Stany eksploatacyjne okretowych silników spalinowych.pdf

(8022 KB) Pobierz
Jan Kazimierz Wlodarski
Stany eksploatacyjne
okretowych silników
spalinowych
2
WAZNIEJSZE OZNACZENIA 4
l. STANY EKSPLOATACYJNE SILNIKA 6
1.1. Stan pracy i charakterystyki silnika 6
1.2. Eksploatacyjne stany obciazenia silnika 8
1.2.1. Stany ustalone 9
1.2.2. Stany nieustalone, procesy przejsciowe 13
1.3. Zmiany obciazenia silnika w procesie uzytkowania 15
1.3.1. Obciazenia manewrowe 16
1.3.2. Praca silnika w warunkach pogody sztormowej 18
1.4. Przebieg cyklu roboczego w procesie przejsciowym 20
1.5. Procesy przejsciowe a niezawodnosc silnika 21
2. OBCIAZENIA CIEPLNE 22
2.1. Wymiana ciepla w ukladzie tlok-cylinder 23
2.2. Kryteria oceny obciazen cieplnych 30
2.3. Ouasi-ustalony stan obciazenia ukladu tlok-cylinder 34
2.4. Obciazenia cieplne w procesach przejsciowych 36
3. OBCIAZENIA MECHANICZNE 41
3.1. Ouasi-ustalony stan obciazenia 41
3.2. Obciazenia mechaniczne w procesach przejsciowych 43
4. WPLYW CZYNNIKÓW KONSTRUKCYJNYCH I EKSPLOATACYJNYCH
NA OBCIAZENIA SILNIKA 48
4.1. Wskazniki procesu roboczego 48
4.1.1. Srednie cisnienie efektywne 48
4.1.2. Predkosc obrotowa 49
4.1.3. Wspólczynnik nadmiaru powietrza 50
4.1.4. Kat wyprzedzenia wtrysku 50
4.2. Luzy tloka 53
4.3. Parametry powietrza doprowadzanego do cylindra 53
4.4. Chlodzenie tloka, glowicy i tulei cylindrowej 56
4.5. Uklad wymiany czynnika roboczego 58
4.5.1. Charakterystyki ukladu doladowania 58
4.5.2. Wspólpraca silnika z turbosprezarka 59
4.5.3. Ocena warunków pracy ukladu wymiany czynnika roboczego 60
4.6. Wplyw niesprawnosci ukladu wymiany czynnika roboczego na warunki pracy silnika 61
4.6.1. Filtr powietrza 61
4.6.2. Sprezarka powietrza 63
4.6.3. Chlodnica powietrza 65
4.6.4. Organy wymiany czynnika roboczego 67
4.6.5. Siatka ochronna przed turbina 68
4.6.6. Turbina gazowa 68
4.6.7. Uklad wydechowy 71
4.6.8. Wahania cisnienia powietrza i gazów 73
4.6.9. Podsumowanie 73
4.7. Pompowanie turbosprezarek 74
5. PRACA SILNIKA Z OBCIAZENIAMI CZESCIOWYMI 76
5.1. Minimalna predkosc obrotowa stabilnej pracy silnika 76
5.2. Wplyw wybranych czynników na stabilnosc pracy silnika z minimalnymi
predkosciami obrotowymi 76
5.2. l. Praca aparatury paliwowej 77
5.2.2. Samozaplon i spalanie 81
5.3. Spalanie paliwa przy malych predkosciach obrotowych 81
5.3.1-Osady i nagary 81
5.3.2. Zanieczyszczenie atmosfery 83
5.4. Dynamika silnika podczas pracy na malych obrotach 85
3
6. STANY AWARYJNE 87
6.1. Praca silnika z wylaczonym cylindrem 87
6.1.1. Uklad korbowo-tlokowy w ruchu 87
6. l .2. Wylaczenie elementów ukladu korbowo-tlokowego 89
6.2. Wplyw wylaczenia cylindra na dynamike silnika 91
6.2.1. Stopien nierównomiernosci biegu 91
6.2.2. Drgania skretne walu 92
6.2.3. Drgania podstawy silnika 94
6.3. Zuzycie paliwa 94
6.4. Praca silnika z uszkodzona turbosprezarka 95
6.5. Praca silnika z uszkodzona chlodnica powietrza 96
6.6. Praca silnika z uszkodzonymi krzywkami 96
6.7. Pozar w przestrzeniach powietrza przedmuchowego 97
6.8. Pozar w skrzyni korbowej 97
7. WPLYW PROCESU STARZENIA NA WARUNKI PRACY SILNIKA 99
7.1. Zuzycie ukladu tlokowo-korbowego 99
7.2. Zuzycie aparatury paliwowej 104
7.2. l. Zuzycie pary precyzyjnej pompy paliwowej 105
7.2.2. Napiecie sprezyny wtryskiwacza 108
7.2.3. Zuzycie pary precyzyjnej rozpylacza 108
7.2.4. Kompleksowy wplyw zuzycia aparatury paliwowej 109
7.3. Niesprawnosci aparatury paliwowej 110
7.3.1. Uszkodzenia pompy paliwowej 110
7.3.2. Uszkodzenia przewodów wysokiego cisnienia 110
7.3.3. Niesprawnosci wtryskiwaczy 110
4
Wazniejsze oznaczenia
a - przyspieszenie tloka [m/s ]
c -predkosc (ogólnie) [m/s]
C t - srednia predkosc tloka [m/s]
c p , c v - cieplo wlasciwe przy stalym cisnieniu i stalej objetosci [kJ/kg K], [kJ/kmol K]
C - sztywnosc walu [Nm/rad]
d - srednica (ogólnie) [mm], [m]
D - srednica cylindra [m]
D s - srednica sruby napedowej [m]
f - powierzchnia (ogólnie) [mm 2 ], [m 2 ]
F - powierzchnia tloka [m 2 ], [cm 2 ]
E - energia [J], [kJ]
g - przyspieszenie ziemskie [m/s ]
g - jednostkowe zuzycie czynnika (ogólnie)
g e , g d - jednostkowe zuzycie paliwa [g/kWh], powietrza [kg/kWh]
G - modul sprezystosci postaciowej materialu [N/m 2 ]
G k .G d - natezenie przeplywu powietrza przez sprezarke i przez silnik [m 3 /s]
h t - nastawa pompy paliwowej
H - skok sruby napedowej
I n - biegunowy moment bezwladnosci [m 4 ], [cm 4 ]
k - rzad harmonicznej
k - ogólny wspólczynnik przewodzenia ciepla od gazu do czynnika chlodzacego [W/(m 2 K)]
l - dlugosc korbowodu [m]
L p , L pt - ilosc powietrza rzeczywiscie doprowadzonego do spalenia l kg paliwa i teoretycznie potrzebna [kml/kg]
L t , Le - praca teoretyczna obiegu i praca efektywna [J], [kJ]
m - masa (ogólnie) [kg]
M - moment skrecajacy [Nm]
M o , M s - moment obrotowy silnika i sruby napedowej [MN m]
n - predkosc obrotowa walu [l/min]
n 1 , n 2 - wykladnik politropy sprezania i rozprezania
N - sila normalna w ukladzie korbowo-tlokowym [N], [kN]
Ne, Ni - moc efektywna, indykowana [kW]
p - cisnienie (ogólnie) [Pa], [MPa], [bar]
pe,pi - srednie cisnienie efektywne, indykowane [MPa], [bar]
P - sila (ogólnie) [N], [kN]
P g , P b - sila nacisku gazów, sila bezwladnosci [N], [kN]
Q, Q o - cieplo doprowadzone do obiegu, cieplo odprowadzone [J], [kJ]
r - promien wykorbienia walu korbowego [m]
R - stala gazowa [kJ/(kg K)]
S -skok tloka [m]
S - entropia [J/(kg K)]
t - czas [s], [h]
ts - sumaryczna sila styczna odniesiona do powierzchni tloka [N/m 2 ]
T - temperatura (ogólnie) [°C], [K]
T a , p a - parametry powietrza na wlocie do cylindra
T c , p c - parametry powietrza na koncu suwu sprezania
T d , p d - parametry powietrza doladowujacego
T o , p o - parametry otoczenia
T t , p t - parametry czynnika za zaworem wydechowym
T s - sila styczna [N], [kN]
v - predkosc [m/s, Mm/h]
V - objetosc (ogólnie) [m 3 ], [dm 3 ]
W d - dolna wartosc opalowa paliwa [kJ/kg]
5
a g , a w - wspólczynniki przekazywania ciepla od gazu do scianki i od scianki do
czynnika chlodzacego [W/(m 2 K)]
b - wspólczynnik przemiany molekularnej
b - kat wychylenia korbowodu [°]
d - stopien rozprezania
d c - stopien nierównomiernosci dawki paliwa na cykl
d n - stopien nierównomiernosci biegu
e - stopien sprezania
g r - wspólczynnik zanieczyszczenia ladunku spalinami (reszta spalin)
h e , h i , h t - wspólczynnik sprawnosci efektywnej, indy kowanej, teoretycznej
h sp - wspólczynnik sprawnosci sprezarki
h v - wspólczynnik napelnienia cylindra
j - kat obrotu walu korbowego [°WK]
j 1,2,3 - katy wyprzedzenia wtrysku [°OWK]
j v - izobaryczny przyrost objetosci (stopien przyrostu objetosci)
j p - izochoryczny przyrost cisnienia (stopien przyrostu cisnienia)
k - wykladnik adiabaty sprezania
l - wspólczynnik nadmiaru powietrza
l d - stopien doladowania silnika
l p - wspólczynnik przeplukania
l sum - ogólny (sumaryczny) wspólczynnik nadmiaru powietrza
l s - wspólczynnik przewodzenia ciepla przez scianke [W/(m K)]
u - czestosc drgan poprzecznych silnika [l/s]
Pk, Ps - stopien przyrostu cisnienia w sprezarce i spadku cisnienia w turbinie
r - gestosc czynnika (ogólnie) [kg/m 3 ]
t - czas przemieszczenia wykorbienia o kat (p [s]
ts - zwloka samozaplonu paliwa [°OWK]
w - predkosc katowa walu [rad/s]
we - czestosc drgan wlasnych [rad/s]
w - czestosc zmian momentu wzbudzajacego [rad/s]
Wazniejsze skróty uzywane w pracy
OWK - obrót walu korbowego
GMP - górne martwe polozenie tloka
DMP - dolne martwe polozenie tloka

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin