I. Характеристики скорости
Характеристики скорости дизельного двигателя относятся к взаимосвязи между его основными параметрами производительности (такими как эффективная мощность PE, эффективный крутящий момент ME, эффективная скорость расхода топлива, температуру выхлопных газов, уровень дыма, повышение давления PK и максимальное давление взрыва PMAX) и скорость вращения n, когда положение регулирующего механизма топлива (например, стойка инъекционного насоса топлива) остается постоянным. Он отражает мощность, экономику и рабочее состояние дизельного двигателя при поддержании постоянного количества впрыска топлива на разных скоростях вращения.
Типы характеристик скорости
1. Характеристика скорости полной нагрузки (внешняя характеристика)
Определение: характеристика дизельного двигателя, измеренная, когда механизм регулирования топлива фиксируется в калиброванном положении (эквивалентно количеству подачи топлива для дизельного двигателя для генерации калиброванной мощности при калиброванной скорости).
Характеристики: эффективная мощность увеличивается с увеличением скорости. Из -за ограничений механической нагрузки и тепловой нагрузки скорость роста постепенно замедляется; Эффективный крутящий момент (или среднее эффективное давление) остается в основном неизменным или слегка изменяется во время изменения скорости; Эффективная скорость расхода топлива достигает самого низкого значения с определенной промежуточной скоростью, а чрезмерная скорость или низкая скорость приведут к увеличению скорости расхода топлива.
Значимость: он отражает максимальную производительность мощности, которую дизельный двигатель может генерировать на каждой скорости, и является важной ссылкой для выбора основного двигателя корабля. Его можно использовать для определения максимальной выходной емкости дизельного двигателя на разных скоростях.
2. Характеристика скорости частичной нагрузки (частичная характеристика)
Определение: характеристика дизельного двигателя, измеренная, когда механизм регулирования топлива фиксируется в положении меньше калиброванного положения.
Характеристики: на той же скорости его эффективная мощность и эффективный крутящий момент (или среднее эффективное давление) меньше, чем соответствующие значения в характеристике скорости полной нагрузки; Эффективная скорость расхода топлива обычно остается на более низком уровне в пределах более узкого диапазона скорости, чем условие полной нагрузки.
Применение: он отражает производительность дизельного двигателя в условиях частичной нагрузки. Он имеет практическое руководящее значение для судов для корректировки скорости и контроля расхода топлива во время навигации. Например, операционное состояние корабля с экономической скоростью может быть названо характеристикой скорости частичной нагрузки.
3. Характеристика скорости перегрузки
Определение: Согласно конструктивным спецификациям кораблей, мощность перегрузки дизельного двигателя составляет 110% от калиброванной мощности (скорость вращения основного двигателя в это время составляет 103% от калиброванной скорости вращения). Когда механизм регулирования топлива фиксируется в этом предельном положении, измеренная характеристика скорости называется характеристикой скорости перегрузки.
Характеристики: он показывает максимальную мощность, которую дизельный двигатель может достигать при нормальной работе на каждой скорости. В это время температура и давление в цилиндре очень высоки, в результате чего компоненты подвергаются тяжелой тепловой нагрузке и механической нагрузке, что приводит к суровым условиям труда.
Ограничения: время для работы в соответствии с этой характеристикой ограничено. Дизельный двигатель должен быть разрешен непрерывно работать при перегрузке в течение не менее 1 часа.
Характеристики кривой характеристики скорости
С точки зрения взаимосвязи между эффективной мощностью и скоростью вращения, на основе формул ne=cpeni и ne=c1men, можно известно, что когда PE (ME) является постоянным значением, теоретически, NE и N имеют линейную связь. Однако в действительности, из -за дросселирования и утечки масляного насоса, количество топлива, введенное введением насоса впрыска топлива на цикл, немного зависит от скорости вращения. Такие факторы, как указанная эффективность и механическая эффективность дизельного двигателя с турбонаддувом, изменяющийся со скоростью вращения, кривая слегка выпукнет вверх.
Для низкоскоростных основных двигателей, поскольку их скорость вращения низкая, а диапазон вариаций невелик, количество топлива, впрыскиваемого насосом впрыска топлива на цикл, очень мало варьируется со скоростью вращения. Изменение коэффициента избыточного воздуха оказывает относительно небольшое влияние на указанную эффективность, а влияние изменения скорости вращения на механическую эффективность можно игнорировать. Следовательно, можно считать, что когда положение регулирующего механизма топлива фиксируется, PE (ME) остается неизменным, а NE и N имеют линейную связь.
II Характеристики продвижения
Характеристики продвижения дизельного двигателя относятся к взаимосвязи между такими параметрами, как мощность и крутящий момент, и скоростью вращения, когда дизельный двигатель работает в сочетании с пропеллером. Эта характеристика основана на характеристиках нагрузки пропеллера (мощность приблизительно пропорциональна кубу скорости вращения). Дизельный двигатель должен адаптироваться к изменениям в нагрузке пропеллера, поэтому характеристики продвижения по существу представляют собой комбинированные эксплуатационные характеристики дизельного двигателя под нагрузкой пропеллера.
Чтобы приспособиться к фактическим изменениям во время работы корабля (например, увеличение нагрузки на пропеллер из -за загрязнения корпуса, волн и т. Д.), Характеристики продвижения должны резервировать резервы скорости вращения или резервы питания. Например: дизельный двигатель может увеличить спроектированную скорость вращения винта на 2% до 3%. Когда линия характеристики пропеллера смещается влево из -за загрязнения, она все еще может поддерживать большую часть времени в идеальном рабочем состоянии. Резервный дизайн позволяет дизельному двигателю кратко входить в перегруженную область в особых условиях (таких как мелкая вода, ускорение), обеспечивая обеспечение безопасности долгосрочной работы.
Iii. Характеристики нагрузки
Характеристики нагрузки дизельного двигателя относятся к взаимосвязи между его основными показателями производительности (такими как скорость расхода топлива, температура выхлопа, среднее эффективное давление и т. Д.) и нагрузкой (обычно выражается при мощности или крутящем моменте), когда скорость двигателя остается постоянной. В этой характеристике скорость двигателя является фиксированным параметром. Изменяя подачу топлива на цикл для регулировки нагрузки, можно наблюдать ответы различных показателей производительности.
Тестирование и анализ характеристик нагрузки проводятся с определенной постоянной скоростью. Кривые характеристики нагрузки на разных скоростях разные.
Скорость расхода топлива: при средней нагрузке уровень расхода топлива обычно низкий, что указывает на лучшую экономику; Когда нагрузка слишком низкая, из -за недостаточного сгорания и увеличения механических потерь скорость расхода топлива увеличивается; Когда нагрузка слишком высока, возможно, из-за недостаточного соотношения воздушного топлива, сжигание ухудшается, и скорость расхода топлива также возрастает.
Температура выхлопа: с увеличением нагрузки объем впрыска топлива увеличивается, тепло, выделяемое сжиганием, увеличивается, а температура выхлопа обычно постепенно повышается. Однако, если нагрузка превышает разумный диапазон, она может привести к ненормальному повышению температуры выхлопа из -за плохого сжигания.
Среднее эффективное давление: он увеличивается с увеличением нагрузки, непосредственно отражая выходную мощность дизельного двигателя.
При сокращении сопоставления мощности дизельных двигателей снижение мощности в соответствии с характеристиками нагрузки является распространенным методом. Точки выбора распределяются вблизи правого конца линии ограничения скорости, подходящие для судов с ограниченными диаметрами пропелля или оснащены регулируемыми винтами высоты тона. Этот метод снижает скорость расхода топлива двигателя, снижая среднее эффективное давление и увеличивая отношение максимального взрыва давления к среднему эффективному давлению, тем самым улучшая экономику.
V. Характеристики управления скоростью
Характеристики управления скоростью двигателя относятся к взаимосвязи между мощностью двигателя, крутящим моментом, скоростью расхода топлива и другими параметрами производительности и скоростью вращения при его изменении. Контроллер скорости автоматически регулирует подачу топлива, чтобы поддерживать стабильную скорость вращения двигателя или в пределах указанного диапазона при изменении нагрузки, что по существу отражает стабильность скорости вращения двигателя и адаптивность нагрузки под управлением контроллера скорости.
Характеристики управления скоростью
Стабильность скорости вращения: под действием контроллера скорости, когда нагрузка двигателя изменяется (например, увеличение или уменьшение нагрузки), контроллер скорости будет соответствующим образом отрегулировал подачу топлива, чтобы поддерживать скорость вращения в пределах установленного целевого диапазона, избегая быстрых колебаний скорости вращения. Например, когда нагрузка внезапно уменьшается, контроллер скорости уменьшит подачу топлива, чтобы предотвратить слишком высокую скорость вращения; Когда нагрузка увеличивается, контроллер скорости увеличит подачу топлива, чтобы предотвратить слишком низкую скорость вращения.
Диапазон управления скоростью: характеристики управления скоростью охватывают весь рабочий диапазон двигателя от самой низкой стабильной скорости вращения до самой высокой допустимой скорости вращения. Различные типы двигателей (такие как морские дизельные двигатели, автомобильные двигатели) имеют различные диапазоны управления скоростью и точность управления из -за их различных целей.
Корреляция с нагрузкой: в кривой характеристики управления скоростью тенденция изменений мощности и крутящего момента со скоростью вращения связана с законом регулирования контроллера скорости. Как правило, в пределах диапазона управления скоростью, поскольку скорость вращения увеличивается, мощность и крутящий момент будут следовать конкретному шаблону изменения в соответствии с требованиями мощности при различных нагрузках.
Классификация характеристик управления скоростью
Характеристики управления постоянной скоростью: контроллер скорости строго контролирует скорость вращения двигателя при определенном фиксированном значении. Независимо от изменения нагрузки, скорость вращения остается в основном неизменной. Эта характеристика распространена в двигателях производства электроэнергии, чтобы обеспечить стабильность частоты питания.
Характеристики управления ограничением скорости: контроллер скорости в основном ограничивает максимальную скорость вращения двигателя. Когда скорость вращения превышает установленное максимальное значение, контроллер скорости уменьшит подачу топлива, чтобы предотвратить перерасход двигателя. В морских дизельных двигателях максимальное ограничение скорости вращения является важной мерой безопасности. Например, некоторые модели ограничивают максимальную непрерывную рабочую скорость вращения до 103% от номинальной скорости вращения.
Полноскоростные характеристики управления: контроллер скорости может регулировать двигатель во всем диапазоне скорости вращения, что позволяет двигателю стабильно работать на разных скоростях вращения, подходящих для ситуаций, когда скорость вращения должна быть часто изменена, такие как автомобильные двигатели.