книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

где & т - цикловая подача топлива; эффективный к. п. д. дизеля;

А - коэффициент, объединяющий постоянные числа. Вид характеристик крутящего момента двигателя,

таким образом, в основном определяется характеристиками

топливного насоса и изменением эффективного к. п. д. дизеля;

б) причины, связанные с качеством рабочего про­ цесса^ определяющие характер изменения индикаторного к. п. д. дизеля в области малых чисел оборотов и нагру­

зок. При снижении числа оборотов ухудшается процесс рас­ пиливания топлива и смесеобразования в камере сгорания,

возрастают потери тепла в охлаждающую воду. Все это способствует уменьшению индикаторного к. п. д. и увеличению крутизны характеристик крутящего момента

дизеля; в) динамические причины, связанные с увеличением

степени неравномерности вращения коленчатого вала дч-

4С

подача топлива будет осуществляться при числе оборотов 255 об/мин, где характеристика топливного насоса круче

и, следовательно, круче характеристики крутящего мо­

мента дизеля. С увеличением степени неравномерности

вращения коленчатого вала подача топлива будет осущест­

вляться при меньшей угловой скорости, т. е. увеличение степени неравномерности вращения коленчатого вала равно­ ценно по своему влиянию на устойчивость работы дизеля снижению числа оборотов.

Устойчивость работы дизеля зависит также от многих эксплуатационных и конструктивных факторов. Устойчивость работы ух/дшается:

- при увеличении износа топливной аппаратуры (возрастают утечки топлива через зазоры, снижается качество распиливания на малых оборотах и нагрузках, увеличивается крутизна характеристик;

- при нарушении регулировки топливного насоса и увеличении степени неравномерности подачи топлива по цилиндрам дизеля;

-при снятии маховых масс на линии валопровода.

Устойчивость работы дизеля может быть улучшена:

-при выключении части цилиндров многоцилиндрового звездообразного дизеля, когда цикловая подача топлива в действующих цилиндрах возрастает в несколько раз и работа двигателя переходит на менее крутую характеристику

крутящего момента (данный способ конструктивно выполнен

на дизелях типа М-503);

-при использовании специальных устройств, коррек­

тирующих подачу топлива на малых нагрузках и изменяющих

вих характеристик топливного насоса.

42

§ 8. Шумность и уровень вибраций корабельных ДВС

Корабельные дизели являются мощными источниками

звуковых колебаний и вибраций. Высокая шумность дизелей ухудшает скрытность и условия обитаемости корабля, быст­

ро утомляет личный состав и часто делает невозможным пребывание людей в отсеке, где работают дизели. В резуль­ тате воздействия шума не только ослабляется внимание и снижается работоспособность личного состава, но и возни­

кают болевые ощущения. Исследования показывают, что в результате воздействия шума в организме человека могут

возникнуть нарушения работы нервной системы и повреж­

даться органы слуха.

Вибрация дизеля снижает надежность работы механизмов

и приборов, нарушает работу систем и отдельных узлов дизеля, вызывает дополнительную шумность.

Человеческое ухо воспринимает акустические колебания

в воздухе в интервале частот от 20 до 20 000 Гц. Волны

меньших частот — инфразвук и больших — ультразвук чело­

веческое ухо не воспринимает. Волны, лежащие в звуковом интервале частот, воспринимаются ухом как звук, если сила звука превышает минимальное значение, называемое порогом слышимости. Звуковые волны большой силы вызы­ вают болевые ощущения. Сила звука, где ощущение звука

воспринимается в виде болевых явлений, образует болевой

порог. На рис. 2.12 представлена область частот и сил звука, воспринимаемых ухом.

Силой или интенсивностью звука называется количество

энергии, переносимое звуковой волной в единицу времени через единицу площади перпендикулярно к направлению

распространения волны. Каждой интенсивности звука

соответствует ощущение громкости звука, воспринимаемое ухом. Громкость звука возрастает значительно медленнее,

чем увеличение силы звука. Прирост ощущений силы звука

43

порогом слышимости. Болевые ощущения вызывает сила звука

вследующей последовательности:

-система впуска и выпуска;

-процесс сгорания;

-соударения в сочлененных деталях движения;

-тотхливоподаппяя аппаратура;

44

-клапанный механизм системы газораспределения;

-шестеренчатые и другие передачи.

Взависимости от условий возникновения звуковых коле­

баний, различают первичный и вторичный шум. Вторичный

шум появляется в результате передачи звуковых колебаний

ивибраций от двигателя через фундамент и переборки к другим конструктивным элементам двигателя и корпуса корабля. Такой шум, который распространяется по конст­

руктивным элементам корпуса корабля, называется струк­ турным шумом.

Шум на впуске двигателя с наддувом зависит от соста­

ва агрегатов наддува и их конструкции. Основными источ­

никами шумообразования в роторно-лопастных компрессорах являются пульсации воздуха и возмущения воздушного

потока вращающимися лопастями (роторами).

Наряду с шумом аэродинам. ческого происхождения воз­ никают шумы, источником которых являются механические

приводы к агрегатам наддува и продувки. Установка

глушителей на всасывании позволяет снизить уровень

воздушного шума, однако одновременно вызывает увеличе­ ние сопротивления на всасывании, что неблагоприятно ска­ зывается на воздугоснабжении двигателя.

Выпуск отработавших газов имеет пульсирующий харак­ тер, сопровождается распространением и многократным отражением волн давления, что приводит к образованию

интенсивного шума. С целью уменьшения шума выпускной

системы устанавливаются глушители, а д я уменьшения энергии выпускных газов и в выпускной трубопровод пода­ ется охлаждающая вода. При установке глушителя неизбеж­ но повышается противодавление за турбиной, что приводит к уменьшению ее мощности и к снижению мощности дизеля.

Шум в результате протекания рабочего процесса в цилиндре дизеля возникает вследствие высокой скорости

нарастания давления в камере сгорания сразу после само­

воспламенения рабочей смеси. Интенсивность шума зависит

45

от скорости нарастания давления (жесткости работы двига­

теля). Большое значение для уменьшения шума рабочего процесса имеет правильная установка утла опережения

подачи топлива и применение топлива тех марок, которые

предназначены для двигателя по техническим условиям. Шум в сочленениях деталей движения возникает глав­

ным "образом за счет ударов при перекладке поршня во втулке цилиндра, хотя удары возникают и в других сочле­

нениях. Интенсивность шума увеличивается за счет возра­ стания нормальных усилий и при увеличении зазора между поршнем и втулкой.

Шум при работе топливоподакхцей аппаратуры возникает за счет ударных воздействий механического привода на топливный насос высокого давления и за счет волн давле­

ния, возникающих в топливном трубопроводе при подаче топлива, подъеме иглы форсунки и при отсечке подачи

топлива.

Интенсивность шума клапанно-распределительного

механизма определяется ударными нагрузками от механиче­

ского привода к клапанам и ударами при посадке клапанов на место. С целью уменьшения шумового уровня клапанно­ распределительного механизма применяют гидравлические толкатели, автоматически выбирающие тепловой зазор между клапаном и толкателем. Большое значение для уменьшения шума имеет применение пологих профилей кулачков распре­ делительного механизма, уменьшение зазоров в приводе

и устранение крутильных колебаний.

Шум современных быстроходных корабельных дизелей достигает 130 дб, что равно порогу болевых ощущений и значительно больше, чем это допускается санитарными нормами. В настоящее время проводится большая работа по уменьшению шумового уровня дизелей, создаются необ­ ходимые устройства для обеспечения нормальных условий

работы личного состава.

46

Основные работы ведутся в следующих направлениях:

-уменьшение шумового уровня источников щума;

-установка глушителей на впуске и выпуске дизеля

иувеличение их эффективности;

-установка амортизаторов;

-устройство специальных звукоизолированных кабин

дал личного состава, обслуживающего дизель;

-применение капотов для двигателей и закрытие дизеля боковыми и верхними звукоизолирующими крышками;

-использование специальных звукоизолирующих науш­ ников и ушных вставок, уменьшающих силу звука.

§ 9. Форсировка дизеля. Показатели форсировки

Для сравнения и оценки различных дизелей используются

показатели, называемые показателями форсировки. Приняты следующие показатели.

I. Среднее индикаторное и среднее эффективное давление

Vh - рабочий объем цилиндра.

По физическому смыслу р L дает величину удельной индикаторной работы, получаемой с единицы рабочего

объема цилиндра за цикл, и характеризует тем самым

степень использования рабочего объема цилиндра. Однако

47

объема цилиндра для получения эффективной работы.

2. Удельная поршневая мощность

У Ь

где Fn-'g'Z- суммарная площадь поршней двигателя;

с.ц - скорость поршня.

Удельная поршневая мощность определяет степень

использования площади поршня для получения эффективной

мощности двигателя, т. е. мощности, снимаемой с единицы

площади поршня.

3. Удельная или литровая мощность

Удельная или литровая мощность показывает степень использования рабочего объема цилиндра двигателя для

получения эффективной мощности.

Для корабельных дизелей установлена следующая класси­ фикация форсировки по показателю удельной поршневой мощ­ ности:

нефорсированные до 15 л. с./дм2; форсированные 15-30 л. с./дм2;

высокофорсированные 30-60 л. с./дм2 .

48

В табл. I даны значения показателей форсировки основ­ ных корабельных дизелей. Как видно из таблицы, большин­

ство из них относится к разряду форсированных и высоко­ форсированных. Все эти двигатели для обеспечения дли­ тельной и надежной работы требуют более качественного и высококвалифицированного обслуживания, высококачест­ венных топлива, масла и охлаждающей воды.

Вопросы для повторения

1.Чем определяются особые условия работы главных двигателей на надводных кораблях и подводных лодках?

Стр. 14.

2.Дайте определение винтовой характеристики, по­ кажите, как зависит вид винтовой характеристики от кон

структивных и эксплуатационных факторов. Стр. 15-16.

3. В чем заключаются особенности работы корабельных ДВС? Стр. 16-18.

49