РАЗДЕЛ 2
МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВС И ПРОЦЕССОВ ТОПЛИВОПОДАЧИ
Научные исследования мы условно разбили на четыре последовательных процесса.
Первый процесс - общее ознакомление с проблемой, по которой предстоит выполнить исследование, выбор темы исследования, составление плана программы и предварительное определение ожидаемого экономического эффекта.
Второй процесс - информационный поиск, критический анализ его результатов, уточнение целей, задач и наименования темы исследования.
Третий процесс - научный поиск (перемежающиеся теоретические и экспериментальные исследования), изучение физической сущности исследуемого объекта, разработка теории, научное обоснование методики экспериментальных исследований, выбор технической базы экспериментальных исследований, экспериментальные исследования, обработка и анализ результатов исследования, формулирование новых научных положений и результатов, оформление научно-технического отчета, его рецензирование, обсуждение и исправление.
Четвертый процесс - внедрение, которое осуществляется путем выполнения опытно-конструкторских и доводочных работ. На этом этапе проводятся научно-исследовательские работы и оценка технико- экономической эффективности.
Опыт отечественных и зарубежных фирм показывает, что обеспечение приемлемой топливной экономичности среднеоборотных дизелей, как на номинальном режиме, так и на режимах частичных нагрузок невозможно без высокого уровня форсирования параметров процессов смесеобразования и сгорания топлива, снижения потерь теплоты в систему охлаждения, снижения газодинамических потерь в системах воздухоснабжения и выпуска отработавших газов.
Отдельные типы судов, особенно пассажирские, значительную долю эксплуатационного времени работают на скоростях ниже проектных, соответственно, и главные двигатели эксплуатируются на режимах частичных нагрузок. На этих режимах, которые можно отнести к основным режимам эксплуатации, параметры работы дизелей изменяются в худшую сторону, что объясняется неполным сгоранием топлива и снижением показателей рабочего процесса.
В связи с этим особую актуальность приобретает совершенствование рабочего процесса и топливоподачи главных двигателей судов, находящихся в эксплуатации на частичных нагрузках с целью повышения их экономичности и надежности. Кроме того, эта же задача успешно решается путем правильного выбора режимов совместной работы ГД и винтов регулируемого шага (ВРШ), которые широко распространены на современных судах.
Таким образом, дальнейшее совершенствование технической эксплуатации (рабочего процесса и топливоподачи) судовых среднеоборотных дизелей и правильный выбор режимов эксплуатации ГД и ВРШ являются актуальными для дизелестроения и эксплуатации флота.
Дальнейший рост форсирования и снижения затрат на топливо за счет повышения экономичности и использования дешевых низкосортных топлив являются главной особенностью развития современных среднеоборотных дизелей. Указанные особенности развития дизелей нашли отражение в расширении рабочего диапазона цикловых подач (до 5 % от qц ном) топливной аппаратуры и росте максимального давления впрыскивания (до 130 MПa).
Перечень мероприятий, внедряемых дизелестроительными фирмами с целью снижения удельного расхода топлива, постоянно увеличивается. На некоторых среднеоборотных двигателях ведущих фирм достигнуты расходы топлива, сопоставимые с имеющимися на длинноходовых малооборотных дизелях.
Все больше фирм начинают искать пути повышения эксплуатационной экономичности в целом всего пропульсивного комплекса, характерным примером чему является применение на судах ВРШ и выбор режимов совместной работы ГД и ВРШ для обеспечения минимального расхода топлива.
Существующая в производстве малооборотных двигателей тенденция улучшения топливной экономичности путем увеличения хода поршня вполне приемлема и для среднеоборотных дизелей. По данным, приведенным в, увеличение отношения хода поршня к диаметру цилиндра от 1 до 2 повышает индикаторный коэффициент полезного действия с 0,455 до 0,475, что обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 4,2 %. Из этой же работы следует, что одним из наиболее эффективных мероприятий, обеспечивающих снижение расхода топлива, является увеличение максимального давления сгорания топлива, что не всегда приемлемо из-за роста термических и механических нагрузок в элементах деталей камеры сгорания и цилиндропоршневой группы.
Специалисты сформировали требования к основным параметрам дизелей, работающих на тяжелых сортах топлива:
- для снижения расхода топлива необходимо увеличивать максимальное давление сгорания топлива pz;
- высокие давления pz требуют увеличения хода поршня;
- мягкое протекание процесса сгорания обеспечивает высокая степень сжатия;
- высокое давление впрыскивания топлива сокращает продолжительность впрыскивания и улучшает распыливание потока тяжелого топлива.
В настоящее время на судах морского флота эксплуатация главных и вспомогательных дизелей производится на нагрузках значительно меньше номинальных, что, как правило, приводит к повышению удельного расхода топлива и к снижению надежности работы двигателя. Поэтому дизелестроительными фирмами большое внимание уделяется совершенствованию рабочего процесса среднеоборотных двигателей на низких частотах вращения и малых нагрузках.
Устранение подвпрыскивания топлива, приводящее к закоксовыванию распылителей форсунок и нагарообразованию на деталях цилиндропоршневой группы, а также к увеличению удельного расхода топлива и повышению температуры отработавших газов является одним из основных требований к топливной аппаратуре дизеля. Причиной подвпрыскивания является интенсивный колебательный процесс топлива в линии высокого давления после отсечки подачи. Мероприятиями по устранению подвпрыскивания топлива являются подбор конструктивных параметров топливной аппаратуры и установка в ТНВД нагнетательного клапана двойного дейст
- Київ+380960830922