Характеристики тепловых двигателей

Дизели. Для движения морских судов чаще всего используются двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия — дизели, так как по сравнению с остальными тепловыми двигателями они имеют наиболее высокий к. п.д. при сравнительно дешевом топливе. Мощность и частота вращения дизеля регулируются изменением количества подаваемого в цилиндры топлива и воздуха.

Зависимости момента вращения двигателя и эффективной мощности Р_е на валу от частоты вращения М_е=f₁(n_e), Р_е=f₂(n_e) при длительно допустимой наибольшей подаче топлива называются внешними характеристиками (рис. 1). Дизели допускают кратковременную перегрузку по мощности на 10% при увеличенной подаче топлива. Характеристики, соответствующие перегрузке, показаны штриховыми линиями, а характеристики, соответствующие меньшей подаче топлива,— сплошными и называются частичными характеристиками.

Механические характеристики гребного винта

Механической характеристикой гребного винта (ВФШ) называется зависимость вращающего момента от частоты вращения при неизменной скорости судна.

Подобные характеристики снимают опытным путем либо рассчитывают по данным гребного винта.

Полученные зависимости близки к квадратичным параболам. Каждой скорости судна соответствует своя кривая (рис. 1): 1 - зависимость вращающего момента (или момента сопротивления) от частоты вращения на полном ходу судна в свободной воде Мсв = f1(n), т.е. на гладкой поверхности воды без встречного ветра; 2 - одна из промежуточных характеристик Мпр = f2(n) при пониженной скорости судна вследствие ледовой обстановки или по другим причинам; 3 - швартовная характеристика гребного винта Мшв = f3(n) при неподвижном судне, т. е. если судно при работающем двигателе стоит во льду или пришвартовано; 4 — механическая характеристика при работе в шуге («ледяная каша») Мш = f4(n).

С увеличением скорости судна растет скорость встречного потока воды относительно корпуса. Встречный поток воды подкручивает винт, поэтому при номинальном вращающем моменте Л/н с увеличением скорости хода растет частота вращения винта, что ясно из сравнения характеристик на рис. 6. При работе гребного винта в шуге момент сопротивления может оказаться больше, чем при швартовном режиме, так как возрастает вязкость среды, в которой работает винт, и, следовательно, сила лобового сопротивления (см. рис. 3).

Что такое винт регулируемого шага или ВРШ?

ВИНТ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА

Для перекладки лопасти современных ВРШ используются гидравлические, электромеханические, механические и ручные приводы. Наибольшее распространение на современных морских судах получили гидравлические приводы.

Поворот лопасти и, соответственно, изменение шага винта производятся перемещением штанги, которая расположена в полом гребном валу. Гидравлические приводы отличаются местом расположения цилиндра с поршнем, который перемещает штангу. Для ВРШ гидравлического типа наиболее характерно расположение силового органа в линии валопровода внутри судна. В ВРШ некоторых зарубежных фирм силовой орган расположен в ступице, а внутри гребного вала проходит штанга золотника и подается масло под давлением. Иногда силовой цилиндр с поршнем находится вне гребного вала.

По характеру работы ВРШ могут быть двухпозиционными и всережимными. Двухпозиционный винт имеет только два положения лопастей для экономического и полного хода. В настоящее время двухпозиционные винты используются только на судах старой постройки. Всережимные  ВРШ обеспечивают получение всех ходов — от полных вперед до полны: назад, включая положение «Стоп» с работающим винтом.

Элементы теории судна и гребных электрических установок

Движение судна и движители. Для движения судна необходимо иметь двигатель и движитель. Двигатель преобразует тепловую или электрическую энергию в энергию вращения вала. 

Движитель, используя вращение двигателя, создает силу, способную передвигать судно. Для передвижения по воде применяются движители различных типов: шест, весло, парус, гребное колесо, гребной винт, крыльчатый движитель, водомет и др. Наибольшее распространение: в настоящее время имеет гребной винт.

Сопротивление движению судна. Для приведения судна в движение к нему должна быть приложена в диаметральной плоскости движущая сила измеряемая в ньютонах (Н). При горизонтальном равномерном и прямо линейном движении со скоростью v (м/с) движущая сила будет равна сумме сил сопротивления движению R (Н). Мощность, необходимая для преодоления силы полного сопротивления, называется буксировочной мощностью. Буксировочная мощность измеряется в киловаттах (кВт) и определяется выражением: Р = Rv/1000.

Полное сопротивление движению судна состоит из сопротивления трения, вихревого и волнового сопротивлений и сопротивления воздуха.

Исследование регулятора нагрузки ГД судов с ВРШ

Исследование регулятора нагрузки ГД судов с ВРШ

Содержание:

• Исследование нагрузки главных двигателей судов типа "Белоруссия"
• Принцип действия АРН
• Прохождение сигналов в АРН
• Настройка АРН
• Проверка функционирования АРН
• Электросхема АРН