Ухудшение ограничительных характеристик современных дизелей с повышенным давлением наддува воздуха

Важно отметить, что увеличение давления наддува современных судовых дизелей привело к стремительному росту термической напряженности двигателей.

Тепловые перегрузки в двигателях возможны в случае, когда топливо впрыскивается в цилиндр, а заряда воздуха, поступающего в цилиндр, недостаточно для эффективного горения. В этом случае температура деталей цилиндро-поршневой группы заметно возрастает, превышая допустимые пределы. Превышение допустимых температур деталей цилиндро-поршневой группы может явиться причиной аварий двигателя. Поэтому для современных дизелей с высокой термической напряженностью контроль отсутствия перегрузки играет важную роль.

Работа судового двигателя на номинальном режиме является самым сложным процессом. Номинальный режим двигателя подразумевает длительную работу дизеля на номинальной мощности, при этом коэффициент избытка воздуха достигает своего минимального значения. Под коэффициентом избытка воздуха понимается отношение действительного заряда воздуха, находящегося в цилиндре, к теоретически необходимому для полного окисления топлива заряду воздуха. Таким образом, на номинальном режиме необходимо обеспечивать достаточное количество воздуха, чтобы не допустить термических перегрузок. На всех режимах эксплуатации двигателя необходимо, чтобы количество потребляемого двигателем воздуха было согласовано с количеством подаваемого воздуха турбокомпрессором. Важно отметить, что современные турбокомпрессоры развивают достаточно высокие давления наддува. При этом характеристика турбокомпрессора тем круче снижается на долевых режимах, чем выше максимальное давление наддува компрессора. Вероятно, это обусловлено температурой выхлопных газов и персоналиями турбокомпрессора.

Существует зависимость относительного избыточного давления от величины относительного часового расхода [6]. Она имеет следующий вид:

Преобразуем имеющееся выражение

Таким образом, получаем

Полученная зависимость удобна для анализа, поскольку все входящие в формулу величины мы можем легко определить для каждого конкретного двигателя. Полученное выражение справедливо для двигателей IV поколения. Возникает вопрос о существовании аналогичной зависимости для современных двигателей. Обозначим показатель степени удельного часового расхода через переменную m. Тогда новая зависимость принимает вид:

Где - давление наддува воздуха на произвольном режиме, МПа

- давление наддува воздуха на номинальном режиме, МПа

- относительный часовой расход топлива

- степень повышения давления для номинального режима работы

Показатель степени m может быть подсчитан для каждого конкретного двигателя. Чтобы определить показатель степени m произведем следующие преобразования

Наиболее простым решением полученной зависимости является графический метод. В качестве решения мы получим уравнение прямой следующего вида: . Данные, использованные для определения уравнения искомой прямой, представлены в следующей таблице:

Актуально о транспорте

Технико-эксплуатационные характеристики типов судов
Исходя из анализа транспортных характеристик груза, района плавания и портов захода, можно выделить ряд факторов, которые определяют выбор типов судов: - все представленные грузы – тарно-штучные, что обуславливает необходимость применения универсальных сухогрузных судов; - предусмотренные порты зах ...

Определение эквивалентной нагрузки для роликовых подшипников
Ведущий вал Определим радиальный силы в опорах: Определяем дополнительные осевые нагрузки: Значение приведены в таблице П30 Результирующие осевые нагрузки действующие на подшипники , определяем с учетом осевой силы , при этом должны выполниться условия: составляем уравнение равновесия , используя о ...

Пропуск теплохода А и толкаемого состава Б
Исходные данные: А - пассажирский теплоход ПТ следует вниз со скоростью 20 км/ч, находится на отметке 98 км. Б - толкаемый состав Т+2 идет вверх со скоростью 6 км /ч, находится на отметке 86 км. Анализ ситуации при обгоне, обоснование выбора места и стороны обгона судна (состава), обоснование скоро ...