книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

Рис.4.27. Изменение крутящего момента и оборотов

двигателя при экстренном и плавном разгоне

тящего момента двигателя при экстренном и плавном разгоне.

При плавном разгоне крутящий момент не превышает предель­

но допустимого.

Таким образом,если условия плавания или боевая обста­ новка не требуют резкого разгона корабля,увеличение числа

оборотов двигателя следует производить плавно.

10. Реверсирование двигателя или реверсирование гребных винтов

В корабельных дизельных энергетических установках получение заднего хода может быть осуществлено тремя способами:

-реверсированием двигателя (изменением направле­ ния вращения коленчатого вала);

-изменением направления вращения гребного вала с

помощью реверсивной муфты (направление вращения двигателя

остается неизменным);

-применением гребных винтов регулируемого шага

(сторона вращения двигателя остается неизменной, уста­

навливается отрицательный шаг гребных винтов).

148

ничительная; 6 - внешняя; 7 - регуляторная; 8 - мощности механических потерь гребного вала и двигателя в турбинном

режиме гребного винта.

Перед реверсированием рукоятка управления оборотами

гребного винта (точка Д). Последняя характеристика будет

тем круче, чем больше скорость переднего хода корабля. Крутизна характеристики определяет также нагрузку двигате­ ля. При большой скорости переднего хода момент сопротивле­ ния может оказаться больше крутящего момента двигателя.

В этом случае двигатель "заглохнет". По мере снижения пе­

ристика заднего хода) и затем в точку Ж , точку, устано­

вившегося режима заднего хода.

Разобранный пример наглядно показывает изменение

нагрузки двигателя во время реверсирования и устанавлива­

ет тот факт, что нагрузку двигателя можно значительно

снизить, если реверсирование производится при погашенной скорости корабля. Во время эксплуатации двигателей эк­

стренное реверсирование следует производить только в

150

тяжелая винтовая харак­

теристика, определяющая нагрузку двигателя на восходящей

теристика двигателя.

Б несколько упрощенном виде схему нагрузки двигателя

гтои волнении можно представить в следующем виде. Когда

корабль входит в волну, сопротивление движению увеличи­

вается, упор и момент гребного винта возрастают, харак­

теристика становится тяжелой. При сходе корабля с волны сопротивление корпуса корабля уменьшается, винтовая харак­

теристика становится легкой. При переходе с легкой на

152

Рис. 4.30. Изменение нагрузки двигателя при плавании в штормовых

условиях

тяжелую винтовую характеристику нагрузка двигателя изме­ няется вначале по регуляторной характеристике, а при вы­ ходе на внешнюю характеристику - по внешней. Для точки номинального режима I это будет линия I'-I-I*. Для точки частичной нагрузки (точка А), это будет линия 2'-к-2и. Для частичной сниженной нагрузки (точка 3) это будет ли­

ния З'-З-З^. Из графика следует, что в штормовых условиях

только на сниженной нагрузке и при уменьшенном числе оборотов двигателя его нагрузка не будет выходить за

ограничительную характеристику. Необходимо учитывать,

Т

следовательно, с увеличенной тепловой напряженностью.

Наличие всережимного регулятора оборотов уменьшает

диапазон колебаний числа оборотов двигателя, однако при

этом возрастает диапазон колебаний нагрузки, так как ре­

гулятор, стремясь поддержать установленное число оборотов,

увеличивает или уменьшает подачу топлива. Это, в свою очередь, ведет к увеличению как тепловой, так и механи­

ческой нагруженности. В отдельных конструкциях зарубежных двигателей используются устройства для выключения всере­

жимного регулятора в штормовых условиях плавания. Рабо­

та двигателя в этом случае осуществляется по частичной характеристике А*-А-А'. Диапазон колебаний оборотов возрастает, а диапазон колебаний нагрузок снижается. Ра­ бота двигателя не выходит за ограничительную характери­ стику. Для предотвращения возможного разноса;например.при оголении винта,двигатель снабжается предельным регуля­ тором, ограничивающим подачу топлива в том случае, когда

число оборотов достигает предельных значений.

Из рассмотренного примера видно, что для исключения

длительной перегрузки двигателя его полные обороты должны

быть снижены, причем снижение оборотов должно быть тем больше, чем больше балльность моря и выше сила ветра.

154

(ТД), \7 - вектор скорости корабля, jb - угол между

диаметральной плоскостью и вектором скорости.В-третьих,

во время циркуляции корабля попутный поток перераспреде­ ляется, он смещается в сторону винта, расположенного внутри циркуляции. Винт, расположенный ближе к внешней стороне циркуляции, работает как бы в свободной воде, а винт, расположенный ближе к внутренней стороне цирку­

ляции, - в потоке воды, увлекаемой корпусом корабля в

направлении движения корабля. Скорость встречного потока

данного винта меньше скорости корабля, относительная

поступь его меньше относительной поступи внешнего винта.

Упор и момент этого гребного винта будут больше. На

рис. 4.ВТ показана также область попутного потока во

[56

перекладки пера руля и скоростью корабля. Из схемы видно,

что полное число оборотов двигателя во время циркуляции

необходимо уменьшать. Причем уменьшение оборотов двига­

теля, расположенного с внутренней стороны циркуляции,

'должно быть большим.

13.Изменение нагрузки двигателя в процессе

эксплуатации

Со временем в процессе эксплуатации двигателей и ко­

рабля изменяется как располагаемая мощность двигателя,

так и потребная мощность для обеспечения заданной, проект­ ной скорости хода. Располагаемая мощность двигателя изме­

няется, как правило, в сторону уменьшения, потребная мощ­

ность двигателя - в сторону увеличения.

Уменьшение располагаемой мощности двигателя вызывает

следующие причины:

а) увеличение рабочих зазоров из-за износа двига­ теля, что приводит к уменьшению механического к. п. д., циклового заряда воздуха и вызывает снижение индикатор­ ного к. п. д.;

б) изменение параметров регулирования: угла опере­

жения подачи топлива, фаз газораспределения и т. д., что

также вызывает снижение индикаторного к. п. д.; в) изменение параметров топливного насоса вследствие

износа двигателя: давления впрыска, давления подъема

иглы форсунки, запаса хода плунжера, проходного сечения распиливающих отверстий, а также засорение распылителей,

приводящее к нарушению качества распиливания топлива и

смесеобразования и вызывающее уменьшение индикаторного к. п. д.;

г) снижение производительности агрегатов наддува

и продувки, что приводит к уменьшению коэффициента избыт­ ка воздуха и индикаторного к. п. д.;

157