Menu
RSS


Влияние эксплуатационных факторов на теплонапряженность, переходные режимы

На теплонапряженность дизеля наибольшее влияние оказывают следующие эксплуатационные факторы: нагрузка цилиндра, сопротивление движению судна и винта, температура охлаждающей воды, наличие отложений (накипи или нагаров) на стенках охлаждаемых деталей, охлаждение наддувочного воздуха, состояние газовоздушного тракта и качество газообмена в цилиндре, экономичность дизеля, скорость ввода дизеля после пуска в режим полной нагрузки и вывода из режима полной нагрузки на "стоп".


Нагрузка цилиндра оценивается средним эффективным далением, характеризующим собой среднюю удельную эффективную работу цилиндра за цикл. При повышении нагрузки (см. рис. 143) возрастают средняя результирующая температура и коэффициент теплоотдачи от газов к стенке. Толщина эквивалентной стенки λ/αrm уменьшается. Увеличиваются температура стенки и перепады температур в ней, т.е. теплонапряженность дизеля повышается.
В случае работы двигателя в режиме тяжелого винта, т.е. с увеличенным сопротивлением движению судна или винта, при номинальной цикловой подаче топлива частота вращения дизеля оказывается меньше номинальной, уменьшается расход воздуха через дизель и газа через турбину, снижается мощность турбины и частота вращения ротора турбокомпрессора. Из-за этого снижаются давление воздуха и коэффициент избытка воздуха, ухудшается воздухоснабжение цилиндра, что приводит к повышению температур газов и стенок цилиндра, т.е. повышению теплонапряженности. В таких случаях рекомендуется уменьшать цикловую подачу топлива и переводить дизель на работу по ограниченной характеристике, на которой теплонапряженность дизеля не ревышает уровня.
Температура охлаждающей воды влияет на показатели теплонапряженности по-разному. В замкнутых системах охлаждения судовых малооборотных дизелей температура воды на выходе из двигателя поддерживается обычно в пределах 65-75°С, у среднеоборотных 75-85°С. При повышении температуры охлаждающей воды, как видно из рис. 143, уменьшается перепад температур в стенке. Благодаря этому снижаются температурные напряжения и, кроме того, потери теплоты в охлаждаемую воду, улучшается процесс сгорания топлива. Но при этом повышается температура стенок, а это таит в себе опасность ухудшения условий смазывания цилиндров и пригорания поршневых колец.
Понижение температуры охлаждающей воды уменьшает вероятность таких явлений. Однако при использовании сернистых топлив и при температуре воды на выходе ниже 55°С возникает интенсивное коррозионное изнашивание вследствие конденсации паров воды и серной кислоты на стенках втулки цилиндра. Из этих соображений минимально допустимой температурой охлаждающей воды на выходе из дизеля считается 60°С.
Отложения на стенках охлаждаемых деталей(накипь на стенках деталей, охлаждаемых водой, нагар на днище поршня со стороны масла при масляном охлаждении) приводят к повышению теплонапряженности охлаждаемых деталей ЦПГ. 
Охлаждение наддувочного воздуха является одним из наиболее эффективных средств понижения теплонапряженности и повышение мощности дизеля. Охлаждение воздуха на каждые 10°С позволяет повысить мощность дизеля на 2.5-3%. Это учитывают приназначении режима работы дизеля во время плавания судна в тропиках. Для сохранения теплонапряженности на неизменном уровне в этих уловиях понижают мощность дизеля.
Периодическая очистка от загрязнений и отложений газовоздушного тракта способствует улучшению качества газообмена в цилиндре, повышению значений коэффициента наполнения и коэффициента избытка воздуха, снижению температуры газов в цилиндре, а следовательно, и теплонапряженности дизеля. 
Экономичность дизеля характеризуется удельным эффективным расходом топлива, одним из наиболее значимых факторов, влияющих на теплонапряженность дизеля. В эксплуатации дизеля при ухудшении его технического состояния удельный расход топлива повышается, так как ухудшаются условия для самовоспламенения и сгорания топлива. В результате загрязнения газовоздушного тракта, износа цилиндровых втулок и уплотнительных поршневых колец снижается давление заряда в конце сжатия. Если нагрузка сохраняется неизменной, то топливо сгорает при пониженном значении коэффициента избытка воздуха. В результате понижения давления открытия игл форсунок, износа плунжерных пар топливных насосов и сопел форсунок ухудшается качество распыливания и увеличивается продолжительность впрыскивания цикловой подачи топлива. Эти факторы в конечном счете приводят к повышению удельного расхода топлива, а следовательно, к повышению теплонапряженности дизеля. 
Наибольшим температурным напряжениям детали цилиндра подвергаются чаще всего при работе дизеля на переходных режимах: при пуске, ускоренном вводе в режим полной нагрузки и резкой остановке. 
Для обеспечения нормальной и надежной работы ЦПГ рекомендуется придерживаться инструкций по обслуживанию судового дизеля при пуске, вводе в режим полной нагрузки и при остановке, а также инструкций по поддержанию режимов охлаждения.

Login to post comments
back to top
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • VK
  • RSS