Конспект лекции "Режим работы на волнении"

Режимы работы при волнении

Состояние моря, направление и сила ветра определяют пе­риодически меняющееся сопротивление движению судна в свя­зи с изменением характеристик гребного винта при различной глубине его погружения в воду и работе в косом потоке, а также частых перекладок руля при удержании судна на курсе. Измене­ние момента и упора винта непосредственно от­ражается на нагрузке и оборотах главного двигателя. В этих ус­ловиях работа двигателя носит неустановившийся характер, ме­няются во времени скорость вращения, механические и тепло­вые нагрузки. Степень их изменений зависит от высоты и длины волн, курсового угла, скорости хода и степени загрузки судна.

Если принять за отпра­вную точку 2, лежащую на эксплуатационной винтовой характеристике (рис 9.3), то уменьшение сопротивления движению судна при оголе­нии винта (судно скатывается с волны) приведет к облегче­нию гребного винта и его ха­рактеристика займет положение ЛВ. При увеличении сопро­тивления (судно входит на волну) винтовая характеристика переместится в положение ТВ (тяжелого винта). При рабо­те регулятора частоты вращения по предельной схеме при фикси­рованном положении тяги управления рейками ТНВД h_a - const режимы двигателя при изменении нагрузок будут перемещаться по частичной характеристике h_a2 из точки 2 соответственно в точки а-а при пересечении с соответствующими винтовыми ха­рактеристиками. При работе по всережимной схеме смещение режимов будет происходить по регуляторной характеристике б-б. Но, поскольку при утяжелении характеристики режим вы­ходит за пределы ограничительной характеристики Р_{е доп} то по­требуется уменьшить скорость хода судна с тем, чтобы винтовая характеристика переместилась в точку пересечения регулятор­ной характеристики с ограничительной. В противном случае двигатель будет работать с явной перегрузкой. Если, при этом, учесть колебания давлений и температур в цилиндрах, динами­ческие нагрузки, вызываемые изменением угловой скорости, то надежная работа двигателя при плавании в штормовую погоду может быть обеспечена лишь при существенном уменьшении мощности и скорости хода.

Из сопоставления режимов видно, что работа по частичной характеристике h_a2 = const сопровождается значительными из­менениями частоты вращения и вызванным этим изменением ускорений движущихся масс дизеля, валопровода и появлением дополнительными инерционных нагрузок. Их влияние особенно неблагоприятно отражается на работе приводов распредели­тельных валов, насосов, упорного и дейдвудного подшипников.

Если также учесть, что с изменением частоты вращения динамические показатели рабочего цикла P_z,P_z/Pc и скорость нарастания давления при сгорании также не остаются постоян­ными, то изменение действительных нагрузок, включая и Р_тах = P_z-P_jmax, оказывается более значительным, чем при работе по регуляторной характеристике (на режимах по кривой б-б). Кроме того, работа двигателя по частичной характеристике сопровождается повышенной степенью неравномерности вра­щения вала, большими колебаниями крутящего и опрокиды­вающего моментов двигателя, возможными вибрациями корпуса судна.

В условиях качки амплитуда и скорость изменения частоты вращения при h_a2 = const (при установке регулятора на предель­ное число оборотов) являются по существу нерегулируемыми параметрами и полностью определяются состоянием моря, за­грузкой судна. Уменьшение колебаний частоты вращения (см. рис. 9.3) можно получить перенастройкой регулятора на более низкую предельную частоту вращения (работа по кривой частичной характеристик h_а3) .

Литература

1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 260 с. Стр 210-212

2.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, – М.:МОРКНИГА, 2007.- 282 с. Стр 268-270