3.4. Выбор
оптимальных режимов работы дизеля
3.4.1. Обоснование
эксплуатационных режимов работы главного двигателя
Для обоснования
области эксплуатационных режимов работы главного двигателя необходимо выполнить
расчёт ограничительных характеристик главных двигателя (табл. 3.1).
Координаты
характеристик могут быть определены с помощью следующих зависимостей.
Внешней
номинальной мощности:
,
где 
– механический КПД
двигателя на номинальном режиме;
– адаптивная поправка
к КПД.
Ограничительной
по тепловой напряжённости:
.
Ограничительной
по механической напряжённости:
.
Винтовой
облегчённой:
.
Винтовой
нормальной:
.
Винтовой
швартовной:
,
где 
– значение координаты
внешней характеристики номинальной мощности при 
.
Таблица 3.1
Расчёт
координат характеристик судового дизеля
|
Параметры, единицы измерения
|
Значения
|
|
Исходные данные
|
|
|
марка дизеля
|
6ЧНСП18/22
|
|
номинальная эффективная
мощность  , кВт
|
440
|
|
номинальная частота вращения  , мин-1
|
1000
|
|
механический КПД на номинальном
режиме 
|
0,88
|
|
РАСЧЁТНЫЕ ДАННЫЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
доля номинальной частоты
вращения
|
1
|
0,9
|
0,8
|
0,6
|
0,4
|
0,3
|
|
долевая
частота вращения  , мин-1
|
1000
|
900
|
800
|
600
|
400
|
300
|
|
адаптивная поправка к КПД
|
0
|
0,02
|
0,01
|
-0,03
|
-0,08
|
-0,11
|
Продолжение
табл. 3.1
|
Параметры, единицы измерения
|
Значения
|
|
ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
|
|
|
|
|
|
|
внешняя номинальной мощности  , кВт
|
440
|
409
|
365
|
270
|
175
|
129
|
|
по тепловой напряжённости  , кВт
|
440
|
381
|
323
|
205
|
88
|
29
|
|
по механической напряжённости  , кВт
|
440
|
396
|
352
|
264
|
176
|
132
|
|
ВИНТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
|
|
|
|
|
|
|
облегчённая  , кВт
|
352
|
257
|
180
|
76
|
23
|
10
|
|
нормальная  , кВт
|
440
|
321
|
225
|
95
|
28
|
12
|
|
швартовная  , кВт
|
–––
|
–––
|
–––
|
268
|
80
|
34
|
Для
обоснования возможных режимов работы главного двигателя в эксплуатации по
рассчитанным координатам строятся ограничительные и винтовые характеристики на
одном чертеже (рис. 3.2). Совмещение характеристик позволяет установить область
эксплуатационных режимов работы главного двигателя, которая для судовых дизелей
с наддувом ограничивается:
–
сверху: частью линии швартовной характеристики и
ограничительной по тепловой напряжённости;
–
справа: линией номинальной частоты вращения коленчатого
вала;
–
снизу: линией облегченной винтовой характеристики;
–
слева: линией минимально-устойчивой частоты вращения
коленчатого вала.
3.4.2. Выбор режима работы
главного двигателя
Для выбора
рационального режима работы главного двигателя предварительно выполняется
расчёт изменения его параметров при работе главного двигателя по винтовой
характеристике (табл. 3.2).
Показатели
главного двигателя на долевых режимах могут быть определены с помощью следующих
зависимостей.
Долевая
мощность:
.
Эффективный
КПД на режиме:
.
Удельный расход
топлива на режиме:
.
Часовой расход
топлива:
.
Среднее
эффективное давление на режиме:
,
где 
– коэффициент
тактности дизеля (
– для четырёхтактных);
– число цилиндров;
м – диаметр цилиндра;
м – ход поршня.
Таблица 3.2
Расчёт
параметров главных двигателей по
винтовой характеристике
|
Параметры, единицы измерения
|
Значения
|
|
Исходные данные
|
|
|
марка дизеля
|
6ЧНСП18/22
|
|
номинальная эффективная
мощность , кВт
|
440
|
|
номинальная частота вращения , мин-1
|
1000
|
|
удельный расход топлива  , кг/(кВт.ч)
|
0,209
|
|
механический КПД на номинальном
режиме
|
0,88
|
|
диаметр цилиндра  , м
|
0,18
|
|
ход поршня  , м
|
0,22
|
|
число цилиндров 
|
6
|
|
РАСЧЁТНЫЕ ДАННЫЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
доля номинальной частоты
вращения
|
1
|
0,9
|
0,8
|
0,6
|
0,4
|
0,3
|
|
долевая
частота вращения , мин-1
|
1000
|
900
|
800
|
600
|
400
|
300
|
|
адаптивная поправка к КПД
|
0
|
0,02
|
0,01
|
-0,03
|
-0,08
|
-0,11
|
|
мощность двигателя на режиме  , кВт
|
440
|
321
|
225
|
95
|
28
|
12
|
|
эффективный КПД на режиме 
|
0,412
|
0,414
|
0,403
|
0,369
|
0,321
|
0,286
|
|
удельный расход топлива  , кг/(кВт.ч)
|
0,209
|
0,208
|
0,213
|
0,233
|
0,268
|
0,301
|
|
часовой расход топлива  , кг/ч
|
91,96
|
66,6
|
48,02
|
22,12
|
7,55
|
3,57
|
|
среднее эффективное давление  , МПа
|
1,52
|
1,22
|
0,957
|
0,516
|
0,202
|
0,092
|
По результатам расчётов необходимо
построить графики изменения показателей главного двигателя при работе его по
винтовой характеристике (рис. 3.3).
Определяем
наиболее экономичный режим работы двигателя (режим с 
) и значения параметров на этом режиме:
об/мин; 
кВт; 
;
кг/(кВт.ч);
кг/ч; 
МПа.