Исследование эксплуатационных особенностей современных судовых дизелей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ельного часового расхода при различных удельных нагрузках двигателя. Величина относительного часового расхода была получена путем пересчета из абсолютных значений удельного расхода топлива. Промежуточные значения и ход перестроения представлены в таблице:
Табл.2.1 Относительный расход топлива двигателей V поколения
Марка судового дизеляОтносительная нагрузкаУдельный расход топлива г/кВт чЧасовой расход топливакг/чОтносительный часовой расходMAN B&W L32/440,25197165,50,280,5184309,10,520,75179451,10,760,85175499,80,841177594,71,00MAN B&W V28/330,25217263,70,290,5197478,70,520,75189688,90,750,85188776,60,841190923,41,00MAN B&W L40/540,25200168,00,270,5188315,80,510,75182458,60,750,85181516,90,841183614,91,00MAN B&W L58/640,25199167,20,290,5186312,50,530,75177446,00,760,85173494,10,851174584,61,00MAC M20C0,5195327,60,520,75188473,80,760,85186531,20,851186625,01,00Wartsila 380,5186312,50,510,75180453,60,740,85180514,10,841183614,91,00Wartsila 46f0,5181304,10,500,75177446,00,740,85175499,80,831180604,81,00
С помощью математического пакета программы Microsoft Excel были проанализированы полученные данные. Результатом анализа явилась новая аналитическая зависимость расхода топлива от нагрузки двигателя. Полученная зависимость имеет следующий вид
Где - относительный часовой расход
- относительная мощность двигателя
Рис.2.2 Топливная характеристика судовых двигателей V поколения
Для наглядности ниже представлен график, на котором совмещены топливные характеристики двигателей IV и V поколений.
Рис.2.3 Сводный график топливных характеристик двигателей IV и V поколений
Важно отметить, что первый член уравнения топливной характеристики характеризует величину расхода топлива на холостом ходу. Из анализа полученных зависимостей видно, что величина расхода топлива на холостом ходу для двигателей VI поколения значительно меньше, чем для двигателей V поколения. Продолжительность работы судовых дизелей на холостом ходу незначительна по сравнению с остальными режимами, однако экономия топлива все равно существует. Данный вывод имеет существенное значение для стационарных дизельных установок. В частности, для тепловозных двигателей, у которых режим холостого хода является более продолжительным по времени по сравнению с судовыми дизельными установками. Кроме того, из сводного графика видно, что современные судовые двигатели отличаются более низким удельным часовым расходом. На основании полученного можно сделать вывод, что современные двигатели отличаются экономичностью по расходу топлива на большинстве режимов работы дизеля.
4.Получение аналитической зависимости диаметра цилиндра двигателя от частоты вращения коленчатого вала
При изучении собранных статистических данных была замечена следующая закономерность: при росте диаметра цилиндра уменьшается частота вращения коленчатого вала двигателя. Это объясняется тем, что с ростом диаметра цилиндра масса движущихся частей цилиндро-поршневой группы увеличивается в кубической зависимости. И для обеспечения малых вибрационных характеристик частоту вращения двигателя уменьшают. Однако, аналитической зависимости изменения частоты вращения коленчатого вала от изменения диаметра цилиндра двигателя не существует. Поэтому одним из вопросов дипломной работы было возможное нахождение зависимости изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя от изменения диаметра цилиндра двигателя. Данные, использованные для получения аналитической зависимости, представлены в следующей таблице:
Табл.4.1 Исходные данные для определения аналитической зависимости
Диаметр цилиндра D, ммЧастота вращения коленчатого вала, об/мин320750400514200100038060032075025575032060080010490010470010882010282080750115740125980100520333420375560170
Используя математический пакет программы Microsoft Excel, была получена корреляционная зависимость следующего вида: .
Рис.4.1 График зависимости изменения диаметра цилиндра двигателя от величины частоты вращения коленчатого вала двигателя
Полученная зависимость может применяться при проектировании новых двигателей для определения оптимального соотношения диаметра цилиндра к частоте вращения коленчатого вала двигателя. В частности, данная зависимость может быть использована при курсовом проектировании по дисциплине Преобразование тепла в работу.
5.Изменение параметров и показателей работы современных дизелей от увеличения давления наддува воздуха
Современные двигатели имеют высокое давление наддува. Резкий рост давления наддува произошел из-за развития технологий производства и проектирования современных дизелей. Увеличение давления наддува привело к росту термической напряженности современных дизелей.
Необходимо отметить, что все рассматриваемые двигатели, как четвертого, так и пятого поколений, имеют поршни из легкосплавных материалов. Это свидетельствует об их подобии и возможности проводить рассмотрение относительно тепловой напряженности цилиндро-поршневой группы. Для отображения изменения тепловой напряженности современных двигателей необходимо принять один из параметров тепловой напряженности. В рассмотрении был принят следующий параметр тепловой напряженности: отношение цилиндровой мощности двигателя (кВт) к диаметру цилиндра двигателя D (см). Все полученные результаты расчетов представлены в следующей таблице:
Табл. 5.1 Данные тепловой напряженности судовых дизелей различных поколений
Поколение двигателяНоминальная мощность Ne, кВтЦилиндровая мощность,кВтДиаметр цилиндра D, м, кВт/смДвигатели V поколения3360560321848608102829432072040188400140058241020