4. Дизель, как объект регулирования частоты вращения.

Система регулирования скорости вращения является одной из главных систем автоматики дизеля. Она появилась одновременно с изобретением самого двигателя. Без регулятора скорости возможности дизеля ограничены, а в некоторых случаях он вообще неработоспособен.

На простейшей схеме дизеля как объекта регулирования скорости, представленной на рис. 2, показано, что крутящие моменты возникают на кривошипе цилиндра. Величина их зависит от индикаторного давления в цилиндре. Суммарный крутящий момент дизеля .

Рис. 2. Схема дизеля как объекта регулирования скорости

Момент сопротивления определяется характеристикой приводимого дизелем агрегата. В установившихся режимах крутящий момент двигателя М и момент сопротивления М_с- равны.

Рассмотрим статические характеристики дизеля как объекта регулирования скорости.

5. Внешние характеристики дизелей.

К числу внешних характеристик относятся:

1. Предельная внешняя характеристика. Она определяется при фиксированном положении органа управления топливоподачей (h = hmax), соответствующем предельно достижимому среднему индикаторному давлению для всего рабочего диапазона чисел оборотов.

2. Ограничительная внешняя характеристика по подаче топлива. Определяется при положении органа управления топливоподачей h = hог на каком-либо заданном неподвижном упоре-ограничителе. Ограничитель дозировки топлива служит для предупреждения выхода двигателя на заведомо трудные режимы работы, которые могут сопровождаться перегревом цилиндров, дымным выхлопом и т. п.

3. Перегрузочная внешняя характеристика. Она может быть определена для фиксированного положения органа управления топливоподачей (h = hпер), при которой двигатель работает с мощностью, превышающей номинальную на 10-20 % при номинальном числе оборотов.

4. Номинальная внешняя характеристика соответствует положению органа управления топливоподачей (h = hп = hN), обеспечивающему длительную работу двигателя на полной эксплуатационной мощности (номинальной мощности при номинальном числе оборотов). В дальнейшем характеристику этого типа будем называть внешней.

6.Характеристики отвода энергии дизеля, как объекта регулирования частоты вращения (винтовая, дизеля на холостом ходу, дизеля приводящего электрогенератор).

Отвод энергии осуществляется по характеристикам М c= f(n,L), вид которых определяется свойствами потребителя мощности (L - параметр нагрузки). В координатной системе Мc, n может быть построено семейство Мc = f(n) при L = const.

Рассмотрим некоторые главные характеристики отвода.

Потребляемая винтом мощность находится в нелинейной зависимости от скорости вращения винта

N = С n ,

и, соответственно, момент сопротивления

М_c = Д n ,

где m = 3, C и Д - коэффициенты пропорциональности, зависящие от параметров винта, корпуса судна, осадки и других условий плавания. Эти коэффициенты характеризуют нагрузку и могут быть названы параметром нагрузки Рис. 4. Винтовые характеристики дизеля с ВФШ при плавании судна

в различных условиях

Для генераторов постоянного тока зависимость М_с = f(n) может быть весьма близка к линейной.

Считая к.п.д. генератора постоянным, для момента сопротивления на валу дизеля можно установить зависимость от числа оборотов вала в виде

М_с = СLn,

где С - постоянный коэффициент; L = - параметр нагрузки (проводимость);

R - cопротивление нагрузки.

Таким образом, характеристики отвода здесь образуют семейство прямых линий М_с = f(n) при L = const.

Момент сил внутреннего сопротивления вращению у дизеля, работающего на холостом ходу (момент механических потерь) при изменении числа оборотов от нуля до некоторого n₁ снижается, а затем возрастает примерно по закону М_c=Вn. Коэффициент В зависит от конструктивных особенностей двигателя, состояния смазки и т.п., но по абсолютной величине он невелик и характеристика нагрузки имеет незначительный угол наклона к оси абсцисс

Рис. 5. Характеристики нагрузки дизель-генераторов: а) - постоянного тока;

б) - работающего на холостом ходу