СЭУ, Модуль 6.5., Чистяков А.Ю., 21.03.11

Судовые энергетические установки

Модуль 6.5

6.5.1. Выбор главного двигателя и главной передачи. Определение мощности и марки гд.

Основное назначение главных двигателей - привод движителя, но в ряде установок пре­дусматривается отбор от них мощности на привод валогенераторов и других механизмов (гидронасосы, грузовые насосы и др.). Потребная мощность ГД определяется из расчета ходкости судна с учетом потерь в передаче и отбора мощности.

Таким образом, потребная мощность главных двигателей зави­сит от размеров и скорости судна, а также от типа и режимов ис­пользования главной энергетической установки. Ниже приводятся методы определения потребной мощности ГД применительно к различным типам установок.

Рассмотрим установки с механическими передачами мощности двигателей на гребной вал.

Мощность , потребляемая гребными винтами для обеспече­ния движения судна с заданной скоростью, определяется по форму­ле, представленной в предыдущих модулях. Для некоторых типов и классов судов (траулеры, тральщики, буксиры и др.) расчеты производят по нескольким режимам: свобод­ного хода, траления, буксировки, хода с грузом и т.д.

Приведем формулы для определения потребной мощности од­ного двигателя ,, (с учетом отбора мощности) в установках с механическими передачами.

Одновальная и одномашинная установка:

,

где - мощность, отбираемая на привод валогенератора и других механиз­мов,,

- КПД гидромуфты,

- КПД редуктора.

При прямой передаче и жестком соединении двигателя с гребным валом:

,

при отсутствии дополнительного отбора мощности .

В одновальных установках судов рыбопромыслового флота и буксиров может быть предусмотрена на режимах свободного хода так называемая подкрутка гребного винта электродвигателем или вспомогательным дизелем, что позволяет увеличить скорость сво­бодного хода. При подкрутке электродвигателем потребная мощ­ность главного двигателя ,, для обеспечения заданной ско­рости судна определится из следующих соотношений:

- при наличии муфты скольжения

,

- при отсутствии муфты скольжения - ,

где и- сила тока и напряжение на клеммах электродвигателя;

- КПД электродвигателя;

- КПД муфты скольжения.

При подкрутке вспомогательным дизелем:

.

В одновальной многомашинной установке суммарная мощность всех главных двигателей ,:

,

где - суммарная мощность, отбираемая на привод валогенератора и других механизмов,.

Наибольшее распространение имеют двухмашинные установки с дизелями одинаковой мощности. В этом случае потребная мощ­ность двигателя .

При находят распространение установки с тремя и четырьмя главными двигателями, работающими на один вал, причем мощность между двигателями может распределяться неравномерно - это обеспечивает более экономичную работу ус­тановки на основных режимах. С целью унификации элементов установки изменения мощности главных двигателей достигают пу­тем варьирования числа цилиндров.

При равномерном распределении нагрузки потребная мощ­ность каждого двигателя будет равна

,

где - общее число двигателей.

При использовании разнотипных двигателей суммарная мощ­ность на фланцах этих двигателей ,,составит

,

где ,- число двигателей мощностью, соответственнои.

В многовальной установке в общем случае на каждую линию вала может работать несколько двигателей разного ти­па и мощности.

В двухвальной установке мощность распределяется равномер­но между обеими линиями вала. Если с каждой линией вала связан один двигатель с прямой передачей, то мощность двигателя опре­делится по формуле

.

В дизельных установках с электропередачей потребную мощ­ность двигателя определяют по соотношению

,

где - общий КПД электропередачи.

В дизельных установках с гидропередачами

,

где и- КПД гидромотора и гидронасоса.

По формулам, приведенным выше, вычисляется потребная мощность двигателя. Как правило, она соответствует длительной эксплуатационной мощности. Полная (номинальная) мощность принимается на 10-15% выше, в этом случае обеспечивается нор­мальное использование двигателей на перегрузочных режимах.

При выборе марки двигателя проектант ориентируется на дви­гатели, которые в настоящее время выпускаются промышленно­стью, и на создаваемые двигатели новых марок (с учетом сроков их освоения).