Допустимое значение неравномерности распределения температуры выпускных газов по цилиндрам

Обновлено: 05.07.2024

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: