);

- эксплуатационных факторов (качественное топливо и смазка, минимальная продолжительность работы на холостом ходу, оптимальные регулировки топливной аппаратуры, состояние основных деталей цилиндро- поршневой группы, идеальное состояние вспомогательных устройств, минимальное сопротивление впускного и выпускного трактов и др.).

В процессе эксплуатации дизель- генераторов все указанные факторы действуют комплексно, поэтому практически определить экономический эффект какого-либо одного из них весьма сложно. Ограничимся изучением влияния каждого фактора на экономические показатели дизель- генератора в чисто теоретическом плане (качественная сторона) и определим расчетом влияние основного конструктивного параметра - степени сжатия () на удельный расход топлива, на примере дизелей малой и средней мощности (Д-120, Д-144, Д-240, Д-181, Д-160, 8ДВТ-400, 12ДВТ-600, Д 19/30). Все эти дизели, кроме Д 19/30 широко используются в качестве силовых установок тракторов. Дизели типа Д 19/30 в основном предназначены для дизель- генераторов, но использовались в качестве силовых установок на судах, а также в качестве стационарных силовых установок в лесообрабатывающей промышленности.

Для сравнения приведены два газовых двигателя, используемые для привода электрогенераторов (6Г4 12/14, ДГ-48).

Исходные данные и основные характеристики дизелей для расчета приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Исходные данные для расчета экономии дизельного топлива при эксплуатации дизель- генераторов

Расчет эффективности повышения степени сжатия для дизелей необходимо провести при условии их работы в номинальном режиме при степени повышения давления =1,8 и степени предварительного расширения =1,46. При этом полагать, что рабочее тело обладает свойствами воздуха (условно), т.е.  = 1,41.

Термический К.П.Д определяется по формулам

- для цикла современного дизеля:

(1.1)

=0,655%

=0,664%

=0,671%

=0,679%

Повышение эффективного К.П.Д (_е) пропорционально снижает удельный расход топлива. Эффективный К.П.Д (_е) учитывает как тепловые потери в двигателе, так и механические. Последние имеют место в узлах трения двигателя, а также за счет потери мощности, расходуемой на привод вспомогательных механизмов и агрегатов. На основании того, что механические потери индикаторной мощности двигателя составляют 10-30%, механический КПД двигателя находится в пределах _м = 0,7-0,9.

Эффективный К.П.Д. двигателя (_е) рассчитывается из выражения

, (1.3)