I. Caratteristiche di velocità
Le caratteristiche di velocità di un motore diesel si riferiscono alla relazione tra i suoi principali parametri di prestazione (come PE di potenza efficace, coppia effettiva ME, velocità di consumo di carburante efficace GE, temperatura di scarico TR, livello di fumo, pressione di aumento PK e massima pressione di esplosione PMAX) e la velocità di rotazione n quando la posizione della quantità di carburante che regola il meccanismo (come la pompa di iniezione del combustibile rimane costante. Riflette il potere, l'economia e le condizioni di lavoro del motore diesel quando si mantiene una quantità costante di iniezione di carburante a diverse velocità di rotazione.
Tipi di caratteristiche di velocità
1. Caratteristica della velocità a pieno carico (caratteristica esterna)
Definizione: la caratteristica del motore diesel misurato quando il meccanismo di regolazione della quantità del carburante è fissata nella posizione calibrata (equivalente alla quantità di alimentazione del carburante per il motore diesel per generare la potenza calibrata alla velocità calibrata).
Caratteristiche: la potenza effettiva aumenta con l'aumento della velocità. A causa dei limiti del carico meccanico e del carico termico, il tasso di crescita rallenta gradualmente; La coppia effettiva (o una pressione effettiva media) rimane sostanzialmente invariata o cambia leggermente durante la variazione di velocità; Il tasso di consumo di carburante effettivo raggiunge il valore più basso a una certa velocità intermedia e una velocità eccessiva o una bassa velocità porterà ad un aumento del tasso di consumo di carburante.
Significato: riflette le massime prestazioni di alimentazione che il motore diesel può generare ad ogni velocità ed è un riferimento importante per la selezione del motore principale di una nave. Può essere utilizzato per determinare la massima capacità di uscita del motore diesel a velocità diverse.
2. Caratteristica della velocità di carico parziale (caratteristica parziale)
Definizione: la caratteristica del motore diesel misurata quando il meccanismo di regolazione della quantità del carburante è fissata in una posizione inferiore alla posizione calibrata.
Caratteristiche: alla stessa velocità, la sua potenza efficace e la coppia efficace (o una pressione effettiva media) sono inferiori ai valori corrispondenti nella caratteristica della velocità a pieno carico; Il tasso di consumo di carburante effettivo di solito rimane a un livello inferiore entro un intervallo di velocità più stretto rispetto alla condizione a pieno carico.
Applicazione: riflette le prestazioni del motore diesel in condizioni di carico parziale. Ha un significato guida pratico per le navi per regolare la velocità e controllare il consumo di carburante durante la navigazione. Ad esempio, lo stato operativo della nave alla velocità economica può essere definito caratteristico della velocità di carico parziale.
3. Caratteristica della velocità di sovraccarico
Definizione: in base alle specifiche di costruzione delle navi, la potenza di sovraccarico del motore diesel è del 110% della potenza calibrata (la velocità di rotazione del motore principale in questo momento è del 103% della velocità di rotazione calibrata). Quando il meccanismo di regolazione della quantità di carburante è fissato a questa posizione limite, la caratteristica della velocità misurata viene chiamata caratteristica della velocità di sovraccarico.
Caratteristiche: mostra la massima potenza che il motore diesel può ottenere in base al normale funzionamento ad ogni velocità. In questo momento, la temperatura e la pressione nel cilindro sono molto elevate, causando il sottoposizione dei componenti a carico termico grave e carico meccanico, con conseguenti condizioni di lavoro difficili.
Limitazioni: il tempo per lavorare secondo questa caratteristica è limitato. Il motore diesel deve essere autorizzato a funzionare continuamente alla potenza di sovraccarico per almeno 1 ora.
Le caratteristiche della curva caratteristica della velocità
Dal punto di vista della relazione tra potenza efficace e velocità di rotazione, basata sulle formule ne=cpeni e ne=c1men, si può sapere che quando PE (me) è un valore costante, teoricamente, ne e n hanno una relazione lineare. Tuttavia, in realtà, a causa della limitazione e della perdita della pompa dell'olio, la quantità di carburante iniettata dalla pompa di iniezione del carburante per ciclo varia leggermente con la velocità di rotazione. Fattori come l'efficienza indicata e l'efficienza meccanica del motore diesel turbo che cambiano con la velocità di rotazione, la curva si gonfierà leggermente verso l'alto.
Per i motori principali a bassa velocità, poiché la loro velocità di rotazione è bassa e l'intervallo di variazione è piccola, la quantità di carburante iniettata dalla pompa di iniezione di carburante per ciclo varia molto poco con la velocità di rotazione. La variazione del coefficiente d'aria in eccesso ha un impatto relativamente piccolo sull'efficienza indicata e l'impatto della variazione di velocità di rotazione sull'efficienza meccanica può essere ignorato. Pertanto, si può considerare che quando la posizione del meccanismo di regolazione della quantità di carburante è fissa, il PE (ME) rimane invariato e ne e N hanno una relazione lineare.
Ii. Caratteristiche di avanzamento
Le caratteristiche di avanzamento di un motore diesel si riferiscono alla relazione tra parametri come l'alimentazione e la coppia e la velocità di rotazione quando il motore diesel funziona in combinazione con l'elica. Questa caratteristica si basa sulle caratteristiche di carico dell'elica (la potenza è approssimativamente proporzionale al cubo della velocità di rotazione). Il motore diesel deve adattarsi ai cambiamenti nel carico dell'elica, quindi le caratteristiche di avanzamento rappresentano essenzialmente le caratteristiche operative combinate del motore diesel sotto il carico dell'elica.
Per soddisfare le modifiche effettive durante il funzionamento della nave (come un aumento del carico dell'elica a causa del sporcizia dello scafo, delle onde, ecc.), Le caratteristiche di avanzamento devono riservare riserve di velocità di rotazione o riserve di alimentazione. Ad esempio: il motore diesel può aumentare la velocità di rotazione progettata dell'elica dal 2% al 3%. Quando la linea caratteristica dell'elica si sposta a sinistra a causa del fallo, può comunque mantenere la maggior parte del tempo nella condizione operativa ideale. La progettazione di riserva consente al motore diesel di entrare brevemente nell'area sovraccarica in condizioni speciali (come acqua poco profonda, accelerazione), garantendo al contempo la sicurezza del funzionamento a lungo termine.
Iii. Caratteristiche di carico
Le caratteristiche di carico di un motore diesel si riferiscono alla relazione tra i principali indicatori di prestazione (come la velocità di consumo di carburante, la temperatura di scarico, la pressione effettiva media, ecc.) E il carico (di solito espresso in potenza o coppia) quando la velocità del motore rimane costante. In questa caratteristica, la velocità del motore è un parametro fisso. Modificando la fornitura di carburante per ciclo per regolare il carico, è possibile osservare le risposte di vari indicatori di prestazione.
Il test e l'analisi delle caratteristiche di carico sono condotti a una certa velocità costante. Le curve caratteristiche di carico a velocità diverse sono diverse.
Tasso di consumo di carburante: a carico medio, il tasso di consumo di carburante è generalmente basso, indicando una migliore economia; Quando il carico è troppo basso, a causa della combustione insufficiente e di un aumento delle perdite meccaniche, aumenta il tasso di consumo di carburante; Quando il carico è troppo alto, probabilmente a causa dell'insufficiente rapporto aereo, la combustione si deteriora e anche il tasso di consumo di carburante aumenta.
Temperatura di scarico: all'aumentare del carico, aumenta il volume dell'iniezione del carburante, il calore rilasciato dalla combustione aumenta e la temperatura di scarico di solito aumenta gradualmente. Tuttavia, se il carico supera l'intervallo ragionevole, può causare un aumento anormale della temperatura di scarico a causa della scarsa combustione.
Pressione effettiva media: aumenta con l'aumento del carico, riflettendo direttamente la potenza di uscita del motore diesel.
Nella riduzione della corrispondenza di potenza dei motori diesel, la riduzione della potenza in base alle caratteristiche di carico è un metodo comune. I punti di selezione sono distribuiti vicino all'estremità destra della linea di limite di velocità, adatti per navi con diametri di elica limitati o dotati di eliche regolabili. Questo metodo riduce il tasso di consumo di carburante del motore abbassando la pressione effettiva media e aumentando il rapporto tra la pressione massima di esplosione e la pressione effettiva media, migliorando così l'economia.
V. Caratteristiche di controllo della velocità
Le caratteristiche di controllo della velocità di un motore si riferiscono alla relazione tra la potenza del motore, la coppia, il tasso di consumo di carburante e altri parametri di prestazione e la velocità di rotazione mentre cambia. Il controller di velocità regola automaticamente l'alimentazione del carburante per mantenere stabile la velocità di rotazione del motore o all'interno di un intervallo specificato quando il carico cambia, riflettendo così essenzialmente la stabilità di velocità di rotazione del motore e l'adattabilità del carico sotto il controllo del controller di velocità.
Caratteristiche delle caratteristiche di controllo della velocità
Stabilità della velocità di rotazione: sotto l'azione del controller di velocità, quando il carico del motore cambia (come l'aumento o la riduzione del carico), il controller di velocità regolerà di conseguenza l'alimentazione del carburante per mantenere la velocità di rotazione all'interno dell'intervallo di destinazione impostata, evitando rapide fluttuazioni della velocità di rotazione. Ad esempio, quando il carico diminuisce improvvisamente, il controller di velocità ridurrà l'alimentazione del carburante per evitare che la velocità di rotazione sia troppo alta; Quando il carico aumenta, il controller di velocità aumenterà l'alimentazione del carburante per evitare che la velocità di rotazione sia troppo bassa.
Gamma di controllo della velocità: le caratteristiche di controllo della velocità coprono l'intera gamma di lavoro del motore dalla velocità di rotazione stabile più bassa alla velocità di rotazione più elevata. Diversi tipi di motori (come motori diesel marini, motori automobilistici) hanno diversi intervalli di controllo della velocità e precisione di controllo a causa dei loro diversi scopi.
Correlazione con il carico: nella curva caratteristica del controllo della velocità, la tendenza della potenza e delle variazioni di coppia con la velocità di rotazione è correlata alla legge di regolazione del controller di velocità. Generalmente, all'interno dell'intervallo di controllo della velocità, all'aumentare della velocità di rotazione, la potenza e la coppia seguiranno un modello di cambiamento specifico per soddisfare i requisiti di alimentazione in diversi carichi.
Classificazione delle caratteristiche di controllo della velocità
Caratteristiche di controllo della velocità costante: il controller di velocità controlla rigorosamente la velocità di rotazione del motore a un certo valore fisso. Indipendentemente dalle variazioni del carico, la velocità di rotazione rimane sostanzialmente invariata. Questa caratteristica è comune nei motori di generazione di energia per garantire la stabilità della frequenza di alimentazione.
Caratteristiche di controllo del limite di velocità: il controller di velocità limita principalmente la velocità di rotazione massima del motore. Quando la velocità di rotazione supera il valore massimo impostato, il controller di velocità ridurrà la fornitura di carburante per impedire al motore di spese eccessivo. Nei motori diesel marini, il limite di velocità di rotazione massima è un'importante misura di protezione della sicurezza. Ad esempio, alcuni modelli limitano la massima velocità di rotazione operativa continua al 103% della velocità di rotazione nominale.
Caratteristiche di controllo a velocità completa: il controller di velocità può regolare il motore in tutta la gamma di velocità di rotazione, consentendo al motore di funzionare stabilmente a velocità di rotazione diverse, adatte a situazioni in cui la velocità di rotazione deve essere frequentemente modificata, come i motori automobilistici.