Питання 1 . Характеристики і режими роботи СЕУ.Поясніть що таке режим і характеристика роботи двигуна, намалюйте графікЗміна швидкості і навантажувальної характеристики двигуна.
Відповідь
Для сучасних суднових двигунів характерний високий рівеньнапруженості робочого процесу. Елементи конструкції, і в першу чергудеталі циліндро-поршневої групи двигунів, відчувають дію великихтеплових і механічних навантажень. Причому розрив між робочими рівнямитеплової та механічної напруженості двигунів на номінальному режимі і їх,граничними значеннями, як правило, невеликий. Тому якщо режим повного ходувідповідає номінальному, то резерв на можливе в експлуатації перевищенняпотужності або зміну технічного стану двигуна і параметрів навколишньогосередовища, яке може викликати підвищення його напруженості, виявляється також невеликим.Про наявність малого резерву свідчать почастішали в останні роки випадкивиходу з ладу головок поршнів, втулок і кришок робочих циліндрів, появиінтенсивних зносів циліндрів, виникнення тріщин і викришуванняантифрикційного сплаву підшипників.
Режим повного ходу, як уже раніше зазначалося, не залишаєтьсянезмінним: навантаження циліндрів і частота обертання вала змінюються у зв'язку зсистематично змінюються зовнішніми умовами плавання судна.
Збільшення опору руху судна супроводжуєтьсяВ«УтяжелениемВ» гвинтовий характеристики.
Таким чином, коли за режим повного ходу приймається режимномінальної потужності, то тим самим створюються умови можливих перевантаженьдвигуна. Тому сучасна практика експлуатації орієнтується на:
1) полегшення гвинтовий характеристики шляхом установкигребного гвинта, що завантажує головний двигун при номінальній частоті обертанняна 85-90% М ЄП ом ',
2) обмеження навантажень двигуна, особливо при збільшенніопору руху судна і зниженні частоти обертання шляхом завдання зонирекомендованих для тривалої роботи режимів з допомогою обмежувальниххарактеристик.
Обмежувальна характеристика (лінія /) призначається такимчином, щоб при роботі двигуна на приналежних їй режимах забезпечувалосязбереження його теплової та механічної напруженості на рівні, що не перевищуєрівень напруженості на номінальному режимі.
В експлуатації важливо стежити за тим, щоб режими роботидвигуна знаходилися в межах зони, обмеженої цією характеристикою. Як виняток,допускається тільки короткочасна робота за її межами при виконанні судномманеврів.
Режими малихоборотів і навантажень. Перехід головних двигунів на режими малих оборотів, як іперехід допоміжних на режими малих навантажень, пов'язаний зі значнимскороченням подачі палива в циліндри і збільшенням надлишку повітря.Одночасно знижуються параметри повітря в кінці стиснення. Особливо помітнозміна р з і Т з в двигунах з газотурбінним наддувом,так як газотурбокомпрессор на малих навантаженнях практично не працює ідвигун автоматично переходить на режим роботи без наддуву. Малі порціїпалива, що згорає і великий надлишок повітря знижують температуру в камерізгоряння.
Через низькі температур циклу процес згоряння паливапротікає мляво, повільно, частина палива не встигає згоріти і стікає постінок циліндра в картер або несеться з відпрацьованими газами в випускнусистему.
Погіршенню згоряння палива сприяє також поганесмесеобразование палива з повітрям, обумовлене зниженням тиску вприскуванняпалива при падінні навантаження і зниженні частоти обертання. Нерівномірний інестабільний впорскування палива, а також низькі температури в циліндрах викликаютьнестійку роботу двигуна, нерідко супроводжується пропусками спалахів і підвищенимдимленням.
нагарообразование протікає особливо інтенсивно привикористанні в двигунах важких палив. При роботі на малих навантаженнях черезпоганого розпилювання і відносно низьких температур в циліндрі краплі важкогопалива повністю не вигоряють. При нагріванні краплі легкі фракції поступововипаровуються і згоряють, а в її ядрі залишаються виключно важкі висококиплячіфракції, основу яких складають ароматичні вуглеводні, що володіютьнайбільш міцної зв'язком між атомами. Тому окислення їх призводить доутворення проміжних продуктів - асфальтенів і смол, що володіють високоюлипкість і здатних міцно утримуватися на металевих поверхнях.
У силу викладених обставин при тривалій роботідвигунів на режимах малих оборотів і навантажень відбувається інтенсивнезабруднення циліндрів і особливо випускного тракту продуктами неповногозгоряння палива і масла. Випускні канали кришок робочих циліндрів і випускніпатрубки покриваються щільним шаром асфальто-смолистих речовин і коксу, нерідкона 50-70% зменшують їх прохідний перетин. У випускній трубі товщина шарунагару досягає 10 - 20мм. Ці відкладення при підвищенні навантаження на двигун періодичноспалахують, викликаючи у випускній системі пожежа. Всі маслянисті відкладеннявигорають, а утворюються при згоранні сухі вуглекислі речовини видуваються ватмосферу.
Зупинка двигуна. Поряд з режимом прогріву не менш небезпечним є іперехідний режим різкого зниження навантаження або раптової зупинки двигуна.При різкому скиданні навантаження і особливо при зупинці двигуна, до цьогопрацював у режимі повного ходу, в ньому, як і при прогріванні, з'являютьсявисокі теплові напруги. Причина цього полягає в нерівномірномуостиганні деталей циліндропоршневої групи. Максимум напружень спостерігається вперший період після зупинки двигуна, так як саме для цього періодухарактерна найбільша швидкість падіння температури нагрітих поверхонь.
Для зменшення напруг, що виникають при охолодженні гарячогодвигуна, необхідно завчасно, до повної зупинки двигуна, знижуватиразвиваемую їм потужність. Потужнімалооборотних двигуни рекомендується переводити на режим середнього, а потіммалого ходу, принаймні, за 30-60 хвилин до початку маневрів.
Навантажувальна характеристика двигуна являє собоюграфічну залежність його основних показників від навантаження при постійномушвидкісному режимі (п = const). Критерієм навантаження служить середнє ефективнетиск р е , яке і приймається в якості незалежногозмінного. При побудові навантажувальної характеристики значення р е відкладаютьпо осі абсцис, а параметри, що характеризують роботу двигуна, - по осіординат (рис. 11).
За навантажувальної характеристиці працюють допоміжнідизель-генератори та головні двигуни, коли управління ними здійснюєтьсявсережимного регулятором числа обертів.
Рис. 1. Навантажувальна характеристика двигуна
Зовнішня і часткові характеристики. В експлуатації судновихдвигунів часті випадки, коли зміна навантаження спричиняє змінучисла обертів, незважаючи на незмінне положення органу управління паливниминасосами. Подібним умовам відповідають зовнішня або астічние характеристики, підякими розуміється графічна або аналітична залежність показниківдвигуна від числа боротися за строго фіксованому положенні органу управлінняоплівнимі насосами ТР = const, що забезпечує збереження не-13менной величиниактивного ходу плунжера h a = const.
Зовнішня номінальна характеристика - крива tр ном = const(Рис. 12) - характеристика, соответствуящая роботі двигуна в умовахзмінюються навантаження та частоти обертання при активному ході плунжера h a H0M або відповідному йому положенні паливної рейки ТР Н0М ,забезпечує номінальні значення потужності та середнього ефективного тискупри номінальному швидкісному режимі n ном
Рис. 2. Зовнішні та часткові характеристики
Питання 2 . Суднові комбіновані енергетичні установки, перерахуйте які КЕУзастосовуються на суднах. Дати визначення КЕУ: з термодинамічної зв'язкомдвигунів і без зв'язку; накресліть схему КЕУ т/х В«Капітан СмирновВ», описати їїроботу.
Відповідь
Суднові газотурбінні уста...