Выбор эксплуатационных режимов

ГЛАВНЫХ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ

При выборе эксплуатационного режима полного хода главного двига­теля определяющее значение имеют факторы надежности, ресурса двига­теля и экономические показатели работы судна.

Основой задания режимных параметров полного хода - подачи топлива и частоты вращения - являются нормируемые значения скорости, мощности и расхода топлива.

Режим полного хода назначается старшим механиком и согласуется с капитаном.

Для приближенного суждения о нагрузке двигателя (до выполнения индицирования) должны использоваться шкалы топливного рычага пульта управления, указателя нагрузки, положения выходного вала регулято­ра или реек топливных насосов, а также температура выпускных газов.

При назначении режима необходимо учесть:

- значение среднего индикаторного давления Pi (цикловая подача) не должно выходить за рамки ограничительной характеристики (При отсутствии на судне ограничительной характеристики рекомен­дованной заводом строителем руководствоваться ограничительными характеристиками представленными в спец приложениях);

- максимальное давление сгорания Pz не должно превышать номинального
значения;

- температура выпускных газов не должна превышать предельного значения указанного в инструкции по эксплуатации;

- при отсутствии в инструкции указаний по предельной температуре вы­пускных газов рекомендуется снижать нагрузку дизеля на 3 – 4% от­носительно ограничительной характеристики на каждые 10 °С превышения температуры наружного воздуха над стандартной (27 °С);

- частота вращения двигателя не должна превышать 103% от номинальной величины;

 

При работе судна во льдах:

- использовать ограничительную характеристику представленную в при­ложении;

- при следовании прямым курсом в канале за ледоколом или при самостоятельном плавании в ровном льду режим работы дизеля должен рас­полагаться в зоне "А";

- при прохождении поворотов канала, при сжатии льдов, при форсиро­вании ледовых перемычек допускается кратковременная работа в зоне "В". Длительность работы в этой зоне не должна превышать 1 час;

- работа дизеля в зоне "С" допускается не более 5 минут в случае угрозы заклинивания судна;

- при прочих равных условиях предпочтительно следовать с повышенной скоростью, преодолевая временное увеличение ледового сопротивления за счет инерции судна, а не за счет выхода дизеля на режимы зон "В" и "С".             

 

Выбор рекомендованной характеристики для конкретного дизеля произ­водится по следующим признакам:

- тип системы наддува (импульсное или постоянное давление перед турбиной);

- давление наддува на номинальном режиме, полученное при стендовых
испытаниях двигателя (избыточное);

- продолжительность работы на режиме (длительная без ограничения времени или кратковременная работа).

На ограничительных характеристиках  среднее индикаторное давление (Pi) и частота вращения (n) приведены в про­центах от номинального значения по стендовым испытаниям.

Для всех двигателей допускается работа по частичной внешней харак­теристике, соответствующей номинальному среднему индикаторному давле­нию (номинальной цикловой подаче топлива) в диапазонах частот враще­ния: '

(0,97 - 1,03) n ном - для длительной работы;

(0,90 - 0,97) n ном - для кратковременной работы.

Характеристики дизелей.

Графическая зависимость основных параметров дизеля от одного из параметров, принятого за независимый называется характеристикой дизеля.

Характеристики подразделяются на скоростные и нагрузочные.

Характеристика скоростная если в качестве независимой переменной принята частота вращения дизеля. Если же независимой переменной служит Nc, Ре или вращающий момент на валу дизеля, то характеристика называется нагрузочной.

Скоростные характеристики - внешние и винтовые.

Внешняя характеристика предельной мощности снимается при максимальной подачи топлива насосом.

Внешняя характеристика мах мощности снимается при подаче топлива, которая на 10% превышает подачу при номинальной мощности.

Внешняя характеристика указывает, что вне ее (внешняя) работа дизеля на данном скоростном режиме невозможна, при этом возможен только переход на другую характеристику.

1 - внешняя хар-ка предельной мощности.

2 - внешняя хар-ка мах мощности - верхняя огрангичительная хар-ка.

3 - регуляторная хар-ка.

4 - нижняя ограничительная хар-ка - хар-ка мин мощностей при длительной работе.

5 - линия мин устойчивых оборотов.

 

     При выборе режима работа дизеля необходимо следить за тем, чтобы он укладывался в поле нагрузок, заключенное между верхней и нижней ограничительными характеристиками.

Для выполнения и уточнения внешних характеристик применяются так называемые регуляторные характеристики.

Регуляторные характеристики - это зависимости мощности дизеля от частоты его вращения при различной настройки регулятора частоты вращения.

Однорежимный регулятор - если надо ограничить только мах допустимую частоту вращения.

Двух режимный регулятор - обеспечивает устойчивую работу дизеля на двух крайних режимах - n min и n max.

Всережимный регулятор — для автоматического поддержания различных (стабильных) частот вращения на всем диапазоне рабочих оборотов.

Винтовая характеристика - зависимость Ne от п при двигателя на винт, т.с характеристика комплекта двигатель - винт - корпус. Подчиняется выражению                                            Ne = Cn3.

При работе по винтовой характеристике нельзя обеспечить использование всей мощности дизеля при любой частоте вращения. Только на одном режиме мощность, потребляемая винтом равна мощности, которую дизель способен развивать при работе по данной внешней характеристике.

“Тяжелый" винт имеет место в следующих случаях:

1) при обрастании;

2) при перегрузке, увеличение осадки, плавании вольдах, в шторм, при буксировке, трогании с места, на швартовых.

“Легкий" винт при H/D < H/D опт.

1) при меньшей осадке, попутном ветре, оголении винта, поломки

лопасти

 2) при работе со всережимным регулятором при повышении числа

оборотов свыше номинального, регулятор убавляет подачу топлива -

двигатель работает по регуляторной характеристике.

Регуляторная характеристика ограничивает число оборотов двигателя

так, что они не превышают 3% от номинального.

При плавании в балласте: изменяется крутизна винтовой характеристики, она становится "облегченной" из-за снижения сопротивления воды и изменения условий обтекания винта потоком воды. При номинальной частоте вращения ГД недогружается по Ре и Ne. Ne можно достигнуть при недогрузки Ре за счет повышения частоты вращения винта на 2 - 3 %, если нет вибрации.

При работе на швартовых: дизели развивают предельный вращающий момент при частоте вращения гораздо меньшей, чем

номинальная. Нельзя повышать частоту вращения более (0,5 - 0,7)

номинальной.

При трогании с места: сходен с режимом на швартовых. На этом
режиме увеличение скорости движения судна достигается увеличением
частоты вращения вала двигателя, т.е. увеличением подачи топлива в
цилиндры. Сростом топливоподачи возрастает вращающий момент на валу дизеля который в период ускорения может превысить число сил

сопротивления движению судна. Сопровождается резким повышением

температуры деталей дизеля. При медленном разгоне судна с
постоянным увеличением подачи топлива все параметры ГД находятся
в допустимых пределах. Однако этот способ практически не реализуется т.к. труден для ручного регулирования и нет таких ДАУ.