Главная База знаний "Allbest" Транспорт Совершенствование топливоподачи ГД на судне "Мойра"

Совершенствование топливоподачи ГД на судне "Мойра"

Технико-эксплуатационные характеристики судна "Мойра", энергетической установки и анализ их работы. Краткая характеристика систем общесудового назначения. Повышение экономичности дизеля путем оптимизации регулировочных характеристик топливной аппаратуры.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 16.01.2013
Размер файла 7,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Охлаждение конденсаторов агрегатов осуществлено забортной водой, подаваемой от насоса забортной воды вспомогательных механизмов.

В каютах воздух распределяется через воздухораспределители смесительные, в общественных и служебных помещениях - через воздухораспределители панельной раздачи и поворотные - типа пункалувр. Душирование основных рабочих мест осуществляется через пункалувры. Предусмотрена 50% рециркуляция воздуха.

Нагрев и увлажнение воздуха в центральных кондиционерах ив подогревателе воздуха осуществляется паром, подаваемым от системы хозяйственного паропровода.

Противопожарные системы

Противопожарная водяная система

Для подачи воды к пожарным рожкам предусмотрена противопожарная водяная система, обслуживаемая одним насосом НЦВ 100/100А и двумя насосами НЦВ 220/100А.

Производительность всех насосов обеспечивает одновременною работу противопожарной водяной системы, системы пенотушения и системы орошения шлюпки.

Система постоянно находится под давлением, для чего в МО установлена пневмоцистерна.

При падении давления в пневмоцистерне до 0,8 МПа (в кг/см2) автоматически включается насос НЦВ 100/100А, при достижении в пневмоцистерне давления I МПа (10 кг/см2) насос автоматически выключается.

При работе насоса НЦВ 100/100А и падении давления в трубопроводе до 0,6 МПа (6 кг/см2) автоматически включается один из насосов НЦВ 220/100А.

Для аварийных целей в носовом насосном отделении установлен пожарный дизель-насос ДПНС 220/100.

Система водотушения выполнена по кольцевой схеме в районе кормовой надстройки и по линейной схеме в остальной части судна.

Предусмотрена возможность отключения магистрали МКО от остальной магистрали с обеспечением подачи воды дизель - насосом ДПНС 220/100А ко всем пожарным рожкам, расположенным за пределами МКО.

От магистралей даны отростки для подачи воды на систему пенотушения, обмыв якорей и якорных цепей, эжекторы осушения, орошение шлюпок, дверей столовой команды, кают-компании и курительных.

Трубы, проходящие через отапливаемые помещения, в которых отпотевание не допустимо, изолированы.

Пожарные рожки расположены из расчета подачи не менее двух струй воды к любому возможному очагу пожара. Диаметр пожарных рожков и рукавов Ду 65.

Рукава предусмотрены прорезиненные из синтетических волокон, длиной 10 и 25 метров с бронзовыми комбинированными стволами со спрыском 16 и 19 мм и соединениями на гайках типа «Богданова».

Для приема воды с берега предусмотрены патрубки с фланцем международного образца.

Система пенотушения

Основным средством тушения пожара в танках, на верхней палубе в районе танков, в топливных бункерах, расположенных вне машинного отделения, ННО является система пенотушения.

Пуск системы в действие ручной из станции пенотушения.

Вода на работу системы пенотушения подается насосами пожарной водяной системы.

Система выполнена без стационарной разводки трубопроводов по танкам с применением для подачи пены в танки и на верхнюю палубу в районе танков переносных пеногенераторов ГСП-600 (кратность пены 70... 100:1) и стационарных пеноводяных лафетных стволов (кратность пены 6:1) Подача пены в топливные бункеры, ННО и ГНО производится только при помощи переносных пеногенераторов. Для возможности тушения пожаров пеной в жилых и служебных помещениях предусмотрена перемычка между трубопроводами системы пенотушения и противопожарной водяной системы.

Для тушения местных очагов пожара пеной в МКО проведен трубопровод с пожарными рожками на ВП у входа в МКО и предусмотрены стационарные воздушно-пенные аппараты СО-П.

Система объемного химического тушения

Основным средством пожаротушения в МКО и ГНО является система объемного химического тушения (ОХТ), состоящая из станций и разводящих трубопроводов с распылителями в МКО и ГНО. Система работает на хладоне 114В2.

Станция для МКО расположена на палубе рубки 1 яруса в р-не 90...94 шп. ПрБ. Станция для ГНО (станция пенотушения и ОХТ) расположена на верхней палубе в р-не 71 ...73 шп ПрБ.

Пуск системы ручной из помещения станций.

Для предупреждения людей, находящихся в МКО и ГНО, о пуске системы в действие предусмотрена звуковая и световая сигнализация.

Система углекислотного тушения

Для тушения пожара в главном двигателе и помещении аварийного дизель-генератора в машинном отделении, помещении ООП установлено по одной двухбаллонной углекислотной батарее.

Для тушения пожара в глушителе пожарного дизель-насоса ДГШС 220/100 стационарно установлен огнетушитель ОУ-5.

Пуск системы в действие ручной с места установки батареи и огнетушителя ОУ-5.

Система инертных газов GENERON

Системы осушительная и балластная

Осушительная система

Для осушения МКО предусмотрены два балластно-осупштельных самовсасывающих центробежных электронасоса НЦВС 160/ЗОА-П и один осушительный ЭНП 10/2,5.

Осушение МКО производится автоматически насосом ЭНП 10/2,5 от датчиков верхнего и нижнего уровня, установленных в кормовой части МКО.

Для предотвращения загрязнения моря нефтепродуктами откачка льяльных вод из цистерн льяльных вод за борт производится осушительным винтовым электронасосом 2ВВ-1,6/16-2,5/4В, установленным в МКО через укф-2,5.

Предусмотрена система автоматического контроля нефтесодержания, сливаемых за борт льяльных вод.

Слив нефтепродуктов из установки укф-2,5 производится в цистерну сбора нефтеостатков, расположенную в МКО. Осушение носового насосного отделения производится самостоятельным осушительным электронасосом ЭНП 10/2,5, установленным в ННО, в цистерну сбора лъяльных вод ННО, расположенную там же с возможностью перекачки в цистерну льяльных вод МКО.

Осушение грузового насосного отделения и трубопроводов грузовой системы производится электропоршневым насосом ЭНП 25/2,5 установленным в ГНО (электродвигатель в МКО), в цистерну, расположенную там же в р-не 72...73 шп. ПрБ.

Откачка из цистерн сбора льяльных вод МКО и ННО предусмотрена в плавучие или береговые емкости через патрубки с фланцами международного образца, расположенные на ВП в средней части судна с которой предусмотрена остановка балластно-осушительных и осушительных насосов.

Осушение цепных яликов и помещений под палубой бака производится осушительным эжектором ВЭЖ 6,3.

Рабочая вода к эжектору подводится от противопожарной водяной системы.

Во всех осушаемых помещениях судна установлены осушительные приемники с трубами, присоединяемые через клапаны или клапанные коробки к соответствующим насосам и эжектору.

Открытые концы приемников снабжены сетками или опущены в приемные колодцы, закрываемые решетками.

У осушительных насосов установлены грязевые коробки, все приемные клапаны и клапанные коробки невозвратно-запорного типа.

Балластная система

Для приема и удаления балласта из форпика и ахтерпика предусмотрена балластная система, которая обслуживается двумя самовсасывающими балластно-осушительными электронасосами НЦВС 160/30А-П, установленными в МКО и одним самовсасывающим балластный насосом НЦВС 250/З0А-П, установленным в ННО. Арматура, необходимая для балластировки форпика и ахтерпика, насос НЦВС 250/З0А и один из насосов НЦВС 160/З0А дистанционно управляются из ПУГО.

Воздушные и измерительные трубы

Из всех водяных цистерн, из коффердама и помещения лага и эхолота, выведены воздушные трубы, заканчивающиеся воздушными головками с поплавком.

Для измерения уровня в водяных, топливных и масляных цистернах, в коффердаме и помещении лага и эхолота, проведены измерительные трубы со складными футштоками.

В районе машинного и носового насосного отделений измерительные трубы выведены выше паела и заканчиваются самозапорными клапанами.

Остальные измерительные трубы выведены на открытую палубу и заканчиваются палубными втулками.

Системы грузовая, балластная и зачистная

Грузовая система обеспечивает закрытый прием груза не судовыми средствами с интенсивностью около 10000 м3/ч.

Грузовая система обслуживается четырьмя центробежными насосами, которые расположены в грузовом насосном отделении.

Грузовая система выполнена в виде самостоятельных трубопроводов для четырех групп танков по линейной схеме из труб Ду 400.

1.11 Расчет энергетического баланса СЭУ на номинальном режиме

Энергетический баланс СЭУ состоит из трех составных частей, в соответствии с составом СЭУ.

В этом случае рассматриваются:

баланс пропульсивной установки, в которой основным источником энергии является главный двигатель, потребителем - корпус судна, движущийся с определенной скоростью;

баланс судовой электростанции, в которой основным источником энергии является генератор, получающий привод от вспомогательного двигателя. Промежуточным потребителем является главный распределительный щит (ГРЩ):

баланс вспомогательной энергетической установки, которая вырабатывает несколько видов энергии, имеет соответствующее количество источников энергии. Это: котлы, компрессоры, водоопреснительные установки, и т.п.

Расчет энергетического баланса СЭУ проводится в три этапа.

Этап 1. Предварительный расчет.

На этом этапе производится разбивка потоков энергии на полезную работу и потери тепла в целом, без дифференциации потерь на спецификационных режимах работы судна.

Этап 2. Определение расчетного режима.

На этом этапе определяется усредненный годовой режим работы судна, для которого рассчитывается тепловой баланс СЭУ. Определяется загрузка по каждой группе оборудования на принятом расчетном режиме.

Этап 3. Уточненный расчет.

Проводится уточненный энергетический расчет баланса на принятом режиме работы судна. В пояснительной записке приводятся диаграммы энергетического баланса для главных двигателей, вспомогательных двигателей и вспомогательных котлов, в графической части дипломного проекта приводится энергетический баланс СЭУ, в т.ч. для пропульсивной установки, судовой электростанции и вспомогательной энергетической установки.

Предварительный расчет

Согласно оборудованию, установленному на судне-прототипе, заполняются таблица 13 «Параметры главного двигателя», таблица 14 «Параметры вспомогательного двигателя» и таблица 15 «Параметры вспомогательного котла» в части исходных данных.

Таблица 13 - Параметры главного двигателя

Таблица 14 - Параметры вспомогательного двигателя

Таблица 15 - Параметры вспомогательного котла (ВК)

Определение расчетного режима

Определяется расчетный (усредненный) коэффициент загрузки Креж для каждой группы оборудования исходя из усредненного КПД, по характеристикам оборудования. Заполняется графа ИТОГО столбца 4 нижней части таблицы 16. Если нижняя часть таблицы 16 не заполняется, то используется графа «ИТОГО» верхней части таблицы.

Таблица 16 - Данные для определения годового теплового баланса ГД

Таблица 17 - Данные для определения годового теплового баланса ВД

Таблица 18 - Данные для определения годового теплового баланса ПК

Уточненный расчет

Проводится расчет энергетических балансов оборудования на расчетном режиме в форме таблицы 19. Проводится расчет энергетического баланса главных двигателей в порядке, изложенном в таблице 19, и заполняется таблицы 1 (2,3) в части расчетные данные.

Проводится расчет энергетического баланса СЭУ в целом по группам оборудования на расчетном режиме (таблица 20). Проводится построение диаграмм рассчитанных энергетических балансов оборудования в пояснительной записке и энергетического баланса СЭУ в целом на выбранном режиме в графической части проекта.

Таблица 19 - Расчет тепловых и энергетических балансов

Таблица 20

1.12 Анализ эффективности работы СЭУ

Расчет ведем для условного топлива (= 39400 кДж/кг).

Удельный расход топлива:

,

где - часовые расходы топлива на ГД, ВД и ВПК соответственно.

Ne - мощность главного двигателя, кВт

кг/кВтч,

Частный КПД СЭУ:

Полный КПД СЭУ:

= 0,88- КПД котла

кг/ч - часовой расход топлива.

Энергетический КПД СЭУ:

где Ре - полезная тяга винта, 2333 кН

VS - скорость судна, 15,2 узлов

кН

К1 = 0,58

nВ = 2 с-1 - частота вращения винта;

t = 0,19 - коэффициент засасывания;

i1 = 1 - коэффициент влияния на упор неравномерности потока;

= 1025 кг/м3 - плотность морской воды.

Расход топлива на милю плавания

На большинстве современных судов применяются ДУ и наблюдается тенденция все более широкого их распространения. В настоящее время ДУ занимают монопольное положение на флоте (специального назначения, технического флота, служебно-вспомогательные, массовые). Для этих судов ДУ более эффективны, чем другие типы СЭУ.

ДУ имеют перед другими типами СЭУ следующие преимущества:

- более высокую (на 30-50%) топливную экономичность;

- простоту обслуживания и ремонта;

- высокую надежность.

Для танкеров большого и среднего водоизмещения (до 150 тысяч тонн) эти преимущества сохраняются и поэтому здесь также доминируют ДУ. На мало- и среднетоннажных танкерах применяются в большинстве случаев ДУ с МОД. На крупнотоннажных танкерах (водоизмещением свыше 150000 тонн) наряду с ДУ применяются ПТУ. С ростом водоизмещения танкеров преимущества ДУ перед ПТУ уменьшаются, что связано с увеличением абсолютной массы ДУ, повышением эффективности ПТУ при возрастании их мощности и главным образом со снижением влияния расходов на топливо в себестоимости морских перевозок нефти и нефтепродуктов.

Тем не менее, как показывают результаты технико-экономического анализа, даже на крупнотоннажных танкерах ДУ эффективнее ПТУ. Об этом свидетельствуют также участившиеся за последние годы случаи переоборудовании крупнотоннажных танкеров с ПТУ на ДУ.

Современные СДУ обладают повышенной против других СЭУ эффективностью топливоиспользования. Однако возможности дальнейшего повышения их экономичности и снижения затрат на топливо ограничены. Так, если за последние 20 лет мощностные и масса габаритные характеристики СДУ улучшились в 2-3 раза, то удельный расход топлива снизился лишь на 5-7 %. Примерно такое же повышение экономичности может быть достигнуто за счет утилизации тепла ГД.

Танкеры - относятся к числу наиболее распространенных судов морского транспортного флота. На них применяются в основном дизельные установки, хотя еще встречаются и паротурбинные ЭУ. ДЭУ устанавливаются на танкерах любого водоизмещения, паротурбинные - на танкерах водоизмещением более 50000 тонн.

Особенности танкеров является наличие крупных потребителей электрической, или механической энергии - грузовых насосов большой мощности, время работы которых в течение рейса (во время разгрузки) ограничено. На судах перевозящих сырую нефть и мазут, расходуется большое количество тепловой энергии для подогрева груза перед его выгрузкой и поэтому их оборудуют крупными вспомогательными котельными установками для производства преимущественно насыщенного пара.

Все современные танкеры для повышения безопасности перевозки нефтепродуктов оборудуют системами инертных газов, которые также оказывают влияние на СЭУ. Это проявляется в использовании в качестве инертных выпускных газов вспомогательных котлов, но в данном случае это невозможно, т.к. данный проект судна не просто танкер, а химовоз-продуктовоз, для которого необходим очень чистый выход Инертного Газа (в зависимости от перевозимого груза). Поэтому на данном типе судна установлена отдельная установка инертизации, что вносит свой вклад в увеличении энергопотребления судна.

Энергетические установки танкеров располагают в кормовой части. Газо-выпускные системы и дымоходы оборудованы искрогасителями.

1.13 Предварительное обоснование целесообразности предлагаемого усовершенствования СЭУ

Эффективность эксплуатации транспортных судов в значительной степени зависит от эксплуатационных затрат. Снижение последних может быть достигнуто путём применения более совершенных агрегатов, имеющих меньшие расходы топлива, масел, электрической энергии, обеспечением оптимальных режимов работы, применением рациональных сортов топлива и масел, совершенствования технологий топливо- и водоподготовки, обеспечения прогрессивных методов регулировки и контроля над работой отдельных агрегатов и установки в целом. Большое влияние на эффективность конечного результата работы транспортных судов (перевезённая продукция) оказывает степень использования судна и его энергетической установки.

Среди установок, используемых на транспортном флоте, преобладающее распространение получили дизельные энергетические установки (ДЭУ) благодаря присущим им достоинствам (высокая термодинамическая эффективность, хорошая приспособляемость к автоматизации, сравнительная простота технической эксплуатации (ТЭ), высокая живучесть). Современные тенденции их развития связаны с улучшением массогабаритных характеристик, ростом агрегатных и цилиндровых мощностей, повышением надежности, снижением трудозатрат на техническое обслуживание (ТО), а также утилизацией тепла в целях дальнейшего повышения экономичности. Одним из эффективных путей повышения цилиндровой мощности главного элемента ДЭУ судового двигателя (СД) и снижения удельного расхода топлива считается увеличение среднего эффективного давления за счет совершенствования газотурбинного наддува. Однако повышение наддува, при прочих равных условиях, влечет за собой рост максимальною давления цикла и, как следствие, увеличение габаритных размеров и массы основных деталей. Более перспективным направлением снижения удельного расхода топлива в ДЭ является повышение экономичности дизеля путем оптимизации регулировочных характеристик топливной аппаратуры

Как известно, в теоретическом цикле при условии тепло-подвода только по изохоре динамические показатели растут, но растет и КПД, т. е. экономичность цикла, и, наоборот: при условии подвода теплоты только по изобаре динамические и экономические показатели цикла снижаются.

Опыт ТЭ таких установок на отечественных и зарубежных судовых транспортных средствах (СТС) показывает, что экономия топлива может достигать 2.. .3 %.

2. Техническое задание на проработку предлагаемого усовершенствования СЭУ

2.1 Наименование и область применения

На основе штатного двигателя 7S50MC, установленного на танкере , разработать систему оптимизации топливоподачи, произвести проверочные расчеты параметров работы:

Дизеля на режиме 100% мощности;

Дизеля на режиме 85% мощности;

Дизеля на режиме 70% мощности;

Рассчитать работу дизеля на режиме 85% мощности при оптимальной топливоподаче и определить прирост эффективного КПД дизеля на данном режиме.

Рассчитать работу дизеля на режиме 70% мощности при оптимальной топливоподаче и определить прирост эффективного КПД дизеля на данном режиме.

2.2 Цели и назначение разработки

Целью данной разработки является повышение эксплуатационной эффективности главной энергетической установки и расчет экономической эффективности предлагаемого технического мероприятия.

Данная разработка может быть внедрена на транспортных судах, обладающих большими затратами на топливо для экономии топлива на долевых нагрузках.

2.3 Стадии и этапы разработки

Инженерно-технический проект модернизации топливоподачи выполняется согласно календарного графика работы студента над дипломным проектом

2.4 Источники разработки

Источниками разработки служат техническое задание, техническая документация танкера «MOYRA», техническая документация топливного насос дизеля МАН-Бурмейстер и Вайн S-МС, а также использованная литература, представленная в конце пояснительной записки.

2.5 Технические требования

Для внедрения данной модернизации необходимы предварительные расчёты по конструкции топливного насоса. Далее необходимы испытания на различных режимах нагрузки, некоторые устранения замечаний в работе и конструкции топливного насоса и окончательный вывод о совершенстве новой установки.

2.6 Экономические показатели

Совершенствование топливоподачи ГД требует капитальных разовых затрат. Срок окупаемости будет невелик, так как значительная экономия топлива позволит быстро вернуть капитальные затраты.

2.7 Стадии и этапы разработки

Таблица 21 - Стадии и этапы разработки

Наименование этапов

Срок готовности этапов

Разработка плана дипломного проектирования

Технико-экономическое обоснование разработки

Разработка технического задания

Разработка разделов, предусмотренных техническим заданием

Согласование выполненной работы с руководителем

Оформление дипломного проекта и предоставление на кафедру

Рассмотрение проекта на кафедре

Рецензирование проекта и подготовка ответов на замечания рецензентов

Защита дипломного проекта в ГЭК

2.8 Порядок контроля и приёмки

Текущий контроль выполнения инженерно-технического проекта модернизации топливоподачи осуществляется поэтапно согласно утвержденному календарному графику работы дипломника над дипломным проектом. Текущий контроль осуществляется руководителем дипломного проекта, назначенными консультантами, а также ведущими специалистами в области судовой энергетики.

Итоговый контроль осуществляется кафедрой СЭУ ВГАВТ в лице заведующего кафедрой и ведущих преподавателей на этапе представления дипломником законченного дипломного проекта на кафедру не позднее, чем за одну неделю до начала защит дипломных проектов. Допускается итоговый контроль проводить в форме предварительной защиты. Кроме того, итоговый контроль выполняет независимый рецензент.

Приемка выполненной разработки осуществляется Государственной экзаменационной комиссией в форме публичной защиты дипломного проекта.

3. Индивидуальный раздел на тему «Совершенствование топливоподачи»

3.1 Обоснование разработки

Среди установок, используемых на транспортном флоте, преобладающее распространение получили дизельные энергетические установки (ДЭУ) благодаря присущим им достоинствам (высокая термодинамическая эффективность, хорошая приспособляемость к автоматизации, сравнительная простота технической эксплуатации (ТЭ), высокая живучесть). Современные тенденции их развития связаны с улучшением массогабаритных характеристик, ростом агрегатных и цилиндровых мощностей, повышением надежности, снижением трудозатрат на техническое обслуживание (ТО), а также утилизацией тепла в целях дальнейшего повышения экономичности. Одним из эффективных путей повышения цилиндровой мощности главного элемента ДЭУ судового двигателя (СД) и снижения удельного расхода топлива считается увеличение среднего эффективного давления за счет совершенствования газотурбинного наддува. Однако повышение наддува, при прочих равных условиях, влечет за собой рост максимальною давления цикла и, как следствие, увеличение габаритных размеров и массы основных деталей. Более перспективным направлением снижения удельного расхода топлива в ДЭ является повышение экономичности дизеля путем оптимизации регулировочных характеристик топливной аппаратуры

Как известно, в теоретическом цикле при условии тепло-подвода только по изохоре динамические показатели растут, но растет и КПД, т. е. экономичность цикла, и, наоборот: при условии подвода теплоты только по изобаре динамические и экономические показатели цикла снижаются.

Опыт ТЭ таких установок на отечественных и зарубежных судовых транспортных средствах (СТС) показывает, что экономия топлива может достигать 2.. .3 %.

3.1.1 Топливный насос дизеля МАН -- Бурмейстер и Вайн S-MC

Основные элементы насоса показаны на рисунке 25. Плунжерная пара 3--5, отличающаяся тем, что головка 3 имеет простейшую конструкцию: ровный торец плунжера и две винтовые регулирующие кромки 4. Изготовление и замена прецизионной пары с таким плунжером значительно дешевле, чем с плунжером, имеющим фигурные кромки; рабочая втулка 5 (рис. 25) -- составная, подвижная вдоль оси, имеет дополнительную центровку по верхнему наружному поясу в корпусе 14 насоса.

Впускной клапан 15 стаканчикового типа помещен в уплотняемый корпус 16, ввернутый в крышку 17 насоса. Механизм регулирования цикловой подачи gn состоит из зубчатой рейки 7, поворотной втулки 9, крестовины 8 плунжера. Отличие в данном случае состоит в том, что рейка 7 каждого насоса связана не только с регулятором частоты вращения, но и с системой управления.

Механизм регулирования опережения подачи, реализующий задачу, в системе пневмомеханического позиционера состоит из рейки 6, сцепленной с зубчатым венцом поворотной втулки 10, и втулки 5 плунжера. Величина изменяется осевым сдвигом втулки 5 вверх или вниз, отчего меняется момент перекрытия плунжером рабочих окон 13. Осевое смещение втулки происходит по принципу болт -- гайка. «Гайкой» является поворотная втулка 10, на внутренней стенке которой проточена винтовая канавка. В канавку входит виток резьбы, нарезанной на нижнем конце втулки 5 плунжера. При смещении рейки 6 втулка 10, зафиксированная своим нижним фланцем в корпусе 14 насоса, поворачивается на определенный угол и через резьбовое соединение вызывает сдвиг втулки 5 относительно плунжера. Рейки б и 7 связаны единой системой управления с целью оптимизации характеристик топливоподачи.

Рассмотрим действие и регулирование насоса. Поскольку начало подачи насосом определяется моментом перекрытия рабочих окон втулки, то полный ход плунжера будет состоять из перепуска до НПН активного хода ha и перепуска после КПН. При перекрытии окон втулки впускной клапан 15 практически тотчас же садится на место (начало подачи). Впускной клапан управляется действием гидравлических усилий, возникающих между полостями наполнения и нагнетания ТНВД при опускании и подъеме плунжера (давление подкачивания в полости 2 составляет 1 МПа). Конец подачи насосом определяется совпадением регулирующих кромок 4 плунжера с нижними кромками рабочих окон 13.

Для гашения кинетической энергии потока перепуска, обусловленной высоким давлением топлива в момент КПН, и предохранения головки 3 плунжера от кавитационной эрозии предусматриваются не только малый диаметр цилиндрической части окон 13, но и уменьшение объема полости 2. Кроме того, постановкой штуцеров с малым проходным сечением задросселированы впускной и перепускной каналы. Вследствие этого после КПН в период перепуска топлива резко повышается давление в полости 2, что уменьшает перепад давлений на рабочих кромках плунжера и, как показывает опыт, способствует снижению его кавитационной эрозии.

Цикловая подача по всем цилиндрам в процессе изменения нагрузки дизеля регулируется от общего вала, связанного с регулятором частоты вращения. Рейка 7 каждого ТНВД соединена с указанным валом рычажной передачей. Индивидуальное регулирование Јцн производится обычным способом--талрепом в тяге к рейке 7.

Рисунок 25. Золотниковый ТНВД двигателя МАН -- Бурмейстер и Вайн МС с оптимизированным смешанным регулированием по заданной программе

Нулевая подача достигается таким положением рейки 7 каждого ТНВД, когда прорези на головке 3 плунжера встают против рабочих окон 13.

3.1.2 Повышение экономичности дизеля путем оптимизации регулировочных характеристик топливной аппаратуры

Параметры, определяющие начало, конец и продолжительность подачи топлива насосом и форсункой, являются параметрами качественного регулирования топливной аппаратуры, так как именно они при прочих равных условиях влияют на характер развития процесса сгорания, качественной оценкой которого является уровень динамических и экономических показателей рабочего цикла. Остановимся на этом несколько подробнее, чтобы уяснить сущность задачи оптимизации регулировочных характеристик. На рис. 26 показаны два случая распределения фазы подачи топлива относительно ВМТ.

В первом случае основная доля фазы располагается до ВМТ, во втором -- за ВМТ. Иначе говоря, в первом случае топливо поступает в цилиндр с большим опережением, во втором -- с малым. Большое опережение подачи топлива приводит к развитию процесса сгорания до ВМТ, на ходе сжатия, когда объем цилиндра уменьшается; малое опережение, наоборот, переносит процесс за ВМТ, на ход расширения, когда объем цилиндра увеличивается.

Рисунок 26. Пример качественного регулирования топливоподачи

Такое отличие в условиях сгорания одного и того же количества топлива при разных углах опережения резко меняет вид осциллограмм (рис. 26, б) и индикаторных диаграмм (рис. 26, в) на участке сгорания CZ: при большом опережении происходит резкий скачок давления, цикл становится более динамичным.

Можно дать качественную оценку и экономическим показателям цикла в том и другом случае, если допустить видимую аналогию изменения давления на участках сгорания CZV и CZP в рабочих циклах и тепло-подвода в теоретическом цикле.

Как известно, в теоретическом цикле при условии тепло-подвода только по изохоре динамические показатели растут, но растет и КПД, т. е. экономичность цикла, и, наоборот: при условии подвода теплоты только по изобаре динамические и экономические показатели цикла снижаются.

Рисунок 27. Параметры при работе двигателя по регулировочной характеристике

Применительно к нашему случаю перераспределения топливоподачи относительно ВМТ (рис. 26, а) аналогичный вывод может быть сформулирован так: с ростом угла опережения рабочий цикл должен быть более экономичным и динамичным, т. е. расход топлива (g1 и gе) должен уменьшаться, а показатели механической напряженности двигателя возрастать.

Практика эксплуатации и опыт доводки судовых дизелей на заводских стендах подтвердили достоверность такого вывода, однако естественно задать вопрос: до каких пор следует увеличивать угол опережения с целью достижения большей экономичности?

Ответ на такой вопрос в каждом конкретном случае дает только эксперимент. Поэтому дизелестроительные заводы в процессе доводки головного образца дизеля на стенде снимают так называемые регулировочные характеристики, показывающие, как зависят параметры рабочего цикла от угла опережения. Продолжительность фазы подачи топлива и частота вращения вала n при этом постоянны.

С увеличением угла опережения (рис. 27):

- максимальное давление сгорания рг все время растет, так как все большая доля цикловой подачи топлива gе поступает в цилиндр в процессе сжатия;

- температура выпускных газов tBГ падает, поскольку снижаются параметры конца расширения (из теории рабочего цикла известно, что эти параметры уменьшаются, если процесс сгорания заканчивается в районе ВМТ поршня -- участок CZV на рис. 26, в);

- удельный расход топлива gе снижается только до определенного предела, отмеченного на рис. 27 точкой Н, после которого начинает снова расти. Объясняется это тем, что при слишком больших углах опережения подачи плотность и температура воздуха в цилиндре еще недостаточны для обеспечения требуемых условий протекания начальных стадий процесса самовоспламенения топлива, отдельные капли топлива могут попасть на стенки цилиндра, отчего сгорание их будет неполноценным (коксование).

Итак, для каждого дизеля существует свой оптимальный регулировочный режим, в общем случае определяющий уровень номинальных параметров. Эти параметры записываются в технические данные формуляра и в эксплуатации поддерживаются настройкой номинального угла опережения и активного хода плунжера соответствующих номинальной нагрузке дизеля.

Однако индикаторные параметры работы двигателя рг , ge, tBГ, а также показатели механической и тепловой напряженности могут значительно ухудшиться вследствие отрицательного действия многих эксплуатационных факторов, среди которых главными являются ухудшение атмосферных условий, увеличение сопротивления движению судна, применение низкосортных топлив. В таких случаях заводское регулирование топливной аппаратуры уже не будет оптимальным, а изменить его соответственно конкретным эксплуатационным условиям при обычной конструкции топливной аппаратуры практически нельзя.

3.2 Расчётная проработка технического усовершенствования (модернизации)

3.2.1 Расчёт рабочего процесса штатного двигателя при 100% нагрузке

Основные характеристики двигателя 7S50MC:

1) Диаметр цилиндра Dц, мм 500

2) Ход поршня Sy, мм 1910

3) Число цилиндров Z, шт 7

4) Номинальная мощность Ne, кВт 10010

5) Номинальная частота вращения пном, об/мин 130.4

В качестве штатного режима для двигателя 7S50MG выбираем режим 100%, когда двигатель работает с максимальными нагрузками и тепловым КПД перегрузкой по мощности. Данный расчет должен определить предельные возможности работы двигателя. Результаты расчёта приведены в таблице 22.

Таблица 22 - Исходные данные

№ п/п

Марка ДВС: 7S50MC

Обозначение

Величина

1

Эффективная мощность ДВС

Ne (кВт)

10010

2

Диаметр поршня

D (m)

0,5

3

Ход поршня

S (m)

1,91

4

Число цилиндров

I

7

5

Частота вращения KB

n (об/мин)

130,4

6

Тактность

z

1

7

Давление наддува (нач.прибл.)

Pk (МПа)

0,27

8

Цикловая подача топлива

qc (кг/цикл)

0,03198

9

Действительная степень сжатия

eps

13

10

Доля хода, потерянного на продувку

PSI

0,14

11

Коэффициент продувки

Fia

1,1

12

Постоянная КШМ

Ish

0,4266

13

Угол начала сжатия

ficq (оПКВ)

-130

14

Угол конца расширения

fiotk (оПКВ)

160

15

Угол опережения

fiop (оПКВ)

-1

16

Длительность сгорания топлива

fiz

50

17

Показатель характера сгорания

m

0,6

18

Давление окружающей среды

Р0 (МПа)

0,1

19

Температура окружающей среды

ТО (К)

293

20

Температура охлаждающей воды в ОНВ

Tw(K)

323

21

Адиабатный КПД компрессора 1

ETak1

0,9

22

Механический КПД компрессора 1

ETmk1

0,965

23

Адиабатный КПД компрессора 2

ETak2

1

24

Механический КПД компрессора 2

ETmk2

1

25

Степень повышения давления в мех. компрессоре 2

PIk2

1

26

Потеря давления на впуске

DPO (МПа)

0,00076

27

Потеря давления в ОНВ1

DPohl (МПа)

0,0027

28

Коэффициент охлаждения в ОНВ1

Kohl

0,9

29

Потеря давления в ОНВ2

DPoh2 (МПа)

0

30

Коэффициент охлаждения в ОНВ2

Koh2

1

31

Подогрев заряда в цилиндре

Dta (K)

5

32

Температура остаточных газов

Tr(K)

700

33

Коэффициент остаточных газов (нач.прибл.)

gammar

0,02761

34

Средняя температура стенок цилиндра

Tst(K)

680

35

Отношение давлений Ра/Рк

Kpa

0,98

36

Отношение давлений Pt/Pk=Pg/Pk (нач.прибл.)

Kpt

0,9

37

Теоретически необходимое кол-во воздуха

L0(кмоль/кг)

0,48041

38

Низшая теплота сгорания топлива

Qn (кДж/кг)

42700

39

Механический КПД двигателя

Etm

0,95

40

Потеря давления на выпуске

DPg (МПа)

0,0019

41

Показатель политропы расширения при выпуске из цилиндра

ng

1,25

42

Показатель политропы расширения в турбине

kg

1,4

43

КПД турбины

Ettr

0,95

44

Коэффициен импульсности ГТН

Ki

1,2

1

Давление воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Pkl

0,273

МПа

2

Температура воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Tkl

402,13

К

3

Давление воздуха перед механическим компрессором 2

Pkll

0,270

МПа

4

Температура воздуха перед механическим компрессором 2

Tkll

330,91

К

5

Давление воздуха после механического компрессора 2

Pk2

0,270

МПа

6

Температура воздуха после механического компрессора 2

Tk2

330,91

К

7

Температура воздуха перед цилиндром

Tk

323,00

К

8

Общая степень повышения давления

PIk

2,748

9

Степень повышения давления в компрессоре 1 (ГТН)

PIk1

2,748

Наполнение

10

Давление раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Ра

0,265

МПа

11

Температура раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Та

329,81

К

12

Коэффициент наполнения

ЕТn

0,890

13

Коэффициент избытка воздуха для сгорания

Б

2,240

14

Общий коэффициент избытка воздуха

бs

2,464

Сжатие

15

Давление раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Рс

10,446

МПа

16

Температура раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Тс

1000,71

К

17

Давление рабочего тела в момент начала подачи топлива

Pсl

10,474

МПа

18

Температура рабочего тела в момент начала подачи топлива

Tсl

980,72

К

Сгорание

19

Время задержки воспламенения топлива

фi

0,813

м/сек

20

Угол поворота, соответствующий времени задержки самовоспламенения топлива

цi

0,64

град

21

Угол ПКВ начала горения топлива

Цn

-0,36

град

22

Максимальное давление рабочего тела

Pz

14,123

МПа

23

Угол ПКВ, соответствующий Pz

fpz

12,00

град

24

Максимальная температура рабочего тела

Tz

1869,27

К

25

Угор ПКВ, соответствующий Tz

ftz

24,00

град

26

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc)

Lz

1,352

27

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pcl)

Lzl

1,348

28

Коэффициент молекулярного изменения

В

1,028

Расширение

29

Давление рабочего тела в конце расширения

Pb

0,660

МПа

30

Температура рабочего тела в конце расширения

Tb

882,01

К

Выпуск

31

Давление за цилиндром и в выпускном коллекторе (Pg=Pt)

Pt

0,17891

МПа

32

Температура рабочего тела после расширения при выходе

в выпускной коллектор

Tg

679,36

К

33

Температура выпускных газов за цилиндром

( с учетом перемешивания с продувочным воздухом)

Ttt

649,51

К

34

Ttt-273°C

376,51

°С

Индикаторные и эффективные показатели

35

Среднее индикаторное давление цикла

Pi

1,846

МПа

36

Среднее индикаторное давление цикла

Pe

1,754

МПа

Индикаторные и эффективные показатели

37

Среднее по времени давление цикла

Pit

3,203

МПа

38

Средний индикаторный расход топлива

Gi

0,1663

кг/кВт.ч

39

Средний эффективный удельный расход топлива

Ge

0,1750

кг/кВт.ч

40

Индикаторный КПД двигателя

зi

0,4833

41

Эффективный КПД двигателя

зe

0,4591

42

Полный механический КПД двигателя

(с учетом привода механического компрессора)

Зms

0,9500

43

Расчетная индикаторная мощность двигателя

Nil

10534,43

кВт

44

Расчетная эффективная мощность двигателя

Nel

10007,69

кВт

45

Погрешность совпадения заданной и расчетной мощности двигателя

?Ne

-0,02309

%

Параметры ГТН

46

Относительная мощность компрессора 1

дk1

0,185

47

Относительная мощность компрессора 2

дk2

0,000

48

Относительная мощность турбины

дt

0,185

49

Температура выпускных газов после турбины

Tttl

553,02

К

50

Погрешность совпадения мощностей компрессора 1 и турбины ГТН

?NNkt1

-0,011

%

51

Расход воздуха двигателя

Gb

16,265

кг/с

52

Расход выпускных газов двигателя

Gg

16,740

кг/с

Механическая напряженность

53

Максимальное давление рабочего тела

Pz

14,123

МПа

54

Угор ПКВ, соответствующий Pz

Fpz

12,00

град

55

Среднее по времени давление цикла

Pit

3,203

МПа

56

Максимальная скорость нарастания давления

Dpdf

0,476

МПа

57

Угол ПКВ, соответствующий максимальной скорости нарастания давления

Fdp

5,00

град

58

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc)

Lz

1,352

59

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc1)

Lzl

1,348

Тепловая напряженность

60

Температура выпускных газов за цилиндром

(с учетом перемешивания с продувочным воздухом)

Ttt

649,51

К

61

Коэффициент избытка воздуха для сгорания

Б

2,240

62

Средняя по времени температура цикла

Tcp

935,77

К

63

Теплонапряженность поршня (Костин)

Qnk

6598,97

64

Средний тепловой поток через цилиндр

Qloh

193537,82

кВт/м2

65

Теплонапряженность цилиндра (Камкин)

Kс

323686.8

66

Относительная потеря теплоты

Xw

0,1087

Таблица 24 - Индикаторный процесс

Рисунок 28. Индикаторный процесс

Полученные в результате теплового расчёта теплофизические показатели свидетельствуют о тепловой и механической напряжённости штатного двигателя при 100% нагрузки.

3.2.2 Расчёт рабочего процесса штатного двигателя при 85% нагрузки

Основные характеристики двигателя 7S50MC:

1) Диаметр цилиндра Dц, мм 500

2) Ход поршня Sy, мм 1910

3) Число цилиндров Z, шт 7

4) Номинальная мощность Ne, кВт 8508

5) Номинальная частота вращения пном, об/мин 124.1

В качестве расчетного режима для двигателя 7S50MC выбираем нагрузку 85%. Результаты расчёта приведены в таблице 25.

Таблица 25 - Исходные данные

№ п/п

Марка ДВС: 7S50MC

Обозначение

Величина

1

Эффективная мощность ДВС

Ne (кВт)

8508

2

Диаметр поршня

D (m)

0,5

3

Ход поршня

S (m)

1,91

4

Число цилиндров

I

7

5

Частота вращения KB

n (об/мин)

124,1

6

Тактность

z

1

7

Давление наддува (нач.прибл.)

Pk (МПа)

0,22

8

Цикловая подача топлива

qc (кг/цикл)

0,027586

9

Действительная степень сжатия

eps

13

10

Доля хода, потерянного на продувку

PSI

0,14

11

Коэффициент продувки

Fia

1,1

12

Постоянная КШМ

Ish

0,4266

13

Угол начала сжатия

ficq (оПКВ)

-130

14

Угол конца расширения

fiotk (оПКВ)

160

15

Угол опережения

fiop (оПКВ)

-1

16

Длительность сгорания топлива

fiz

50

17

Показатель характера сгорания

m

0,6

18

Давление окружающей среды

Р0 (МПа)

0,1

19

Температура окружающей среды

ТО (К)

293

20

Температура охлаждающей воды в ОНВ

Tw(K)

323

21

Адиабатный КПД компрессора 1

ETak1

0,9

22

Механический КПД компрессора 1

ETmk1

0,965

23

Адиабатный КПД компрессора 2

ETak2

1

24

Механический КПД компрессора 2

ETmk2

1

25

Степень повышения давления в мех. компрессоре 2

PIk2

1

26

Потеря давления на впуске

DPO (МПа)

0,00076

27

Потеря давления в ОНВ1

DPohl (МПа)

0,0027

28

Коэффициент охлаждения в ОНВ1

Kohl

0,9

29

Потеря давления в ОНВ2

DPoh2 (МПа)

0

30

Коэффициент охлаждения в ОНВ2

Koh2

1

31

Подогрев заряда в цилиндре

Dta (K)

5

32

Температура остаточных газов

Tr(K)

700

33

Коэффициент остаточных газов (нач.прибл.)

gammar

0,02761

34

Средняя температура стенок цилиндра

Tst(K)

680

35

Отношение давлений Ра/Рк

Kpa

0,98

36

Отношение давлений Pt/Pk=Pg/Pk (нач.прибл.)

Kpt

0,9

37

Теоретически необходимое кол-во воздуха

L0 (кмоль/кг)

0,48041

38

Низшая теплота сгорания топлива

Qn (кДж/кг)

42700

39

Механический КПД двигателя

Etm

0,94

40

Потеря давления на выпуске

DPg (МПа)

0,0019

41

Показатель политропы расширения при выпуске из цилиндра

ng

1,25

42

Показатель политропы расширения в турбине

kg

1,4

43

КПД турбины

Ettr

0,95

44

Коэффициент импульсности ГТН

Ki

1,2

Таблица 26 - Параметры рабочего тела

Наполнение

1

Давление воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Pkl

0,223

МПа

2

Температура воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Tkl

377,67

К

3

Давление воздуха перед механическим компрессором 2

Pkll

0,220

МПа

4

Температура воздуха перед механическим компрессором 2

Tkll

328,47

К

5

Давление воздуха после механического компрессора 2

Pk2

0,220

МПа

6

Температура воздуха после механического компрессора 2

Tk2

328,47

К

7

Температура воздуха перед цилиндром

Tk

323,00

К

8

Общая степень повышения давления

PIk

2,244

9

Степень повышения давления в компрессоре 1 (ГТН)

PIk1

2,244

Наполнение

10

Давление раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Ра

0,216

МПа

11

Температура раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Та

329,89

К

12

Коэффициент наполнения

ЕТn

0,889

13

Коэффициент избытка воздуха для сгорания

Б

2,115

14

Общий коэффициент избытка воздуха

бs

2,326

Сжатие

15

Давление раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Рс

8,575

МПа

16

Температура раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Тс

1 008,17

К

17

Давление рабочего тела в момент начала подачи топлива

Pсl

8,602

МПа

18

Температура рабочего тела в момент начала подачи топлива

Tсl

988,70

К

Сгорание

19

Время задержки воспламенения топлива

фi

0,949

м/сек

20

Угол поворота, соответствующий времени задержки самовоспламенения топлива

цi

0,71

град

21

Угол ПКВ начала горения топлива

Цn

-0,29

град

22

Максимальное давление рабочего тела

Pz

11,768

МПа

23

Угол ПКВ, соответствующий Pz

fpz

12,00

град

24

Максимальная температура рабочего тела

Tz

1922,05

К

25

Угор ПКВ, соответствующий Tz

ftz

24,00

град

26

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc)

Lz

1,372

27

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pcl)

Lzl

1,368

28

Коэффициент молекулярного изменения

В

1,030

Расширение

29

Давление рабочего тела в конце расширения

Pb

0,541

МПа

30

Температура рабочего тела в конце расширения

Tb

886,80

К

Выпуск

31

Давление за цилиндром и в выпускном коллекторе (Pg=Pt)

Pt

0,15502

МПа

32

Температура рабочего тела после расширения при выходе

в выпускной коллектор

Tg

690,56

К

33

Температура выпускных газов за цилиндром

( с учетом перемешивания с продувочным воздухом)

Ttt

659,90

К

34

Ttt-273°C

386,90

°С

Индикаторные и эффективные показатели

35

Среднее индикаторное давление цикла

Pi

1,559

МПа

36

Среднее индикаторное давление цикла

Pe

1,465

МПа

Индикаторные и эффективные показатели

37

Среднее по времени давление цикла

Pit

2,657

МПа

38

Средний индикаторный расход топлива

Gi

0,1590

кг/кВт.ч

39

Средний эффективный удельный расход топлива

Ge

0,1691

кг/кВт.ч

40

Индикаторный КПД двигателя

зi

0,4730

41

Эффективный КПД двигателя

зe

0,4446

42

Полный механический КПД двигателя

(с учетом привода механического компрессора)

Зms

0,9400

43

Расчетная индикаторная мощность двигателя

Nil

6997,18

кВт

44

Расчетная эффективная мощность двигателя

Nel

8457,35

кВт

45

Погрешность совпадения заданной и расчетной мощности двигателя

?Ne

-0,059532

%

Параметры ГТН

46

Относительная мощность компрессора 1

дk1

0,139

47

Относительная мощность компрессора 2

дk2

0,000

48

Относительная мощность турбины

дt

0,139

49

Температура выпускных газов после турбины

Tttl

585,35

К

50

Погрешность совпадения мощностей компрессора 1 и турбины ГТН

?NNkt1

-0,003

%

51

Расход воздуха двигателя

Gb

12,607

кг/с

52

Расход выпускных газов двигателя

Gg

12,996

кг/с

Механическая напряженность

53

Максимальное давление рабочего тела

Pz

11,768

МПа

54

Угор ПКВ, соответствующий Pz

Fpz

12,00

град

55

Среднее по времени давление цикла

Pit

2,657

МПа

56

Максимальная скорость нарастания давления

Dpdf

0,412

МПа

57

Угол ПКВ, соответствующий максимальной скорости нарастания давления

Fdp

5,00

град

58

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc)

Lz

1,372

59

Степернь повышения давления при сгорании (Pz/Pc1)

Lzl

1,368

Тепловая напряженность

60

Температура выпускных газов за цилиндром

(с учетом перемешивания с продувочным воздухом)

Ttt

659,90

К

61

Коэффициент избытка воздуха для сгорания

Б

2,115

62

Средняя по времени температура цикла

Tcp

951,05

К

63

Теплонапряженность поршня (Костин)

Qnk

6111,03

64

Средний тепловой поток через цилиндр

Qloh

177458,26

кВт/м2

65

Теплонапряженность цилиндра (Камкин)

Kс

319328,1

66

Относительная потеря теплоты

Xw

0,1298

Таблица 27 - Индикаторный процесс

Рисунок 29. Индикаторный процесс

Полученные в результате теплового расчёта теплофизические показатели свидетельствуют о тепловой и механической напряжённости штатного двигателя при 85% нагрузки.

3.2.3 Экспериментальные данные

В результате замеров проведенных на двигателе 7S50MC получены следующие данные:

1) Индикаторная диаграмма (рис. 30);

2) Развернутая индикаторная диаграмма (рис. 31);

3) Диаграмма сил (рис. 32).

Рисунок 30. Индикаторная диаграмма

Рисунок 31. Развернутая индикаторная диаграмма

Рисунок 32. Диаграмма сил

3.2.4 Расчёт рабочего процесса модернизированного двигателя

Основные характеристики двигателя 7S50MC:

1) Диаметр цилиндра Dц, мм 500

2) Ход поршня Sy, мм 1910

3) Число цилиндров Z, шт 7

4) Номинальная мощность Ne, кВт 8508

5) Номинальная частота вращения пном, об/мин 124.1

В качестве расчетного режима для двигателя 7S50MC выбираем нагрузку 85%, при оптимальном угле опережения подачи. Результаты расчёта приведены в таблице 28.

Таблица 28 - Исходные данные

№ п/п

Марка ДВС: 7S50MC

Обозначение

Величина

1

Эффективная мощность ДВС

Ne (кВт)

8508

2

Диаметр поршня

D (m)

0,5

3

Ход поршня

S (m)

1,91

4

Число цилиндров

I

7

5

Частота вращения KB

n (об/мин)

124,1

6

Тактность

z

1

7

Давление наддува (нач.прибл.)

Pk (МПа)

0,22

8

Цикловая подача топлива

qc (кг/цикл)

0,027586

9

Действительная степень сжатия

eps

13

10

Доля хода, потерянного на продувку

PSI

0,14

11

Коэффициент продувки

Fia

1,1

12

Постоянная КШМ

Ish

0,4266

13

Угол начала сжатия

ficq (оПКВ)

-130

14

Угол конца расширения

fiotk (оПКВ)

160

15

Угол опережения

fiop (оПКВ)

-8,2

16

Длительность сгорания топлива

fiz

50

17

Показатель характера сгорания

m

0,6

18

Давление окружающей среды

Р0 (МПа)

0,1

19

Температура окружающей среды

ТО (К)

293

20

Температура охлаждающей воды в ОНВ

Tw(K)

323

21

Адиабатный КПД компрессора 1

ETak1

0,9

22

Механический КПД компрессора 1

ETmk1

0,965

23

Адиабатный КПД компрессора 2

ETak2

1

24

Механический КПД компрессора 2

ETmk2

1

25

Степень повышения давления в мех. компрессоре 2

PIk2

1

26

Потеря давления на впуске

DPO (МПа)

0,00076

27

Потеря давления в ОНВ1

DPohl (МПа)

0,0027

28

Коэффициент охлаждения в ОНВ1

Kohl

0,9

29

Потеря давления в ОНВ2

DPoh2 (МПа)

0

30

Коэффициент охлаждения в ОНВ2

Koh2

1

31

Подогрев заряда в цилиндре

Dta (K)

5

32

Температура остаточных газов

Tr(K)

700

33

Коэффициент остаточных газов (нач.прибл.)

gammar

0,02761

34

Средняя температура стенок цилиндра

Tst(K)

680

35

Отношение давлений Ра/Рк

Kpa

0,98

36

Отношение давлений Pt/Pk=Pg/Pk (нач.прибл.)

Kpt

0,9

37

Теоретически необходимое кол-во воздуха

L0 (кмоль/кг)

0,48041

38

Низшая теплота сгорания топлива

Qn (кДж/кг)

42700

39

Механический КПД двигателя

Etm

0,94

40

Потеря давления на выпуске

DPg (МПа)

0,0019

41

Показатель политропы расширения при выпуске из цилиндра

ng

1,25

42

Показатель политропы расширения в турбине

kg

1,4

43

КПД турбины

Ettr

0,95

44

Коэффициен импульсности ГТН

Ki

1,2

Таблица 29 - Параметры рабочего тела

Наполнение

1

Давление воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Pkl

0,223

МПа

2

Температура воздуха после компрессора 1 (ГТН)

Tkl

377,67

К

3

Давление воздуха перед механическим компрессором 2

Pkll

0,220

МПа

4

Температура воздуха перед механическим компрессором 2

Tkll

328,47

К

5

Давление воздуха после механического компрессора 2

Pk2

0,220

МПа

6

Температура воздуха после механического компрессора 2

Tk2

328,47

К

7

Температура воздуха перед цилиндром

Tk

323,00

К

8

Общая степень повышения давления

PIk

2,244

9

Степень повышения давления в компрессоре 1 (ГТН)

PIk1

2,244

Наполнение

10

Давление раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Ра

0,216

МПа

11

Температура раб. тела в конце наполнения (начале сжатия)

Та

329,98

К

12

Коэффициент наполнения

ЕТn

0,889

13

Коэффициент избытка воздуха для сгорания

Б

2,114

14

Общий коэффициент избытка воздуха

бs

2,325

Сжатие

15

Давление раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Рс

8,575

МПа

16

Температура раб. тела в конце сжатия без сгорания топлива

Тс

1 008,17

К

17

Давление рабочего тела в момент начала подачи топлива

Pсl

7,596

МПа

18

Температура рабочего тела в момент начала подачи топлива

Tсl

957,15

К

Сгорание

19

Время задержки воспламенения топлива

фi

1,036

м/сек

20

Угол поворота, соответствующий времени задержки самовоспламенения топлива

цi

0,77

град

21

Угол ПКВ начала горения топлива

Цn

-7,23

град

22

Максимальное давление рабочего тела

Pz

14,699

МПа

23

Угол ПКВ, соответствующий Pz

fpz

8,00

град

24

Максимальная температура рабочего тела

Tz

2007,58

К

25

Угор ПКВ, соответствующий Tz

ftz

17,00

град

26

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pc)

Lz

1,714

27

Степень повышения давления при сгорании (Pz/Pcl)

Lzl

1,935

28

Коэффициент молекулярного изменения

В

1,030

Расширение

29

Давление рабочего тела в конце расширения

Pb

0,520

МПа

30

Температура рабочего тела в конце расширения

Tb

851,49

К

Выпуск

31

Давление за цилиндром и в выпускном коллекторе (Pg=Pt)

Pt

0,15717

МПа

32

Температура рабочего тела после расширения при выходе

в выпускной коллектор

Tg

670,35

К

33

Температура выпускных газов за цилиндром

( с учетом перемешивания с продувочным воздухом)

Ttt

641,32

К

34

Ttt-273°C

368,32

°С

Индикаторные и эффективные показатели

35

Среднее индикаторное давление цикла

Pi

1,578

МПа

36

Среднее индикаторное давление цикла

Pe

1,484

МПа

37

Среднее по времени давление цикла

Pit

2,850

МПа

38

Средний индикаторный расход топлива

Gi

0,1569

кг/кВт.ч

39

Средний эффективный удельный расход топлива

Ge

0,1669

кг/кВт.ч

40

Индикаторный КПД двигателя

зi

0,4789

41

Эффективный КПД двигателя

зe

0,4502

42

Полный механический КПД двигателя

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены