содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

4.7.3. Практическое использование ходовых характеристик судна и характеристик двигателей

Ходовые характеристики судна и характеристики двигателей позволяют решать ряд важных практических задач, возникающих в процессе эксплуатации.

1. Определение режима работы пропульсивной установки и условий плавания. Для судов с ВФШ определение производится по рис. 4.13; для судов ВРШ, работающих с переменной частотой вращения,— по рис. 4.14 при заданных Н/D, п и замеренной скорости судна; для судов с ВРШ, работающих с постоянной частотой вращения, — по рис. 4.16 при заданном Н/D и замеренной скорости.

Пример 1. При свободном ходе судна с «=130 об/мин его скорость оказалась равной v =10,2 уз (на рис. 4.13 точка а). Мощность двигателя Ne = 1100 кВт. Точка. а лежит на характеристике D. На данном режиме двигатель имеет резерв мощности, так как рабочая точка лежит ниже верхней ограничительной характеристики (линия Мн = const), следовательно, скорость свободного хода судна в этом случае может быть увеличена до 10,8 уз за счет повышения частоты вращения двигателя до 138 об/мин. Из рис. 4.22, а находим, что при Ne = 1100 кВт удельный расход топлива gе = 220 г/ (кВт • ч). Часовой расход топлива будет G =geNe =242 кг/ч.

Пример 2. При свободном ходе судна с Н/D = 0,7 и « = 190 об/мин его скорость оказалась равной v = 11 уз. По универсальной ходовой характеристике судна (см. рис. 4.14) устанавливаем Ne = 1330 кВт и G = 315 кг/ч (способ определения показан стрелками). Одновременно на рис. 4.14 видно, что рабочая точка располагается левее характеристики А.

2. Предотвращение перегрузки главных двигателей и контроль за их техническим состоянием. Для предотвращения перегрузки двигателя Необходимо в процессе эксплуатации следить за тем, чтобы рабочая точка на ходовой характеристике не выходила за пределы верхней ограничительной характеристики.

О техническом состоянии двигателя (качественном протекании рабочего процесса, правильности регулирования фаз газораспределения и топливоподачи, о степени износа ЦПГ можно косвенно судить по соответствию часового расхода топлива развиваемой мощности. Так, по данным примера 2 из рис. 4.14 видно, что рабочая точка не выходит за пределы верхней ограничительной характеристики £ц = const. Следовательно, двигатель не перегружен.

Непосредственно замеренные мощность двигателя и расход топлива составили Ne = 1340 кВт и G = 350 кг/ч. Близкие значения мощности двигателя, замеренные и определенные по рис. 4.14 свидетельствуют о том, что гребной винт находится в нормальном состоянии. Превышение замеренного расхода топлива примерно на 11 % по сравнению с определенным на рис. 4.14 свидетельствует об ухудшении технического состояния двигателя.

3. Проверка состояния гребного винта. Опыт эксплуатации траулеров показывает, что основными причинами повреждения ВРШ (обрыв крепления лопастей, их деформация и поломка, утечка масла из ступицы, потеря винта) являются удары по траловой доске, льдине и другим плавающим предметам, а также намотка на винт орудий лова. На гидродинамические характеристики гребного винта существенно влияют коррозионно-эрозионный износ и наросты на лопастях.

Необходимо периодически производить проверку состояния винта, поскольку от этого зависят ходовые и тягово-скоростные качества судна. При хорошем состоянии гребного винта замеренная мощность главных двигателей должна соответствовать мощности, определенной по ходовой характеристике судна.

Пример. При свободном ходе с ip = 25° скорость судна оказалась v = 11 уз. По этим данным из рис. 4.16 устанавливаем NB = 1230 кВт. Замеренная мощность составила 1300 кВт. Следовательно, состояние лопастей винта существенно ухудшилось.

4. Проверка состояния подводной части корпуса. При обрастании подводной части корпуса потребляемая винтом мощность возрастает. Чем больше влево от характеристики А для свободного хода отклоняется рабочая точка, тем выше степень обрастания. Контроль следует производить при хорошей ветроволновой обстановке и после проверки состояния гребного винта.

Пример. При свободном ходе в штиль с и= 130 об/мин скорость судна оказалась v = 10 уз. Из рис. 4.19 для чистого корпуса при 130 об/мин имеем v = 11,3 уз. Следовательно, за счет обрастания корпуса скорость судна снизилась на 1,3 уз (12 %).

5. Установление оптимальных режимов работы пропульсивной установки с ВРШ, работающей с переменной частотой вращения. Для этого необходимо совместить ходовую характеристику судна с универсальной характеристикой двигателя, как показано на рис. 4.25. Оптимальные режимы работы пропульсивной установки будут соответствовать точкам касания линий v = idem и G = idem в координатах Ne-n (линиям А), поскольку на этих режимах заданная скорость судна достигается при минимальном часовом расходе топлива.

Например, при ходе судна с v2 оптимальный режим соответствует точке а ; при работе в точках Ь и с та же скорость обеспечивается при большем расходе топлива. На рис. 4.26 представлены совмещенные характеристики судна и главного двигателя в координатах с логарифмическими шкалами. С достаточной для практики точностью оптимальные режимы (и программы управления) определяются линиями А, которые проводятся между а и Ъ. Линии а соответствуют режимам наиболее экономичной работы двигателя при заданной мощности и соединяют максимумы кривых v = idem. Линии Ь определяют оптимальные режимы работы ВРШ и проводятся через минимумы кривых v = idem; они соответствуют линиям Н/D = 0,75. Из рис. 4.25 легко определяются зависимости (H/D)0pt = /(п) — линии А, которые можно использовать для выбора оптимальных режимов, а также для корректирования штатных программ (если на судне предусмотрено программное управление). Так, при тралении с v = 4 уз оптимальный режим соответствует п = 173 об/мин и (Н/Д) opt = 0 ,63; расход топлива при этом составит примерно 260 кг/ч. При неудачном выборе режима (например, п = 218 об/мин и Н/D = 0,44) та же скорость достигается при G = 300 кг/ч (в 1,15 раза больше). Совмещенные характеристики судна и двигателя, кроме того, позволяют оценивать соответствие комплекса ВРШ—двигатель: чем ближе располагаются друг к другу линии а и Ь, тем лучше спроектирован комплекс. Для судов, работающих на двух характерных режимах (свободный ход, траление), ВРШ следует проектировать так, чтобы линия его оптимальной работы b при свободном ходе располагалась несколько правее линий экономичной работы двигателя а , а при тралении — левее этой линии.

Целесообразность снижения частоты вращения двигателя (винта) при эксплуатации на частичных нагрузках отмечается во многих работах. В частности, по данным японских исследователей, полученным в результате испытаний судна „Тэнье Мару”, при тралении со скоростью 3,55 уз с увеличением угла разворота лопастей ВРШ с 13 до 16° и одновременном уменьшении частоты вращения с 282 до 234 об/мин мощность двигателя и расход топлива снизились на 33 %.