Материал: Двигатель

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»

Кафедра: «Энергетические установки и тепловые двигатели»

Лабораторная работа

«Испытание судового дизеля 6 ЧН 25/34 по винтовой и ограничительной характеристикам»

Выполнили:

Студенты группы

17-КС-1

Проверил:

Зеленов С.Н.

Нижний Новгород, 2020 г.

1.Цель работ

Целью лабораторных работ является ознакомление с методикой проведения стендовых испытаний по снятию винтовой характеристики судовых дизелей. Подобные испытания про­водятся дизелестроительными предприятиями при выпуске дизелей, а данные стендовых испытаний используются при их технической эксплуатации.

Теоретическая часть

2. Описание дизельного стенда

Дизельный стенд состоит из судового дизеля 6 ЧН 25/34 и гидро­тормоза Фруда, смонтированных на общем фундаменте. Стенд оснащен необходимыми системами и контрольно-измерительными» приборами для измерения основных параметров.

2.1.Дизель 6 чн 25/34

Дизель 6 ЧН 25/34 является шестицилиндровым, четырехтактным, нереверсивным, тронковым, с газотурбинным наддувом.

Основные технические данные следующие:

Диаметр цилиндра, мм – 250,

Ход поршня, мм - 340

Мощность-номинальная, кВт - 330

Частота вращения номинальная, об/мин - 500

Среднее эффективное давление, МПа - 0,795

Среднее давление конца сжатия, МПа - не менее 3,9

Максимальное давление сгорания, МПа - не более 6,9

Порядок работы цилиндров.- 1-4-2-6-3-5

Удельный расход топлива, кг/кВт*ч - 0,224 + 5%

Сорт топлива - ДС или ДЛ ГОСТ 4749-73 или ЛО 2 но ГОСТ 305-73

Удельный расход масла, кг/кВт*ч - 0,002 + 5%

Сорт масла – М1OB₂ ТУ 38-101-278-72

Противодавление на выпуске, кПа - не более 3

Топливная система (рис.1) состоит из цистерны основного запаса топлива I, топливоперекачивающего насоса 2, фильтра 3, расходной топливной цистерны .4, мерного бачка, установленного на весах 5 и элементов топливной системы дизеля 6 - топливоподкачивающего насоса, фильтра, насосов высокого давления, форсунок и т.д.

Система смазки (рис.2) включает расходный масляный бак 1, ручные насосы для заполнения системы 2 и предварительной прокачки мас­лом дизеля перед пуском, двухсекционного масляного насоса 3, двух фильтров грубой очистки 4, фильтра тонкой очистки 5, маслохолодильника с терморегулятором 6 и элементов масляной системы дизеля 7

Система охлаждения - двухконтурная (рис.3). Насос наружного контура охлаждения 1, так же, как и насос внутреннего контура 2, приводится от коленчатого вала дизеля. Вода к насосу наружного контура поступает из напорного бака 3, в котором автоматически поддержива­ется заданный уровень. После прохождения водомасляного холодильника 4 вода направляется в канализацию. Система внутреннего контура охлаждения, помимо насоса, включает водяной холодильник 5 и расширительный бак 6. От верхней части дизеля 8 предусмотрен отвод паровоздушной смеси в расширительный бак.

Система сжатого воздуха (рис.4) включает в себя электрокомпрессор 1 с влагомаслоотделителем 2, пусковой баллон емкостью 200 литров и давлением 3 МПа 3. Предусмотрено также заполнение баллона воздухом от газоотборных клапанов дизеля 4.

Система газовыпуска состоит из газовыпускного трубопровода, компенсатора и глушителя.

Подача воздуха к дизелю осуществляется непосредственно из помещения лаборатории.

Дизель оснащен всережимным регулятором прямого действия, на местном посту управления установлены приборы контроля основных параметров по воде, маслу, топливу, выпускным газам, частоте вращения и наддуву (рис.5). На щите дистанционного контроля установлены приборы контроля за температурой воды и масла и давлением масла.

2.2 Гидравлический тормоз

Гидротормоз является поглотителем энергии дизеля и служит для его загрузки. Водоснабжение тормоза осуществляется от напорного бака 7 (рис.3). Совершаемая дизелем работа превращается в тепло. нагревающее воду, которая в дальнейшем сбрасывается в канализацию.

Статор тормоза (рис.6) лежит в подшипниках, закрепленных на станине, и имеет возможность поворачиваться под действием реактивного момента, равному крутящему моменту, приложенному к ротору. Реактивный момент с помощью системы рычагов передается на силоизмеритальный механизм. Регулирование нагрузки осуществляется кла­паном, установленным на

выпускной магистрали тормоза. При этом большее прикрытие клапана соответствует большей нагрузке дизеля.

На посту управления тормоза установлены приборы, показывающие частоту вращения и крутящий момент.

3. Подготовка дизельного стенда к испытаниям

3.1. Подготовка дизеля к пуску

Перед пуском дизеля следует выполнить следующие работы:

- проверить давление в пусковом баллоне, при необходимости подка­чать воздух;

- проверить, правильно ли поставлены все краны и запорные клапаны для сжатого воздуха, топлива, масла и охлаждающей воды на дизеле и гидротормозе;

- прокачать маслосистему дизеля ручным насосом в течение 1-2 минут.

3.2. Подготовка гидротормоза

3.2.1. Тарировка тормоза

При работе тормоза вращению вала сказывают сопротивление не только силы гидравлического сопротивления и трения колеса ротора о воду, но и силы трения в подшипниках ротора и сальниках. Эти сила действуют также на статор тормоза и в конечном счете передаются на измерительный

механизм. Так как силы трения в подшипниках и саль­никах зависят от частоты вращения, то тарировку необходимо произ­водить на работающем дизеле. Тарировка заключается в установке ры­чагов' на статор тормоза при работающем дизеле с последующим подвешиванием съемных грузов и фиксированием отклонения визира измери­тельного механизма.

Длина рычага выбрана из расчета отстояния оси подвески съемных грузов от осп вращения 1610 мм, благодаря чему 100% загрузке дизе­ля соответствует масса съемных грузов 400 кг.

При тарировке сила веса рычага предварительно уравновешивается рычагом, подвешенным с противоположной стороны тормоза. Момент от сил трения в подшипниках и сальниках легко определяется подвеской грузов к рычагу, при которых стрелка силоизмерительного механизма устанавливается на «О» при работе дизеля.

Результаты- тарировки гидротормоза при работе дизеля на номинальной частоте вращения сведены в таблицу.

Таблица 2

3.2.2 Заполнение водой

Заполнение водой тормоза производятся открытием клапана системы водоснабжения; воздух удаляется открытием воздушных клапанов.

4 Пуск дизеля, обслуживание во время работы и остановка

4.1. Порядок пуска дизеля

Для пуска дизеля необходимо открыть запорный вентиль пускового баллона и перевести рукоятку поста управления в положение «пуск». Как только частота вращения достигнет 200 об/мин, рукоятка ставится Положение «работа». После этого запорный вентиль пускового закрывается.

4.2.Проверка работы после пуска, прогрев и прием нагрузки

После пуска немедленно проверить параметры работы дизеля по при­борам на щите. Проверить работу дизеля на слух, осмотреть дизель и убедиться в отсутствии подтеканий в соединениях водяных, масляных и топливных

трубопроводов. Установить требуемую частоту вращения в соответствии с режимом испытаний. Переводить дизель с холостого хода на режим выше 25% мощности разрешается только при температуре масла не ниже 15°C и воды + 30°С, на режим 50-100% мощности - при, температуре масло на ниже + 25°С и воды + 50°С. Работать на холостом ходу свыше 30 минут не следует так как при отсутствии нагрузки ухудшается горение, закоксовываются распылители форсунок и пригорают поршневые кольца

5. Понятие о винтовой характеристике

Винтовая характеристика представляет собой зависимость мощности или крутящего момента, развиваемых дизелем, от частоты вращения при работе на гребной винт.

В основу винтовых характеристик положено взаимодействие корпуса судна и гребного винта, являющегося потребителем анергии дизеля, необходимой для движения судна.

Для водоизмещающих судов при движении их в диапазоне оптимальных с точки зрения гидромеханики скоростей зависимость эффективной мощности N_е от частоты вращения п имеет вид:

Ne=An³ или Ne₁/Ne₂=(n₁/n₂)³

Выражение для крутящего момента определяется формулой

М=Вn² или M₁/M₂=(n₁/n₂)²

Одна из основных особенностей работы по винтовой характеристике -быстрое падение мощности при снижении частоты вращения. Это наглядно видно из следующей таблицы:

Частота вращения в % 100 90 80 70 60 50 40 30

от номинальной

Мощность дизеля в % 100 73 51 34 22 12 6,4 3,7

от номинальной

Длительная надежная работа дизеля с частотой вращения меньше 50-60% затруднительна, так как процессы смесеобразования и сгорания топлива ухудшаются, масло разжижается топливом и частицы по­следнего выбрасываются в газовыпускную систему.

Порядок проведения испытаний

После пуска и прогрева дизеля последовательно, начиная с минимальной нагрузки, ручкой управления дизеля устанавливают требуемые частоты вращения, с клапаном управления гидротормоза - требуемые тормозные моменты.

После выхода дизеля на установившийся режим по сигналам руководителя испытаний производятся измерения расхода топлива по весам и секундомеру (целесообразно производить определение времени, расхода топлива по весам в количестве 1 кг при номинальной мощности и 75% от поминальной и 0,5кг при меньшей загрузке).

В это время измеряются противодавление выпуску Рп температура выпускных газов во всех девяти точках системы tв.г. , записываются показатели параметров системы смазки и охлаждения tм ,Рм , tв, Pв давление наддувочного воздуха Pн по максиметру определяется максимальное давление горения топлива Рz .