книги из ГПНТБ / Брук М.А. Инженерные основы эксплуатации корабельных дизелей учебник

при постоянной cKopocfn адмиралтейский коэффициент остается постоянным, изменение мощности двигателя в зависимости от водоизмещения составит

( 101)

N Dn

при V= const,

где D„ и Dx — соответственно нормальное и измененное водоизмещение корабля;

Nex~ эффективные мощности, необходимые для

обеспечения скорости v —const соответст­ венно при водоизмещениях Д, и Dx.

Чтобы не перегрузить двигатели при рассмотренных выше условиях, необходимо во всех случаях, связанных с утяжелением винтовой характеристики, снижать число оборотов двигателя (а следовательно, и скорость кораб­ ля) до такого предела, который обеспечивает получение мощности, не превосходящей допускаемую по ограничи­ тельной характеристике.

Нагрузка двигателей на установившихся режимах

На некоторых установившихся режимах работы ко­ рабельных двигателей при неизменных внешних условие ях появляется вероятность их перегрузки.

Различают две группы таких режимов.

1.Режимы, связанные с одновременной работой дви­ гателя на гребной винт и другие потребители (винт-за­ рядка) или с неправильной установкой лопастей у вин­ тов регулируемого шага.

2.Режимы, связанные с переходом на более тяжелую по сравнению с номинальной винтовую характеристику (работа на швартовах, на парциальных режимах, при

буксировке и на мелководье).

Нагрузка двигателей в режимах «винт-зарядка» и «винт-расход». Режимы «виит-зарядка» и «винт-ра'с- ход» характерны для двигателей, установленных на подводных лодках. На этих режимах двигатели одновре­ менно работают на гребной винт для обеспечения хода подводной лодки и на электрический генератор для за­ рядки аккумуляторной батареи или обеспечения энерги­ ей работающих вспомогательных механизмов и уст­ ройств, имеющих электропривод.

ПО

откуда

Л7 = / - г = » ’578:

Следовательно, при п= 0,578 пи можно получать мак­ симум резервной мощности, составляющей примерно 38,5% поминальной мощности.

Для двигателя 37Д при п = 290 об/мин, что соответст­

вует— = 0,578, ограничение нагрузки производится при

Па

сохранении МСн =const, поэтому максимальная резерв­

ная мощность, определенная по зависимости (105), бу­ дет равна AiVCmoi.= 770 л. с.

У двигателей с повышенным и высоким наддувом на частичных оборотах ограничительная характеристика проходит ниже прямой AfCll=const. Так, например, при

Вся располагаемая мощность на этом режиме равна

920 л. с.

Если определять ANe, ориентируясь па характеристи­ ку Ме= const, то двигатель 40Д будет перегружен при­ мерно на 23%.

Пользуясь графиком, на котором в одном и том же масштабе нанесены ограничительная и винтовая харак­ теристики, можно определить резерв мощности при ис­ пользовании двигателя в режиме «винт-зарядка» или

«винт-расход».

Однако определенная таким образом избыточная мощность не гарантирует двигатель от перегрузки, так как в качестве исходной границы принимается номи­ нальная винтовая характеристика, построенная в виде кубической параболы Ne = cn3.

Во время эксплуатации винтовая характеристика мо­ жет стать более тяжелой, т. е. двигатель будет работать lie по кривой Н, а, например, по кривой А (рис. 27). Оче­ видно, что при этом резерв мощности уменьшится и, если

И2

это обстоятельство не учесть, а по-прежнему исходить из номинальной винтовой характеристики как начальной базы для определения допустимой величины избыточной мощности, двигатель окажется перегруженным на вели­

чину, пропорциональную коэффициенту утяжеления вин­ товой характеристики А.

Нагрузки двигателей при работе на швартовах. Дли­ тельная работа на швартовах имеет место при испыта­

Допустимая нагруз­ ка двигателя при переходе с нормальной винтовой

характеристики на швартовный режим определяется точкой пересечения швартовной характеристики с огра­ ничительной. На рис. 28 этот режим соответствует числу оборотов пш = 0,7 Иц и Nem= 0,6 N6il

При увеличении числа оборотов сверх допустимой величины двигатель будет перегружен.

Наибольшее допустимое число оборотов иа шварто­ вах зависит не только от численной величины увеличе­ ния нагрузки при переходе на характеристику Яр = 0, ио и от'вида ограничительной характеристики. Ограничение нагрузки у двигателей без наддува допускается по ха­ рактеристике Мрн = const.

Ограничительная характеристика двигателей с повы­

ГДё Рт и Ри — величины упора на швартовном и номи­ нальном режимах;

' Ki х=о и Kih— коэффициенты упора на швартовном и номинальном режимах.

Если на швартовах упор не будет превышать номи­ нальной величины, то перегрузка упорного подшипника

будет исключена, поэтому принимаем условие Рш = Рп, тогда

(107)

Нагрузка двигателей на парциальных режимах. Сущность парциальных режимов заключается в исполь­ зовании части гребных винтов в многовальной установ­ ке или части двигателей в многомоторной установке.

'Обеспечение частичной скорости корабля всеми дви­ гателями многовальной установки означает работу каж­ дого двигателя на малых нагрузках с повышенными удельными расходами топлива.

Смысл перехода на парциальные режимы заключает­ ся в возможности повышения экономичности двигателей

•на пониженных скоростях за счет работы части установ­ ленных двигателей на нагрузках, близких к полным.

Если в многовальной установке на каждый гребной вал работает один двигатель, то парциальные режимы

•ограничиваются возможными сочетаниями использова­ ния части гребных валов. В этом случае изменение мощ­ ности, приходящейся на один работающий двигатель, будет зависеть от характера перераспределения нагру­ зок на действующие гребные винты.

Во время хода под всеми зв гребными винтами их суммарный упор P z равномерно распределяется на

каждый винт, т.е.

где Р — упор, приходящийся на один винт.

После отключения I винтов суммарная нагрузка Р хп

и нагрузка на каждый работающий винт при том же числе оборотов Рп возрастает за счет дополнительных сопротивлений и изменения к.п.д. неработающего винта АРв и перекладки руля APv.

8* 115

В многомоторных установках на один гребной вал' подключаются два млн несколько двигателей, связанных гидрозубчатой передачей. В этом случае парциальные режимы обеспечиваются работой части двигателей.

Если пренебречь перераспределением механических потерь в гидрозубчатых агрегатах при переходе на пар: циальный режим использования двигателей, нагрузка

каждого работающего двигателя возрастет пропорцио­ нально отношению

2д

2А“ (д

где 2Д— число двигателей, подключенных на один греб­

где т д— степень парцнальности двигателей.

В действительности нагрузка каждого двигателя воз­

растет на величину, большую чем — , за счет увеличения

ОТд

скольжения гидромуфты и, следовательно, уменьшения к.п.д. Так как изменение к.п.д. гидрозубчатого агрегата составляет 1—1,5% при изменении мощности от 100 до 30%, то влиянием перераспределения изменившихся по­ терь на нагрузку работающего двигателя можно прене­ бречь.

Согласно выражению (112) при /пд = 0,5, что наибо­ лее характерно для парциальных режимов многомотор­ ных установок, нагрузка каждого работающего двига­ теля удваивается.

В отличие от парциального использования гребных валов на парциальных режимах двигателей в многомо­ торной установке характеристика гребных винтов остает­ ся неизменной.

Номинальный режим винта (21Уен и п„) соответству­ ет в двухмоторной установке 2А/Вн при п„ (рис. 30).

При переходе на парциальный режим суммарная мощ­ ность установки равна мощности одного двигателя А%,

118