СЭУ, Модуль 6.2., Чистяков А.Ю., 13.03.11
Модуль 6.2
Эксплуатационные характеристики двигателей.
Для оценки мощностных, экономических и экологических показателей работы двигателя на различных режимах пользуются так называемыми эксплуатационными характеристиками двигателя. Следует различать характеристики собственно двигателя и характеристики потребителя энергии. Первые зависят от конструктивных особенностей самого двигателя, а вторые - от конструктивных особенностей потребителя энергии (корпуса, конструкции и технического состояния гребного винта) и режима плавания.
При проектировании дизельной установки необходимо добиваться правильного сочетания характеристик дизеля с характеристиками потребителя энергии. Только при соблюдении этого условия могут быть максимально использованы энергетические возможности дизелей.
Анализ эксплуатационных характеристик двигателя обычно заключается в оценке степени изменения его мощностных, экономических и экологических показателей, а также показателей механической и тепловой напряженности.
При построении эксплуатационных характеристик двигателя за независимую переменную принимается частота вращения коленчатого вала (гребного вала) или нагрузка, создаваемая на двигатель. В связи с этим характеристики двигателя разделяют на скоростные (внешние, частичные, экономические, винтовые, регуляторные, универсальные) и нагрузочные.
Поле допустимых режимов работы дизеля (рис. 6.2.1.) определяется положением ограничительных характеристик - максимальной 1, минимальной 2 мощности, а также номинальной регуляторной характеристикой 3 и минимально устойчивой частотой вращения коленчатого вала 4. На рис. 6.2.1. также нанесены внешние характеристики двигателя, снятые при подаче топлива, соответствующей номинальной 5 и максимальной 6 мощностям двигателя, а также регуляторная характеристика предельных частот вращения коленчатого вала 7.
Рис. 6.2.1. Поле допустимых режимов работы дизеля
Главные судовые двигатели обычно нагружаются гребным винтом. Если не предусматривается дополнительный отбор мощности, то для любого режима плавания мощность, развиваемая двигателем, будет определяться мощностью, потребляемой гребным винтом, с учетом потерь в передаче и в валопроводе.
При рассмотрении паспортных диаграмм судна эффективная мощность двигателя, подводимая к гребному винту, выражалась в функции от скорости движения судна. Для удобства анализа целесообразно эту диаграмму строить в координатах «эффективная мощность двигателя 
(или эффективный крутящий момент двигателя 
) - частота вращения гребного винта
,
, выражается через частоту вращения гребного винта
, коэффициент момента 
и диаметр винта 
следующим образом: 
.
Тогда мощность, потребляемая гребным винтом, 
.
Коэффициент момента 
зависит от относительной поступи гребного винта 
, а она - от соотношения скорости движения судна и частоты вращения гребного винта. Скорость судна при определенных условиях плавания является функцией частоты вращения гребного винта 
. Отсюда следует, что мощность, потребляемая гребным винтом, может быть выражена зависимостью
.
В случае если скорость судна изменяется пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя, а коэффициенты 
остаются постоянными и показатель степени 
(для водоизмещающих судов), то зависимость мощности, потребляемой гребным винтом 
, от частоты его вращения 
называется винтовой характеристикой потребителя и превращается в кубическую параболу 
.
Однако такая зависимость будет справедлива только для водоизмещающих судов при относительно невысокой скорости движения. Для судов такого типа показатель 
. Для полуглиссирующих судов показатель
, а для глиссирующих судов 
. Эффективная мощность двигателя, 
, передаваемая на привод гребного винта, определится из соотношения
,
где 
- КПД главной передачи и линии вапопровода, соответственно.Следовательно, винтовую характеристику потребителя можно представить как зависимость эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала, нагруженного гребным винтом. Вид винтовой характеристики потребителя зависит от типа и конструктивных особенностей самого гребного винта, от обводов корпуса судна, гидродинамических условий работы винта (состояния моря, осадки, глубины под килем, направления потока воды, обтекающего винт) и других факторов.
Для некоторых судов (траулеров, ледоколов, буксиров, китобойных судов и др.) характерно плавание в условиях значительных колебаний сопротивления воды движению судна, что резко изменяет крутизну винтовой характеристики.
Для определения диапазона частот вращения коленчатого вала и изменения эффективной мощности двигателя (если двигатель непосредственно связан с гребным винтом) внешнюю номинальную и частичные характеристики двигателя совмещают с винтовой характеристикой потребителя. При этом винтовая характеристика потребителя снимается при прямом свободном (без буксира) ходе судна на спокойной воде, чистом корпусе, нормальной осадке и при работе всех гребных валов и двигателей.
Для удобства анализа режимов работы двигателя по винтовой характеристике ее представляют обычно в виде кубической параболы 
. Это справедливо для большинства судов объемного водоизмещения. Коэффициент
определяется, как правило, по данным испытаний судна на режиме полного хода. Для конкретного судна при неизменных гидродинамических условиях работы гребного винта коэффициент 
сохраняется постоянным.
Внешняя номинальная характеристика двигателя (кривая 6 на рис. 6.2.2.) и винтовая характеристика потребителя (кривая 3) пересекаются при номинальной частоте вращения коленчатого вала, и двигатель по эффективной мощности и по эффективному крутящему моменту нагружен до номинальных значений. При изменении гидродинамических условий работы гребного винта значение коэффициента 
, т.е. «облегчение» винтовых характеристик потребителя. Этот режим работы характерен для плавания в балласте (кривая 1 на рис. 6.2.2.) или с несколько уменьшенной осадкой (например, вследствие недогруза судна объемными, но легкими грузами), при этом на номинальной частоте вращения потребная для обеспечения заданной скорости мощность будет меньше номинальной, а так как специфика ДВС не позволяет превысить номинальную частоты вращения более, чем на 3-5% и тем самым увеличить скорость судна – главные двигатели будут недогружены. В случае, если винтовая характеристика пересечется с внешней номинальной характеристикой на частоте, меньшей номинальной частоты вращения коленчатого вала, то коэффициент 
Рис. 6.2.2. Винтовые характеристики для различных условий работы судна
1 – «облегченная» винтовая характеристика при ходе порожнем в балласте; 2 – семейство нагрузочных характеристик, получаемых при переходе от одной винтовой характеристики к другой; 3 – расчетная винтовая характеристика; 4 – «утяжеленная» швартовная винтовая характеристика; 5 – ограничительная характеристика; 6 – внешняя номинальная характеристика.
Из анализа винтовых характеристик потребителя видно, что эффективные показатели работы двигателя, в том числе эффективная мощность и топливная экономичность, изменяются в очень широких пределах. В области малой частоты вращения коленчатого вала дизель в значительной степени недогружается, а экономичность резко ухудшается. Поэтому длительное использование дизеля на таких режимах нецелесообразно.
Минимальный эффективный удельный расход топлива достигается при частоте вращения коленчатого вала двигателя, составляющей 
.
В системе электропередачи, при работе дизеля на гребной ВРШ, а также на гребной винт ВФШ через гидростатическую и гидротрансформаторную передачи, главные дизели могут использоваться на различных нагрузочных режимах при постоянной частоте вращения коленчатого вала. В этом случае двигатель будет работать по нагрузочной характеристике, которая позволяет в процессе проектирования установок выбирать наиболее экономичные режимы использования дизелей при заданной частоте вращения коленчатого вала.
studfiles.net
Режимы работы электродвигателей – это определенный порядок чередования периодов, который характеризуется:
Так как существует множество режимов, выпуск двигателей для каждого из них нецелесообразен, поэтому серийные двигатели проектируются согласно ГОСТ для работы в восьми номинальных режимах. Номинальные данные содержатся в паспорте электродвигателя. Оптимальное функционирование агрегата гарантируется при его эксплуатации при номинальной нагрузке и в номинальном режиме.
Существуют три основных (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) и пять дополнительных режимов работы, условно маркированных согласно международной классификации S1-S8. Отечественные электромашиностроительные заводы в обязательном порядке включают номинальные данные на основные режимы в каталоги и паспорт агрегата.
Продолжительный режим (S1) предусматривает длительный и беспрерывный рабочий период, во время которого двигатель нагревается до установившейся температуры. Он может «подразделяться» на два вида:
Кратковременный режим работы электродвигателя (S2) характеризуется непродолжительным рабочим периодом (по стандартам 10, 30, 60, 90 минут) без нагрева двигателя до установившейся температуры с последующим его охлаждением во время паузы до температуры окружающей среды. В этом режиме действуют электроприводы запорных устройств (вентилей, шлюзов, заслонок и т.д.). В паспорте двигателя указывается продолжительность рабочего периода (например, S2 – 60 мин.).
Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя (S3) – режим, при котором в течение рабочего периода нагрев двигателя не достигает установившейся температуры, а во время паузы не происходит охлаждения до температуры окружающей среды. Он характеризуется непрерывным чередованием периодов работы под нагрузкой и вхолостую. Так функционируют электроприводы подъемных кранов, экскаваторов и лифтов, то есть устройств, действующих циклично.
Дополнительные режимы обозначены маркерами S4-S8. Они введены для более удобного эквивалентирования произвольных режимов и расширения номенклатуры номинальных режимов.
S4 – повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов. Каждый цикл работы включает в себя:
S5 – повторно-кратковременный режим с электрическим торможением. В цикл работы входят:
S6 – перемежающийся режим работы. Цикл работы состоит из:
В течение обоих периодов температура двигателя не достигает установившегося значения.
S7 – перемежающийся режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов. В каждый цикл включены:
Паузы данным режимом не предусмотрены.
S8 – перемежающийся режим с разными частотами вращения (2 или более). В цикл входят периоды:
Как и предыдущий, этот режим не содержит пауз.
Если вы знаете характеристики работы электродвигателей, вам не составит труда выбрать агрегат, оптимально подходящий для ваших целей. Указанная в каталогах мощность двигателя предусматривает его эксплуатацию в нормальных условиях в режиме S1 (если это не двигатель с повышенным скольжением). Превышение мощности при режиме S2 допустимо не более чем на 50% в течение 10 минут, 25% в течение 30 минут и 10% в течение 90 минут.
www.szemo.ru
Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.
.
режим работы двигателя — режим работы двигателя состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном… … Энциклопедия «Авиация»
режим работы двигателя — режим работы двигателя состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном… … Энциклопедия «Авиация»
режим работы двигателя — Рабочее состояние двигателя, характеризуемое совокупностью параметров, определяющих развиваемую им мощность (тягу), расход топлива, тепловую и динамическую напряженность его деталей … Политехнический терминологический толковый словарь
Расчётный режим работы двигателя — задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных частей компрессора, турбины, камеры сгорания … Энциклопедия техники
расчётный режим работы двигателя — расчётный режим работы двигателя задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных… … Энциклопедия «Авиация»
расчётный режим работы двигателя — расчётный режим работы двигателя задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных… … Энциклопедия «Авиация»
РЕЖИМ РАБОТЫ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ — рабочее состояние механизма, характеризуемое определ. сочетанием значений параметров его работы. Понятие режима работы суд. механизмов несколько условно, т. к. оно определяется кол вом параметров, замеряемых в конкретных условиях. Разнообразие… … Морской энциклопедический справочник
продолжительный номинальный режим работы — 3.11 продолжительный номинальный режим работы (S1): Режим работы при неизменной номинальной нагрузке, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех частей электрической машины, аппарата или прибора, при неизменной температуре… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
кратковременный номинальный режим работы — 3.12 кратковременный номинальный режим работы (S2): Режим, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения. При этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры всех частей… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
моторный режим работы — 3.14 моторный режим работы (motoring): Работа двигателя без топлива с отключенным зажиганием. Источник: ГОСТ Р 52946 2008: Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных и авиационных топлив. Моторный метод … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
dic.academic.ru
Рабочее состояние двигателя, характеризуемое совокупностью параметров, определяющих развиваемую им мощность (тягу), расход топлива, тепловую и динамическую напряженность его деталей.
Политехнический терминологический толковый словарь. Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. 2014.
Режим работы двигателя — состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном управлении или задатчика… … Энциклопедия техники
режим работы двигателя — режим работы двигателя состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном… … Энциклопедия «Авиация»
режим работы двигателя — режим работы двигателя состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном… … Энциклопедия «Авиация»
Расчётный режим работы двигателя — задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных частей компрессора, турбины, камеры сгорания … Энциклопедия техники
расчётный режим работы двигателя — расчётный режим работы двигателя задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных… … Энциклопедия «Авиация»
расчётный режим работы двигателя — расчётный режим работы двигателя задаваемый при проектировочном расчёте авиационного воздушно реактивного двигателя режим его работы. При проектировании определяются размеры проходных сечений проточной части двигателя и его составных… … Энциклопедия «Авиация»
РЕЖИМ РАБОТЫ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ — рабочее состояние механизма, характеризуемое определ. сочетанием значений параметров его работы. Понятие режима работы суд. механизмов несколько условно, т. к. оно определяется кол вом параметров, замеряемых в конкретных условиях. Разнообразие… … Морской энциклопедический справочник
продолжительный номинальный режим работы — 3.11 продолжительный номинальный режим работы (S1): Режим работы при неизменной номинальной нагрузке, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех частей электрической машины, аппарата или прибора, при неизменной температуре… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
кратковременный номинальный режим работы — 3.12 кратковременный номинальный режим работы (S2): Режим, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения. При этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры всех частей… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
моторный режим работы — 3.14 моторный режим работы (motoring): Работа двигателя без топлива с отключенным зажиганием. Источник: ГОСТ Р 52946 2008: Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных и авиационных топлив. Моторный метод … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
technical_terminology.academic.ru
Не секрет, что от режима работы двигателя автомобиля зависит его долговечность и экономия топлива. Чем сильнее мы давим на педаль «газа», тем больше обороты двигателя, расход соответственно увеличивается, но так ли это плохо?..
Чем же опасны низкие обороты двигателя под нагрузкой? На каких оборотах стоит производить переключение на высшую передачу, если автомобиль оборудован МКПП? Многие начинающие автолюбители задаются этими вопросами, ведь от выбора режима работы двигателя зависит его долговечность!
Различают несколько базовых режимов работы двигателя – холостой ход, промежуточный режим и максимальная нагрузка. При холостом ходе обороты двигателя и расход топлива – минимальны, при максимальной нагрузке – обороты и расход – максимальны.
Современные машины оборудованы специальными устройствами выбора режима холостого хода автомобиля, поэтому заострим свое внимание на работу двигателя в движении. Во-первых – любой двигатель внутреннего сгорания имеет предельное значение — это примерно — 6-8 тысяч оборотов в минуту.
Превышение количества оборотов, скорее всего, приведет к серьезной поломке двигателя, к тому же стоит отметить, что работа двигателя в так называемой «красной зоне» — то есть 6000 -8000 об/мин должна быть кратковременной, так как она является серьезным испытанием агрегата.
Вообще, оптимальным при движении режимом работы двигателя считается режим в пределах 1500-3000 оборотов в минуту. Чем это обуславливается?
Какой режим работы двигателя оптимален?
Свыше трех тысяч оборотов двигатель начинает потреблять слишком много топлива и этим увеличивает расход, так же повышается температура, что приводит к снижению рабочего ресурса мотора.
Если же при движении обороты падают ниже отметки в 1500 об/мин, то давление масла в двигателе упадет, что приведет к износу трущихся деталей и может даже стать причиной серьезной поломки.
Если при выбранной вами скорости движения обороты не достигают значения 1500, то необходимо переключиться на низшую передачу. К тому же на минимальных оборотах генератор автомобиля не вырабатывает достаточно тока для зарядки аккумуляторной батареи, и в дальнейшем вы сможете не завести автомобиль.
Стоит добавить, что разгон автомобиля рекомендуется производить плавным нажатием на педаль, при слишком резком нажатии на «газ», двигатель просто-напросто захлебывается топливом, что приводит к повышенному расходу бензина и износу основных узлов мотора. Берегите двигатель вашего автомобиля!..
-----Понравилась статья? Пожалуйста, поделитесь с друзьями. Спасибо :)
autojournal.su
Основные режимы работы ДВС. просмотров - 58
При эксплуатации автомобиля характерны следующие основные режимы работы двигателя.
Режим запуска холодного двигателя. Этот режим характеризуется плохой испаряемостью топлива, в результате чего воспламеняемость смеси определяется не количеством поданного в двигатель топлива, а количеством той ее части, которая испарилась. По этой причине при запуске холодного двигателя системы запуска должны подавать избыточное количество топлива (l = 0,3-0,4), но фактически воспламеняющаяся смесь соответствует l = 0,9-1,1, а остальное топливо остается в жидком виде. Для компенсации дополнительных потерь на трение из-за повышенной вязкости масла в цилиндры должно подаваться дополнительное количество воздуха. Все это вместе повышает обороты холостого хода холодного двигателя и облегчает его запуск.
Режим работы двигателя на холостом ходу. Этот режим характеризуется малой частотой вращения коленчатого вала, малой скоростью воздушного потока и ухудшением перемешивания смеси. Кроме того данный режим характеризуется значительным содержанием в цилиндрах отработавших газов, что ухудшает процесс сгорания. При применении карбюраторного способа смесеобразования или моновпрыска к указанным факторам добавляется неравномерность распределения смеси по цилиндрам. Все это требует приготовления несколько обогащенного состава смеси (l = 0,8-0,85 ) с тем, чтобы в любом цилиндре оказалась смесь воспламеняющегося состава.
Режим частичных нагрузок ( 20 –80% от номинальной мощности ). Это основной режим работы двигателя при равномерном движении автомобиля. Для этого режима целесообразен экономный режим состава топливно-воздушной смеси, ᴛ.ᴇ. смесь должна быть обедненной. Этот режим характеризуется удовлетворительными условиями испаряемости топлива и перемешивания смеси, данный режим не требует максимальной скорости сгорания. При любой системе питания двигателя данный режим обеспечивается главной дозирующей системой.
Режим максимальной мощности ( более 80% ). Этот режим используется сравнительно редко, при резком разгоне, на подъемах и т.д.. При работе на этом режиме нужна смесь, обеспечивающая наибольшую скорость сгорания (l =0,8-0,9). С переходом на данный режим крайне важно обеспечить обогащение смеси.
Режим ускорения. Этот режим характеризуется быстрым переходом от режима частичных нагрузок к режиму увеличенной или максимальной мощности. Быстрое увеличение частоты коленчатого вала требует обеспечить кратковременное обогащение смеси на этом переходном режиме.
Характер изменений состава смеси на различных режимах работы двигателя показан на рисунке 4
Рис 4. Зависимость состава топливно-воздушной смеси от режимов работы двигателя.
Реализация этой сложной зависимости при постоянном изменении режимов работы двигателя требует сложных и совершенных систем управления, которые постоянно совершенствуются от простейших карбюраторов пульверизационного типа до современных электронных систем непосредственного впрыска.
Поскольку, как уже отмечалось во ВВЕДЕНИИ в эксплуатации находятся и те и другие, рассмотрим принципы построения этих систем в порядке их появления.
При эксплуатации автомобиля характерны следующие основные режимы работы двигателя. Режим запуска холодного двигателя. Этот режим характеризуется плохой испаряемостью топлива, в результате чего воспламеняемость смеси определяется не количеством поданного в двигатель... [читать подробенее]
При эксплуатации автомобиля характерны следующие основные режимы работы двигателя. Режим запуска холодного двигателя. Этот режим характеризуется плохой испаряемостью топлива, в результате чего воспламеняемость смеси определяется не количеством поданного в двигатель... [читать подробенее]
oplib.ru
состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном управлении или задатчика режимов при автоматическом управлении, например с помощью бортовой ЦВМ). Каждому Р. р. д. соответствует также определенное положение или совокупность положений всех др. устройств, регулирующих элементы двигателя. Р. р. д. классифицируются по различным признакам, например по назначению (рабочие, или эксплуатационные, и нерабочие), близости к расчётному режиму (расчётные, нерасчётные, глубоко нерасчётные), характеру протекания во времени (установившиеся, неустановившиеся, переходные). Переходные режимы подразделяются на медленные и быстрые. При использовании пусковых устройств определенную группу переходных режимов составляют так называемые пусковые режимы. При установке на двигателе средств форсирования его по тяге вводятся нефорсированный, форсированный режимы и в ряде случаев чрезвычайный режим наибольшего кратковременного форсирования двигателя. Аналогичным образом при наличии на двигателе реверсивного устройства используется реверсированный режим (режим обратной тяги). Наибольшее значение имеют, как правило, рабочие Р. р. д. Их название обычно отражает какую-либо функцию, выполняемую двигателем на летательном аппарате, например взлётный, номинальный (режим набора высоты), крейсерский (один из основных полётных режимов) Р. р. д., режим полётного малого газа (снижение и заход летательного аппарата на посадку), режим земного малого газа (рулёжка летательного аппарата по аэродрому). В пределах каждой группы эксплуатационных режимов могут выделяться максимальные (полные), минимальные и промежуточные (частичные) режимы, как, например, режим полного форсирования, режим минимального форсирования, режим частичного форсирования; минимальный, максимальный и промежуточные крейсерские режимы. См. также Переходные режимы работы двигателя, Расчётный режим работы двигателя.
Поделитесь на страничкеslovar.wikireading.ru
