СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГД СУДНА
Главный двигатель судна (ГД) представляет собой дизель, нагруженный на винт. Возможности регулирования частоты вращения ГД обычно невелики, и наилучшим решением задачи обеспечения маневренности судна является применение винта регулируемого шага (ВРШ).
Статические характеристиками ГД с ВРШ определяются при постоянной частоте вращения и постоянных моментах ГД и ВРШ. При изменении величины подачи h топлива механические характеристики ГД M=f Д ( w ) образует семейство по h (рис.21.1). При изменении угла l разворота лопастей винтовые характеристики ВРШ M=f B ( w ) образуют семейство по l (рис.21.1).
Если ГД работает с подачей топлива на уровне h2, а разворот лопастей винта равен l 2, частота вращения w 0 и момент М0 на валу ГД и на винте определяются точкой 0 пересечения соответствующих характеристик семейств ГД и ВРШ.
Если скачком увеличить подача топлива от h2 до h3, то сначала при неизменнойчастоте w 0 момент ГД увеличится до значения, определяемого точкой 1, а затем частота будет возрастать по линии 1-2. Новый установившийся режим будет определяться точкой 2.
Если скачком уменьшить разворот лопастей от l 2 до l 1, то сначала при неизменной частоте w 0 момент сопротивления ВРШ скачком уменьшится до значения, определяемого точкой 3, а затем частота будет возрастать по линии 3-4. Новый установившийся режим будет определяться точкой 4.
Если при неизменной подаче топлива на уровне h2 (это работа ГД (без регулятора частоты вращения) разворот лопастей будет изменяться от значения l 1 до значения l 3, то частота вращения будет изменяться по линии 4-0-5 в больших пределах Dw БР, определяемых положением точек 4 и 5. В практике при изменении разворота лопастей l от минимального до максимального значений изменение частоты вращения ГД не оборудованного регулятором частоты вращения (РЧВ) недопустимо велико и ГД, либо останавливается по перегрузке, либо частота вращения чрезмерно возрастает (ГД идёт в разнос).
|
|
|
Если одновременно с увеличением разворота лопастей ВРШ от l 1 до l 3 применяя РЧВ увеличивать подачу топлива от h1 до h3, то частота вращения будет изменяться по линии 7-0-6 в небольших пределах Dw, определяемых положением точек 7 и 6. При этом момент нагрузки ГД будет изменяться в больших пределах D M, что не опасно для работы ГД. Линия 7-0-6 называется регуляторной характеристикой ГД, который оборудован РЧВ. Эффективность работы РЧВ оценивается коэффициентом наклона kPX регуляторной характеристики, который определяется как отношение относительного изменения Dw / w 0 частоты вращения ГД к относительному изменению D M /M0 его момента
(21.1)
|
|
|
При применении астатического РЧВ, который должен содержать И-часть (интегральную часть), регуляторная характеристика будет строго вертикальной, что соответствует неизменности частоты вращения ГД при изменении момента нагрузки. Такое регулирование применяют в тех случаях, когда на винт работает только один ГД. Если на один винт работают в параллель два ГД, то только один ГД может иметь РЧВ астатический, а другой ГД должен оборудован РЧВ статического типа, чтобы регуляторная характеристика была наклонной. Такое сочетание регуляторов позволяет эффективно решать задачи равномерного распределения между ГД момента нагрузки винта с обеспечением запаса устойчивости.
Построения, приведённые на рис.22.1, позволяют ответить на вопрос, соответствует ли точке пересечения характеристик ГД и ВРШ устойчивый режим работы системы ГД-ВРШ? Для ответа на этот вопрос допустим, что величина частоты вращения случайно отклонится от значения w 0. Если далее система ГД-ВРШ самопроизвольно вернётся в первоначальную точку 0, то система будет устойчивой. В противном случае система будет неустойчива.
Пусть частота вращения случайно уменьшилась до величины w 5. При этой частоте момент вращения ГД будет определяться точкой 5, а момент сопротивления винта - точкой 8. Так как вращающий момент больше момента сопротивления, то система будет ускоряться и частота вращения будет возрастать. Аналогично при случайном увеличении частоты вращения до значения w 2 в системе будет снижаться частота вращения, так как вращающий момент ГД в точке 9 будет меньше момента сопротивления винта в точке 2. Система будет устойчива при любом отклонении частоты от w 0. Здесь устойчивость определяется взаимным расположением в точке пересечения 0 механической характеристики ГД и винтовой характеристики ВРШ. Как видно из рис.21.1, в точке 0 наклон винтовой характеристики больше наклона механической характеристики ГД. Следовательно, условие устойчивости режима, определяемого точкой 0 пересечения винтовой и механической характеристик является положительность так называемого фактора устойчивости ГД, определяемого выражением
|
|
|
(21.2)
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 541; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!