Конспект лекции Режим работы на волнении

1

Режимы работы при волнении

Рис. 9.3. Изменение режимов работы двигателя при волненииСостояние 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