Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Конспекты / Конспект лекции "Режимы работы на малых нагрузках"

Конспект лекции "Режимы работы на малых нагрузках"


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

3

Гл. 9. Режимы работы двигателей

Режимы работы на малых нагрузках

Переход главного двигателя на режим малого хода, как и переход вспомогательного на режим малых нагрузок, связан со значительным сокращением подачи топлива в цилиндры. Одновременно снижаются параметры воздуха в конце сжатия. Особенно заметно изменение величин Рс и Тс в двигателе с газотурбинным наддувом, так как ГТК на малых нагрузках практически не работает и двигатель автоматически переходит на режим работы без наддува. Малые порции сгорающего топлива снижают температуру в камере сгорания. Из-за низких температур цикла процесс сгорания топлива протекает вяло, медленно, часть топлива не успевает сгореть и стекает по стенкам цилиндра в картер или уносится с отработавшими газами в выпускную систему. Ухудшению сгорания топлива способствует также плохое смесеобразование топлива с воздухом, обусловленное снижением давления впрыска топлива при падении нагрузки и снижении частоты вращения (особенно при изношенной топливной аппаратуре). Неравномерное и нестабильное впрыскивание топлива, а также низкие температуры в цилиндрах вызывают неустойчивую работу двигателя, нередко сопровождающуюся пропусками вспышек и повышенным дымлением. При снижении оборотов ниже nmin доп. не исключена самопроизвольная остановка двигателя.

Нагарообразование протекает особенно интенсивно при использовании в двигателе тяжелых топлив. При работе на малых нагрузках из-за плохого распыливания и относительно низких температур в цилиндре капли тяжелого топлива полностью не выгорают.

При нагревании легкие фракции постепенно испаряются и сгорают, а в ядре капли остаются исключительно тяжелые высококипящие фракции, основу которых составляют ароматические углеводороды с наиболее прочной связью между атомами. Поэтому окисление их приводит к образованию промежуточных продуктов - асфальтенов и смол, медленно сгорающих и обладающих высокой липкостью, способных прочно удерживаться на металлических поверхностях.

В силу изложенных обстоятельств при длительной работе двигателя на режимах малых частот вращения и нагрузок происходит интенсивное загрязнение цилиндров и особенно выпускного тракта продуктами неполного сгорания топлива и масла. Выпускные каналы крышек цилиндров и выпускные патрубки покрываются плотным слоем асфальтосмолистых веществ и кокса, до 50-70% уменьшающих их проходные сечения. В выпускной трубе толщина слоя нагара достигает 10-20 мм. Эти отложения при повышении нагрузки на двигатель периодически воспламеняются, вызывая в выпускной системе пожар. Все маслянистые отложения выгорают, а образующиеся при сгорании сухие углистые частицы выдуваются в атмосферу.

Чтобы этого не случилось, необходимо по возможности избегать эксплуатации двигателя на малых нагрузках. Особенно это относится к дизель-генераторам режим работы которых, можно регулировать числом параллельно работающих двигателей и их нагрузкой, или выборочным включением в судовую сеть потребителей тока.

Наиболее чувствительны к ухудшению работы на малых оборотах и нагрузках четырехтактные средне- и высокооборотные двигатели. Поэтому в последних модификациях этих двигателей увеличивают давление впрыскивания на номинальном режиме до 150-200 МПа2. В этом случае при снижении частоты вращения давление впрыскивания, подчиняющееся закону рт.мах = Сп, уменьшается не до столь низких значений, что позволяет обеспечить на малых оборотах достаточно качественное распыливание и смесеобразование. Фирма Катерпиллар с этой же целью ввела гидравлический привод плунжера ТНВД, позволивший сохранять высокое давление впрыскивания на всем диапазоне скоростных режимов.

2В последние годы увеличение максимального давления впрыска до 120-150 МПа стало применяться и в малооборотных 2-хтактных двигателях.


Вторым фактором, определяющим неудовлетворительную работу на малых оборотах и нагрузках является ухудшение воздухоснабжения. Для улучшения воздухоснабжения на двигатели устанавливают более эффективные ГТК, ориентированные на работу в зоне малых нагрузок с более высоким кпд. Уместно напомнить, что в современных двигателях с высоким наддувом запас энергии газов на полных нагрузках превышает потребности ГТК и это позволяет на этих режимах направлять газы в обход ГТК, открывая устанавливаемые на выхлопе байпасные клапаны. С переходом на малые нагрузки байпасный клапан закрывается и весь поток газов направляется в ГТК, что существенно повышает его производительность.

В целях улучшения воспламенения топлива в цилиндрах двигателя также прибегают к повышению температуры наддувочного воздуха путем отключения воздухоохладителя, а в отдельных конструкциях двигателей при переходе на частичные нагрузки вводится подогрев наддувочного воздуха с помощью специально устанавливаемого подогревателя, в котором температура воздуха повышается до 65-80°С

При переходе главного двигателя, работающего на ВФШ, на режимы малых оборотов цикловая подача топлива и нагрузка, характеризуемая ре, уменьшаются в квадрате от оборотов. Это влечет за собой рост степени неравномерности подачи топлива


hello_html_m4072b339.gif,

где gц max, gц min, gц – соответственно максимальная, минимальная и средняя цикловые подачи топлива в рабочие цилиндры. Рост степени неравномерности подачи определяется влиянием возрастанием доли утечек через прецизионные элементы топливной аппаратуры по отношению падающей со снижением нагрузки цикловой подаче ТНВД. В свою очередь, чем больше степень неравномерности подачи, тем больше степень неравномерности вращения вала двигателя, тем больше вероятность пропуска вспышек в цилиндрах и самопроизвольной остановки двигателя. Остановке двигателя способствует и тот факт, что с уменьшением оборотов уменьшается кинетическая энергия его движущихся частей и при низких оборотах с учетом ранее рассмотренных причин ее может оказаться недостаточно для преодоления сопротивления вращению гребного винта.

Литература

1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1./ И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 260 с. Стр. 213-216.

2.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1./И.В.Возницкий, – М.:МОРКНИГА, 2007.- 282 с. Стр. 272-275.

3.Возницкий И. В. Судовые дизели и их эксплуатация / И.В.Возницкий, Е.Г.Михеев – М.:Транспорт, 1990. - 360 с. стр.292-293.


57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Автор
Дата добавления 16.02.2016
Раздел Другое
Подраздел Конспекты
Просмотров111
Номер материала ДВ-457765
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх