Госэкзамен / 2 / 28

№ 28 «Влияние температуры надувочного воздуха дизеля на теплонапряженность деталей ЦПГ»

Использование дизелей на судах может происходить при различных внешних условиях, характеризуемых: давлением, температурой, относительной влажностью воздуха и температурой забортной воды. Изменение этих параметров влияет на мощностные и экономические показатели, а так же теплонапряжённость двигателя. Характер и степень влияния зависят от конструктивных особенностей двигателя, степени и схемы наддува, режимов работы двигателей, значений коэффициента избытка воздуха (альфа) при горении, термического КПД воздухоохладителя.

Внешние диапазоны параметров работы дизелей:

Воздух: -20 до +40 град.

Давление: 660 – 775 мм рт.ст.

Относ. Влажн.: 35 – 100 %

Темпер.заб.воды: +2 - +30 град.

Нормальные условия по ГОСТ:

Воздух: 25 град.

Давление: 760 мм рт.ст.

Отн.влажность: 70%

Темп.заб.воды: 25 град.

-мах. температура поверхности деталей

-теплонапряжённость стенок двигателя

Изменение состояния окружающего воздуха вызывает отклонение в величине и степени сжатия в компрессоре. С повышением температуры изменится мощность потребляемая компрессором, это вызвано тем, что адиабатная работа 1кг воздуха возрастает с ростом температуры, повышение температуры приводит к некоторому уменьшению производительности нагнетателя. Уменьшение степени сжатия в нагнетателе, при постоянной частоте вращения, приводит к снижению давления наддува и весового заряда воздуха.

Коэффициент наполнения зависит от величины подогрева и потерь во всасывающем тракте. Качество очистки цилиндров от остаточных газов зависит от перепада давления Рк/Рг. Изменение температуры не приводит к изменению этого отношения. Поэтому, с изменением температуры окружающей среды коэффициент остаточных газов (гамма R) практически не изменится. Опыт показывает, что изменение окружающей среды не оказывает заметного влияния на коэффициент наполнения. Вместе с тем, будет происходить изменение весового заряда в цилиндре, т.е. при сохранении постоянства цикловой подачи топлива (gц) изменится коэффициент избытка воздуха (альфа) при горении. По мере роста давления наддува (Рк), уменьшение (альфа) и термического КПД воздухоохладителя, влияние температуры воздуха на параметры двигателя усиливается. Температура поступающего воздуха оказывает наиболее существенное влияние на температуру выпускных газов, что приводит к росту теплонапряжённости отдельных деталей двигателя. При неизменном расходе топлива и повышению температуры на 15 градусов, температура втулки ЦПГ увеличится: в середине на 5 градусов, в районе выпускных окон 10 – 15 градусов, в районе продувочных окон на 7 – 8 градусов.

Пример: двигатель ЧН25/34 при повышении температуры воздуха на 10 градусов, температура донышка поршня повысится на 5 – 12 градусов.

С целью предохранения двигателя от тепловых перегрузок правилами ПТЭ предусматривается снижение величины мощности на 3 % пери повышении температуры воздуха на каждые 10 градусов. Двигатель с промежуточным охлаждением (интеркулер) менее чувствителен к перепаду температуры окружающего воздуха.