Допустимое значение неравномерности распределения температуры выпускных газов по цилиндрам
Главное меню
Судовые двигатели
Главная Судовые двигатели внутреннего сгорания Испытания и эксплуатация судовых двигателей Работа двигателя с перегрузкой
Работа двигателя с перегрузкой
Анализ работы судового двигателя на различных режимах, выполненный нами, позволяет сделать вывод, что при изменении сопротивления движению судна тепловая и динамическая напряженность двигателя может недопустимо возрастать.
Режим работы двигателя, при котором тепловая и динамическая напряженность его становится выше, чем допустимо, является перегрузочным. Перегрузочным режимом работы двигателя можно назвать такой режим работы, при котором значение коэффициента избытка воздуха при горении становится меньше, чем при работе на номинальном режиме. Работа дизеля с ? ном происходит при возрастающем догорании топлива на линии расширения, а следовательно, сопровождается увеличением температуры выпускных газов и средней температуры за цикл. Повышение средней температуры газов за цикл увеличивает температуру стенок цилиндра, а потому способствует дальнейшему уменьшению весового заряда цилиндра воздухом и, следовательно, уменьшению ?. Поэтому повышение температуры выпускных газов и стенок цилиндра при этом является прогрессирующим, в результате чего может произойти коксование смазочного масла на стенках цилиндра и образование задиров и заеданий поршней, т. е. такая работа может двигатель привести к аварии.
При неудовлетворительном техническом состоянии двигателя перегрузочный режим работы может наступить при мощности и числе оборотов меньше номинальных.
Внешними признаками перегрузки двигателя являются: дымный выхлоп, высокая температура отработавших газов, сильный нагрев крышек и стенок цилиндра.
Причинами перегрузки двигателя, кроме ранее рассмотренных (сильное течение и ветер, мелководье, большой воз и др.), могут быть следующие.
Неравномерность распределения мощности по цилиндрам, главным образом вследствие неправильной регулировки топливных насосов, приводит к перегрузке отдельных цилиндров двигателя. Такая перегрузка, не обнаруженная своевременно, может привести не только к заеданию поршня, но и к образованию прогара его донышка и взрыву масляных паров в картере двигателя. Контроль температуры выпускных газов по цилиндрам и охлаждающей воды позволяет своевременно обнаружить перегрузку отдельных цилиндров и устранить ее. Температура выпускных газов по цилиндрам не должна отличаться, при номинальной мощности двигателя, более чем на ±5% от средней температуры для всех цилиндров.
Мощность отдельных цилиндров не должна отличаться более чем на ±2,5% от среднего ее значения.
Особо следует отметить влияние изменения метеорологических условий на возможность перегрузки двигателя.
Пренебрегая весьма малым влиянием величины температуры наружного воздуха на коэффициент наполнения цилиндра, мощность двигателя, согласно формуле (158), можно выразить так:
Допустим, что двигатель при стендовых испытаниях развивал мощность N e ном и имел n ном при давлении и температуре наружного воздуха р 0 и Т 0 :
При других значениях давления и температуры наружного воздуха мощность этого двигателя при том же числе оборотов будет равна
или, выражая ее через номинальную мощность, будем иметь
Принимая в первом приближении, что изменение параметров наружного воздуха одинаково влияет на величину коэффициента избытка воздуха и на величину индикаторного к. п. д. двигателя, и пренебрегая изменением механического к. п.д. его, при этом будем иметь
Так, например, при значениях: р 0 = 760 мм рт. ст.; р 0 = 740 мм рт. ст Т 0 = 293° К и Т 0 = 313° К
Таким образом, из приведенного примера следует, что падение давления и повышение температуры наружного воздуха, которые наблюдаются в практике эксплуатации силовых установок, приводят к значительному снижению номинальной мощности двигателя. При работе двигателя на гребной винт указанные изменения параметров наружного воздуха уменьшают мощность его и число оборотов вала.
Сохранение мощности при рассматриваемом изменении параметров наружного воздуха, путем увеличения подачи топлива, приводит, как это видно из дальнейшего, к значительному снижению коэффициента избытка воздуха при горении, а следовательно, к перегрузке двигателя. Действительно, при условии, что N e ? = N е ном , будем иметь
Допустим, что в рассматриваемом примере дизель имеет ? = 2,0, и если принять, что уменьшение индикаторного к. п. д. будет пропорционально уменьшению веса заряда цилиндра воздухом, то найдем значение ?':
При таком уменьшении значения коэффициента избытка воздуха по сравнению с номинальным значением его не вызывает сомнения, что двигатель будет работать с недопустимой перегрузкой.
Работа двигателя с перегрузкой допускается только в исключительных случаях, и при этом должно быть усилено наблюдение за работой его. Особое внимание должно уделяться контролю за температурой отработавших газов двигателя и за работой охлаждающей и масляной систем. Следует при этом иметь в виду, что быстроходные форсированные двигатели имеют при номинальном режиме работы сравнительно низкое значение коэффициента избытка воздуха, а потому повышение мощности их путем перегрузки может быть незначительным.
Читайте также: