Підвищення ефективності роботи комплексу середньообертового дизель – гвинт регульованого кроку - Автореферат

На цих режимах, які можна віднести до основних режимів експлуатації для деяких типів суден, параметри роботи дизелів змінюються в гірший бік порівняно з номінальним режимом, що пояснюється неповним згорянням палива і зниженням показників робочого процесу. Дана робота спрямована на удосконалення робочого процесу і подачі палива головних середньообертових двигунів, які знаходяться в експлуатації на часткових навантаженнях з метою підвищення їхньої економічності та надійності, а також на вибір оптимальних режимів спільної роботи головних середньообертових двигунів і гвинтів регульованого кроку (ГРК). Напрямок досліджень, отримані наукові і практичні результати відповідають програмам та планам науково-технічних робіт, направлених на розвиток народного господарства України - цільовій комплексній програмі розвитку транспортного комплексу України “Транспорт”, пріоритетному напрямку науково-дослідних програм Міністерства освіти України “Енергоресурси та енергозбереження”, номер держреєстрації 0100U001571. Для досягнення поставленої мети передбачено вирішення наступних задач: § дослідження процесів руху палива, що відбуваються у паливній системі низького тиску ПНВТ з метою стабілізації процесу наповнення і розробка рекомендацій щодо вибору місця установки поршневих пружинних демпферів з раціональними розмірами і параметрами їх елементів у паливній системі низького тиску; Вперше встановлено, що зниження амплітуди відсічної хвилі до небезпечної у процесі подачі палива насосами високого тиску двигунів внутрішнього згорання достигається інтерференцією зустрічної хвилі, генерованої у спеціальному пристрої, наприклад, демпфері, з амплітудою вище відсічної.У першому розділі здійснено огляд літературних джерел, розглянуто сучасні напрямки удосконалення паливної апаратури і робочого процесу суднових середньообертових дизелів; виконано аналітичний огляд робіт в галузі дослідження конструктивних та експлуатаційних параметрів паливної апаратури на ефективність процесу впорскування і робочого процесу дизелів на різних режимах; поставлено наукові задачі щодо вирішення проблеми удосконалення технічної експлуатації суднових середньообертових дизелів. У складі пропульсивних комплексів сучасних морських суден встановлюють середньообертові дизелі, що працюють на ГРК, як головні, що дозволяє за рахунок різного співвідношення частоти обертання гвинта і кроку гвинта при заданій швидкості судна вибрати режим експлуатації, який забезпечує більш високі параметри робочого процесу дизеля на часткових навантаженнях з одночасним зниженням витрати палива на одну милю шляху при заданій швидкості судна. Параметри подачі палива і робочого процесу відрізняються від оптимальних, на які двигуни відрегульовані на номінальному режимі. На першому етапі здійснювався теоретичний аналіз досліджуваної проблеми, визначалися й конкретизувалися обєкт, предмет дослідження, розроблялися й уточнювалися гіпотеза та завдання дослідження, аналізувалися шляхи удосконалення робочого процесу й подачі палива головних середньообертових двигунів, які знаходяться в експлуатації на часткових навантаженнях, з метою підвищення їхньої паливної економічності, а також вибір оптимальних режимів спільної роботи головних середньообертових двигунів і гвинтів регульованого кроку (ГРК ). При дослідженнях використовувалася електронна вимірювальна апаратура, що дозволяє осцилографувати процеси подачі палива у системі високого тиску та робочий процес у циліндрах двигунів, а також хвильові процеси у паливній системі низького тиску.Дослідження подачі палива і робочого процесу суднових середньообертових дизелів у широкому діапазоні експлуатаційних режимів актуальні, тому що дозволяють визначити ті умови, при яких забезпечується надійність, ефективність і економічність технічної експлуатації як головного двигуна, так і пропульсивного комплексу в цілому. Встановлено шляхи підвищення ефективності роботи середньообертових двигунів на часткових навантаженнях і проведено широке експериментальне дослідження робочого процесу і подачі палива головних , що знаходяться в експлуатації. 3.Запропоновано обґрунтовані рекомендації щодо підтримки оптимальних значень температури і тиску наддувного повітря, температури охолодної рідини на режимах часткових навантажень на основних режимах експлуатації. Запропоновано оптимальні величини кута випередження подачі палива кута для кожного типу дизеля на основних експлуатаційних режимах і виконано експериментальне і розрахунково-аналітичне дослідження впливу на робочий процес дизеля . Запропоновано практичні шляхи ефективного зниження інтенсивності хвильового процесу шляхом установки поршневих демпферів і здійснено експериментальне дослідження впливу експлуатаційних факторів і конструктивних параметрів паливної системи на хвильовий процес у паливній системі низького тиску .

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Дослідження подачі палива і робочого процесу суднових середньообертових дизелів у широкому діапазоні експлуатаційних режимів актуальні, тому що дозволяють визначити ті умови, при яких забезпечується надійність, ефективність і економічність технічної експлуатації як головного двигуна, так і пропульсивного комплексу в цілому.

2. Встановлено шляхи підвищення ефективності роботи середньообертових двигунів на часткових навантаженнях і проведено широке експериментальне дослідження робочого процесу і подачі палива головних , що знаходяться в експлуатації.

3.Запропоновано обґрунтовані рекомендації щодо підтримки оптимальних значень температури і тиску наддувного повітря, температури охолодної рідини на режимах часткових навантажень на основних режимах експлуатації.

4. Запропоновано оптимальні величини кута випередження подачі палива кута для кожного типу дизеля на основних експлуатаційних режимах і виконано експериментальне і розрахунково-аналітичне дослідження впливу на робочий процес дизеля .

5. Дано практичні рекомендації щодо вибору частоти обертання і кроку гвинта на різних режимах роботи і досліджено режими спільної роботи головних середньообертових дизелів та гвинтів регульованого кроку .

6. Запропоновано практичні шляхи ефективного зниження інтенсивності хвильового процесу шляхом установки поршневих демпферів і здійснено експериментальне дослідження впливу експлуатаційних факторів і конструктивних параметрів паливної системи на хвильовий процес у паливній системі низького тиску .

7. Розроблено математичну модель і методику розрахунку основних параметрів поршневого демпфера відсічної хвилі, що дозволяє проводити розрахунково-аналітичне дослідження і вибір раціональних параметрів демпфера.

8. Результати досліджень впроваджено на суднах морського флоту України. Економічний ефект від впровадження результатів роботи визначається зниженням витрат на паливо при експлуатації дизелів на режимах, що рекомендуються.

Результати дисертаційного дослідження також можуть бути використані на підприємствах та в організаціях морського і річкового флоту, які займаються експлуатацією суднових дизелів, на дизелебудівних заводах, у конструкторських і науково-дослідних інститутах з дизелебудування, а також у навчальному процесі навчальних закладів водного транспорту.

Основні результати дисертації, опубліковані У наукових спеціалізованих виданнях

1. Ивановский В.Г., Черемисин В.И., Штабов В.О. Исследование влияния фаз топливоподачи на рабочий процесс судового среднеоборотного дизеля // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. - Одесса: ОГМА. - 1999. - № 4. - С. 37- 42.

2. Штабов В.О. Совершенствование технической эксплуатации пассажирских паромов со среднеоборотными главными двигателями и винтами регулируемого шага // Зб. наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. - 2000. - № 1 (367). - С. 45-51.

3. Ивановский В.Г. Черемисин В.И., Штабов В.О. Совершенствование рабочего процесса судовых среднеоборотных дизелей на режимах малых нагрузок // Зб. наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. - 2000. - № 2 (368). - С. 55-62.

4. Штабов В.О. Метод расчета гидравлического поршневого демпфера в топливных насосах высокого давления дизелей // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. - Одесса: ОНМА. - 2003. - № 9. - С. 146- 149.