Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Неустановившийся режим — работа

На неустановившихся режимах работы двигателя может происходить весьма быстрое изменение параметров газового потока во времени. В этом случае нестационарность течения должна специально учитываться соответствующими уравнениями движения. [17]

При неустановившемся режиме работы скважины в различных по коллекторским свойствам частях ствола ГС пр эисходят переходные процессы и их можно зафиксировать, в том числе и эффект Джоуля-Томсона. [18]

При неустановившемся режиме работы скважин их исследуют методом прослеживания скорости подъема уровня жидкости в насосной скважине после ее остановки и методом прослеживания скорости восстановления забойного давления после остановки фонтанной скважины. [19]

На неустановившихся режимах работы двигателя в результате неоднородности состава смеси, поступающей в цилиндры, пробивное напряжение в отдельных цилиндрах может значительно отличаться, а в некоторых случаях могут наблюдаться даже пропуски зажигания. [20]

При неустановившемся режиме работы сухого элемента ( вновь установленного) через некоторое время рекомендуется проверить постоянство напряжения. [21]

Чем отличаются установившиеся и неустановившиеся режимы работы . [22]

В докторской диссертации Неустановившийся режим работы горячих трубопроводов П. И. Тугуновым были представлены результаты экспериментального изучения темпер а турного поля грунта вокруг горячего трубопровода, определены эффективные коэффициенты теплоотдачи от наружной: поверхности трубы в грунт в процессах щрогрева и охлаждения: трубопровода, обоснован методами математической статистики: необходимый объем измерений при контроле за работой: горячего трубопровода. [23]

Как видно, неустановившиеся режимы работы автомобильного двигателя во многом определяют его токсические показатели. С целью снижения повышенной инерционности топливоподающих систем, являющейся причиной повышенных выбросов вредных веществ на режимах разгона, в конструкции бензиновых двигателей вводят сложные быстродействующие системы приготовления топливовоз-душной смеси заданного состава, стабилизации температурного режима, впрыск бензина во впускной коллектор. Наиболее эффективны системы с использованием электронных схем. В дизелях, на которых с целью их форсирования все более широко используется турбонаддув, применяют малоинерционные турбокомпрессоры с высокой частотой вращения ротора. [24]

В докторской диссертации Неустановившийся режим работы горячих трубопроводов П.И. Тугуновым были представлены результаты экспериментального изучения температурного поля грунта вокруг горячего трубопровода, определены эффективные коэффициенты теплоотдачи от наружной поверхности трубы в грунт в процессе прогрева или охлаждения трубопровода, обоснован методами математической статистики необходимый объем измерений при контроле за работой горячего трубопровода. Большой вклад был внесен П.И. Тугуновым в разработку пуска горячих трубопроводов в эксплуатацию, а также их циклической работы. Им обосновано безопасное время остановки горячих трубопроводов, изучена динамика изменения температуры потока и потерь давления в процессе пуска, даны рекомендации по рациональному применению тепловой изоляции трубопроводов и резервуаров. [25]

В начальный период неустановившегося режима работы дуги модель для исследования теплообмена была защищена от воздействия течения. [26]

Однако, если рассматривать неустановившиеся режимы работы , связанные с передачей крутильных колебаний через ГДТ, особенно в области высоких частот, то использование дифференциального уравнения баланса энергии нецелесообразно. [27]

Принято считать, что неустановившийся режим работы возникает только во время периодической эксплуатации малодебитных скважин. [28]

Линия в указывает на неустановившийся режим работы пласта или на ошибки при исследованиях. [29]

Дизели при эксплуатации имеют установившиеся и неустановившиеся режимы работы . Под установившимся режимом работы подразумевают такой, при котором указанные выше основные параметры рабочего процесса остаются постоянными и не зависят от времени. [30]

Двигатель 6NVD AU

Неустановившиеся режимы работы. Режим работы при пуске

Реверсивно-пусковые качества двигателя являются одним из важнейших факторов, определяющих безопасность мореплавания в сложных ситуациях: при входе в порты, следовании узкостями, плавании в условиях интенсивного судоходства. Пусковые режимы кратковременны, но среднегодовое число пусков двигателей транспортных судов 800–900, пассажирских судов 1200–1500. Число пусков за одну швартовку достигает 20–30 и более при периодичности 30–120 с. Пусковые условия оказывают влияние на характер протекания рабочего процесса двигателя, состояние тепловой и механической напряженности его узлов и деталей, интенсивность изнашивания трущихся пар и, в конечном счете, определяют надежность и долговечность работы двигателя.

При пуске двигателя ухудшаются условия для самовоспламенения и сгорания топлива, что объясняется пониженным температурным режимом стенок камеры сгорания и переохлаждением пускового воздуха при его расширении в цилиндре. Это приводит к увеличению периода задержки воспламенения топлива, вследствие чего возрастает скорость нарастания давления, достигая 1,5 – 2 МПа на 1 гр. ПКВ и может повышаться максимальное давление сгорания.

Механическая и тепловая напряженность двигателя увеличиваются вследствие возрастания динамических показателей рабочего процесса. Кроме того, рост напряжений в деталях двигателя объясняется сменой режимов работы при повторных пусках и особенно при резком изменении нагрузки двигателя, когда меняется не только характер действующих усилий, но также зазоры и посадки в сопряженных рабочих узлах. Надо учитывать и изменение условий смазывания трущихся поверхностей, возможность нарушения гидродинамической масляной пленки. Условия становятся еще более жесткими при пуске холодного двигателя и использовании тяжелых топлив с низким значением цетанового числа, характеризующего способность топлива к самовоспламенению.

На характер нарастания нагрузок влияют также конструктивные особенности двигателя: форма камеры сгорания, схема газообмена, давление впрыскивания топлива в пусковой период, способ пуска (раздельный или смешанный), пусковая цикловая подача топлива.

При пуске двигателя на сжатом воздухе увеличивается степень неравномерности вращения коленчатого вала, которая при определенных условиях может достигать значений 1/10 и более. Это происходит вследствие пропуска вспышек в отдельных цилиндрах из-за ухудшения условий для воспламенения топлива.

На пусковых режимах происходит интенсивное изнашивание трущихся пар, особенно цилиндровых втулок. По статическим данным износ втулки за каждый пуск примерно равен износу за 6 – 10 ч стабильной работы на режимах полного хода. Наблюдается и повышенная химическая коррозия от воздействия серной, угольной и азотной кислот, образующихся вследствие конденсации паров воды на поверхности втулок из-за низкой температуры.

Читать еще:  Двигатель ваз 2106 почему нет компрессии

Таким образом, режимы пуска относятся к наиболее напряженным режимам работы двигателя, на долю которых приходится наибольшее число отказов и повреждений.

Для создания более благоприятных условий пуска двигателя и повышения надежности работы в пусковой период осуществляют следующие мероприятия: предварительный постепенный прогрев двигателя путем подогрева воды в системах охлаждения цилиндров, поршней, форсунок; подогрев смазочного масла в циркуляционной системе до 40 – 45 гр.; пуск двигателя на дизельном топливе, обладающем хорошей способностью к самовоспламенению; повышение давления впрыскивания топлива для улучшения качества смесеобразования; подогрев пускового воздуха для предотвращения его переохлаждения при расширении; выбор наиболее рациональных значений пусковой частоты вращения и цикловой подачи топлива. Эти факторы тщательно исследуют и находят непосредственное отражение в математических программах обеспечения автоматических систем управления.

Режимы прогревания и остывания двигателя

Прогревание двигателя, ввод в режим эксплуатационной нагрузки, снижение нагрузки и внезапная остановка относятся к переходным режимам, во время которых в деталях ЦПГ возникают значительные термические напряжения, а скорость изменения температур деталей и перепады температур по толщине стенки цилиндра достигают максимальных значений.

Во время пуска и при повышении нагрузки двигателя вследствие резкого, неравномерного повышения температуры рабочих узлов меняется зазоры в трущихся парах и условия смазывания, характер трения приближается к границам полужидкостного и полусухого. Наиболее интенсивный рост температуры наблюдается в течение первых 40 – 60с после перехода двигателя на работу на топливе. Основные детали ЦПГ прогреваются. Головка поршня нагревается почти мгновенно, воспринимая поток теплоты от воздействия пламени, юбка прогревается значительно медленнее вследствие теплопроводности материала. Быстрому нагреву подвержены также верхняя часть цилиндровой втулки и днище крышки цилиндра. Чем быстрее нарастает нагрузка двигателя, тем больше рост температур, а следовательно, и их перепад в различных частях деталей.

Неравномерный прогрев втулки цилиндра приводит к ее деформации, а повышенный нагрев поршня приводит к уменьшению зазора между ними, что в свою очередь способствует повышенному износу трущихся поверхностей.

Температурный перепад и скорость нарастания температур в значительной мере зависят от начального теплового состояния двигателя, поэтому для всех главных и особенно мощных малооборотных двигателей предварительное прогревание перед пуском обязательно в соответствии с требованиями завода-изготовителя. Чем больше масса двигателя, тем больше тепловая инерция деталей ЦПГ и, следовательно, более длителен процесс прогревания.

Предварительно прогретый двигатель может быстро выводиться на режим 50%-ной нагрузки. В дальнейшем нагрузку увеличивают ступенями с выдержкой времени на каждой ступени, что оговаривается конкретно для каждого двигателя в инструкции по эксплуатации. В системах автоматического дистанционного управления режимы прогревания заложены в программы обеспечения, причем предусматривается несколько вариантов ввода двигателя в режим: экстренный (аварийный) с выводом на номинальную частоту вращения за 30 – 60с; ускоренный – за 12 – 20 мин; нормальный – в течение времени, предусмотренного в инструкции (до 1,5 – 2 ч).

При планируемой остановке понижение нагрузки двигателя начинается заблаговременно с получением сообщения с мостика. Нагрузка понижается до 50% номинальной шестью – семью ступенями с выдержкой времени на каждой ступени 2 – 5 мин. На пониженной нагрузке до начала маневров двигатель должен отработать не менее 30 мин.

При экстренной остановке необходимо принять меры для поддержания температурного режима охлаждения и смазывания на нормальном рабочем уровне.

При остановке двигателя и получении команды о том, что он больше не потребуется, необходимо обеспечить его постепенное равномерное охлаждение. Для этого двигатель продолжают прокачивать охлаждающей водой и циркуляционным маслом до установления нулевого перепада температур на входе и выходе. Запрещается сокращать время ввода в режим и вывода двигателя из ходового режима за исключением аварийных случаев.

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ НЕУСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

Для оценки экологических качеств легковых автомобилей в Российской Федерации применяются два вида ездовых циклов — так называемый простой городской и внегородской цикл (рисунок 1).

Рис. 1 Цикл испытаний JS08

Типичные режимы движения автомобиля задаются ездовым циклом, состоящим из этапов холостого хода, разгона, установившегося движения, замедления и торможения.

Количество эквивалентных режимов определяется исходя из анализа графика ЕЦ. Каждый этап разгона в ЕЦ представляется числом точек, соответствующих числу используемых при разгоне ступеней коробки передач. Каждый этап равномерного движения представляется одной точкой, а этапы холостого хода и замедления – точкой холостого хода. Городской ездовой цикл по ГОСТ Р 41.83-2004 (рис. 4) в соответствии с предлагаемой методикой представляется 12-ю режимами [2,3].

Методика определения эквивалентных режимов базируется на следующих допущениях, связанных со спецификой испытательного оборудования:

• неустановившиеся режимы разгонов АТС заменяются установившимися режимами испытаний на нагрузочном стенде;

• режимы принудительного холостого хода заменяются режимом холостого хода с повышенными оборотами коленчатого вала двигателя.

Исследуя закономерность изменения параметров работы (рисунок 2) в неустановившихся режимах работы двигателя можно заметить, что максимальное увеличение расхода топлива наблюдается в режиме разгона с частоты вращения 2400 мин -1 и в режиме торможения с частотой вращения 2600 мин -1 ; температуры отработавших газов также имеют максимальные значения на этих режимах.

Читать еще:  Что такое cda на двигателе пассат

Рис. 2 Изменения параметров работы в неустановившихся режимах работы двигателя ЗМЗ — 4062

Таким образом, исследованиями определены области неустановившегося процесса существенно влияющие на износ двигателя, на которые необходимо обратить наибольшее внимание в исследованиях для улучшения экономических и экологических характеристик транспортных ДВС.

Литература

Салова Т.Ю., Сивов А.А. Снижение токсичных выбросов автотранспортных двигателей //Известия международной академии аграрного образования. СПбГАУ. — 2011, №12, С.57 – 59.

2 Салова Т.Ю., Сивов А.А Моделирования работы нейтрализатора оксидов азота на неустановившихся режимах работы двигателя //Вестник Таджикского технического университета № 3(16) 2011, с.91-99.

3 Салова Т.Ю., Сивов А.А. Исследование показателей работы нейтрализатора оксидов азота бензинового двигателя при эксплуатации автомобилей в городских условиях //Известия международной академии аграрного образования. СПб.: СПбГАУ № 13 (том 2), 2012, с.76-81.

Неустановившиеся режимы работы

Неустановившиеся режимы характеризуются переменными по времени нагрузками двигателя, частотой вращения, тепловым состоянием деталей цилиндра. Практика показывает, что большая часть аварий происходит на неустановившихся режимах — при пусках, реверсах, выводе двигателя на режим полного хода, работе в штормовых условиях Управление судном в штормовых условиях , сбросе нагрузки и остановке. Рассмотрим особенности работы двигателей на неустановившихся режимах и общие требования, предъявляемые к ним Правилами технической эксплуатации и Правилами Регистра.

Пуск дизеля

По данным Балтийского морского пароходства, главные двигатели транспортных судов в среднем пускаются 800 — 900 раз в год; на пассажирских судах — до 1200 — 1500 пусков в год. На судах рыбопромыслового флота с прямой передачей мощностей на винт фиксированного шага дизель пускается до 50 — 100 раз в сутки.

Запуск двигателя на морском судне — единственное средство приведения в действие гребного винта, а реверс двигателя (пуск на задний ход) — единственное средство остановки и изменения направления движения судна с винтом фиксированного шага в наиболее ответственные моменты эксплуатации (при маневрировании на стесненной экватории порта, при движении по сложному фарватеру, для предотвращения последствий навигационной ошибки и т.д.). Поэтому пускореверсивные качества дизеля с прямой передачей мощности на винт являются важнейшими эксплуатационными показателями.

Запуск судового дизеля осуществляется за счет энергии предварительно сжатого воздуха. Воздух хранится в баллонах под давлением 25-30 кг/см 2 . В соответствии с требованиями Регистра, запас воздуха в баллонах без их пополнения должен обеспечить 12 последовательных пусков и реверсов двигателей, непосредственно работающих на винт фиксированного шага. При наличии винта регулируемого шага или при электродвижении запас воздуха в баллонах должен обеспечить 6 последовательных пусков.

Все главные судовые дизели могут запускаться из любого положения коленчатого вала. Как правило, все цилиндры имеют пусковые клапаны. Подача пускового воздуха в цилиндры начинается в районе ВМТ (φ1 = 1 — 6° пкв после ВМТ) и заканчивается при повороте коленчатого вала на угол φ2 = 65 — 110° пкв после ВМТ. Для запуска вспомогательных двигателей с числом цилиндров 2-5 (в зависимости от тактности) их необходимо устанавливать в пусковое положение. В последние годы некоторые вспомогательные двигатели запускаются с помощью встроенной воздушной турбинки без пусковых клапанов и привычной системы пуска.

Можно выделить в общем случае 4 фазы пуска:

  1. Подготовка к пуску;
  2. Пуск на воздухе, раскрутка двигателя до частоты вращения, обеспечивающей работу на топливе;
  3. Продолжение раскрутки на воздухе с одновременными вспышками топлива в некоторых цилиндрах;
  4. Прекращение подачи пускового воздуха, разгон двигателя до требуемых оборотов на топливе.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации, подготовка двигателя к пуску включает в себя внешний осмотр двигателя, подготовку к работе систем пуска, топливо и воздухоснабжения, циркуляционной и цилиндровой смазки Проверка и регулировка лубрикаторов цилиндровой смазки , охлаждения элементов двигателя. Как правило, обеспечивается прогрев двигателя с помощью систем охлаждения и циркуляционной смазки и проворачивание его при открытых индикаторных кранах с помощью валоповоротного устройства. После отключения валоповоротного устройства двигатель проворачивается на воздухе при открытых индикаторных кранах и только после этого проверяется в работе на топливе.

Собственно пусковые качества двигателя оцениваются 2-мя показателями: временем пуска-реверса и количеством затрачиваемого воздуха на один пуск. Рассмотрим, от чего зависят эти показатели на основе уравнение движения системы двигатель-валопровод, которое можно записать в виде:

М д в = I ( d w / d τ ) + М т р + М с ж + М в

  • где Мдв — момент движущей силы двигателя;
  • Мтр — момент от сил трения в элементах движения (в подшипниках и в парах поршень-втулка);
  • Мсж — момент на сжатие воздуха в неработающих цилиндрах;
  • Мв — момент, развиваемый винтом;
  • ℑ (dw/dτ) — момент от сил инерции движущихся масс при разгоне двигателя.

Величины моментов ℑ (dw/dτ), Мсж, Мв определяются свойствами системы двигатель-валопровод-винт и практически не зависят от механика. Момент сил инерции определяется ускорением, с которым раскручивается двигатель. Момент на винте Мв жестко связан с частотой вращения (Мв = сn 2 ) и зависит от загрузки судна.

Момент от сжатия воздуха Мсж действует в самом начале пуска, когда сжимается воздушный заряд в цилиндрах, которые находились в районе нижней мертвой точки в момент страгивания коленчатого вала. В дальнейшем, если при переходе через верхнюю мертвую точку в этих цилиндрах не произошло вспышек, сжатый воздух, расширяясь, компенсирует затраты энергии на его предварительное сжатие.

Наиболее существенным эксплуатационным фактором, определяющим качество пуска, является момент от сил трения Мтр. Силы трения зависят от теплового состояния двигателя. У не прогретого дизеля высокая вязкость смазки, что увеличивает силы трения в подшипниках и в цилиндрах, приводит к возрастанию количества пускового воздуха на преодоление этих сил.

Читать еще:  Шаговой двигатель для драйвера схема принципиальная

В то же время, у холодного дизеля увеличен теплоотвод от воздушного заряда при его сжатии в цилиндре, что требует повышения минимальной частоты вращения nmin для обеспечения вспышек в цилиндрах и еще более увеличивает расход пускового воздуха. Указанные обстоятельства требуют от механика прогрева двигателя перед пуском.

Момент движущих сил Мд определяется давлением пускового воздуха. Чем больше давление, тем больше момент и меньше время раскрутки двигателя до минимальных оборотов nmin, при которых обеспечивается вспышка топлива. На рис. №1 приведены зависимости угла раскрутки до nmin, от давления пускового воздуха Рв. Как видно, при Рв = 30 бар nmin достигается через 30° пкв после страгивания коленчатого вала; при Рв = 10 бар этот угол увеличивается до 120 — 150° пкв, пусковые качества ухудшаются.

Рис. 1 Зависимость частоты вращения двигателя 6RD76 при пуске от давления пускового воздуха

В то же время, давление пускового воздуха определяет его расход. Как видно из рис. 2, при максимальном давлении Рв = 25 — 30 бар расход воздуха в 3 — 4 раза больше, чем Рв = 15 бар. Причина повышенного расхода воздуха при больших давлениях — чрезмерная раскрутка двигателя до оборотов, превышающих минимально необходимые.

Так, при Рв — 30 бар в момент начала вспышек мгновенная частота вращения составляет п ≈ 39 об/мин, хотя требуется nmin = 20 об/мин. Поэтому целесообразно для снижения расхода пускового воздуха и экономии моторессурса воздушного компрессора поддерживать на маневрах несколько сниженное давление в пусковых баллонах.

Расход пускового воздуха в значительной степени зависит от способа управления двигателем и от способа пуска (раздельный или смешанный). При дистанционном автоматизированном управлении расход воздуха увеличивается в 2 и более раза (рис. 2). Датчики системы ДАУ обычно настраиваются на выключение подачи пускового воздуха при высоких частотах вращения (с целью обеспечить запуск при самых тяжелых условиях — дизель холодный, судно в полном грузу). В нормальных условиях для сокращения затрат пускового воздуха управление двигателем целесообразно передавать из рулевой рубки в ЦПУ.

Рис. 2 Зависимость расходов пускового воздуха от его давления при пуске с местного поста (МПУ) и при дистанционном управлений (ДПУ)

Способ пуска влияет на пусковые качества на конечных фазах. При раздельном пуске двигатель раскручивается сначала только на воздухе, а затем — только на топливе (после установки топливной рейки на подачу поступление пускового воздуха в цилиндры прекращается, 3-я фаза пуска отсутствует).

При смешанном пуске топливная рейка устанавливается на подачу до страгивания коленчатого вала. Поэтому как только достигается минимально необходимая частота вращения nmin, в некоторых цилиндрах появляются вспышки, увеличивающие движущий момент Мд . Двигатель разгоняется одновременно как на воздухе, так и на топливе, время разгона сокращается; пусковой рычаг можно устанавливать на “0” после 2-3 вспышек.

Поэтому считается, что пусковые качества двигателей, имеющих смешанный пуск, лучше (двигатели фирмы Зульцер, МАН, Фиат, Сторк). При применении автоматизированной системы дистанционного управления, когда топливная рейка приводится от регулятора частоты вращения, двигатели со смешанной системой пуска фактически пускаются по раздельной схеме.

Раздельный пуск применяется в двигателях фирм Бурмейстер и Вайн, Гетаверкен. Раскрутка двигателя на воздухе происходит до частоты вращения, превышающая nmin, с целью гарантии запуска при переводе на топливо. При этом увеличивается расход пускового воздуха. Увеличение расхода воздуха требуется не только для раскрутки двигателя, но и для раскручивания вала газотурбонагнетатсля и последующего воздухоснабжения двигателя с импульсным газотурбинным наддувом после прекращения подачи пускового воздуха.

Появление первой вспышки в цилиндре не является гарантией дальнейшей устойчивости работы двигателя на топливе. В дальнейшем из-за неудовлетворительного распыливания топлива, низкого теплового уровня цилиндров могут появиться пропуски вспышек, двигатель может “заглохнуть”. Это приводит к повторным пускам, необходимости “передержки” двигателя на воздухе.

Следует обратить внимание на возможность жесткой работы двигателя при пуске, повышения износов цилиндров, механической и тепловой напряженности Изменение тепловой напряженности . При малых подачах топлива ухудшается его распыливание, что может привести к увеличению периода задержки самовоспламенения i возрастает в 5-9 раз), пропуску вспышек в цилиндре, скоплению топлива на головке поршня. После воспламенения топлива показатель жесткости рабочего процесса ΔР/Δφ может возрасти в 2-3 раза, достигая значений 6-7 кг/см 2 на градус пкв и даже выше. При этом значительно увеличивается механическая напряженность подшипников (головного, мотылевого, рамового).

Увеличение износов происходит, если до пуска на зеркале цилиндра отсутствует масляная пленка. При этом наблюдается сухое трение пары поршень-втулка. Для предотвращения сухого трения предусматривается в период подготовки двигателя к пуску прокачка системы цилиндровой смазки вручную (там, где есть такая система).

Тепловые напряжения цилиндра могут увеличиваться сверх допустимого при пусках горячего двигателя, не успевшего остыть после работы на полном ходу. При подаче пускового воздуха его температура из-за расширения в цилиндре значительно ниже 0°С, что создает большие термические напряжения в районе пускового отверстия. При накоплении теплосмен это может привести к усталостным разрушениям крышки.

Таким образом, для повышения надежности работы двигателя необходимо стремиться к сокращению количества пусков.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector