Режимы работы и характеристики дизелей
Главный судовой двигатель связан прямо или посредством передачи с гребным винтом, поэтому режим работы всей энергетической установки всегда зависит от условий работы гребного винта. При любом установившемся режиме мощность, развиваемая главным двигателем расходуется на преодоление сопротивлений движению судна. Если изменить подачу топлива на двигатель, измениться и развиваемая им мощность. Это , в свою очередь, вызовет изменение частоты вращения двигателя и винта, что приведет к изменению скорости судна и , следовательно, установлению нового равновесного состояния между мощностью двигателя и сопротивлением движения судна. При постоянной осадке судна. Неизменном состоянии моря и одинаковой силе и направлении ветра существует прямая пропорциональная зависимость между частотой вращения двигателя и скоростью хода судна.
Картину взаимодействия главного двигателя, гребного винта и корпуса судна в разнообразных условиях плавания дает ходовая характеристика. Она представляет собой зависимость между мощностью главного двигателя, частотой вращения вала и скоростью судна на установившихся режимах. (Рис. 94)
Рис94 Ходовая характеристика
Ходовая характеристика строиться на основании расчетов с использованием результатов испытаний судна данной серии. Ходовая характеристика на Рис. 87, которая показывает зависимость мощности главного двигателя от скорости судна в полном грузу при различных постоянных частотах вращения гребного винта. При каждой данной частоте вращения эта зависимость может считаться линейной. На характеристику могут быть нанесены пограничные кривые предельной мощности и винтовые характеристики при различных условиях плавания. Так на характеристике, показанной на Рис.94 указаны ограничения по величине крутящего момента на валу главного двигателя при номинальной (линия 1) и максимальной (линия 2) перегрузочной мощностях, а также линия 3 ограничения по максимальной мощности.
Использование ходовой характеристики дает возможность устанавливать режим энергетичес-кой установки при различных условиях работы судна. Удельный расход топлива (на 1квт/ч) в установке зависит от мощности, развиваемой главным двигателем, и при некотором ее значении достигает оптимальной величины. Режим работы судна, соответствующий наименьшему наименьшему удельному расходу топлива, обычно является наивыгоднейшим для эксплуатации СЭУ. Но этот режим обычно соответствует неполной мощности главного двигателя. Работа же установки на режиме наименьшего удельного расхода топлива приводит к понижению скорости хода судна, что нерационально с точки зрения его эксплуатации, так как влечет за собой сокращение оборачиваемости, а следовательно, провозной способности и скорости доставки грузов.
При снижении частоты вращения гребного винта происходит стремительное уменьшение мощности двигателя. Так при частоте вращения, равной 30% номинальной мощность двигателя составляет 2,7% номинальной. Для многих судовых дизелей этот режим является предельным, при котором еще возможна устойчивая работа двигателя. При попытке дальнейшего уменьшения подачи топлива в цилиндры нарушается нормальное течение тепловых процессов и двигатель останавли-вается. Поэтому для судовых дизелей частота вращения, равная 25-30% номинальной, рассматри-вается как минимально устойчивая. Невозможность обеспечения меньшей частоты вращения ограничивает маневренные возможности дизельного судна.
На режим работы энергетической установки влияет также характер загрузки судна и его правильная дифферентовка; на топливоиспользовании заметно сказывается также качество работы рулевых. Фактический путь судна является ломаной линией, так как неизбежно некоторое его рысканье; учет же пройденного расстояния ведут по прямой линии. Поэтому чем точнее рулевой держит судно на курсе, тем меньше фактический путь судна отклоняется от прямой и тем меньше расход топлива на 1 милю. В связи с этим использование топлива улучшается при наличии авторулевого. Это объясняется это тем, что при автоматической работе руля обеспечивается меньшая рыскливость судна.