книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

8 . Докажите достоверность косвенных показателей механической напряженности деталей кривошипно-шатунного механизма? Стр. 59-65.

9.Как влияет изменение максимального давления сгорания на механическую напряженность двигателя?

Стр. 65-66.

10.К каким последствиям может привести увеличение

числа оборотов двигателя сверх максимальных? Стр. 64.

11.Дайте характеристику влияния резонансных зон

крутильных колебаний на механическую напряженность

двигателя? Стр. 64-65.

12.Какими показателями характеризуется тепловое состояние деталей двигателя? Стр.67.

13.Перечислите характерные зоны деталей, температуры которых определяют надежность и долговечность двигателя,

назовите предельные температуры этих зон. Стр. 67-70.

14.В чем особенность процесса теплопередачи в цилинд­ ре дизеля? Стр. 71-72.

15.Какие допущения принимаются для упрощения мате­

матического описания процесса теплопередачи в цилиндре

дизеля? Стр. 72.

16.Покажите особенности теплопередачи от газа к стенке, через стенку и от стенке к охлаждающей воде.

Стр. 73-74.

17.Выведете формулу для определения температуры

на поверхности стенки со стороны газа и перепада тем­ ператур между стенками. Стр. 75-76.

18.Дайте определение и объясните физический смысл средней заменяющей температуры газа. Стр. 76-78.

19.Что понимается под удельным тепловым потоком

ипочему удельный тепловой поток может характеризовать

тепловую напряженность двигателя? Стр. 79.

20.Приведите формулу Костина для удельного теплового

потока и покажите какая существует связь между удельным

тепловым потоком и температурой деталей цилиндрово­ поршневой группы. Стр. 79-80.

91

21.Какое влияние оказывают на тепловую напряженность двигателя отложения накипи и нагара на его нагретых дета­

лях? Стр. 81.

22.К каким последствиям приведет отложение лака на нагретых поверхностях поршня, в канавках поршневых колец

ив масляных каналах? Стр. 83.

23.К каким последствиям приводит тепловая перегруз­

ка дизеля? Стр.85.

24.Какие косвенные показатели характеризуют тепло­ вую напряженность дизеля? Стр.87.

25.Почему тепловая напряженность дизеля может оцениваться по температуре выпускных газов? 3 каких случаях температура газа не отражает теплового состоя­

ния деталей? Стр. 87-89.

Ли ' т е р а т у р а

1.Гаврилов В.С., Камкин С.В., Шмелев В.П. Техниче­ ская эксплуатация судовых дизельных установок. Изд.

"Транспорт", 1967.

2.Давыдов В.Г., Овсянников М.К. Температурные

напряжения в деталях судовых дизелей. Изд. "Судостроение",

1969.

3.Дьяченко Н.Х. и др. Теплообмен в двигателях

итеплонапряженность их деталей. Изд. "Машиностроение", 1969.

4.Возницкий И.В.Техническая эксплуатация двигателей

промысловых судов. Изд. "Пищевая промышленность", 1969.

92

ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРАБЕЛЬНЫХ ДВС

§ I. Область допустимых длительных нагрузок корабельных

ДВС

Корабельные двигатели внутреннего сгорания, работаю­

щие на винт фиксированного шага, используется в широком диапазоне нагрузок и чисел оборотов по винтовой характе­ ристике. Винтовая характеристика не остается постоянной,

а в зависимости от состояния корпуса корабля, его водоиз­ мещения и условий плавания изменяется и может быть "тя­

желой" или "легкой". Двигатели, работающие на винт регу­ лируемого шага, эксплуатируются по нагрузочным характе­ ристикам в широком диапазоне изменения крутящих моментов. Одной из особенностей эксплуатации корабельных ДВС являет­

ся возможность частых и значительных перегрузок, следст­ вием которых могут быть повышенные тепловые и механиче­ ские напряжения, повышенный износ деталей, поломки и даже преждевременный выход двигателя из строя.

При широком диапазоне нагрузок и чисел оборотов на некоторых режимах не обеспечивается надлежащее смесеоб­ разование и качество рабочего процесса, например, на малых оборотах и нагрузках. Длительная работа на этих режимах может привести к повышенному нзгарообразованию, нарушению процесса смазки и, в конечном итоге, к преждевременному

выходу двигателя из строя. Надежная работа корабельного

двигателя будет полностью обеспечена только в том случае, если тепловые и механические напряжения деталей не будут

превышать предельных значений и качество рабочего про­

цесса будет достаточно хорошим.

Чтобы во время эксплуатации двигателя избежать пере­ грузок и исключить длительную работу на режимах, где

93

напряженности от сил инерции деталей кривошипно-шатунного

механизма;

4 - ограничительная линия минимальных эксплуатацион­ ных чисел оборотов. Основанием для назначения нижнего предела числа оборотов является устойчивость режима -ра­ боты и качество рабочего процесса;

5 - внешняя характеристика двигателя по максималь­ ному полезному ходу плунжера;

6 - винтовая характеристика.

Линии I, 2, 3, 4 образуют поле или область, внутри

которой допустима длительная работа двигателя в пределах

ресурса, установленного заводом-изготовителем. При выхо­

де за поле допустимых режимов двигатель будет перегружен

или протекание рабочего процесса будет неудовлетвори­

95

мощности должно осуществляться по специально построенным для этой цели ограничительным характеристикам.

Таким образом, для технически грамотной и безаварий­

ной эксплуатации двигателей внутреннего сгорания инженер-

механик должен иметь целый ряд ограничительных характе­

ристик, которые предусматривали бы всевозможные варианты

использования двигателей. Такие ограничительные характе­ ристики даются в инструкциях по эксплуатации двигателей.

Наиболее полно ограничительные характеристики представле­ ны для двигателей типа 6ЧН30/38, условия работы которых наиболее многообразны.

Не менее важным фактором, обеспечивающим нормальную

эксплуатацию двигателя, кроме наличия ограничительной

характеристики является возможность в кавдый отдельный

момент времени контролировать нагрузку двигателя, его механическую напряженность и тепловое состояние деталей.

Наиболее надежный способ контроля непосредственное измере­

ние механических напряжений и температур деталей в наибо­

лее характерных точках. Лишь при наличии такого контроля

можно с уверенностью гарантировать надежную работу сов­ ременного форсированного турбопоршневого двигателя.

В связи с трудностями измерения в корабельных усло­

виях нагрузки двигателя, показателей механической напря­

женности и теплового состояния деталей в практике экс­

плуатации для ограничения и контроля нагрузки двигателя

используются косвенные показатели, контроль которых доступен и которые в той или иной степени отражают действительную нагрузку двигателя, его механическую напряженность, тепловое состояние деталей, а также каче­

ство рабочего процесса. Эти показатели получили назва­

ние заградительных.

В качестве заградительных показателей используются:

-цикловая подача топлива;

-эффективный крутящий момент;

-среднее эффективное давление;

97

для двигателей без наддува и с наддувом. Во всех случаях

считаем, что обороты двигателя снижаются, начиная от

точки номинального или максимального режима.

Двигатель без наддува

Механическая напряженность двигателя без наддува, работающего по внешней характеристике со снижением обо­ ротов, будет несколько возрастать. Это объясняется увели­

чением p z вследствие роста периода задержки самовос­

пламенения — <tL , а в ряде случаев и роста цикловой подачи

топлива. Некоторое увеличение периода задержки самовос­

пламенения при снижении оборотов по внешней характеристи­ ке объясняется уменьшением вихревых явлений, давления рс

и температуры заряда воздуха t c в конце сжатия. Для

двухтактного дизеля указанное выше увеличение механиче­

ской напряженности дополняется уменьшением сил инерции поступательно движущихся масс, что в свою очередь приводит к еще большему росту механической напряженности.

Изменение цикловой подачи топлива в зависимости от числа оборотов при закрепленной рейке топливного насоса определяется типом и конструктивными особенностями на­ соса. При уменьшении оборотов цикловая подача топлива может увеличиваться или уменьшаться. На рис. 4.4 дана зависимость коэффициента подачи топливного насоса от чис­ ла оборотов при закрепленной рейке. У ряда насосов золот­ никового типа на начальном участке коэффициент подачи с уменьшением числа оборотов возрастает (кривая I), а за­ тем убывает. На начальном участке более подно проявляется

эффект увеличения наполнения надплунжерного пространства

насоса, на втором участке превалирующими является эф­

фект дросселирования топлива во время нагнетательного хода плунжера и увеличение потерь топлива через зазоры.

Если же эффект увеличения наполнения слабее эффекта

99