книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

возрастает настолько, что значительная часть топлива осе­ дает на стенках камеры сгорания, не успев испариться. Испарившаяся часть топлива воспламеняется и сгорает за

в. м. т. и выделившейся энергии недостаточно для разгона коленчатого вала. При малом угле опережения впрыск топ­

лива происходит вблизи в. м. т. при высоких давлении и

температуре, но процесс сгорания переносится на линию расширения и разгон двигателя происходит медленно. При

слишком большом и слишком малом углах опережения воспламе­

нение топлива в цилиндре дизеля может не произойти.

§ 5. Способы, облегчающие пуск холодного

дизеля

Основными способами, облегчающими пуск холодного дизеля, применяющимися на кораблях, являются:

-подогрев дизеля охлаждающей водой от работающего вспомогательного дизеля или от вспомогательного котла;

-подогрев масла в циркуляционной системе электро-

или паровыми грелками и прокачка подогретого масла через

дизель до т е м п е р а т у р ы на выходе из дизеля +30-40°С и на выходе из холодильника до +30°С. Нельзя все подогретое в циркуляционной цистерне масло прокачи­ вать через дизель помимо холодильника. Это может приве­

сти к образованию в холодильнике масляной пробки холод­

ного масла и к перегреву масла после пуска дизеля. Имеются и другие способы облегчения пуска дизеля:

подогрев воздуха на впуске, топлива в форсунке и т. д. Они не получили широкого распространения. Первый - вслед­

ствие малой эффективности, второй - из-за сложности и

низкой эксплуатационной надежности.

218

корабельных дизелей. Исследованию пуска двигателей внут­

реннего сгорания посвящено большое число работ. Из числа

отечественных работ по исследованию пусковых свойств су­ довых дизелей следует указать работы В.А.Ваншейдта,[2];

H. С.Хвощева [7], В. И. Небеснова [6] и др.

Выполненные работы позволили конструкторам дизелестрои­ тельных заводов улучшить пусковые свойства современных

дизелей, а именно:

-значительно уменьшить расход пускового воздуха путем пуска многоцилиндровых дизелей на части цилиндров

(двигатели 40Д, 6IB-3, М-503 и др.);

-разработать новые средства подогрева дизеля и

масла;

-определить оптимальные температуры подогрева дизе­

ля, воды и масла перед пуском;

-разработать средства автоматического пуска и за­ щиты от аварийного заброса числа оборотов и др.

Директивы развития народного хозяйства на I97I-I975 гг.,

принятые ХХ1У съездом КПСС и утвераденные Сессией Верхов­ ного Совета СССР, требуют дальнейшего значительного, в

I, 5-2,0 раза, увеличения ресурса дизелей, повышения их экономичности, надежности, повышения технической культуры эксплуатации, эффективности и экономичности использования. Дальнейшее улучшение пусковых свойств корабельных дизелей и улучшение их эксплуатации будет способствовать решению

поставленной задачи.

220

Вопросы для повторения

1.Назовите условия, необходимые для осуществления пуска дизелей. Стр.199-200.

2.Назовите способы пуска корабельных дизелей.

Стр. 200.

3.От чего зависит момент сопротивления проворачиванию

коленчатого вала при пуске дизеля? Стр. 212-213,рис. 6.7.

4.От чего зависит и как определяется расход воздуха

на один пуск дизеля? Стр. 200-204.

5.Каковы особенности пуска дизеля воздухом и элект­

ростартером? Стр.200-207.

6.Каковы особенности протекания рабочих процессов

(наполнения, сжатия, смесеобразования, воспламенения и сгорания) при пуске дизеля? Стр.208-211.

7.Назовите факторы, определяющие пусковые свойства

дизеля. Стр. 2II-2I7.

8.Как влияют температуры воды,масла и дизеля, а

также окружающего воздуха на пусковые свойства дизеля?

Стр. 212-213.

9.Как влияют размеры цилиндра, форма камеры сгорания

истепень сжатия на пусковые свойства дизеля? Стр.213-216.

10.Как влияет количество и качество впрыскиваемого

топлива на пусковые свойства дизеля? Стр.216-217.

Как влияет угол опережения впрыска топлива? Стр.

217-218.

11.Перечислите способы облегчения цуска корабельного

дизеля при низких температурах. Стр. 218.

12.Перечислите особенности экстренного приготовления

иприготовления дизеля к пуску после ремонта.Стр. 219-220.

221

Ли т е р а т у р а

1.Александров К.С. К вопросу автоматического пуска главных судовых дизелей. Труды ЦНИДИ, вып. 60, Л., 1970.

2.Ваншейдт В.А. Конструирование и расчеты прочности

судовых дизелей. Л., "Судостроение", 1969.

3.ГОСТ 10448-63.

4.Дизели. Описание двигателей: 64HI5/I8; I24HI8/20;

12ДН23/30; 8ЧН30/38; типа 61; 424HI6/I7.

5.Моргулис П.С., Хуциев А.И. Улучшение пусковых

свойств четырехтактных двигателей. НИИИНФОРМТЯЖМАШ. Дви­ гатели внутреннего сгорания. Вып. 3, М., 1966.

6.Небеснов В.И. К теории пуска главных судовых дизе­

лей. Научные труды института инженеров Морского Флота.

Одесса, 1949.

7.Хвощев Н.С. Исследование пусковых свойств быстро­ ходных дизелей. ОНТН, 1938.

8.Чернышев А.Н. Исследование факторов, влияющих на процесс пуска быстроходного четырехтактного корабельного

двигвтеля с наддувом. Кандидатская диссертация.

ВВМИОЛУ им. Дзержинского, 1954.

9.Чернышев А.Н. Расчет процесса наполнения при пуске четырехтактного дизеля с наддувом. Труды Лен.ВВМИУ,

вып. 33, 1969.

222

Г л а в а УП

РЕЖИМЫ ПРОГРЕВА И ОСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ

§ I. Назначение и особенности режима прогрева

Период от пуска двигателя до стабилизации его тепло­ вого состояния при заданных нагрузке и числе оборотов на­ зывается периодом прогрева. Прогрев предназначен для того чтобы после пуска двигателя избежать появление трещин в деталях цилиндрово-поршневой группы из-за резкого на­ грева и их задир вследствие больших деформаций и недо­ статочной смазки. Если сразу же после пуска холодного

двигателя резко увеличить нагрузку,то детали цилиндрово­ поршневой группы начнут интенсивно нагреваться. Резкий поверхностный нагрев приведет к появлению больших перепа­ дов температур в деталях и высоких температурных напряже­

ний. Чтобы избежать это, двигатель после пуска прогревают Прогрев двигателя ведется ступенями, с постепенным уве­

личением нагрузки до заданного ее значения. Если конеч­ ные значения нагрузки и числа оборотов соответствуют

номинальным значениям,то это значит,что двигатель прогрет

до полной мощности. Окончание прогрева характеризуется стабилизацией температуры смазочного масла и охлаждаю­ щей воды.

Прогрев двигателя является неустановившимся режимом, при котором изменяются температурные напряжения в деталях цилиндрово-поршневой группы, зазоры между поршнем и втул­ кой, температура смазочного масла и охлаждающей воды.

Рассмотрим характер изменения перечисленных показа­ телей при прогреве двигателя.

223

§ 2. Изменение температуры деталей и температурных

напряжений

Опыты, проведенные на различных двигателях, позволили

установить общие закономерности изменения температур

крышки, втулки и поршня в зависимости от времени прогре­

ва и конечной нагрузки, на которую выводится двигатель

наиболее интенсивно температура деталей нарастает в

течение первых 40-60 с, нагрев деталей происходит почти синхронно. В дальнейшем скорость нарастания температуры

A t V

уменьшается, а через 5-6 мин температура деталей

M r

становится близкой к установившейся.

Скорость нарастания температуры изменяется в зависи­

мости от избранного режима прогрева. 4ем больше нагрузка,

на которую выводится двигатель сразу после пуска, тем интенсивнее происходит нагрев, тем быстрее устанавливает­ ся температура, близкая к конечной, но тем выше и ско­

рость нарастания температуры.

Конечный установившийся уровень температур деталей

224

Рис. 7.2. Перепад температур по толщине

днища крышки цилиндра в районе перемычки между выпускным клапаном и форсункой через 10 с после пуска при выводе дизеля 11Д на

режим 67% мощности сразу же после пуска [3]

Рис. 7.3. Перепад температур в днище крышки цилиндра в радиальном направлении через 10 с после пуска при выводе дизеля И Д на режим

67% мощности сразу же после пуска [3J

226

Если, в нарушение инструкции, холодный двигатель

резко вывести на болыцую нагрузку, то суммарные напряже­ ния от давления газов, затяжки крышечных шпилек и изме­

нения температуры могут превысить допустимые пределы и

в материале крышки появятся трещины.

Уровень максимальных температур, скорость нарастания

температур и температурные напряжения в поршне меньше,

ляются реже, чем в крышках.

Наиболее нагретой частью втулки цилиндра, где также

имеет место и наибольший перепад температур, является

ее верхняя неохлаждаемая часть в районе опорного фланца (рис. 7.5). При прогреве скорость нарастания температур

и температурные напряжения в материале втулки меньше, чем в крышке цилиндра и поршне.

227