книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

§ 3. Влияние повышенного разрежения перед компрессором на показатели работы ЛВС

Повышенное разрежение перед компрессором обусловли­ вается наличием каких-либо дроссельных устройств в возду­ хозаборной системе. При неизменном коэффициенте сопротив­ ления 4 величина разрежения Др0 зависит от скорости течения газа и его удельного веса, а следовательно, от режима работы дизеля:

Аро=5 - г г '

Главное воздействие уменьшения давления перед компрес­ сором

на показатели работы дизеля сказывается через уменьшение коэффициента избытка воздуха а . Схема наддува и другие особенности дизеля могут наложить определенный отпечаток на характер и темп изменения мощности и экономичности.

В двигателе с НТК при постоянном числе оборотов вала число оборотов ротора турбокомпрессора неизменно. Увели­ чение Др 0 (уменьшение р о ) приводит к примерно пропор­ циональному изменению давления наддувочного воздуха рк и давления воздуха перед цилиндрами р ки< . Пропорциональ­

давление в цилиндре на момент впрыска топлива уменьшается и физико-химические процессы подготовки топлива к само­ воспламенению замедляются.

179

Таким образом, изменение индикаторного к. п. Д. и индикаторной мощности происходит под влиянием противо­ положно действующих факторов. Уменьшение коэффициента

избытка воздуха вызывает тем большее уменьшение тц

(см.рис. 5.3), чем меньше исходное значение а 0 . Причем, даже при одинаковых исходных значениях коэффициента избыт­

ка воздуха, характер изменения тц зависит от исходного

значения Л 0.Увеличение Л. вызывает рост индикаторного к. п. д. и индикаторной мощности (рис. 5.4). Темп роста

тц тем значительнее, чем меньше исходное значение д 0 .

ся обратный эффект. Поскольку при больших исходных значе­

коэффициента избытка воздуха, увеличение Л, приводит к

росту г\ .

Во всех случаях при увеличении разрежения перед ком­ прессором увеличивается температура газа и деталей ци­ линдрово-поршневой группы.В тех случаях,когда температура превышает предельно допустимую,цикловая подача топлива и мощность должны дополнительно уменьшаться (рис. 5.10).

В двигателе с СТК число оборотов турбокомпрессора

может не оставаться постоянным. При снижении давления

и при неизменной цикловой подаче топлива число оборотов свободного турбокомпрессора, как правило несколько умень­

шается, что при прочих равных условиях приводит к более

заметному снижению р к и р КЦ) нежели в двигателях с ПТК,

180

Pe c . 5.10. Влияние повышенного разрежения перед подклиненным ротативным компрессором

на показатели работы двухтактного дизеля

при рейке топливного насоса на упоре и

nA=const.

с механическим наддувом и без наддува. Как следствие, и потребное уменьшение мощности с целью сохранения t r в двигателях с СТК более существенное, чем для упомянутых выше случаев.

§ 4. Влияние барометрического давления на показатели двигателя

В отличие от раздельного изменения давлений перед компрессором (повышенное разрежение) и за турбиной (по­ вышенное противодавление) изменение барометрического дав­ ления р 0 одновременно воздействует на давление перед

рического давления приводит к снижению давления перед компрессором и противодавления за турбиной.

181

Для транспортных (тепловозных, автотракторных) и дру­ гих двигателей, используемых в условиях суши, значительное изменение атмосферного давления может быть связано с подъемом на высоту. Так, при подъеме на каждый километр давление уменьшается примерно на 0,1 кгс/см2 или на 76 мм рт. ст.(для первых четырех километров). При даль­ нейшем подъеме снижение давления замедляется.

В условиях моря причиной изменения барометрического давления являются погодные условия. При среднем давлении на уровне моря 760 мм рт. ст. (1,03 кгс/см2) колебания атмосферного давления происходят в пределах 700780 мм рт. ст. (0,95-1,06 кто/см2).

При изменении барометрического давления в указанных пределах и сохранении постоянной цикловой подачи топлива мощность двигателя меняется незначительно (рис. 5.II и 5.12).

Вдвигателе с СТК это обусловливается заметным ростом числа оборотов турбокомпрессора, в результате чего увели­ чивается 5ч=Рк/ро и происходит частичная компенсация по­ тери давления (pK=JCKpo) и удельного веса наддувочного воздуха.

Вдвигателе с НТК число оборотов турбокомпрессора не­ изменно и давление наддува уменьшается примерно пропор­ ционально барометрическому давлению. Однако из-за увеличе­

ния температуры газа перед турбиной мощность, развиваемая турбиной, снижается медленнее мощности, потребляемой ком­ прессором, что приводит к уменьшению механических потерь.

Одновременно с ростом температуры газа перед турбиной наблюдается и увеличение температуры поршня. Если не исход­ ном режиме эти величины достигли предельно допустимых зна­ чений, то прв снижении р 0 возникнет необходимость в уменьшении цикловой подачи топлжва. На рис. 5.12 пунктиром показано потребное снижение мощности двигателя с СТК в случае уменьшения барометрического давления при условии поддержания постоянной температури газа перед турбиной.

182

§ 5. Влияние повышенной температуры воздуха на показатели дизеля

Температура воздуха перед компрессором t'0 может существенно отличаться от температуры поступающего на­ ружного воздуха t 0 за счет подогрева его от горячих ме­ ханизмов и систем. Величина подогрева зависит от конст­ руктивных особенностей системы воздухоподачи в машинное отделение, от расположения воздухоподводящих трактов от­ носительно дизелей, режима работы двигателей и т. д. До­ полнительный подогрев воздуха составляет от 2-j-3°C до

IOfI5°C.

Практически температура наружного воздуха может изме­ няться от минусовых значений при плавании в северных широтах да +40°С и более для тропиков. Следовательно, в машинном отделении температура может превосходить +50°С.

В двигателе с ПТК увеличение температуры воздуха перед компрессором вызывает рост температуры наддувочного возду­

приводит к уменьшению ft.,,что в свою очередь объясняется

уменьшение згк оценивается с помощью формулы удельной работа сжатая, величина которой для центробежных компрес­ соров при nK=const остается практически постоянной:

RTo i)т[~вд • (5.19)

Формула дозволяет видеть, что увеличение Т 0' приво­ дят к уменьшению аск •

184

1 8 6

ухудшением качества сгорания и уменьшением эффективной мощности, но и ростом температуры поршня и газа перед турбиной. Поэтому в тех случаях, когда t r превышает

предельно-допустимое значение, установленное техническими условиями на поставку двигателя и оговоренное в эксплуа­ тационных инструкциях, приходится уменьшать цикловую по­ дачу топлива.

Уменьшение цикловой подачи топлива неодина­ ково воздействует на показатели работы дви­ гателей с различными схемами наддува. Глав­ ная причина этого раз­ личия - сохранение постоянным числа обо­ ротов подключенного турбокомпрессора и уменьшение числа обо­ ротов свободного тур­ бокомпрессора, соп­

ровождающееся дальнейшим уменьшением давления и удельного веса наддувочного воздуха. Это приводит, при прочих равных условиях, к более быстрому снижению мощности в двигателе с СТК.

Выше упоминалось, что увеличение to при постоянной цикловой подаче топлива вызывает в двигателе с воздухо­ охладителем более медленное уменьшение мощности, нежели в двигателе без промежуточного охлаждения воздуха. По тем же причинам в двигателе с воздухоохладителем медлен­ нее возрастает тепловая напряженность деталей цилиндрово­ поршневой группы и температура газа перед турбиной. Бели при росте t'0 должно выполняться условие tr=const,

то в двигателе без воздухоохладителя общее уменьшение эффективной мощности более заметно (рис. 5.15).

187