Режимы работы главного двигателя судовой дизельной энергетической установки, страница 18

Изменение нагрузки на двигатель в период разгона судна может быть проиллюстрировано рис. 2.19. В установке с прямой передачей на ВФШ при отсутствии разобщительных муфт во время пуска двигателя одновременно начинает вращаться гребной винт. В первый момент скорость судна близка к нулю, поэтому нагрузка на дизель будет изменяться по швартовной винтовой характеристике  до пересечения ее с регуляторной характеристикой двигателя  (участок 1-2), соответствующей определенному положению рычага управления всережимным регулятором. Далее по мере увеличения скорости судна нагрузка снижается по регуляторной характеристике двигателя (участок 2-3). В точке 3 судно заканчивает разгон до скорости, определяемой винтовой характеристикой II. Дальнейший разгон до достижения требуемой скорости судна осуществляется по винтовой характеристике (участки 3-5 ÷ 13-14).Для этой цели рукоятка управления всережимным регулятором устанавливается в ряд промежуточных положений, соответствующих регуляторным характеристикам двигателя. Обычно на каждом промежуточном положении регуляторной характеристики двигателя делается выдержка, необходимая для достижения соответствующей скорости судна и для установления теплового состояния двигателя. Заштрихованные площадки соответствуют работе двигателя, затрачиваемой дополнительно для разгона судна. Ступенчатый разгон судна позволяет затрачивать меньшую работу двигателя и исключает вероятность его перегрузки.

Рис. 2.19. Изменение нагрузки на двигатель в период разгона судна

В случаях экстренного разгона судна рукоятка управления всережимным регулятором после запуска двигателя сразу переводится из положения  в положение, соответствующее номинальной частоте вращения коленчатого вала. Рейка топливного насоса высокого давления передвигается регулятором в положение, соответствующее максимальной подаче топлива. Это приводит к тому, что изменение эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала в период разгона происходит по более крутой винтовой характеристике (на рис. 2.19 – по характеристике, соответствующей относительной скорости судна  = 0,4). В точке 15 двигатель выходит на внешнюю номинальную скоростную характеристику двигателя. При дальнейшем разгоне судна нагрузка на двигатель будет изменяться по внешней номинальной скоростной характеристике двигателя (участок 15-14). Точка 14 характеризует нагрузку на двигатель по окончании разгона судна.

На рис. 2.19 показана динамика изменения нагрузки на двигатель в процессе разгона судна в предположении, что в одном случае (при медленном разгоне судна) нагрузки будут в основном определяться положением винтовой характеристики, а при быстром разгоне судна двигатель будет выходить на внешнюю номинальную скоростную характеристику. В этом случае двигатель перегружается по величине эффективного крутящего момента.

Выше рассматривался режим разгона при наличии ВФШ. Установка с ВРШ обеспечивает более быстрое протекание процесса разгона судна благодаря возможности полного использования эффективной мощности двигателей и получению более высоких тяговых характеристик судна.

Условия работы двигателя при разгоне судна зависят от способа управления подачей топлива и от закона перемещения органов управления двигателем.

Изменение нагрузки на двигатели при циркуляции судна. По характеру воздействия нагрузки на главные двигатели весь маневр циркуляции судна следует разделять на участки входа и выхода из циркуляции и участок движения с постоянным радиусом циркуляции. На первых двух участках двигатели работают на неустановившихся режимах, вызванных изменением скорости судна, угла дрейфа, угла перекладки руля. При сохранении радиуса циркуляции двигатели работают на установившихся режимах, отличных, однако, от тех, которые имели место во время хода судна на прямом курсе. При циркуляции судно движется не только по радиусу, но и с дрейфом; скорость его падает при той же частоте вращения гребного вала, гребные винты работают в косом водяном потоке, КПД их снижается. В связи с этим нагрузка на двигатель возрастает. Увеличение нагрузки на двигатель зависит от скорости, от форм обвода корпуса судна, конструкции рулей и угла их перекладки.