Исследование эксплуатационных особенностей современных судовых дизелей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ого двигателя. В процессе эксплуатации судовых энергетических установок с двигателями внутреннего сгорания нередко возникают вопросы в области длительных, неограниченных по времени допустимых режимов работы. Решением данных вопросов является определение ограничительной характеристики для двигателя и ее сопоставление с винтовой характеристикой.
Протекание ограничительных характеристик, построенных для ряда современных двигателей, представлено на рис.6.3.
Условием протекания ограничительной характеристики является равенство минимальному значению коэффициента избытка воздуха. Минимальное значение избытка воздуха для нормальной работы двигателя -
Рис.6.3 Ограничительные характеристики двигателей V поколения
При этом
Если , тогда
Найдем выражение для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя в относительных единицах.
Исходные данные для построения вышеуказанного графика представлены в следующей таблице. Для определения частоты вращения коленчатого вала была использована приведенная формула.
Табл.6.3 Исходные данные для построения ограничительной характеристики двигателей V поколения
Модель двигателяОтносительная мощностьОтносительный часовой расходОтносительная частота вращения к.в.MAN B&W L32/440,10,1520,3310,4590,250,2850,4190,6800,50,5140,5890,8720,750,7520,7840,96011,0001,0001,000MAN B&W L40/540,10,1520,3490,4360,250,2850,4360,6530,50,5140,6040,8510,750,7520,7920,94911,0001,0001,000MAN B&W L50/680,10,1520,3770,4030,250,2850,4740,6000,50,5140,6430,7990,750,7520,8180,92011,0001,0001,000
Важно отметить, что ни один из представленных двигателей не может напрямую работать по винтовой характеристике. Превышение нагрузки, соответствующей винтовой характеристики, приведет к термической перегрузке двигателя, а в случае продолжительной работы в этой области - к аварийным ситуациям.
Относительное ухудшение ограничительной характеристики с ростом давления наддува можно наглядно увидеть на представленной диаграмме
Рис.6.4 Ограничительные характеристики двигателей со степенью наддува Пкн = 4
Представленная диаграмма построена для современных двигателей, при этом условно взята степень наддува . На диаграмме представлены ограничительные характеристики с различными величинами показателя степени m. Для наглядного отображения невозможности работы современных дизелей с высоким давлением наддува приведена винтовая характеристика. Винтовая характеристика ограничивает поле допустимого протекания ограничительных характеристик. Кроме того, на диаграмме нанесена предельная ограничительная характеристика, при которой судовой дизель со степенью наддува может работать на винт без тепловых перегрузок. При этом величина показателя степени m = 0,86.
Отмеченные особенности протекания ограничительных характеристик двигателей с наддувом накладывают определенные ограничения на их применение в судовых энергетических установках, а также сопровождаются трудностями их эксплуатации. Очевидно, такие двигатели более приспособлены для работы на винты регулируемого шага или могут использоваться на судах с электродвижением.
7. Разработка оптимального алгоритма определения среднего индикаторного давления по развернутой индикаторной диаграмме
7.1 Постановка задачи
Среднее индикаторное давление характеризует работу действительного рабочего цикла отдельного цилиндра двигателя. Их величины определяют распределение нагрузки по цилиндрам. Отклонения индикаторных давлений по цилиндрам от среднего значения оказывают отрицательное влияние на показатели работы двигателя: экономичность, долговечность, номинальную мощность и равномерность вращения коленчатого вала. В реальной эксплуатации судовых дизелей среднее индикаторное давление практически не контролируется, несмотря на то, что его величина жестко регламентируется действующими нормативными документами:
Отсутствие контроля величины индикаторного давления обусловлено тем, что эксплуатация не располагает надежными и точными средствами для их измерения. Существующие автоматизированные измерительные комплексы (например, Нор Контрол, Ритм-Дизель) перегружены информационно и поэтому дороги. Поэтому, назрела необходимость создания сравнительно простого переносного и удобного в использовании автоматизированного устройства, которое позволило бы измерять с достаточной точностью среднее индикаторное давление (работу цикла или индикаторную мощность цилиндра), максимальное давление и давление сжатия. Такое устройство, безусловно, повысило бы возможности судовых механиков в проведении качественной регулировки двигателей с целью устранения отрицательных последствий работы разрегулированных двигателей. Эксплуатационные испытания свидетельствуют, что отклонения средних индикаторных давлений нередко превышают 10 %.
В данной работе рассматриваются возможности достаточно точного вычисления среднего индикаторного давления по развернутой индикаторной диаграмме . Целью исследования является нахождение метода наиболее приемлемого для реализации в автоматизированном устройстве.
.2Возможные методы определения среднего индикаторного давления по диаграмме
При разработке указанного выше автоматизированного устройства единственным достоверным источником информации для вычисления среднего индикаторного давления может быть развернутая диаграмма давлений . Считывание величин давлений на про