Робота двигуна з перевантаженням

Аналіз роботи суднового двигуна на різних режимах, виконаний нами, дозволяє зробити висновок, що при зміні опору руху судна теплова і динамічна напря-боргованості двигуна може неприпустимо зростати.

Режим роботи двигуна, при якому теплова і динамічна на-напруженість його стає вище, ніж допустимо, є перевантажувальний. Перевантажним режимом роботи двигуна можна назвати такий режим роботи, при якому значення коефіцієнта надлишку повітря при горінні стає менше, ніж при роботі на номінальному режимі. Робота 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 тем-пературы газов за цикл увеличивает температуру стенок цилиндра, а потому способствует дальнейшему уменьшению весового заряда цилиндра воздухом и, следовательно, уменьшению. Поэтому повышение температуры выпуск-ных газов и стенок цилиндра при этом является прогрессирующим, в резуль-тате чего может произойти коксование смазочного масла на стенках цилиндра и образование задиров и заеданий поршней, т. е. такая работа может двига-тель привести к аварии.

При незадовільному технічному стані двигуна перев-зочний режим роботи може наступити при потужності і кількості обертів менше номінальних.

Зовнішніми ознаками перевантаження двигуна є: димний ви-хлоп, висока температура відпрацьованих газів, сильне нагрівання кришок і стінок циліндра.

Причинами перевантаження двигуна, крім раніше розглянутих (силь-ве течія і вітер, мілководді, великий віз і ін.), Можуть бути наступні.

Нерівномірність розподілу потужності по циліндрах, головним об-разом внаслідок неправильного регулювання паливних насосів, призводить до перевантаження окремих циліндрів двигуна. Таке перевантаження, що не обна-Ружені своєчасно, може призвести не тільки до заїдання поршня, але і до утворення прогара його денця і вибуху масляної пари в картері двигуна. Контроль температури випускних газів по циліндрах і охоло-дає води дозволяє своєчасно виявити перевантаження окремих циліндрів і усунути її. Температура випускних газів по циліндрах не повинна відрізнятися, при номінальній потужності двигуна, більш ніж на ± 5% від середньої температури для всіх циліндрів.

Потужність окремих циліндрів не повинна відрізнятися більш ніж на ± 2,5% від середнього її значення.

Невідповідність елементів гребного гвинта номінальної потужності і числа оборотів (гвинт більш «важкий») призводить також до перевантаження двига-теля. Підвищення опору газового потоку в випускному і у впускному трактах (малий діаметр, велика довжина, скупчення сажі і маслянистих опадів) сприяє перевантаженню двигуна.

Особливо слід відзначити вплив зміни метеорологічних умов на можливість перевантаження двигуна.

Нехтуючи дуже малим впливом величини температури зовнішнього повітря на коефіцієнт наповнення циліндра, потужність двигуна, соглас-но формулою (158), можна висловити так:

Припустимо, що двигун при стендових випробуваннях розвивав потужність N eном і мав n ном при тиску і температурі зовнішнього повітря р 0 і Т 0.

При інших значеннях тиску і температури зовнішнього повітря мощ-ність цього двигуна при тому ж числі оборотів дорівнюватиме

або, висловлюючи її через номінальну потужність, матимемо

Беручи участь у першому наближенні, що зміна параметрів зовнішнього повітря однаково впливає на величину коефіцієнта надлишку повітря і на величину індикаторного к. П. Д. Двигуна, і нехтуючи зміною меха-ного к. П.д. його, при цьому будемо мати

Так, наприклад, при значеннях: р 0 = 760 мм рт. ст .; р 0 = 740 мм рт. ст Т 0 = 293 ° К і Т 0 = 313 ° К

Таким чином, з наведеного прикладу випливає, що падіння тиску і підвищення температури зовнішнього повітря, які спостерігаються в прак-тику експлуатації силових установок, призводять до значно знижена-нию номінальної потужності двигуна. При роботі двигуна на гребний гвинт зазначені зміни параметрів зовнішнього повітря зменшують мощ-ність його і число обертів вала.

Збереження потужності при розглянутому зміні параметрів зовнішнього повітря, шляхом збільшення подачі палива, призводить, як це видно з подальшого, до значного зниження коефіцієнта надлишку повітря при горінні, а отже, до перевантаження двигуна. Действи-тельно, за умови, що N e. = N Еном. матимемо

Припустимо, що в розглянутому прикладі дизель має. = 2,0, і якщо прийняти, що зменшення індикаторного к. П. Д. Буде пропорційно зменшенню ваги заряду циліндра повітрям, то знайдемо значення? ':

При такому зменшенні значення коефіцієнта надлишку повітря по порівняй-нію з номінальним значенням його не викликає сумніву, що двигун буде працювати з неприпустимою перевантаженням.

Робота двигуна з перевантаженням допускається тільки у виняткових випадках, і при цьому має бути посилено спостереження за роботою його. Осо-бою увага повинна приділятися контролю за температурою відпрацьованих газів двигуна і за роботою охолоджуючої і масляної систем. Слід при цьому мати на увазі, що швидкохідні форсовані двигуни мають при номінальному режимі роботи порівняно низьке значення коефіцієнта надлишку повітря, а тому підвищення потужності їх шляхом перевантаження може бути незначним.