Содержание к диссертации
Введение
Глава 1, Анализ маневренных качеств судовых малоразмерных дизелей и постановка задач исследования
1.1 Ввод в действие дизельной энергетической установки малых судов
1.2. Минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала .
1.3. Режим прогрева и приемистость дизельной энергетической установки (ДЭУ)
1.4. Обзор опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ
1.5. Цель и научно-технические задачи исследований
Глава 2. Теоретические основы повышения маневренных качеств ДЭУ 40
2.1. Физическая модель приведения ДЭУ в рабочее состояние
2.2. Теоретическое исследование особенностей работы судового малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала и в режиме прогрева для принятия полной нагрузки
2.3. Разработка инженерной методики для расчета приемистости ДЭУ по скорости вращения коленчатого вала
Глава 3. Экспериментальная установка, методики исследований, измерительная аппаратура и погрешность измерений
3.1. Экспериментальная установка
3.2.1 Программа исследования
3.2.2. Методики проведения научных исследований
3.3 Измерительная аппаратура и погрешности измерения
Глава 4. Экспериментальные исследования влияния различных факторов на маневренные качества ДЭУ
4.1. Базовые пусковые исследования определяющие готовность к действию ДЭУ
4.2. Исследование внутренних потерь в судовом малоразмерном дизеле
4.3. Исследование влияния вязкости моторных масел на моменты сопротивления проворачиванию коленчатого вала малоразмерного дизеля
4.4 Исследование режима работы судового малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения вала
4.5 Исследование особенностей прогрева и ввода под полную нагрузку ДЭУ малых судов .
4.6 Рекомендации по улучшению маневренных качеств ДЭУ малых судов
Выводы
Литература
- Минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала
- Теоретическое исследование особенностей работы судового малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала и в режиме прогрева для принятия полной нагрузки
- Измерительная аппаратура и погрешности измерения
- Исследование внутренних потерь в судовом малоразмерном дизеле
Введение к работе
Актуальность. В процессе совершенствования средств коллективного спасения экипажей морских судов одной из актуальных задач неизменно является обеспечение непотопляемости и оснащение их высокоэффективными энергетическими установками (ЭУ). Эффективность последних определяется, прежде всего маневренными качествами, являющимися основным фактором при реализации спасательных операций. Успех спасательной операции во многом определяется продолжительностью выполнения этапов: подготовки ЭУ к вводу в действие; пусковых попыток (с учетом их количества); прогрева ЭУ после пуска для принятия полной нагрузки; приемистости ЭУ и способности ее стабильно работать на всех предусмотренных режимах работы.
Перечисленные этапы вместе составляют маневренные качества дизельной энергетической установки (ДЭУ) и улучшение их для судовых малоразмерных дизелей, используемых в качестве главных двигателей спасательных шлюпок, является актуальной научно-технической задачей, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель работы и задачи исследований. Целевой установкой диссертации является решение актуальной научно-технической задачи по улучшению маневренных качеств судовых малоразмерных дизелей (СМД) путем их исследования и совершенствования. В ходе реализации поставленной цели предусматривается разработка теоретических положений и экспериментального подтверждения улучшения маневренных качеств СМД, удовлетворяющих всем требованиям (международным и национальным) условий эксплуатации средств экстренной помощи (СЭП) и средств коллективного спасения (СКС), а также перспективам развития судостроения. Задача улучшения маневренных качеств СМД и ДЭУ на их базе требует решения ряда научно-технических подзадач:
-
Разработать структурную схему и модель приведения ДЭУ в рабочее состояние на основе предварительного теоретического исследования и анализа литературных материалов.
-
Установить особенности работы СМД на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала, путем теоретического исследования основных физических закономерностей протекания процессов смесеобразования в режиме пуска и функционирования сразу после пуска на минимальной частоте вращения коленчатого вала, а также оценки внутренних потерь в СМД.
-
Экспериментально исследовать процессы, протекающие в малоразмерном дизеле в режиме его прогрева сразу после пуска и оценить влияние различных конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на продолжительность прогрева. - .
j f ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I
I БИБЛИОТЕКА I
3 і. 2таш\
-
Определить целесообразные технические пути и их рациональные пределы применения, для обеспечения прогрева СМД при экстренном вводе в действие СЭП и СКС на основе анализа, полученных экспериментально, принципиальных закономерностей.
-
Разработать инженерную методику для расчетного определения приемистости по скорости вращения коленчатого вала, исходя из предложенной структурной модели приведения ДЭУ в рабочее состояние и основного закона динамики вращательного движения.
-
Определить количество испарившегося в объеме и со стенки камеры сгорания топлива сразу после пуска в ходе прогрева, на основе теоретического исследования.
-
Разработать научно обоснованные рекомендации по улучшению маневренных качеств судовых малоразмерных дизелей в составе ЭУ СЭП и СКС, на базе комплекса теоретических и экспериментальных исследований.
Методы решения поставленных задач. В работе были использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Методологической базой диссертации явились научные работы ЦНИДИ, ПАТИ, НАМИ, многих технических вузов и моторостроительных заводов.
Исследование задач ввода в действие СМД и ДЭУ на его базе выполнено с использованием основного закона динамики вращательного движения коленчатого вала на основе разработанной структурной схемы и модели их функционирования на спасательных шлюпках.
Для определения количества топлива испарившегося в объеме и со стенки камеры сгорания при прогреве СМД использованы методики Д. Н Вырубова (МВТУ им. Баумана) и Б.Н.Семенова (ЦНИДИ).
Личное участие автора состоит в комплексном решении задачи улучшения маневренных качеств СМД и получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах, разработке структурной схемы и модели ввода в действие СМД на спасательных шлюпках и методики определения приемистости по скорости врдщения коленчатого вала, в определении количества топлива, испарившегося в объеме и со стенки камеры сгорания в режиме прогрева СМД сразу после пуска и разработке научно обоснованных рекомендаций улучшения маневренных качеств СМД в составе ЭУ малых судов, используемых в качестве СЭП и СКС.
Практическая значимость. Настоящая диссертационная работа направлена на решение актуальной практической задачи улучшения маневренных качеств СМД Ч 8,5/11 и Ч 9,5/11 и позволяет:
выполнять расчет продолжительности ввода в действие СМД и всех его составляющих: подготовки к пуску, пуска, прогрева и приемистости;
создавать модели СМД для эксплуатации на СЭП и СКС с улучшенными маневренными качествами и одноконтурной проточной
системой охлаждения забортной водой.
Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:
впервые задача улучшения маневренных качеств СМД решена как комплексная, на основе анализа структурной схемы и модели ввода его в действие;
впервые предложен метод определения продолжительности ввода в действие ДЭУ и его составляющих;
впервые предложена формула для расчетного определения приемистости СМД по скорости вращения коленчатого вала;
впервые выполнен расчет количества топлива испарившегося в объеме и со стенки камеры сгорания в режиме прогрева СМД;
разработаны научно-обоснованные рекомендации улучшения маневренных качеств СМД, как главных двигателей СЭП и СКС.
Апробация работы. По материалам диссертационной работы с 2001-2005г.г. сделаны доклады, сообщения на итоговых ежегодных семинарах и научно-технических конференциях преподавателей, сотрудников и студентов МФ МАДИ (ПТУ) г. Махачкала, на постоянно действующем межведомственном семинаре «Актуальные проблемы судовой энергетики и машинодвижительных комплексов» при АГТУ г. Астрахань, Республиканских и межвузовских НТК г.Махачкала, Международной научной конференции «Кинематика и динамика исполнительных машин и механизмов» г.Астрахань (2004), Международной научной конференции посвященной 75-летию Астраханского ГТУ (2005)
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в_5_ печатных работах.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, библиографического списка использованной
Минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала
Практическое достижение легкого и быстрого запуска дизеля при заданных температурах окружающей среды определяется возможностью сообщить коленчатому валу минимальную частоту вращения пПуС, при которой достигается средняя скорость поршня, требуемая для надежного воспламенения топлива в камере сгорания и характеризуется неравенством где Мс - момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала с частотой вращения равной ппус; М„ - крутящий момент, приложенный к коленчатому валу пусковым устройством. Обеспечение воспламенения топлива в камере сгорания является необходимым, но еще не достаточным фактором надежного пуска. Разгон дизеля в последующий период пуска, то есть с начала воспламенения топлива до отключения пускового устройства и выхода дизеля самостоятельно на режим минимально-устойчивой частоты вращения определяется соотношением крутящих моментов пускового устройства М„ и дизеля Xl-Mi с Днй стороны, с одной стороны, и момента сопротивления вращению коленчатого вала Мс - с другой. Если после отключения пускового устройства окажется, что сумма индикаторных моментов Xi\ f„ меньше момента сопротивления вращению коленчатого вала Мс, пуск дизеля будет невозможным. Поэтому Af, должна быть достаточной для самостоятельного разгона коленчатого вала дизеля с ппус до минимально-устойчивой частоты вращения на холостом ходу пхх. Условия возможности выхода дизеля на режим минимально-устойчивой частоты вращения коленчатого вала характеризуется неравенством Сопоставление данных по Мс, М и j ff позволяет: во-первых, выявить возможность запуска дизеля в принципе при той или иной температуре окружающей среды; во-вторых, определить необходимость использования вспомогательных средств облегчения проворачивания коленчатого вала в режиме пуска, и средств облегчения воспламенения топлива в камере сгорания; в-третьих, установить возможный предел повышения мощности Ma-пусковой системы, не более ] ]М . Анализ опытных данных по исследованию изменения частоты вращения коленчатого вала в период пуска малоразмерного дизеля показывают, что при температуре 268К (-5С) разгон коленчатого вала из состояния покоя до частоты вращения ппус, при достижении которой обеспечивается устойчивое воспламенение топлива, осуществляется за 2,2 - 2,5 с. или через 7-8 оборотов. На разгон коленчатого вала на вспышках от минимальной пусковой частоты Пдус до минимально-устойчивой частоты вращения п требуется 3,5 - 3,8 с, что составляет 58- 63% от продолжительности пусковой попытки (6с.) [17]. Рабочий диапазон частоты вращения коленчатого вала определяется пределами от минимально устойчивых до максимальных частот вращения. Так как номинальная частота вращения коленчатого вала для каждого дизеля - величина заданная и фиксированная специальным ограничителем, то расширение рабочего диапазона частоты вращения может быть достигнуто за счет снижения минимально устойчивых частот вращения пхх. Анализ опытных данных по большому количеству дизелей показывает, что минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала составляет 25-30% от номинальной частоты вращения п1ЮМ, то есть Чем меньше минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала, тем шире возможности использования дизельной энергетической установки, тем более благоприятны условия для маневрирования малым судном. Снижение частоты вращения коленчатого вала возможно только до определенной величины, за пределами которой отмечается неустойчивая работа дизеля, с последующей самопроизвольной остановкой. Устойчивая работа дизеля на малых частотах вращения коленчатого вала зависит, прежде всего, от возможности обеспечения условий для равномерного смесеобразования и сгорания по цилиндрам, в условиях резкого изменения качества и количества цикловой подачи топлива. Переход на малые частоты вращения коленчатого вала и, следовательно, кулачкового вала топливного насоса высокого давления вызывает: во-первых, снижение давления впрыска топлива в распыленном виде, что не способствует улучшению смесеобразования; во-вторых, возрастание неравномерности подачи топлива по цилиндрам, вследствие чего количество распыливания топлива по цилиндрам существенно различаются; в-третьих, вследствие наличия люфтов в системе управления топливного насоса и малых величин цикловых подач топлива, изменения полезного хода плунжера возможны пропуски впрыска топлива в отдельные цилиндры. По данным ЦИАМ при переходе от номинальной частоты вращения коленчатого вала на минимально-устойчивую частоту вращения, степень неравномерности подачи топлива т по цилиндрам возрастает с г=0,67% до (5Г=58,1%, то есть почти в 87 раз [22]. Чем меньше цикловая подача топлива, тем менее устойчиво дозирование топлива. Это приводит на малых частотах вращения не только к неравномерности подачи топлива по цилиндрам, но и к колебаниям подачи топлива от цикла к циклу в каждом цилиндре. С учетом указанных обстоятельств условия смесеобразования и сгорания в цилиндрах дизелей при их работе на малых частотах вращения, характеризуются: во-первых, снижение давления впрыска и распыливания, резкое уменьшение подачи топлива дополняется снижением интенсивности вихреобразования в камере сгорания, что ухудшает качество перемешивания топлива с воздухом, и приводит к возрастанию неравномерности распределения по объему камеры сгорания, то есть большей гетерегенности рабочей смеси; во-вторых, интенсивный рост величины коэффициента избытка воздуха до а= 8-9. Такое обеднение рабочей смеси способствует снижению и без того пониженной средней температуры рабочего цикла, охлаждению стенок цилиндра и камеры сгорания, что в сочетании с низкой температурой воздуха в конце такта сжатия, вызывает увеличение периода задержки самовоспламенения и смещение процесса сгорания и догорания вплоть до начала выпуска. Не редки случаи выброса несгоревшего топлива вместе с отработавшими газами при работе в режиме пхх. У вихрекамерных малоразмерных дизелей Ч 8,5/11 и 49,5/11 процесс сгорания и догорания, даже на рабочих режимах, начавшаяся после прохождения поршнем ВМТ на 7 ПКВ растягивалась до 170 ПКВ на ходе расширения [8]. Поэтому завод «Дагдизель» увеличил диаметр плунжера топливного насоса высокого давления в начале с 5мм до 6,5мм, а затем с 6,5мм до 8мм, и тем самым обеспечил сокращение продолжительности процесса сгорания и догорания со 170 ПКВ до 50 ПКВ, то есть в 3,4 раза. Вместе с тем минимально-устойчивая частота вращения коленчатого вала дизелей 48,5/11 и 49,5/11 и ДЭУ, созданных на их базе, не укладываются в пределы (0,25 - 0,35) пном, выявленные для большинства дизелей и составляет
Теоретическое исследование особенностей работы судового малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала и в режиме прогрева для принятия полной нагрузки
Повышение цикловой подачи топлива и улучшение условий смесеобразования и сгорания, как было отмечено выше, является одним из основных средств обеспечения работы малоразмерного дизеля и ДЭУ.
Решение указанных задач становится особенно актуальным при улучшении маневренных качеств малоразмерных дизелей и созданных на их базе ДЭУ малых судов. Объясняется это снижение разности моментов крутящего коленчатый вал и сопротивления его вращению при переходе на малые скорости вращения. При этом сохраняется однозначная связь между минимально-устойчивой частотой вращения коленчатого вала и
Связь между моментом, необходимым для вращения гребного винта судовой ДЭУ и частотой вращения винта представляется квадратичной зависимостью А/, = с, л, , а мощность-кубической параболы Nt = с2п", где с і и с2 -постоянные коэффициенты (где к = 2 и м = 3 для водоизмещающих судов).
Как известно, мощность, крутящий момент и частоту вращения коленчатого вала дизеля снижают путем качественного регулирования, то есть количество поступающего в цилиндр воздуха остается постоянным, а количество топлива, впрыскиваемое форсункой в цилиндр, уменьшается. В результате, коэффициент избытка воздуха а повышается, горючая смесь обедняется и теплота ее сгорания снижается, в следствие этого среднее индикаторное Р( снижается.
Цикловая подача топлива снижается не только количественно, но и качественно: во-первых, ухудшается распыливание топлива из-за снижения давления впрыска; во-вторых, вследствие неоднородности размеров и форм деталей секций топливного насоса и форсунок отмечается неравномерность подачи топлива по цилиндрам.
Одним из эффективных способов воздействия на смесеобразование при работе малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала является увеличение концентрации топливо-воздушной смеси и количества сжигаемого топлива с целью увеличения среднего индикаторного давления Pt. Основным условием осуществления этого воздействия является наличие определенного соотношения между количеством топлива, участвующим в самовоспламенении и быстром сгорании. Существование такой связи в режиме функционирования малоразмерного дизеля на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала доказывают следующие три обстоятельства: во-первых, по данным М.А. Брук [22] при работе ряда двигателей в режиме Пуст min по винтовой характеристике отмечается выброс несгоревшего топлива в выпускные патрубки, что свидетельствует о неудовлетворительных условиях смесеобразования и сгорания в рассматриваемом режиме; во-вторых, возрастают относительные потери тепла с охлаждающей жидкостью и смазочным маслом до 60%, а неравномерность протекания рабочего процесса в разных цилиндрах достигает 35-40%[22]; в-третьих, в малоразмерном дизеле, вследствие малых размеров камеры сгорания затрудняется нормальное развитие факела распыленного топлива. В этом случае является характерным впрыск основной массы топлива на стенку камеры сгорания, так как дальнобойность топливного факела в 5 раз превышает размеры камеры сжатия [9].
В связи изложенным рассмотрение процессов нагрева и испарения топливного слоя на стенке для малоразмерного дизеля представляет значительный интерес. Поэтому в теоретическом исследовании были параллельно рассмотрены процессы нагрева и испарения топлива как в объеме, так и с топливного слоя на стенке камеры сгорания.
Последнее весьма важно выяснить и для режима прогрева малоразмерного дизеля сразу после пуска холодного дизеля для принятия полной нагрузки.
Снижение разности моментов крутящего коленчатый вал и сопротивления его вращению обусловлено как снижение среднего индикаторного давления Ри так и относительно высоким уровнем внутренних потерь в малоразмерном дизеле при работе на минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала.
В связи с этим вторым эффективным способом воздействия на минимально-устойчивую частоту вращения коленчатого вала является снижение момента сопротивления проворачиванию его путем уменьшения механических потерь в дизеле.
Расчет цикловой подачи топлива для малоразмерных дизелей 48,5/11 и 49,5/11 был выполнен для номинальных режимов и составил 28 мг/цикл для дизелей 48,5/11 и 37 мг/цикл для дизелей 49,5/11 [90]. Максимальная цикловая подача топлива, определяемая возможной перегрузкой дизеля и причинами эксплуатационного характера, составляет коэффициент подачи топливной секцией, с диаметром плунжера 8мм и ходом плунжера 7мм, определенный экспериментально, составил //т= 0,86 [91]. Расчеты показали, что активный ход плунжера на номинальном режиме будет всего /?а=0,774мм. Это не способствует расширению диапазона
Измерительная аппаратура и погрешности измерения
Для экспериментальных исследований были использованы датчики и приборы, основанные на применении электрических методов измерения неэлектрических величин [41,43,61,77,88,99]. Для записи на бумагу осциллографа начала и конца впрыска топлива применялся тензометрический датчик подъема иглы форсунки. Индицирование процесса изменения давления в нагнетательном трубопроводе первого цилиндра осуществлялось с помощью тензометрического датчика давления ДВДТ -5-100. Отметки угла поворота коленчатого вала через каждые 5 ВМТ и Н.М.Т. записывались с помощью фотоэлементов и импульсного усилителя. Температуры окружающей среды и деталей цилиндропоршневой группы контролировались хромель-копелевыми термопарами, подключенными к потенциометру ПП. Фактические фазы газораспределения фиксировались тензодатчиками сопротивления, наклеенными на коромысле. В качестве усилителя для тензодатчиков и термометра сопротивления использовался шестиканальный усилитель ТУ-6М. В качестве регистрирующего прибора использовался четырнадцати канальный осциллограф Н-700. Для нанесения на бумагу осциллографа масштаба времени применялся отметчик времени П-104. В ходе выполнения экспериментов на нагрузочных режимах: - расход топлива определялся весовым методом при помощи весов ВА-500 и секундомера C-l-l; - температура отработавших газов при помощи термометров ТС-500 с ценой деления 2; - температура охлаждающей жидкости и моторного масла с помощью дистанционных термометров типа ТПП-082, обеспечивающих точность Ді=10С - частота вращения коленчатого вала замерялась тахометром 34П. Давление в цилиндре дизеля регистрировалось пьезокварцевым датчиком ПД-400 конструкции ЦНРЩИ. Импульс ЭДС, снимаемый с датчика ПД-400, преобразовывался в усилителе в импульс тока и подавался на шлейф переносного осциллографа МПО-2. По осциллограммам давления в цилиндре определялось максимальное давление сгорания Pz, максимальное давление сжатия Рс, момент начала сгорания и максимальная скорость нарастания давления в цикле. По данным работ [41,81,88] суммарная погрешность при измерениях с помощью тензометрической аппаратуры не превышает ±\ 5-ь2 5% Погрешность измерения эффективной мощности Nc зависит от N точности измерения крутящего момента М = - - и частоты вращения v СО коленчатого вала п. Чувствительность балансирнои машины равна +502 » что составляет ДР =5000г/16000г=0,31% от номинального веса 16кг, Точность измерения частоты вращения коленчатого вала с помощью тахометра 34П составляет +1об/мин или +0,0160-1. Время включения тахометра 60с. Поэтому наибольшая погрешность измерения при п=1500об/мин и п 1900об/мин составляет: Наибольшая относительная погрешность измерения удельного расхода топлива До- равна: Как было показано в обзорной и теоретической части настоящей работы, маневренные качества дизелей рассматриваемого класса должны быть улучшены: во-первых, за счет снижения внутренних потерь в дизеле и момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала его; во-вторых, за счет повышения избыточного момента, равного разности индикаторного момента и момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала. В связи с этим в настоящей главе вначале рассмотрены результаты базовых экспериментов исследований пусковых свойств, внутренних потерь и моментов сопротивления проворачиванию коленчатого вала малоразмерного дизеля на различных моторных маслах, а затем экспериментальных исследований минимально-устойчивой частоты вращения коленчатого вала, продолжительности прогрева сразу после пуска для экстренного принятия полной нагрузки и приемистости судовых малоразмерных дизелей и ДЭУ на их базе для малых судов.
Исследование внутренних потерь в судовом малоразмерном дизеле
Судовые малоразмерные дизели типов 48,5/11 и 49,5/11, а также ДЭУ на их базе для малых судов в зависимости от марки и литража имеют свое, часто значительно отличающееся по потребляемой мощности вспомогательное оборудование: насосы циркуляционной и забортной воды, осушения и орошения шлюпки; генераторы зарядный и питания бортовой радиостанции; насосы масляный и топливные- высокого и низкого давления; реверс-редукторы РРП-25, РРГТ-20 и РРП-15. Поэтому для отдельных марок, например, ДЭУ для СКС и СЭП 4ЧСП8,5/11-5 и 4ЧСП9,5/11 затраты мощности на привод вспомогательных и дополнительных узлов и агрегатов составляют 14,7кВт (20л.с.) или 59% от полной мощности. Тщательный анализ конструкции ДЭУ малых судов приводит к выводу, что повышенный уровень потерь и различные значения механического к.п.д. л , для дизелей рассматриваемого типа объясняется: во-первых, расхождением их комплектации вспомогательными и дополнительными агрегатами; во-вторых, более грубыми допусками при изготовлении деталей для отдельных марок, недостаточно точной геометрией сопрягаемых рабочих поверхностей, низкой культурой сборки и различным уровнем обкатки и приработки деталей. Повышенные внутренние потери не позволяют даже при достижении высоких индикаторных показателей рабочего процесса для судовых малоразмерных дизелей и ДЭУ малых судов существенно улучшить их маневренные качества. Это обуславливает необходимость особого внимания вопросам повышения механического К.П.Д. и поиска новых технических решений для снижения указанных потерь. Так, в ходе экспериментальных исследований ДЭУ 4ЧСП8,5/11-5 при нормальных атмосферных условиях: температуре 293К(20С), давлении 7б0мм.рт.ст., относительной влажности 70%, разряжении на впуске 70мм.вод.ст. и температуре забортной воды на входе в рубашку охлаждения до 305К(32С) развивала полную мощность, равную 25кВт(34л.с.) при частоте вращения коленчатого вала- 1900об/мин (33,33с 1). При этом мощность на фланце реверс-редукторной передачи РРП-15-2, при загрузке осушительного насоса и насоса забортной воды, генераторов зарядного 12-вольтового ГСК 1500Ж для питания бортовой радиостанции составил 22кВт(30л.с), а при их отключении и загрузке с носового конца коленчатого вала только насоса орошения танкерной спасательной шлюпки 3x9 всего 17,65кВт(24л.с.), то есть только 70% полной мощности. Мощность механических потерь на привод вспомогательных и дополнительных агрегатов ДЭУ 4ЧСП8,5/11-5 составляет: 1.Мощность механических потерь на привод реверс-редукторной передачи : РРП-20-2 ТЯм=3,68кВт(5л.с.) РРП-15-2 NM =2,бкВт(3,5л.с.) Соответственно среднее давление механических потерь Рм=0,095МПа и Рм=0,066МПа. Замена реверс-редукторной передачи РРП-20-2 производства Богородского механического завода на РРП-15-2 производства Каспийского завода «Дагдизель» позволил снизить мощность механических потерь на 1,08кВт или 1,5 л.с, то есть на 4,4%; 2.Мощность механических потерь на привод насоса орошения 3x9 Мм=7,35кВт(10л.с), то есть 29,5% полной мощности ДЭУ. Рм=0,19МПа В целях исключения указанной потери и учитывая кратковременность работы насоса орошения 8-10 минут, достаточных для преодоления зоны горящего нефтяного пятна и поступление в это время в герметичную шлюпку воздуха из специальных баллонов, для ДЭУ и людей было предложено увеличить давление в шлюпке доО,13-0,14Мпа(1,3-1,4кг/см ) с тем, чтобы обеспечить «искусственный» наддув дизеля для повышения его мощности на 30%. 3, Мощность механических потерь на привод насосов: осушения шлюпки, производительностью 2,77кг/с при высоте всасывания 0,5м составил Ым=1,83кВт(2,5л.с), Рм=0,0475МПа; забортной воды, производительностью 0,28кг/с NM =О,22кВт(0,Зл.с.); Рм=0,0057МПа; циркуляционной воды, производительностью 0,43кг/с Км=0,ЗкВт(0,408л.с.), Рм=0,0076МПа; масляного, производительностью 0,22кг/с NM =0,ЗкВт(0,408л.с); Рм=0,0076Мпа(0,076 кг/см2); топливного высокого давления Мм=0,368кВт(0,5л.с.);Рм=0,0095МПа. 4 .Мощность механических потерь на привод генераторов: зарядного Г108-Г1: Нм=0,22кВт(0,Зл.с); Рм=0,0057МПа; питания бортовой радиостанции ГСК-1500Ж: NM= І, І кВт( 1,5л.с); Рм=0,0285МПа. З.Мощность механических потерь дизеля при работе на обычных моторных маслах МС 20, М10В2 с вязкостью 70 и 45 сСТ при температуре 350К(77С) и маловязких загущенных маслах МбВг и М6Б2 с вязкостью 8 сСТ при температуре 350К(77С): на масле МС-20: Ым=9,2кВт(12,5л.с.); Рм=0,ЗМПа; на масле MIOB2: NM =8,28кВт(11,25л.с); Рм=0,27МПа. Механический коэффициент полезного действия г} на масле МС-20 не превышал 7] = 23/36,5=0,647, а на масле МЮВг - 77 =23/34,25=0,671, то есть больше на 3,8%. На маловязких маслах МЮВг и МЮБг мощность механических потерь понизился до NM =0,765кВт(10л.с,), а среднее давление механических потерь до Рм=0,24МПа. Механический коэффициент полезного действия составил П =23/33=0.697. Применение маловязких моторных масел взамен моторного масла МС-20, позволило снизить мощность механических потерь на 1,838кВт(2,5л.с.) и увеличить механический к.п.д. дизеля с 0,647 до 0,697, то есть на 7,72%. 6. Влияние на внутренние потери в малоразмерном дизеле типа камеры сгорания оценивается путем сравнения мощности механических потерь дизеля 448,5/11 с вихревой камерой и с камерой сгорания в поршне. Это позволило оценить затраты мощности на необратимые гидравлические потери, связанные с протеканием газов из одной полости камеры в другую и вихреобразованием. Сравнение экспериментальных данных показало, что в режиме прокручивания дизелей с вихревой и с камерой сгорания в поршне без учета дополнительных потерь на истечение газа из вихревой камеры в надпоршневое пространство во время рабочего такта сгорания и расширения мощность механических потерь составляет NM =0,765кВт(1,04л.с.), а среднее давление механических потерь Рм=0,025МПа. При работе дизеля на номинальных рабочих режимах с вихревой камерой сгорания механический к.п.д, п составил г/ =0,671, ас камерой сгорания в поршне типа ЦНИДИ 77 =0,741; Рм=0,2МПа. Замена вихревой камеры на камеру сгорания в поршне позволила увеличить механический к.п.д. дизеля на 0,07 или на 10,4%. Анализ результатов выполненных экспериментальных исследований позволяет установить, что для судового малоразмерного дизеля 4ЧСП8,5/11 с вихревой камерой сгорания, эффективной мощностью на фланце РРП Ме=17,647кВт(24л.с.) при Пс=1500об/мин(25с" ) и механическом КІІ.Д. n =0,68 индикаторная мощность составляет Н=25,95кВт(35,29л.с.), 32% которого расходуется на преодоление трения в дизеле и в его вспомогательных агрегатах, то есть Мм-8,ЗкВт(11,29л.с.) для указанных дизелей можно
