1
Charakterystyki pracy silnika
Charakterystyk
ę
silnika charakteryzuje wykre
ś
lne lub analityczne przedstawienie
jednego lub kilku wska
ź
ników pracy silnika w funkcji innego wska
ź
nika wpływaj
ą
cego ,
na prac
ę
silnika. Charakterystyki słu
żą
do oceny wybranych własno
ś
ci silnika w całym
zakresie jego pracy. Ze wzgl
ę
du na zmienn
ą
niezale
ż
n
ą
, charakterystyki dzieli si
ę
na:
-
pr
ę
dko
ś
ciowe, w funkcji pr
ę
dko
ś
ci obrotowej silnika
-
obci
ąż
eniowe, w funkcji obci
ąż
enia silnika
-
regulacyjne, w funkcji wielko
ś
ci regulacyjnej silnika
-
ogólne, u
ż
ywane równie
ż
uniwersalnymi
Charakterystyki pr
ę
dko
ś
ciowe przedstawiaj
ą
przebieg zmian parametrów pracy silnika
W funkcji pr
ę
dko
ś
ci obrotowej i mo
ż
na je podzieli
ć
na:
a) charakterystyki wykonane dla stałej nastawy d
ź
wigni paliwowej
b) charakterystyki wykonane dla takich kolejnych poło
ż
e
ń
d
ź
wigni paliwowej, przy
których moc rozwijana przez silnik byłaby równa mocy zapotrzebowanej przez
ś
rub
ę
okr
ę
tow
ą
.
W grupie charakterystyk pr
ę
dko
ś
ciowych wyró
ż
nia si
ę
charakterystyki wykonane dla stałej
nastawy paliwowej oraz dla zmiennej nastawy. Wykonane dla stałej nastawy paliwa
nazywane s
ą
równie
ż
charakterystykami zewn
ę
trznymi , natomiast dla zmiennej nastawy
nazywane s
ą
charakterystykami
ś
rubowymi.
W pierwszym przypadku dawka paliwa na cykl pozostaje stała , a w drugim przypadku
dobierana jest tak aby moc rozwijana przez silnik była równa mocy zapotrzebowanej
przez
ś
rub
ę
okr
ę
tow
ą
.
Pod wzgl
ę
dem sposobu regulacji układów zasilaj
ą
cych silnik rozró
ż
nia si
ę
charaktery-
styki:
-
mocy maksymalnej
-
granicy dymienia
-
eksploatacyjne i biegu jałowego
CHARAKTERYSTYKA
ś
rubowa nale
ż
y do grupy charakterystyk pr
ę
dko
ś
ciowych i sporz
ą
-
dza si
ę
je przy zało
ż
eniu równo
ś
ci momentu obrotowego silnika oraz
ś
ruby . W zwi
ą
zku
z tym moment i jego moc zmieniaj
ą
si
ę
z pr
ę
dko
ś
ci
ą
obrotow
ą
w taki sam sposób ,
w jaki zmienia si
ę
moment obrotowy
ś
ruby lub moc przez ni
ą
pobrana.
Przy bezpo
ś
rednim nap
ę
dzie
ś
ruby okr
ę
towej pr
ę
dko
ść
obrotowa
ś
ruby jest równa
pr
ę
dko
ś
ci obrotowej silnika.
Wynika z tego
ż
e moment obrotowy silnika równa si
ę
momentowi oporowemu
ś
ruby
wi
ę
c:
Mo = K
‘
n
2
K
‘
- współczynnik proporcjonalno
ś
ci zale
ż
y od wymiarów geometrycznych
ś
ruby , oraz
g
ę
sto
ś
ci o
ś
rodka a moc rozwijana przez silnik Ne równa jest mocy pobieranej
przez
ś
rub
ę
Ns.
2
Charakterystyka
ś
rubowa silnika okr
ę
towego
W układzie tym charakterystyka mocy Ne jest parabol
ą
o wykładniku równym 3 , krzywe
ś
redniego ci
ś
nienia efektywnego i indykowanego ; parabolami o wykładniku 2.
Rzeczywiste przebiegi charakterystyk , wykonanych na hamowni a podanych w
protokóle prób.
Podczas bada
ń
silnika na hamowni nie znane s
ą
z dostateczn
ą
dokładno
ś
ci
ą
warto
ś
ci
K oraz x .(rzeczywiste zapotrzebowanie mocy przez
ś
rub
ę
)
Ne = K n
x
Nie s
ą
znane równie
ż
warto
ś
ci wpływu kadłuba i warunków pływania na moc przekazy-
wan
ą
przez silnik na
ś
rub
ę
nap
ę
dow
ą
a za jej po
ś
rednictwem na kadłub.
Charakterystyki obci
ąż
eniowe
Przedstawiaj
ą
zale
ż
no
ść
wybranych parametrów pracy
silnika do parametrów charakteryzuj
ą
cych obci
ąż
enie przy stałej pr
ę
dko
ś
ci obrotowej
silnika n .Parametrem niezale
ż
nym mo
ż
e by
ć
moc efektywna Ne , moment obrotowy Mo
ś
rednie ci
ś
nienie efektywne p
e
, nastawa paliwa itp.
Zasdniczymi krzywymi tej charakterystyki s
ą
krzywe jednostkowego lub godzinowego
zu
ż
ycia paliwa g
e
lub Ge oraz zu
ż
ycia powietrza Gp .
Charakterystyka mo
ż
e by
ć
uzupełniona zale
ż
no
ś
ci
ą
innych parametrów np. :
-
temperatura spalin w kolektorze t
w
-
najwy
ż
sze ci
ś
nienie spalania p
max
-
pr
ę
dko
ść
obrotowa turbiny n
t
od parametru obci
ąż
eniowego.
Charakterystyki regulacyjne
Przedstawiaj
ą
zale
ż
no
ść
wybranych parametrów pracy
silnika od wielko
ś
ci regulowanej. Najcz
ęś
ciej wykonywane s
ą
charakterystyki zale
ż
no
ś
ci
g
e
, p
e
od k
ą
ta wyprzedzenia wtrysku w
z
.
Parametrami niezale
ż
nymi mog
ą
by
ć
dowolne wielko
ś
ci zmieniaj
ą
ce si
ę
podczas eksplo-
atacji silnika :
-
temperatura lub ci
ś
nienie wtryskiwanego paliwa
-
ci
ś
nienie , temperatura lub wilgotno
ść
powietrza doładowuj
ą
cego itp.
Charakterystyki regulacyjne s
ą
cennym
ź
ródłem informacji o pracy silnika w zakresie
Wykraczaj
ą
cym poza normalne warunki eksploatacyjne.
Stanowi
ą
tak
ż
e ogólne wskazówki dla obsługi co do wymaga
ń
odno
ś
nie stopnia dokła-
dno
ś
ci nastawy poszczególnych parametrów regulacyjnych . Dla przykładu przebieg
charakterystyki b
ę
dzie płaski to w szerokim przedziale z
1
z
2
wpływ parametru na
ten parametr regulowany p b
ę
dzie niewielki . Inaczej ma si
ę
rzecz gdy przebieg
charakterystyki b
ę
dzie stromy .
W tym przypadku niewielka odchyłka od r
opt
wywiera znaczny wpływ na parametr
regulowany t . Zachodzi zatem potrzeba precyzyjnego ustawienia parametru r
podczas regulacji silnika i cz
ę
stej jego kontroli.
3
Charakterystyki ogólne
Zwane równie
ż
uniwersalnymi , umo
ż
liwiaj
ą
ocen
ę
parametrów techniczno –
eksploatacyjnych silnika w okre
ś
lonych obszarach zmienno
ś
ci
N , p
e
lub Ne .
S
ą
to charakterystyki wieloparametrowe , przedstawiaj
ą
ce krzywe jednostkowego
zu
ż
ycia paliwa g
e
, temperatury wylotu spalin t
w
, najwy
ż
szego ci
ś
nienia spalania p
max
Itp. Krzywe zmienno
ś
ci poszczególnych parametrów sporz
ą
dza si
ę
b
ą
d
ź
na podstawie
tych parametrów b
ą
d
ź
na podstawie odpowiedniej liczby uprzednio sporz
ą
dzonych
charakterystyk obci
ąż
eniowych dla ró
ż
nych pr
ę
dko
ś
ci obrotowych silnika i ró
ż
nych
stopni jego obci
ąż
enia.
SPORZ
Ą
DZENIE CHARAKTERYSTYKI
Ś
RUBOWEJ
Pe
Mo n
n
turbiny
p
d
B
e
Wo
t
spalania
Pmax
1
99.3
2097 454
10868
0.015 28.6
3.77
429
6.83
2
198.5
3357 576
19901
0.044 50.4
4.75
429
8.42
3
297.8
4503 654
26362
0.072 67.4
5.56
429
9.56
4
397
5468 720
33934
0.113 93.4
6.85
429
10.76
KW
Nm
Obr/
min
Obr/min
MPa
Kg/h działk
0
C
MPa
WARUNKI STANDARDOWE : WG NORMY ISO 3046 CZ. 1, 2, 3
1. Zasilanie paliwem – MDO
2. Wilgotno
ść
wzgl
ę
dna – 30%
3. Temperatura otoczenia – 25
0
C
4. Ci
ś
nienie otoczenia – 101.35 kPa
