Пахомов Ю.А. Судовые энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания

Подождите немного. Документ загружается.

ресечением

характеристики

максимсшьного

|пага

винта

111 с оща_

ничительной

характеристикой

|1 и вьттпе.

9то

объясняется

тем'

нто

коэффициент

*',

олРеАелятощий

значение

момента'

потреб'

.]1яемого

щебнь:м

винтом,

БР11| мохет

изменяться

в'более

:ци_

рокш(

предел,х'

нем

БФ111'

вследствие

изменения

как

},',

так

|шагового

отнол;ения

|{|

|1ри

использовании

3Р1|]

следует

у{итывать

и3менение

кри'

тических

зон

частоть1

вращени'1,

связанных

с опасными

кругиль'

нь1ми

колебаниями.

.[|вигатели,

работатощце

на

вРш,

долхны

быть

снаб:псены

всерехимнь|ми

рец.|1яторами,

обеспенива}ощими

устойнивый

скоростной

рехим

при любом

111аге

винта.

3се

ооо'

бенности

экст1луатации

установок

с 3Р11]

явля!отся

следствием

того' что

мощность'

потребляемая

винтом'

и момент

сопротивпе'

ни'!

винта

представ]1яют

собой

функцию

двух

переменнь|х

час_

тоты

вращену1я

и |шагового

отно|шения.

|1оэтому свойства

уста'

новки

8Р1]! на

установив1п}п(ся

рехим,!х

ощ€ш(аются

несколь'

кими типами

харакгеристик

винтовой,

нагрузочной

и харакге_

ристикой

постоянной

скорости

судна.

Бинтовь:е

характеристики

БР11|

(рис.

5'2|)

представ'[я1от

со'

бой

семейство

линий

для

различных

||/|-

}{аибольптуо

круп'!зщ

имеет

характеристика

максим'ш1ьного

штага

БР11|,

наименьшгу!о

характеристика

|шага

нулевого

упора

Ё',

т.е. нулевой

скорости'

}казанные

характеристики

определятот

область

ре)!(имов'

задава-

емых

винтом.

Фтнотпение

[{/|

для

винтов

обьтчной

геомещии

лехит

пределах от

_0,05

до

+0'05'

8 тпироколопастнь:х

8Р||]

[{,/| может

достигать

0,2.

Рис.

5.21.

8интовь:е

характеристики

8Р]!]

242

[лава

5. 9кстшуапацшонные

ре)кцмы

?лавно2о

0вцаапелл

(10),пал

}д

/00

ппЁп

|'7

Рпс.

5.22.

)(ара:стершстики |',{ при

ра6оте

на

8Ф1||

(а)

и на

вР1!!

(б):

1,2'

3' 3'

винтовь!е характеристики при ходе в грузу' в

балласте,

на

швартовах о 8Ф1!.]' на швартовах с 8Р!|!; 4'

номинальная внешняя

ограничительная

характеристики;

рецляторная

характеристика

|[ри

работе

на

3Ф1!]

(рис.

5.22) все возмохнь|е

ре)(имь|

на-

|'рузки

на |А

располага|отся

в поле

мехду

винтовыми

характерис-

|'иками

]пвартовного

рехима

(максимальное

сопротивление

дви-

жению

судна

при

его скорости,

равной

}ул|о)

и хода

батлласте

::ри

неболь:шом

(до

2 ба:птов)

попугном

ветре

(миним€шьное

со-

!|ротивпение

дви)кени1о).

||ри

работе

дизеля

на БР1[|

(рис'

5.22 б)

'}го

поле

рас!пиряется

в направ]|ении более

пологих

<{легких>

вин-

|'овь1х

характеристик

(с

рпеньтпением

относительного 1||ага винта

|!/|

ло

ъцля).

}}(райняя

1||вартовная хар::ктеристика соответствует

1;аботе

8Р1]] с максим.шьнь|м относительным |пагом.

Фирма

\4АЁ

шля

своих

дизелей

приводит

винтовь1е характе-

|)истики

при

работе

на БФ1|_1

и БР1]]

на одной

диаграмме

в отно-

сительных координатах

0/2ном,

й'/[,

''.

(рис.

5.23.),

на

которь|х

!!оказань|

догустимь1е

рехимь1

работьт

дизе]1я

при

раз]!ичных ус-

]!овиях

работьт

судна.

14спользовать в полной

мере

преимуцества БР[]1 и иск]1ючить

|!озможность перещузки

ду1зеля

мо)кно только

при

определенном

уровне

автоматизации

установок.

.{ля

построения системь1

управ-

::сния

8Р11},

удовлетворятощей

экс11пуатационным

требова-

:;иям, необходимо

установить

критерии

оптим{шьной

работы

ус-

|'ановки

на

различнь1х ре)ким21х

двихени'{

судна.

.(вих<ительный

комт1пекс с

8Р1]1

состоит из следую1цих

элементов:

ступиць1 с по-

!юротнь!ми лопастями' исполнительного

механизма

и3менения

5.3.

}становив|||иеся

ре'(имь| работьт

прогцльсивного

ком11лекса

24з

|6'

100

101

100 п0

п/1ном,%

90 00тоа,0

п/ппоц,%

Рис.

5.23.

|ара:серистики !'!,

фирмь:

йАЁ при

работе

на 8ф|.[|

(а)

и на 8Р1!|

(ф:

1' 2' 3'

3'-

винтовь!е характеристики при

ходе

в грузу'

при нулевом

шаге 8Р!|..|, на

швартовах с

8Ф!.1! и

8Р!.].] ооответственно;

5, 6

номинальная внешняя'

ограничительная

ретляторная

характеристи-

ки', !

продолжительнь!е

эксплуатационнь!е

рехимь|;

допустимь:е

рехимь|

на маневрах;

!!!

тяхель!е

рехимь!

при

работе

на 8Ф!||; !!

комбинаторнь:й

рехим

при

работе

на 8Р!1]

тшага

(нахолу:тся

в ступице),

гребного

вш1а' в}гутри которого

рас-

поло)кен м9ханизм

дистанционного

упраы1ения разворотом

лопа_

стей'

диотанционной

системой контроля полохения

лопастей

(указателя

!пага).

|1ривод механизма поворота лопастей мо)(ет

бьтть гидравл|11теским или электромехани!|еским.

Фирма

<мАн-Б

и 3,{изелы' Ар[:а )!еве1рекоме1щуют следу_

ю'1{у1о

программу

БР1|1

(рис.

5'24.)

9ти

8Р11!

мо;лсто

использовать

дьи[ателями

мощность}о от 250

до

000

кБт.

€тандартное оборудование

винта вкт1|очает четырехт]опастной

БР1]1 в сборе с

в'шопроводом,

дейдвудной

трубой, вне|шним

вггутренним

ут1лотнением

соединительнь|м

фланцем.

Располох<ение сервоцил 1лндра

управления

[]]агом зависит от

размера

и использованного оборуАования винта. 1ак, гтддросерво_

механизм мохет

бьтть

располохен

редукторе'

при прямом со_

единении

винта

валопроводе. |[ри использовании винтов

диаметром

сц/т!иць1 860 мм и более

гидравлический

сервомеха_

низм мо)кет

бьтть

располохен

в сц/пице

(рис.

5.25).

244 |лава 5. 9ксплуапационные

реэкцмы

?лавно?о 0вцеапелл

5.3

245

ув

10в0

Фбозначения

випта

Ар|па

}!езе|

диаплетр

спупиць!

ЁР!'|]

с моноблочной

сцпицей

(!_идорсервомеханизм

рвдукт(}ре

или

валопроводе)

увА

6з0

ув$

1 0в0

9становленнь:й

на

валу

сервоблок

|иаметр

стпиць!

винта

8Р!1!

гидросерв0механизмап'

сцпице

110оо 13ооо

Рпс.

5.24. [!рограмма

гребнь:х

винтов

9становивлциеся

рехимы

работы

црогцльсивного

комт]./1екса

а)

б)

в)

Рис.

5.25.

€хемы

установки

8Р11|

разлиннь|х

типов:

винт

ув

740

сервобйоком

редукгоре'

двигатель

12\!

23/39

А:

_-"й".

ув 98од5А

630

сервоблоком

валопроводе'

дви|?т-е^л.Р

8|-35й6;

винт

увэтаво

о оервоблоком

в отпице'

ц1т|3т-е,"

8140/54:

!]й|йй'";

оевхк,ор;

валопровоА1

8Р!]'];

ступица

246

!лава

9ксплуапацшонные

ре]'сшмы

2лавно2о

0вцеапелл

5.3.

9становив|шиеся

ре;(имы работы

пропульсивного

комп][екса

247

5.з.6.

@со6енности

работь|

пропульсивного

комплекса

вРш

.}1опасти гребных винтов

рецлируемого

|пага

поворачивак)тся

!!округ

осей,

перпендикулярнь[х оси в€шопровода.

€ поворотом

изменяется |шаг винта' Фдин БР1]] гидродинамически

эквив,ш[ен*

тен

бесчисленному

мнохеотву

щебнь1х

вФ1п

с неподви)кнь1ми

лопастями.

|лавньте

преимущества БР[]]:

бь:сц>ое

изменение

1|!ага

на ходу

(.)удна'

что облегчает маневрирование

(при

нереверсивном |А)

позволяет

изменять

безразмернь|е г|1дромеханические характери_

стики

винта,

улщ|пая

их

сочетания со скорость|о

судна' его осад-

кой

и сопротивлением

дви)кению.

|[ри

этом частота

вращения

коленчатого

в€ш1а

двигателя

мо)кет

оставаться

на

уровне

номи-

ншпьной и

после

командь!

(<€1Ф11));

а это

дает

возмо)кность

устой-

!]иво

пощцать лтобуло ма'гу|о скорость судна.

8инты

фиксирован-

|!ого |пага обеспечива!от наимень]пук) скорость судна

только

при

п: 30-40/о номин€шьной

частоты

вращения.

|[оэтому

при

дв!,0ке-

[!ии мш1ь|м ходом приходится неоднократно производить

гуск

()становку

ято

сказь!вается

на его техническом

состоянии.

|[остоянная

частота вращения в€!ла

дизеля,

работа:ошего

на

БР111'

различньп( условиях

работь:

судна

позво.]1яет

легко

реа!1|1-

'|овать

привод в:}погенератора.

||олная

мощность в:ш{огенератора

состав.}1яет

|0_|5/о

мо1цности

|А.

Ёа ходовом

рехиме

и эта мощ-

|{ость мо)(ет использоваться

наполовину' в связи

с чем

следует

учить!вать'

что

при

длительной

ма:той

(ло

60/о)

нагрузке главного

дизеля

на

8Р1!|

работа

по нафузочной харакгеристике неэконо-

мична. |1оэтому

бывает

шелесообразно

пускать.(|, а главньтй

дви-

гатель

экст1луатировать

по винтовой характеристике

на понг)кен_

:;ой частоте

вращения'

Фдностороннее

вращение БР|]]

у1!{ень1пает

опасность

полом-

ки

лопастей

во время

дви)кени'{

судна

во льдах при

одновремен-

!{ом

ущц!шении

этой обстановке

маневрирования и

проходимо-

сти. Б

установках

с БР111

облегчается

ре1цение

задачи

дистанци-

онного

управления

дви}(ением

судна. Ёадех<ность и вьтсокий

(|1.{

на всех экст1щатационнь|х

ре)!им{ж

обеспечи:ги

преимуще-

ственное использование БФ!1] на суд{ж практически без ощани-

]!ения

габаритнь!х

размеров

ребного

винта

и подводимой мощно_

сти. вместе с

тем

при

работе

двигателя

на БФ1|]

по винтовь|м

характеристикам при пони)кенных частоте

вращени'1

и скорости

судна имеем значительное

недоиспользование

мощности

и мо-

мента

двигателя.

!ля

обьпчнь:х транспортньтх судов это

обстоя-

'гельство

н9 имеет значени,т'

так

как при ограниченных и3менени-

ях

сопротив]|ения

корпуса,

области экспщ/атационнь!х

ре)кимов'

нагрузки

главнь1х

д|43елей

близки

к оптимальньтм.

Ёо

для

судов'

работатоших

в больтпом

диапазоне

и3менения

сопротивления

дъи-

)кени}о

(буксиров,

траулеров'

спасателей,

специ'ш1изированнь1х

судов

для

ледовь!х

условий

плавания),

хестк€ш1

связь

винтовь1х

ха-

ракгеристик

с частотой

вращени'{

не

позволяет

вьлбрать

оптим,шь-

нь1е

ре)кимь1

нагру)кену1я

двигателя'

Работа

на

8Ф1!]

с постоянной

скоростьто

и повь!1шенных

со-

против]1ениях

дви)кени]о

обеспечивается

значительнь!м

увеличе-

ниемг1одачитотш1иваимомента'чтоприм€|.ломувеличениичас-

тоть1приводитквь|ходунаограничительну]охарактеристу|ку14

неблагоприятно

оц)€пкае

тся

на

работе

главного

дизел'{.

1,1ногда

для

буксиров

необходимьте

тяговь1е

характеристики

обеспечива1отся

установкой

<<тяговь|х>

винтов'

т.е.

рассчитаннь|х

на

использова-

ние полной

мощности

двигател'1

при

ходе

с возом.

Фневидно,

при

работе

без

воза

такой

винт

оказь1вается

легким

и моцность

глав-

ного

ди3ел'1

та1оке

недоиспользуется.

установках

с 8Р1||

эти н9достатки

усщаняются.

|[ри

работе

с переменнь1м

сопротив.]1ением

(с

тралом,

букоиром,

во льдах)

гу_

тем

разворота

лопастей

характеристики

БР1]|

приводятся

в соот-

ветствиеснафузочнь1миискоростнь1михарактеристикамидви.

гате.]1я.

Ёащузонные

возмо)!(ности

БР111

могщ

обеспечить

посто-

янотво

скорости

и мощности'

т.е.

работу

по идеальной

тяговой

харакгеристике

!'{".,'-

сопз{

(рис.5.26).

Реальньтм

условиям

нащу-

е,

пвт

!/0 п,пвп'1

Рио.5.26.

,[,иаграмма

мощность

частота

вращения

пропульсив'

ного

комплекса

8Р]|]

|лава 5.

9ксплуопацшоннь!е

ре)кцмы

2!'!авно?о

0вцеапеля

/ксния

соответствуют

ре)кимь!

в пределах ощаничительной

харак-

!сристики главнь1х

дизелей.

3а:кная особенность БР11|

}л}щтпе-

!!ие

маневреннь1х качеств. Рех<имь:

разгона

и тормо)кения судна

()существл'тются

ттлавно пщем

разворота

лопастей

щебного

вин-

!|!'

для

перемень| хода судна не требуется остановка и

реверси-

|!()вание

главнь1х

дизелей.

|1ри

работе

с БР11] обь:чно системой

управления

главнь1ми

/{изелями

щебньтм

винтом

реа.'1изуются

два

вида

характеристик

(см.

рис.

5'26):

ло

линии

нащузочнь1е

соп51 при

перемен-

!!ом

1паге; по

линиям

2, з

комбинированнь1е' пощ/чаемые воз-

::сйствием

на

1паг

и частоц вращения в соответствии с прощам-

мой

задания 1{/|

п.

||ри

работе

на стационарнь1х

ре}о1м€х

пол-

!!ого хода

и во

льдах использу{отся

ре)о{мы

соп$[. Ёа перемен-

!!|'х ходах

задание

рехимов

по

комбинированной схеме

обеспечи-

!!1|ет

'шч|1гу|о

экономичность.

Бместе с тем при оценке эффекгивности прогульсивного ком-

|!./|екса

с БР1]]

надо

у{ить|вать'

что

вследствие

зависимости

гидро-

/(инамич{еских

характеристик

БР11] от

изменени'{

ш1ага

на

долевь|х

|)схим€ж условие

сопв1 не вь!полняетсяу|. в отличие от БФ1!]

ггрп

1{/|

{н/л)о

1(|[.( винта

пропульсивньтй

коэффициент т1

умень1па|отся.

|[овьтгшенньте гйродинами1{еские потери

при

ско-

|'|остях

хода у

(

т' вьтзьтва}от

реличение

мощности и

расхода

топ-

!!ива

главнь1м

дизелем.

Бозмо>л<ность

дополнительного

изменения нагрузки

ди3еля

!!утем воздействия на 1паг винта, с одной сторонь|' значительно

)[|с1]]иряет

область

экс11луатационнь!х

рехимов,

улуч|пает

исполь-

к)вание

мощности

и маневренныс качества судна'

компенсирует

|\л!4яние

вне!пних

факгоров

на характеристику

винта

иск.]1ючает

|)схимь1 работьт

в области

<<тя)келого))

винта.

€

дршой

сторонь1,

::ри

работе

на БР1!-1

услови'{

для

перегрузки

дизе.,1я

становятся бо-

1!се

вероятнь|ми'

чем при

работе

на 8Ф1]].

9ти обстоятельства

!}ь!двига!от

специфические требован|4я

системам

управления'

!ащить|

и к на3начению

ре){о1мов.

Ёаиболее

полно

этим требова\|иям

удовлетворяет

система

ди-

с'ганционного автоматизированного прощаммного изменения

!!!ага и частоть! вращени'{ с комбинатором и

рецлятором

нащуз-

ки

(рис.

5.27). в многома|шиннь!х

установк:ж

предусматривается

{!втоматическое

распределение

нафузки ме)кду

дизе.]т'[ми.

(омби-

:;атор

возАействует на всерехимный

рецлятор

дизеля

и элементь|

механизма

изменения

1шага.

Рецлятор

нагрузки

работает

во

в3аимосвя3и

регулятором

|![ага и

датчиками

входнь1х сигн€шов

по поло)кенило

рейки

топ-

',!ивнь|х

нас0сов

и частоть|

вращения.

|(омагцньте

сигн:ш1ь!

на за-

1'3.

9становив!циеся

ре}(имь1 работьт

прогцльсивного

комт1лекса

249

н/1],!,3

}'+

'!0

уз /

\/1

17,

[+2

/к/

\'г

'ш

248

Рпс. 5.27.

€хома

управления

пропульсивнь|м комплексом

8Р]!]

(фирмь:

(а!т|е!{1!а):

комбинатор;2'

рецляторь!

шагаи нагрузки; 4-датники

входнь!х

сигналов; 5

_всерехимньгй

рецлятор;

механи3м измене-

ния

шага;

4!-]};

ходовой мостик

дан!4е

частоть1 вращения и |шага Ё винта вводятся

рукоятками

те-

лещафов на ходовом мостике или

!|1}.

Фсобенности

работь1

дизеля

на вР1ш просле)(ива]отся на всех

стадиях

задания

ре)кимов.

11уск и

прощевание

дизеля

произво_

дятся

только

цпу

1ш1и с местного поста.

.(изель

работает

рс_

)киме холостого хода

(!т,=

0,3

1''*; п:

0,55 /'ном) при

конструктив_

ном

нулевом

упоре

винта. 1олько

после

прощевания

и проверки

рабоч|л(

параметров

у1равление

передают

на мостик

и сообщатот

готовности

ду|3е!!я.

дальнейтшем

рехим работьт

дизел'{

скорость судна изменя_

1от перемещением

рукоятки

телещафа на мостике. !!(омандный

сигнал

1/1|

поступает в комбинатор и

разделяется

на сигна./| за-

данного

1шагового

отно1пения

1|/|

частоть| вращения

в соответ-

ствии с

диащаммой

(рис.

5.28).

!иаграммой

охватыва|отся все

возмохнь!е

рех(имь1 работы установки

при маневрировании и эк_

с]1пуатационнь1х ходах судна. 1[|триховым|4 лт1ну1яму1 показаны

характерные сочетания [{/| у1 п, т|ри которь|х обоспечиваются

максима.]1ьная о}!]1а

упора

винта на !пвартовах и

ре)кимь!

д]!итель-

ной экспщатационной и максим:ш|ьной мощностей. €ледует

об-

250

[лава 5. 9ксплуапоционные

ре?кцмы

2ловноео

0вшеаупеля

5.3.

9становив1пиеся

рехимы работы

пропульсивного

комттлекса

251

г:,"|/(мцн'')

!оо/{

0|у

,о|у

70п6#

60р[

-*----д

ц8

ц7

цо

ц'

4а

Фч

, 01,

т/?г,

?1|!,670

Рис.

5'28.,[иаграмма

комбинированного

задания

частоть| враще-

ния и ]шага

винта

|)атить

внимание

на то, что

комбинированное

управ.]тение

на ходе

*3перед>

распространяется

только

на область

маневреннь|х

ре)ки_

мов

(1)1[

8). |!ри

дальнейшлем

увеличении

нагрузки

воздействие

|!а

!паг винта

прекращается

и на

рехим{!х

полного

хола

(1)1[

2 8)

/1изель

работает

на харакгеристике

вФ1ш

[(н/о)^*:

соп$1

0,95].

!ругие

особенности

работьт

дизеля

определйются

действием

|)ец.]ш{тора

нащузки.

Б процессе

маневрирования

из-за

инерции

судна и на

установив!пихся

рехим[}х

возмохнь1

перещузки

ду!зеля

или,

наоборот'

недоисполь3ование

мощности.

|{ри

использова-

!|ии

рецлятора

нагрузки

такие

условия

автоматически

устраня-

!отся

корректированием

|шага винта.

1(ак отмечалось'

входнь1ми

сигн'ша]у1\4

!дя

рец]ш{тора

нафуз-

ки

яв]|'1ются

основнь1е

рехимнь1е

параметры

А'и

п..{ействуя

со-

!}местно

рецлятором

скорости,

обеспенива!ощим

заданну{о

час-

|'оц вращения'

рецлятор

нащузки

при

рассогласовании

действи-

'гельнь1х

и прощаммнь1х

значений

вътрабатывает

сигн€ш

на

р!шво-

910

т!1ц/7х

-__--.!_

'10!^о$псн4\

'пёп

п4х

Рис.

5.29.

[1рограммнь|е

характеру,сту.ку'

регулятора

нагру3ки:

перегру3очная;

номинальная;

эксплуатационная;

чаотичнь!е

рачивание

лопастой

винта

так'

чтобь1

сохранить

соответству|ощео

значени1о

'зад

полохение

органа

управления

подачей

тот1]1иьа

па'

€ледователБй,

при

всех

вне|пн;о(

во3}гу|цениях

щпем

изменения

|пага

винта

ота6у1ли3иру!отся

момент

мощность

двигателя'

&к

видно

из

рио.

5.29,

прощаммами

!о.\п)

охвать1вается

больцтая

об_

ласть

нафузок

частот

вращени'{.

6невидно,

|00/о-ная

програм_

ма

не

до.]!кна

вьп(одить

3а предель1

офаничительной

характерис-

т14ки

дизеля

!!о

Р"

''',

|1л\4

А.

до,,

3адание

прогймм

рецлятора

нафузки

во3мо)!(но

только

из

!|1}л

производится

соответствии

с техническим

состоянием

дизе]1я

или

спецификой

работы

судна.

Бьтбор

оптим'!'льнь1х

про_

грамм

особенно

в€ркен

для

траулеров,

буксиров'

судов

ледового

1ш[авания'

так

как

по3во.}1яет

существенно

ущд{1шить

тяговьге

свой-

стг;а

у|

без

перещузки

дизеля

по.]гучить

необходишгро

скорость

во

льд'х'

щш|ом

или

буксиром.

€

использованием

рецлятора

на_

щузки

ре||1а1отся

друг}1е

в{рш{ь1е

задачи

по

оптимизации

управ_

леу{11я

дизел'(ми:

252

|лава

9ксплуапацшонные

рео'сцмы

?ловно?о

0вцаопелл

5.3.

!становив1]|иеся

ре)о{мы

работы

пропульсивного ком{1лекса

253

оптимизируется

подача тоттлива во всем

диапа:}оне

скорост-

нь1х

ре)кимов

независимо от обрастания, г]цбинь|

под ки-

лем' мертвой

зьтби,

встречнопо

ветра;

улуч|||а1отся

маневренные качества судна

сокращается

тормозной

щть

при экстренной

остановке,

так как измене-

ние подачи то11лива следует

оптим:ш|ьной зависимости

|э.@):

осуществляется

автомати!1еск€и защита

дизе!|я

от переФуз-

ки

при

вь!ходе из

строя тнвд,

форсунок

отдельнь|х

ц|1]1ин-

дров'

при внезапном

разобщении

муфт или

остановке

ди-

зелей в

многомап1иннь|х

установк(!х ре)с,1мы

работы

ост3}ль-

ных

дизелей

определятотся прощаммой

/а'@):

обеспечивается

лу{1шее исполь3ование

ресурса

ди3еля

щтем

перек.]1!очения

программ и

приведения 14х в

соответствие с

состоянием

ди3еля'

сортом

примен,1емого тот1лива;

стабилизируется частота вращения на

ре)киме работы

ва-

логенератором

при

переменнь|х

вне||]них

условиях'

а |1ри

колебаниях

тока в

цепи

в€1логенератора

поддерхивается

полн2!^я

3агрузка главных

дизелей.

Рецлятор нагрузки осуществ.тш{ет только

автомати1{еское

кор-

|)ектирование

|шага по

факгияеской

частоте

вращени'|'

не

авто-

матичеслстй

вьгход

на

ре'(им

полного

хода по временной

прощам-

мс.1ем

не менее' он предохраняетдизели

от небрехного

обраще-

!!ия с

рукоятками }.правленияна

мостике

и:ли в

(||!.

Бго

динами-

|!сские

характеристики

удовлетворяют

требованиям переходньш

|)схимов

при маневру\рова11ии, в том

числе в таких

тя)кельтх

усло-

!|иях' как

бьхстрое

изменение

1]1ага винта

с полного хода вперед на

::олньтй ход назад.

Бо избе:кание

часть|х изменений полох(ения

лопастей винта

|)ешлятор

насщаива!от на

воздействие сравнительно тш!авных

вне-

!11них возмущений

(длительность

во3муш{ения

более

с'

3она

чр_

с'гвительности

+|,5-2%)

и в тштормовых

услови'{х'

как прави]1о' не

используют.

основном на

БР[]

работатот

среднеоборотные

дизели

ре-

:пукторной

переданей,

система непосредственного

реверсирова-

!!ия

которь1х мо'(ет сохран'{ться как

резервное

средство

при зак-

л14нивании лопастей

гребного винта.

этом случае

снимается

блокировка'

препятству|ощая подкпюченито

муфт к неработаю-

!!{им

дизе.тб|м'

и при вк.]1|оченнь!х

муфтах

производятся

одновре-

менньлй

щ,ск

главнь!х

дизелей'

маневрирование

у1 нащ}|кение по

харакгеристике БФ1|].

5.з.7.

)(арактеристики

пропульсивного

комплекса

электрической

переданей

мощности

на

гребной

винт

Рех<им

работьп

дизеля

опреде.]1яется

||ру1 совместном

рассмот_

рении

характеристик

щебного

винта и

щебного

элекФодвигателя

и ощаничительных

характеристик

дизе.,1я

(рис.

5.30).

]!1еханическ:1я

харакгеру1от14ка

щебного

электродвигате.'1я дол-

>лсна

бьтть

такой,

чтобьт

исключапась

возмо)кность

перегрузки

электрогенераторов

дизелей.

Бсли за

ощани(!ительньтй

парамещ

пригб{ть

постоянство

мощности

электродвигателя

|[''^:

соп5[,

то в

координатах

}т|*:

кривая

Б"^:

й"'26

ооп51 буАет

выра:псо'

на й

виде

пара6ольт

(йривая

4). йловие

сохранения

постоянной

нагрузки

на

дизель

булет

вьтра:п<аться

следук)щим

образом:

]+[.п

["=

160ц,

гА0

кпд

электропередачи;

частота

вращения'

с-1.

|[ри

свободном

ходе

рехим

полной

нагрузки

на

дизель

опре-

деляотся

точкой

А' 3идно,

что

на буксировонных

|]1вартовном

ре'(имах

(тонки

8 и

крив'ш!

равной

мощности

(оранинитель'

ная

характеристика

дизеля)

проходит

ни)ке

характеристики

щеб_

Рис. 5.3@.

)(арактеристика

пропульсивного

комплекса

с электропередачеи:

1-3

винтовь!е

характеристики

овободного

хода,

буксировки,

швар-

товного

рехима;

огранинительная

харакгеристика

(А/"'

сопв1);

5-7

механичеокая

характеристика

гребного

электродви

ателя

254

|лава 5.

9кстшуапацшонные

ре34с1]мы

2лавно?о

0вцеапелл

кес,н

Рис.

5.31.

[ара:<теристики

пропульсивного комплекса

буксира-

спасатвля

кАтлантр

на

номинальшом

частичнь|х

режимах:

!, !!

винтовь!е

характеристики на

свободном ходу

и швартовах; !|!

характеристик? &"

66151

|!ого электродвигате]1я

(криъая

5);

это свидетельствует о том'

что

!!а

даннь!х

ре)им{ж

возмо)кна перегрузка

дцзе!1я.

[;тя

устранения

!!срегрузки необходимо

р(ень!шить

возбухдение генератора ипи

'|ектродвигателя

(кривьте

6 и 7), что в современных

установках

()существ]1{ется

автоматически.

3то особенно необходимо

д]!я

су-

,](ов

с часто меня}ощиму1ся

услов'тями

]1лавания

(например,

судов

/|сдового

гшлавания).

|[ри

переходе на

рехим

свободного

хода

щ1я

[:олее полного использовану1я энергети!!еских

возмоя(ностей

ди-

':слей

и повь1!пени'{ экономи1{ности

установки

целом

необходи-

мо вновь

устанав]1ивать

ре)ким

совместной

работьт

прогульсивно-

!0 комт1пекса

по

кривой 5.

Рех<имы

части1{нь{х

нагрузок

дизель_электрической

установки

обеспечиваются

ли6о

рецлированием

тока возбухдения

генера-

'!'оров'

либо

изменением

частоты вращения

д14зеля,

либо тем

]]ругим.

Б качестве примера мо)кно привести

характеристики про-

! |ульсивного ком11лекса буксира-сп асатет1я

<<Атлант'>

(рис.

5' 3

)

на

!!омин{шьном

и части11нь|х

ре)ким€[х'

(ривые

1_4

показь:ва}от из-

1.3.

!становив1циеся

рехимы работы

протцльсивного

комт1лекса

255

менение тяговь]х

характеристик

щебного

электродвигателя при

частоте вращения вала

дизеля

соответственно

810,

760, 710,

660

мин-1. 1яговь:е характеристикут,5

полуненьт при постоян-

ной частоте вращения вала

двигателя

(генератора),

но при

ра3ных

токах возбул<дения.

!ля

комбинированного способа

регулирования

получены

кривь1е 6_8,

10_12.

многома:шиннь|х

установках

на частичных

рехимах

целесо-

образно откл]очать часть

дизель-генераторов.

5.4. Ёеустановившиеся

режимь| работь|

пропульсивного комплекса

|[ри

постоянной скорости судна полезный

упор

Р,

винта

пре-

одолевает норм'1льное сопротивление водь1 коргцсу

судна,& и вы-

полн'1ется

условие

Р'=

процессе экс]1щатации судна на

ряде ре)кимов

таких' как

сц)агивание

места и

ра3гон' реверсирование'

|\]1авание в 1штор-

мовую погоду' в ледовь1х

условиях

др.

нару!пается

равенство,

3то приводит к изменению нафузок на

двигатель,

которь!е могуг

превь|сить

догустимь|е.

Б связи

с этим возникает необходимость

рассмотреть

основнь|е

неустановиь|!]иеся

рехимь! работь:

двига-

телей в составе пропульсивной

установки

у{етом

типа

дви)ките-

лей и передач. Анализ такого

рода

ре)1<имов

позволит

более обо-

снованно оценить

преимущества и недостатки

различнь|х

типош

двттх*лтелей,

передач'

схем

установок

и типов главнь1хдвигателей,

5.4.1. €трагивание

судна

его

разгон

9казанньте

рехимь|

всщеча|отся как при повседневной

эксп_

]цатацу1и

судов'

так

и в

аварийньтх ситуац|4ях' например при

сня-

тии судна с

мели.

!,аракгерньтм

и часто встречающимся примером

разгона

судна

является

работа

траулеров на промь|сле в период

трав./тения ва€_

ров

(щосов).

3десь главнь|е

двигатели

за

сравнительно

короткий

промехуток времени

(менее

1 мин)

до]гкнь|

обеспечить

увеличе-

ние скорости с м€ш|ого хода

до

полного.

|[ри сщагт.шании с места и

разк)не

судна кроме

сопротиш1ения

водьт необходимо преодолеть еще

сищ инер|ц{и

массь!

судна.

|[оэто-

мудв1оку'цая су!лаи момент винта

в этих с./тг{[шп(

могуг

бь:ть боль:ше'

чем при

уст.|новив|шемся

дв|жеу{14у|

судна

заданной скоростью.

8озмо>дслы

два

слу{ш{

ра3гона

судна: с превь1!пением и без пре_

вь|1|]ения

максим€ш1ьно

допустимого

кршящего момента.

Б момент

сща!ивану!я

скорость

судна

равна

нул|о'

следователь-

!к)' и

относительн'1я

посц{пь

винта

близка

к нул|о (1р

0).

|1оэтому

кк;эффициент

момента

!с'"*, имеет

почти

максим€!пьное

значение.

](:зигатель

винт

у'т<е

ра66тают

с некоторой

частотой

вращени-,!

п,',''.

|[оэтошг

момент'

потребляемьтй

винтом,

будет

равей

й'^,

к2"^р'

Р'

4^''

|}'

момент

винта

будет

зависеть

только

от частоть1

врашенъ[я

п.'',

;;г:инятой

на

рехиме

страгивани'1.

|[ри

очень вь]соком

значении

п||пр

враща1ощий

момент

мо){(ет

оказаться'

как

и при

работе

на

!|!вартовах'

чрезмерно

больптим,

двигатель

будет

перещРп<ен.

Разгон

судна

обьтнно

идет

с нарастанием

частоть1

вращения

:'ребного

винта

по времени.

зависимости

от интенсивности

на-

растани'т

устанавливается

и характер

изменения

враща|ощего

мо-

мснта

во времени.

!равнение

дву|кения

судна

в период

разгона

имеет

следуо-

л\ий

вид:.

2р,_п-(с,+ьс"1$

о,

г:+е

2Р,

ср{марнь:й

эффективнь:й

упор

гребньтх

винтов;

стбщее

сопротивление

водь|

воздуха;

масса

судна;

А6,

!|рисоединенная

масса

водь!;

скорость

дви}кену|я

судна

отно-

сительно

спокойной

водьл.

|1ри

разгоне

судна

7у

2Р,> п,т.е.7 >0.

€ изменением

скорости

судна

возрастает,&;

относительн€ш{

||оступь

винта

)'"' та|ол(е

постепенно

растет'

р{ень1шается

коэффи-

|]иент

упора

&','а

1(|[

винта

увеличивается.

3месте

с тем

*Бэ6-

к0ициент

момента

падает,

это

мохет

привести

снихени|о

!!раща1ощего

момента

АА1[".

|{агрузка

на

двигатель

при

непосредственпой

передаче

на

0Ф[1|

мох<ет

бьлть

определена

из

ш)авнения

равенства

моментов

::а

щебном

ващ

и ващ

двигате.,ш!:

],1

],{

4у

4н

-.-в

^.^"."^!|"Б

й'.,_

й'.''!''#,

от|9да

['',:

й"*

й".""*

йа'^!'",#

'''#

:де

|!1а.,

и!цикаторнь:й

момент'

развиваемьтй

двигателем:

!у|

момент,

пощебляемь:й

щебньтм

"ин'ом;

й"

'"*_

момент

'"'*-

5.4.}{еустановиь1л'1есярехимыработь:пропульсивногоком|'гекса

257

()}

с[8(

256

|лава 5. 9кстълу

отп а

ционн

ые

ре'сцмы

2лс'вно?о 0вцеотпелл

нических

потерь в системе

валопровод8| Ба.'"*

момент от меха-

нических потерь

дизеле;

[а,

момент

инерции вращающихся

масс

дизеля

элементов

в€ш!опровода.

\!а

'.'наибольтшее

в]!ияние

оказь!вает момент' потребляемый

винтом

!1,1"'

\аште)ке

составляющие' *.*

[

а7с

имеют

оу_

щественное

значение на переходнь1х

ре)о1мах,

протека|ощих

до_

вольно

быстро.

1,1зменение нагрузки на

двигатель

период

разгона

судна мо-

хет быть прои]!]||острировано

рис.

5.32.8

установке

с прямой пе-

редачей

на

БФ1|] при отсугствии

разобшительнь|х

муфт во время

пуска

двигателя

одновременно

начинает вращаться

щебной

винт.

Б первый

момент скорость суАна

6лпзка к нулю' поэтому наФузк&

на

дизель

будет изменяться

по шварповной вцнповой

харакпершс-

пшке

/:{*

до

пересечения ее

рецляторной

харакгеристикой

.|[",

(утасток

1_2),

соответствулощей

определенному полохени!о

ры_

чага

управления

всере)кимным

рецл'{тором.

,(а_глее

по мере

увели-

чения скорости судна нагрузка

сни)кается по

рецляторной

харак-

теристике

(утасток

2-з). в точке

3 судно

заканчивает

разгон

до

скорости'

опреде]| тем ой нормальной вцнповой харакперцспцкой

\|,

.{альнейтший разгон

до достихения

щебуемой

скорости

часто осу-

щестш1яется

по ступен'|м скорости иши частоть1

вращения

щебно_

го в€|.]1а

(уластлст

з_|4).

Аля

этой

цели

рукоятка

управления

всере-

'(имным

рец]1'{тором устанавливается

ряд

проме)кугочных по_

лоя<ений,

соответству1ощих

регуляторнь1м

характеристикам.

Ёа

рис'

5.32 показан

рафик разгона

по ступеням

скорости.

Фбь:чно

на

кокдой ступени

делается

вьцерхка' необходимая

ш|я

дости)ке_

ния

соответствующей скорости

судна

д|я

установ'[ени'{

те1ш1о-

вого

состояния

двигателя.

3атштрихованнь|е площадки соответ_

ствуют

работе,

зац)ачиваемой

дополнительно

для

разгона

судна.

€тупенчатьлй

разгон

позволяет

затрачивать

мень!шую

ра6оц

и ис-

кт|ючает

вероятность

перещузки

дви[ателя.

|[ри экстренном

разгоне

рукоятка

управления

всерехимнь1м

решл'{тором

после запуска

двигате]ш1

сразу

переводится из поло-

хения

-&/",

в поло>т<ение, соответствующее

полной частоте

враще_

ния коленчатого в€ша. Рейка

тот1пивного насоса передвигается

ре_

цлятором

в полохение максим:ш|ьной

подачи.

9то

приводит к

тому'

что изменение мощности

частоть|

вращения в период

раз-

гона

происходит по

более крщой

характеристике

(на

рис.5.32

по

характеристике' соответствутощей относительной

скорости

суд'а}

:0,4).

точке

/5двигатель

вь1ходит на вне|пн]ою харак-

теристику 1. |1ри

да.гтьнейтцем

разгоне

нагрузка на

двигатель

будет

4у

пц ["-

258

|лава

5. 9ксплуапоцшонные

рФ!сцмы

а,'овноео 0вцаапелл

Рис.

5.32. !а!зменение

нагрузки

на

двигатель

в период

разгона

судна

1'1зменяться

ло

внешней

харакпер!1сгпике (унасток

15_14).

|очка

характеризует

нафузку

по

окончании

разгона.

Ёа

рис'

5.32

пока-

}ана

динамика

изменения

нагру3ки

на

двигатель

в процессе

разго-

!|а

судна

предполо)!(ении'

что

при

медленном

разгоне

нагрузки

(-;удщ

основном

опреде.]тяться

полоя(ением

нормальной

винто-

:той

характеристики'

а при бьтсщом

ра3гоне

двигатель

будет вьтхо-

/1ить

на

внеп|ню1о

характеристику.

в этом

случае

двигатель

пере-

|'ру)кается

по моменц.

8ьттпе

рассматрив.шся

ре)ким

разгона

при

н!ш|ичии

8Ф1|].

9с-

|'ановка

с 3Р|]]

обеспечивает

более

быстрое

протекание

процесса

из-за

возмохности

полного использовани'1

мощности

двигателей

полу{ения

более

вь1соких тяговь|х

характеристик'

пропуль-

сивнь1х

установках

с 3Р1|]

[

после

запуска

мохет

некоторьлй

пе-

риод

работать

вхолостую

с экс|тлуатационной

частотой

вращену1я

5.4.

Ёеустановив|пиеся

рехимы работы

пропульсивного

комт1лекса

259

17"

{(Б

либо

бугуяи

разобщенньтм

ребньпм

ва./1ом в

соединительной

муфте,

либо

при

нейтральном полохении лопастей вР1п.

Ааль-

нейтпее

нагру'(ение |А

для

полу{ения судном хода и

развития

ну;пстой

скорости осуществл'1ется

разворотом

лопастей

8Р1||.

Фно

та!оке

дол]кно

бьлть

сцлленчатым с вьщерхками

на

кахдом проме-

)кшочном

ре)киме

нагруя(ения

для

постепенного

разощева

всех

частей

д14зе|1я

по

мере

увеличения

цикловой

подачи топлива. 3

противном с]цчае' так )ке

как

и при бьтстром нафу'(ении |А,

ра-

ботатощего

на

БФ11|, возмо)кнь| нару|шения нормальной

работьл

|!,

отказы.

Аля

предупрехдения отка3ов

в системе

дАу

гд вьодятоя

вре-

менные про2раммь|

управленця.

?акие программь|

реализу]отся

оптимизаторе,

которь:й

пощ/чает

информацию от

тахогенератора

датчила

тотш1ивоподачи' т.е.

от поло)кения

рейки

тг{вд.

3ащита

от перефузк|1

ду[зеля

осущесты1яется

во

всем

диапазо_

не

и3менения

частоты

вращения

щ/тем р{ень|пени'[

1шага

винта.

Р оль

рееуляпора

на?рут'си

вь|полняют

устройства

автоматической

коррекщии 1пага'

позволяющие ота6илизировать

ре){(им работьт.

!ейству

я совместно

регулятором

скорости'

поддер)|(ива|ощим

заданнь:й скоростной

рехим

(и

сопв|),

решл'{тор

нагрузки при

различнь|х

вне!пних

воздействиях на винт

(всщенньтй

ветер'

вь|-

ход

на мелководье' в лед и

т.п')

измоняет

поло)кение

лопастей так,

чтобьп сохранилось неизменнь1м заданное профаммой

полох<ение

органа

управлени'{

подачей

тот1'1ива

|э-:

Ап),

при этом сохра}ш!-

|отся

значения

Р'и

}х|,

!изеля.

Ре>;<имь[работьт |!

устанавлива1от-

ся в соответству|и

прощаммной харакгеристикой 1'':

|@)

(Рис,

5.33), которая

не

до.]ш(на

вь|ходить

за

предель| ощайинительной

характеристики

ду|3еля

А''.'',:

7(и).

9то

достигается

насщойкой

рецлятора

нафузки.

Ёастройкой

рецл'{тора

нафузки

мо)кно та1оке задавать опти_

м€шьные программь| нафу]кения

дизоля

штя

обеспечения эконо-

мичности,

догцстимых

нащу3ок' мощности' что особенно в,т;кно

д'|я

судов'

работающих

в 1пироком

диапазоне

и3менения сопро_

тцвлен14я

двихению

судна

(буксиры'

щаулерь:).

Рецлятор

нафуз_

ки

обьтчно

осуществляет только

автоматическу|о

корре!с{ию !пага

при

заданной частоте вращения' а не

автоматический

вь!ход

на

рехим

полного

хода по

временной прощамме.

€истема

программного ощаничения нагрузки вступает в

дей_

ствие

во

всех слу{;ш|х'

когда

факгинеская

топливоподача

превь|-

1пает

допустиму1о

при

данной

частоте

вращения, что возникает не

только

во

время

нару|пени'{

статит{еского

рехима работьп А9}л

под

действием

вне1пних возт!гу|цений, но та1от<е при бьтстром

увеличе-

нии

то]]]1ивоподачи во врем'!

щ/сков

ди3еля'

|[ри этом

рецлятор

б)

птр

||тр

100 п0

/20

3|!0 +00

600

520

п'мцн'1

Рис.

33.

[!рограммнь|е

характер

у,сту.ку.

рецляторов

нагрузки

дизели

6во76

(тА *Ёовомиргород")

при настройке

на

0,97Р.*''

)

0,91 Р.^,'

(2);

дизели

Рс-2у400

(т/х

(инхенер

€иорукоБ]);

холостой

ход

при

нулевом шаге

8Р['1];

момент

начала

работь:

рецлятора

нагру3ки

(момент

загорания

оигнальной

лампьг);

рехим

работьг

!-.!,

на номинальной

частоте вращения

ди3еля;

управление А3!

по нагру3очной

характеристике (л

505 мин-1)

ограни11ения

нащузки

действует

как

3амедлитель

нащу'(ения

|!,

что играет

поло)кительггу!о

роль

при

вводе

!39

в ходовой

ре)ким'

но

нехелательно

при

маневрировании

судна в

эксц)ем:1'|ьнь!х

ус-

ловиях.

Больлшинство

фирм,

постав'|я!ощих

8Р111

системь|

у1рав'|е-

ния'

реа]1изу|от

в своих

системах

определенные

отработаннь1е

программь!

изменения

!шага винта

и частоть| вращени'{

(рис.

5.34)

Рис.

5.34.

[!рограммь:

изменения

ц!ага

впнта

частоть|

вращения

!(8:

частота

вращения

(8;

2-щаг

винта;3

кривая

предельной

мощности

/-'!-'---'-

телеграфа

!\)

{

п!п**,Ё | |!*,*

260 [лава

3ксплуапаццонные

реэ!сцмы

2лавно2о

0вцеатпелл

5.4. Боустановив!лиеся

рехимь]

работы

прогульоивного

комплекса

261