Внешние характеристики

Дата: 2025-04-30; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Внешняя характеристика - зависимость N_е или других показателей рабочего процесса от частоты вращения коленчатого вала при фиксированном положении рейки топливных насосов, рис. 46.

Рис. 46. Внешние характеристики:

1 – характеристика предельных мощностей ( g_{ц- max}). Снимается на заводе на головном образце; 2 – характеристика наибольших эксплуатационных мощностей или ограничительная по топливному насосу N_{е max}=1,1 N_{е N} при n_max=1,03 n_N; 3 – номинальная внешняя характеристика; 4 – характеристика эксплуатационных мощностей N_еэкс= 0.85 ¸ 0,95 – устанавливается в зависимости от условий плавания судна и состояния его подводной части;

5 – частичные (долевые) характеристики.

Изменение параметров рабочего цикла при работе по внешней характеристике показано на рис. 47.

Рис. 47. Изменение параметров двигателя при работе по внешней характеристике: а) без наддува, б) с наддувом

Вопрос 57. Нагрузочные хар-ки ДВС.

Нагрузочные характеристики

Вспомогательные дизели судовой электростанции, дизель-компрессоры, а также главные двигатели при электропередаче работают обычно при n = const, поэтому оценку работы этих дизелей проводят по нагрузочным характеристикам. Нагрузочная характеристика – это изменение основных параметров дизеля в функции от нагрузки при n = const. Под нагрузкой обычно понимают изменение N_е или Р_е. Нагрузочные характеристики снимают при переменных цикловых подачах топлива. Ряд нагрузочных характеристик, снятых при различной, но постоянной n (например 25, 50, 75, 100 % от номинальной) дает возможность построить по ним внешние и винтовые скоростные характеристики.

Изменение основных параметров рабочего цикла дизеля при работе по нагрузочной характеристике

Рис. 52. Характер изменения параметров дизеля при изменении нагрузки

Вопрос 58. Совмещение гидравлической характеристики ДВС с характеристикой турбокомпрессора наддува.

Характеристиками совместной работы дизеля и компрессора называют соответствие показателей компрессора характеристикам дизеля (при требуемых расходе и давлении воздуха) на заданном диапазоне эксплуатационных режимов.

На рис. 55 б показана типичная диаграмма совмещения гидравлической характеристики судового дизеля с характеристикой центробежного турбокомпрессора с безлопаточным диффузором. Такой ТК полностью соответствует дизелю при работе по винтовой, внешней и нагрузочной характеристикам в диапазоне изменения n » (0,4 ¸1,0) n_N.

Рис. 55. Характеристики дизеля: а) гидравлическая, б) совмещениие с характеристикой компрессора наддува

Вопрос 59. ТОПЛИВО.

Основным топливом для ДВС являются продукты переработки нефти. Топливо, применяемое в судовых ДВС, делится на два класса – дистиллятное и тяжелое. Дистиллятное топливо – продукт перегонки (дистилляции ) нефти (Дл., Дс., Дз). Это топливо имеет малую вязкость, используется в высоко - и среднеоборотных ДВС, иногда в МОД на режимах пуска и маневрирования, а также как добавка к тяжелому топливу для понижения его вязкости. Тяжелое топливо - смесь крекинг-остатков с дистиллятами. Подразделяется на средне – и высоковязкие сорта. Средневязкие – моторное топливо ДТ, получаемое смешиванием мазута с дистиллятами, флотские мазуты Ф-5,

Ф-12, обычно состоящие из 60-70 % маловязкого мазута прямой перегонки, 15-20 % солярового масла и 20-30 % крекинг-мазута.

К высоковязкому остаточному топливу относится моторное топливо; ДМ, мазут М-0,9; М-1,5 и М-2,0 , топочный мазут М40 и М40В.

Тяжелое топливо обладает значительно худшими показателями и его применение требует дополнительных затрат на топливоподготовку, но использование в судовых МОД и СОД является экономически оправданным. Они в 1,5÷2,0 раза дешевле дистиллятных. Кроме нефтяного можно использовать и другое топливо.

Элементарный состав топлива нефтяного происхождения изменяется примерно в следующих пределах:

состав в % С – 83-87;

Н – 12-14;

S – 0,1-5,0;

O – 0,1-1,0;

N – 0,1-0,2.

Теплота сгорания – количество теплоты (энергии) выделяющейся при полном сгорании 1 кг. топлива. Разделяется на высшую и низшую. Вторая не учитывает теплоту, выделяющуюся при конденсации паров воды.

Плотность топлива – масса единицы объема. У дизельного топлива плотность r = 830¸890 кг/м³, у тяжелых доходит до 990 кг/м³ (моторное 900-910, мазуты 950-990). При увеличении температуры плотность уменьшается, и это нужно учитывать при определении запасов топлива на судне по формуле

, (140)

где =(0,712÷0,528) – поправочный коэффициент.

Испаряемость (фракционный состав) указывает температурные пределы постепенного выкипания различных фракций топлива. Фракционный состав топлива оказывает влияние на качество смесеобразования. Широкий фракционный состав вызывает ухудшение качества распыливания. Высококачественное топливо характеризуется узким диапазоном фракций. В тяжелом топливе наличие фракций, кипящих при температуре > 350 ^°С, приводит к возрастанию периода задержки воспламенения и снижению интенсивности сгорания.

Вязкость (внутреннее трение) топлива – свойство оказывать сопротивление при перемещении частиц вещества под действием внешней силы. Является важнейшей физической характеристикой, определяющей качество распыливания, характер и дальнобойность топливной струи, текучесть топлива по трубопроводам. Различают кинематическую, динамическую и условную вязкость. Единицей кинематической вязкости n является Стокс (Ст), см²/с, сотая часть которого именуется сантистоксом (сСт) мм²/с. В основных единицах СИ кинематическая вязкость измеряется в м²/с 1Ст = 10^-4 м²/с.

Условной вязкостью (ВУ) принято считать отношение времени истечения 200 мл топлива из вискозиметра при температуре испытания t ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 ^°С. Единица измерения ^°ВУ (градус вязкости условной) соответствует ^°Е − градусу Енглера.

Динамическая вязкость − .

Вязкость дизельного топлива 3÷6мм²/с, тяжелого топлива 36÷180 мм²/с, начинает доходить до 700 мм²/с. Измеряется для дизельного топлива при 20 ^°С, для тяжелых 50 ^°С.

Коксуемость – способность топлива к отложению нагара, выражается в процентах. Коксовым числом называется процентное количество твердого остатка, которое остается после выпаривания топлива. Твердые частицы нагара оказывают абразивное действие на детали ЦПГ.

Кислотность – оценивается количеством миллиграммов КОН, необходимого для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 мл топлива. Кислотность вызывает коррозию. Допускаемая кислотность не более 5 мг КОН.

Температура вспышки, Т_всп – минимальная температура, при которой топливо, испаряясь, вспыхивает при соприкосновении с открытым пламенем. Регистр России допускает использовать на судах топливо, температура вспышки которого в закрытом тигле не ниже 61 ^°С. Т_всп – является показателем пожарной опасности.

Температура самовоспламенения – минимальная температура, при которой топливо воспламеняется в присутствии воздуха и продолжает гореть без воздействия постороннего источника зажигания.

Температура застывания – температура, при которой теряется способность текучести. Для топлив судовых ДВС находится в диапазоне +5÷ -60 °С.

Цетановое число, Ц.Ч. характеризует склонность топлива к самовоспламенению. Продолжительность периода задержки самовоспламенения определяется по совпадению периода задержки самовоспламенения эталонного и испытуемого топлива, т.е. цетановым числом называется показатель воспламеняемости топлива, численно равный такому процентному ( по объему) содержанию цетана (С₁₆ Н₃₄) в смеси с a - метилнафталином (С₁₀Н₇СН₃), при котором периоды задержки воспламенения этой смеси и испытуемого топлива будут одинаковы. (Цетан – легковоспламеняющееся, a-метилнафта-лин – трудно воспламеняющееся вещество. Цетановое число его = 0).

Ц.Ч. = 40÷60 – дизельное топливо, у тяжелого топлива Ц.Ч. = 25÷40.

Вопрос 60 Масла.. Назначение классификация , физико – химические свойства.

Смазочные материалы разделяются на жидкие, пластичные и твердые.

Жидкие смазочные материалы (масла) применяются в высокоскоростных подшипниках с гидродинамическим режимом трения, и в гидростатических подшипниках. Кроме собственно смазочного действия, они обеспечивают отвод теплоты из зоны трения. Пластичные (консистентные) смазки применяются:

- в открытых, негерметизированных узлах трения;

- в труднодоступных местах;

- при одновременном использовании в качестве материала для консервации;

- для герметизации подвижных уплотнений и сальников;

- при высоких нагрузках и малых скоростях, ударных нагрузках, периодической работе и частых остановках;

- при вынужденном контакте узла трения с водой. Твердые смазки используются как: присадки к пластичным смазкам; наполнители материалов на полимерной основе и твердосмазочные покрытия; компоненты материалов, получаемых методом порошковой металлургии.

Основным компонентом жидких и пластичных смазочных материалов является хорошо очищенное базовое масло. Его получают из мазута. Мазут перегоняют на масла в вакууме в присутствии водяного пара.

Различают масляные дистилляты (продукты перегонки) и остаток или полугудрон. Из дистиллятов получают дистиллятные масла, а из остатка - остаточные (масла с повышенной вязкостью). Жидкие смазочные материалы – это базовые масла, легированные присадками. Присадки в базовые масла вводят в строго определенных количествах, в результате получаются легированные смазочные материалы, значительно отличающиеся по своим свойствам от исходных природных масел.

Основные типы присадок:

- антиокислительные – тормозят окисление масел;

- антикоррозионные – образуют на смазываемых поверхностях гидрофобные пленки, защищающие поверхности от контакта с водой.

- противопенные – диспергированные частицы полисилоксановой жидкости присоединяются к пузырькам воздуха и разрушают их;

- моющие – предотвращают образование отложений на поверхностях, соприкасающихся с маслом, препятствуют коагуляции продуктов окисления; - антиэмульсионные – разрушают водомасляные эмульсии; - вязкостные – повышают вязкость масел и уменьшают ее зависимость от температуры;

- депрессорные – понижают температуру застывания масла, т.к. препятствуют образованию кристаллической решетки при застывании парафинов;

- противозадирные и противоизносные – образуют сульфидные, хлоридные, фосфатные пленки железа, которые препятствуют задиру трущихся поверхностей и уменьшают изнашиваемость;

- противоскачковые – снижают разность между силой трения покоя и силой трения движения. Смазочные масла подразделяются в зависимости от применения на моторные, индустриальные и специальные (компрессорные, турбинные и др.). Характеристики смазочных масел делятся на обязательные для всех видов масел и обязательные для отдельных видов масел. К обязательным для всех видов масел относятся следующие: вязкость, температуры застывания и вспышки, содержание водорастворимых кислот и щелочей, содержание воды и механических примесей.

Моторные масла

Раньше моторные масла классифицировали по области их применения (автотракторные, авиационные, дизельные). В настоящее время в соответствии с новой классификацией все моторные масла разделены на шесть групп А,Б,В,Г,Д,Е, каждая из которых включает масла, различающиеся по вязкости от 6 ×10^-6 до 20 ×10^-6 м²/с при 100 °С.

Группа А включает масла без присадок, Б–до 3÷4 % антиокислительных присадок, В – 4÷7 % композиций присадок, Г–7÷12 %, Д – 18÷20 %, Е до 25 % композиций присадок. Допустимая жесткость условий эксплуатации растет от А к Е. Индекс при букве в обозначении масла: 1−для карбюраторных двигателей; 2 − для дизелей; без индекса – масло применимо для тех и других двигателей.

Моторные масла должны обладать хорошей смазочной способностью, пологой вязкостно-температурной характеристикой, стабильностью при работе, минимальной склонностью к нагарообразованию, лако- и осадкообразованию, низкой испаряемостью, отсутствием коррозионного действия.

Масла судовых ДВС в зависимости от их назначения подразделяются на циркуляционные и цилиндровые: Ц - циркуляционные, Л - цилиндровые (лубрикаторные). Циркуляционные масла используют в циркуляционной системе ДВС. Масло здесь должно:

- создавать устойчивую пленку для предотвращения соприкосновения деталей и отводить тепло от поверхностей трения;

- отводить тепло от поршня, не вызывая образования и скопления углеродистых отложений в полостях охлаждения;

- обеспечивать защиту деталей от коррозии;

- не давать отложений в картере и на деталях движения;

- обладать хорошей способностью к водоотделению, не образовывать с водой стойких эмульсий.

В циркуляционных системах смазки тронковых двигателей масло предназначено также служить для смазки цилиндров. Отсюда масло для тронковых ДВС еще должны обладать:

- более высокой термической стабильностью и стойкостью против окисления;

- способностью нейтрализации минеральных кислот не только в объеме масла, но также на стенках цилиндров в зоне поршневых колец; Масло в циркуляционной системе крейцкопфного двигателя должно за сутки дважды пройти через сепаратор, а тронкового – 4 раза. Цилиндровые масла должны обладать особенно высокой термической стабильностью и хорошей смазывающей способностью. В их функции входит:

- смазывать и охлаждать поверхности трения цилиндра, поршня и поршневых колец, препятствуя непосредственному контакту металлических поверхностей и возникновению перегретых участков;

- перекрывать зазоры между соприкасающимися поверхностями, способствуя уплотняющему действию колец; - защищать металл от коррозии, нейтрализуя соединения, образующиеся при сгорании сернистого топлива;

- поддерживать в чистоте поверхности трения, растворяя, диспергируя и удаляя нагар.

Современные цилиндровые масла имеют вязкость 14÷16 сСт [мм²/с] при 100 °С. Этот уровень соответствует хорошему сочетанию несущей способности, прочности масляной пленки в сопряжении кольцо-цилиндр и скорости растекания масла по смазываемым поверхностям. Высокая вязкость повышает несущую способность, но ухудшается растекание и увеличивается склонность к образованию отложений. По уровню щелочности цилиндровые масла делятся на два класса: среднещелочные – 30÷40 мг КОН/г, высокощелочные – 60÷70 мг КОН/г. Первые применяются при содержании серы в топливе меньше 2 %.

Для смазки ГТН в основном применяют турбинные масла. Окружные скорости поверхностей трения 40÷120 м/с. Остальные условия менее напряженные, чем для моторных. Температура трущихся поверхностей 40÷125 °С, удельное давление 0,6÷5,0 МПа. Необходимо, чтобы турбинные масла обладали высокой стабильностью против окисления, были стойкими к аэрации.

Для смазки вспомогательного оборудования применяют индустриальные масла. Используют их обычно в закрытых помещениях. Разделяются на масла для малонагруженных механизмов (И-5А, И-8А), средненагруженных (И-40А, И-50А) и высоконагруженных (цилиндровое 24 и 52).