26. Влияние нагрузки дизеля на теплонапряженность деталей цпг.

Развитие судовых ДВС по пути интенсивного форсирования рабочего процесса, по Р_е, и по частоте вращения коленчатого вала. Применение высоких степеней наддува и резкое увеличение цилиндровой мощности приводят к повышению уровня тепловой и механической напряженности деталей ДВС. Надёжная и долговечная работа деталей ЦПГ определяется величинами температур, которых они достигают при эксплуатации двигателя. Т⁰ не должны превышать мах значения. Сам характер распределения температуры по телу детали не должен вызывать чрезмерных температурных напряжений и нарушений геометрии поверхностей.

Факторы влияющие на работу ГД и его теплонапряженность: волнение моря и сила ветра (условия плавания) – сохраняется цикловая подача, изменение движения судна оказывает на колебат. частоты вращения вала и расхода топлива в единицу времени, следовательно неустойчивость температурного состояния ЦПГ. (утяжеление винтовой характеристики – увеличение сопротивление движения), следовательно рост температуры поршня и втулки на 20 – 25⁰.

Движение во льдах.

Частые и бесперебойные изменения нагрузки двигателя (маневры, льдины под винт, сопротивления). При больших скоростях – нарастание температуры со стороны горячих газов, в стенке, крышке, днище поршня возникают температурные напряжения цилиндра, так как часто меняется режим, следовательно развитие термоусталостных трещин, задиры, закоксовывание масла, колец.

Траление, буксировка.

Правильный выбор режимов остановки двигателя, реверса и охлаждения способствуют с точки зрения температурные напряжения нормальной работы ЦПГ.

Теплонапряженность ЦПГ определяется состоянием воздуха на входе в цилиндр, частотой вращения коленчатого вала, цикловой подачей топлива.

С изменением условий работы – переход двигателя на более крутую винтовую характеристику, тепловая напряженность будет определяться динамикой изменения цикловой подачи топлива. Для защиты двигателя от тепловых перегрузок при работе его в режиме близком к номинальному нужно снижать цикловую подачу, следовательно снижение частоты вращения коленвала и смещение винтовой характеристики с швартовной.

В двигателях с ГТН характерно несоответствие между подачей воздуха и топлива при изменений режимов работы. ГТН при резком набросе нагрузки подаёт меньшее количество воздуха, чем необходимо для сгорания топлива, а при сбросе нагрузки наоборот количество воздуха оказывается избыточным, что характеризуется большим изменением температур деталей ЦПГ, следовательно температурные деформации, задиры, износы, трещины деталей. Из всего этого можно сделать вывод, что выбор режима работы ГД является условием его надёжной эксплуатации, долговечности и безотказности, также обслуживающий персонал должен внимательно следить за рабочими параметрами двигателя.

27. Влияние температуры охлаждающей воды на теплонапряже

Для уменьшения составляющей теплового баланса соответствующей теплу, отведенному в охлаждающую воду, то есть для повышения индикаторного КПД нужно стремиться иметь наименьшую разницу между средней температурой цикла и температурой охлаждающей воды. При высокотемпературном охлаждении нагрев стенок цилиндра может оказаться высоким, что на них будет располагаться масло. В горячей воде идет интенсивное отложение солей, которые образуя накипь на стенках блока нарушают теплообмен, следовательно перегрев дизеля, следовательно задиры в ЦГП (нарушение зазоров тепловых) трещины, деформации, зависание клапанов.

Оптимальное значение охлаждающей воды: 50 ⁰C – забортная

60 – 80 ⁰C – пресная.

Охлаждение поршней 55 – 60 ⁰C, форсунок 45 – 50 ⁰C, разность температур должно составлять 7 – 10 ⁰C.

Если поршень не охлаждаемый и теплоотвод осуществляется через втулку, то повышение температуры воды может вызвать закоксовывание поршневых колец и появление высоких температурных напряжений в днище поршня, это явление тем ощутимее, чем больше диаметр цилиндра (охлаждение поршней).

Значение верхнего предела температуры охлаждающей воды учитывает теплонапряженность двигателя. Так у быстроходных дизелей, имеющих небольшие размеры цилиндров и большие поверхности охлаждения температура на выходе может составить 75 – 90⁰, у мощных малооборотных с наддувом температура охлаждающей воды 50 - 70 ⁰C, так как температура стенки со стороны газов составляет около 180 ⁰C и дальнейшее её повышение может привести к нарушению прочности масляной плёнке, её исчезновению и появлению сухого трения. Повышение температурного режима в системе охлаждения мощных ДВС препятствует также увеличение - тепловыделение в МКО лучеиспусканием от горячих поверхностей и ухудшает условия обитания.

В процессе эксплуатации системы охлаждения на стенках полости охлаждения двигателя, корпусов насосов, в холодильниках, трубопроводах накапливаются маслянистые отложения, продукты коррозии, металла и шлам, что ухудшает условия теплообмена и являются причиной нарушения нормальной циркуляции в системе воды, все эти отложения должны должны периодически удаляться.

Верхний предел температуры выходящей из дизеля забортной воды 50 - 55 ⁰C, если выше то начинают выделяться, содержащие в ней соли хлора, натрия, магния, кальция и др. Эти слои осаждаются на поверхностях охлаждения в виде плотного слоя накипи на омываемых водой горячих поверхностях втулок и крышек цилиндров и препятствуют нормальному теплоотводу. Слои накипи толщиной 2 мм в 2 раза увеличивают температуру охлаждения стенки, что может привести к появлению в ней трещин. Поэтому для охлаждения двигателя 1 контура применяют пресную воду, так как позволяет поддерживать в дизеле более высокий температурный режим, а забортной водой охлаждают пресную воду и масло. При более высокой температуре охлаждения воды в плоскостях охлаждения камеры сгорания период задержки воспламенения топлива сокращается, давление сгорания и скорость нарастания давления уменьшаются сгорания топлива развивается более плавно , работа дизеля становится мягче и экономично.

плавно, работа дизеля становится мягче и экономичнее.

к №30