Режимы работы главного двигателя судовой дизельной энергетической установки, страница 23

Изменение шага гребного винта на первом этапе происходит довольно быстро, а скорость судна снижается медленно. В связи с уменьшением шага гребного винта частота вращения вала возрастает, а относительная поступь гребного винта снижается. Так как установки с ВРШ, как правило, снабжены всережимными регуляторами, то увеличение  двигателя бывает непродолжительным. По мере уменьшения шага гребного винта  уменьшается его скольжение

.

На первом этапе, вследствие уменьшения шага гребного винта снижается его момент сопротивления  (рис. 2.23). Ввиду некоторого запаздывания работы регулятора эффективный крутящий момент, развиваемый дизелем , оказывается больше . Это вызывает увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя. После срабатывания регулятора подача топлива в двигатель уменьшается и  снижается. При дальнейшем повороте лопастей гребного винта наступает такой момент, когда  становится больше  и частота вращения коленчатого вала двигателя уменьшается. После воздействия регулятора на рейку топливного насоса двигателя наступает равновесие моментов на коленчатом валу двигателя и на валу гребного винта. На рис. 2.23 показано, что в некоторый момент времени процесса реверсирования  становится отрицательным. Однако так бывает не всегда; в ряде случаев минимальное значение момента сопротивления гребного винта составляет 30÷35% от начального.

На втором этапе реверсирования эффективный крутящий момент двигателя может превысить номинальное значение, особенно при экстренном реверсировании. Это обусловливает необходимость иметь определенный запас по эффективному крутящему моменту двигателя, особенно для тех судов, у которых экстренное реверсирование может случаться часто. Кроме того, для всех установок с ВРШ дизели следует оснащать всережимными регуляторами и обеспечивать совместное управление ВРШ и двигателем. На теплоходах типа «Новомиргород» предусмотрено одновременное управление положением лопастей ВРШ и подачей топлива двигателя с помощью одной рукоятки. Благодаря этому реверсирование осуществляется быстро, причем перегрузок по эффективному крутящему моменту двигателя не наблюдается.

Особенности работы главных двигателей на судах ледового плавания. Режим работы главных двигателей зависит от типа судна, района и условий плавания. Суда ледового плавания могут двигаться автономно или в составе каравана. В первом случае судно самостоятельно проходит ледовое поле, двигаясь к месту назначения. Автономное плавание совершают, в частности, ледоколы при вскрытии ледовых перемычек в низовьях рек, при встрече судов каравана, спасательных операциях. Линейные ледоколы возглавляют также караваны транспортных судов при плавании в ледовой обстановке. В этих операциях принимают участие и вспомогательные ледоколы, роль которых может сводиться к расширению канала, образованного линейным ледоколом, к окалыванию застрявших и подтягиванию отстающих судов. Вспомогательные и портовые ледоколы чаще всего используются для работы в неарктических замерзающих морях, в портах, на рейдах в зимнее время. Ледокольно-транспортные суда, если это допускает мощность энергетической установки и приспособленность корпуса, могут совершать самостоятельное плавание в сплошных ледовых полях небольшой толщины или в разреженном битом льду. При форсировании ледовых полей сравнительно небольшой толщины и при плавании в разреженном битом льду суда ледового плавания могут сохранять постоянную скорость. Главные двигатели будут работать на установившихся режимах, но с более высокими нагрузками, чем при плавании в свободной воде. При этом средняя нагрузка на двигатели не превышает 50÷75% номинальной, особенно в случае движения в составе каравана, во время проводки судов, не приспособленных к плаванию в ледовых условиях, когда скорость каравана невелика. Однако, наиболее характерными являются неустановившиеся режимы работы главных двигателей. Это объясняется тем, что при плавании во льдах (особенно тяжелых) сопротивление движению судна непрерывно меняется, вызывая изменение скорости, относительной поступи винта и его КПД. Имеет место частое изменение мощности, потребляемой винтом. Ледяные поля, особенно большой толщины, ледоколы обычно преодолевают набегами. Неизбежные при этом остановки, реверсы, разгоны приводят к частым и резким изменениям нагрузки на главные двигатели. Число реверсов в течение 1 ч может составлять 20÷30, причем по мере увеличения толщины льда это число увеличивается. Примерно такие же режимы характерны для операций по окалыванию застрявших судов.