Расчет судового двигателя внутреннего сгорания. Анализ конструкции судовых двигателей различных типов. Общий вид дизельного двигателя серии MAN B&W S50-98MC, страница 16

S''= R

Ł                      4                          ł

=1,40  (1+cos(75,00))+ 0,47 (1-cos(2 75,00)) » 2,07 м.

Ł                          4                                ł

Истинный объем цилиндра в момент начала процесса выпуска, Vцв:

Vцв =Vцс-к +p D2 S''=0,08+p0,702 2,07»0,88 м3 – точка Bи на диаграмме.

4                           4

Истинное давление в цилиндре в момент начала процесса выпуска, pцв: pг pцв = вц = 015,88,00 »1,59 МПа – точка Bи на диаграмме.

Ł цгд ł      Ł 0,15ł

Для качественной оценки протекания рабочего цикла в судовых двигателях внутреннего сгорания используется индикаторная диаграмма. Важнейшим параметром, получаемым из данной диаграммы, является ее площадь, определяемая путем планиметрирования. При отсутствии планиметра диаграмма разбивается на ряд геометрических фигур (прямоугольники) площадь которых несложно определить; общая площадь равна сумме площадей этих фигур.

Масштаб оси абсцисс расчетной индикаторной диаграммы, Mv:

М v » 0,01 м3 / мм – принимается из опыта эксплуатации.

Масштаб оси ординат расчетной индикаторной диаграммы, Mp:

М p » 0,10 МПа/ мм – принимается из опыта эксплуатации.

Площадь расчетной индикаторной диаграммы, Ai:

Ai » 2308,51 мм2 – определяется по диаграмме.

Среднее индикаторное давление, отнесенное к полному ходу поршня двигателя, pi:

pi » 2,12 МПа – определено ранее.

Расчетное среднее индикаторное давление, отнесенное к полному ходу поршня двигателя, pi':

A M     M pi '= i           v              p = 2308,51 0,01 0,10 » 2,14 МПа.

V                        1,08

Отклонение значения pi от pi' после выполнения анализа, Δ:

D= pi '- pi 100 % = 2,14 - 2,12 100 % » 0,85%. pi '  2,14

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания принимается, что отклонение значения pi от pi' должно находиться в интервале D£ 5,00% .

Расчетная индикаторная диаграмма представлена ниже (рис. 13):

 

Рис. 13. Расчетная индикаторная диаграмма.

3.1.8. Выводы по результатам анализа

Основные выводы по результатам расчета:

•  Уровень форсировки судового двигателя заданного типа по параметрам pк, pi, pe достаточно высок. Поршневая мощность двигателя, представляющая собой отношение максимальной эффективной мощности к площади всех поршней:

 N p = pNeD 2 = 186303,14,000,702 » 8016,54 кВт/ м2 . 6,00

4                         4

Данный параметр характеризует степень форсирования двигателя – удельную нагрузку на поршни и динамическую напряженность деталей двигателя при работе. Для высокофорсированных двигателей данный параметр находится в интервале Np > 4400,00 кВт/м2;

•  Результаты анализа рабочего цикла судового двигателя заданного типа в большой степени приближены к реальным данным по его эксплуатации. Расхождения между расчётными и действительными величинами не превышает 1,00%;

•  Для обеспечения требуемой мощности судового двигателя заданного типа Ne ≈ 18630,00 кВт требуемое давление наддува pк ≈ 0,53 МПа;

•  Эффективный коэффициент полезного действия судового двигателя заданного типа по данным расчёта ηe ≈ 0,32 значительно меньше паспортного значения. Это определяется погрешностями, заложенными в методику расчёта, предложенную В.И. Гриневецким и Е.К. Мазингом.        

3.2. Оценка параметров газообмена и наддува двигателя

Основной целью проведения оценки параметров газообмена и наддува двигателя является определение условий протекания газообмена в цилиндре дизеля, а также установление достаточности энергии газов для организации наддува. В общем случае качество газообмена характеризуется тремя основными показателями:

•  Коэффициентом остаточных газов, γог;

•  Коэффициентом избытка воздуха, αв;

•  Коэффициентом наполнения, μ.