Тема 4.4.3. Системы технического обслуживания судовых ДВС.

Системы технического обслуживания судовых ДВС. Статистика поломок судовых ДВС в период их эксплуатации. Необходимость технического обслуживания. Система технического обслуживанию по минимуму затрат (Reactive maintenance) до первого отказа. Система превентивного технического обслуживания или обслуживание по плану (Preventive maintenance).

Методические указания

В течение всего периода эксплуатации судовых ДВС решались задачи повышения их надежности и экономичности. В связи с увеличением форсировки судовых ДВС по среднему эффективному давлению, повышением стоимости применяемых горюче-смазочных материалов и усложнением конструкции повысились требования к их надежности и экономичности. Кроме того повысились Международные и Национальные требования к ограничению выбросов в атмосферу вредных веществ: окислов азота и серы, углеводородов, окиси углерода. сажи (C), двуокись углерода (CO₂).

Надежность, экономичность, снижение выбросов вредных веществ на прямую зависят от условий эксплуатации и технического состояния ДВС. Поэтому всегда осуществлялся контроль технического состояния ДВС. Уровень контроля и обслуживания определялся совершенством применяемых контрольно-измерительных приборов и систем. И поэтому, на раннем этапе их развития, проводилась в основном плановое обслуживание. По мере развития контрольно-измерительной аппаратуры, разработки методов математического моделирования и были созданы и другие системы технического обслуживания.

В изучаемой теме, студент по литературным источникам должен ознакомиться с достоинствами и недостатками следующих систем технического обслуживания: по минимуму затрат (Reactive maintenance) до первого отказа, обслуживание по плану (Preventive maintenance), по состоянию.

Литература: [1, с. 141-144, 242-292; 4, с. 231-238; 3, с. 207-216; 8, с.88-115]

Вопросы для самопроверки

1. Какие факторы обусловили применение систем технического обслуживания?
2. Какова статистика поломок дизелей в период их эксплуатации?
3. Достоинства и недостатки плановой системы технического обслуживания (Preventive maintenance)?
4. Достоинства и недостатки системы технического обслуживания по минимуму затрат (Reactive maintenance) до первого отказа?
5. Достоинства и недостатки системы технического обслуживания по состоянию?

Тема 4.4.4. Контроль и регулирование рабочего процесса судовых ДВС.

Контроль и регулирование рабочего процесса судовых ДВС. Индицирование с помощью механических индикаторов. Свернутая и развернутая индикаторная диаграммы. Обработка диаграмм. Электронные индикаторы: переносные и встроенные. Контроль процессов в цилиндрах и топливной системе высокого давления. Параметры, измеряемые электронными индикаторами. Автоматическая обработка результатов измерений. Анализ результатов измерений и регулирование рабочего процесса.

Методические указания

Качество протекания рабочего процесса в цилиндрах судовых ДВС зависит от процессов распыливания топлива, его характеристик, воздухоснабжения цилиндра, смесеобразования. В эксплуатации происходит износ элементов топливной аппаратуры, деталей цилиндро-поршневой группы, ухудшается техническое состояние систем наддува и газообмена. Вследствие этого ухудшается протекание рабочего процесса. С целью обеспечения допустимого уровня снижения показателей и проведения своевременного технического обслуживания и регулировки систем двигателя проводится контроль параметров протекания рабочего процесса.

Контроль может осуществляться с помощью механических и электронных индикаторов. Механические индикаторы пригодны для снятия индикаторных диаграмм с ДВС, максимальная частота вращения которых не превышающий 300 об/мин и имеющих индикаторных привод. Для двигателей с частотой вращения до 1000 об/мин. не имеющих индикаторного привода, механические индикаторы позволяют снимать гребенки и развернутые диаграммы, по которым затруднительно определить среднее индикаторное давление. В настоящее время разработаны электронные индикаторы как переносные, так и встроенные. Например: стационарная система диагностики Kuma Diesel Analyzer (Bergen, Norway), стационарная система диагностики LEMAG PREMET online (LEHMANN & MICHELS GmbH Co.), MIP-Calculator NK-100 и др.

Электронные измерительно-диагностические системы позволяют осуществлять измерения и запись параметров, характеризующих протекание процессов в цилиндрах ДВС, топливном насосе высокого давления, форсунке, в системах газораспределения и наддува. Контролируются параметры окружающего воздуха.

Для оценки технического состояния ДВС и его систем производится сравнение измеренных параметров с эталонными значениями. В качестве эталонных принимаются результаты измерений, проводимых на стенде завода-изготовителя или в период ходовых испытаний. Однако, такие эталонны в полной мере не учитывают изменения внешних условий. Поэтому на кафедре СЭУ были проведены соответствующие исследования, результаты которых опубликованы в журнале «Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология»:

- № 1/2012 Одинцов В.И.. Кабыш С.А. Диагностирование технического состояния дизелей по параметрам рабочего процесса. с. 123-135;

- № 2/2012 Одинцов В.И., Шайхатаров О.Т. Разработка комбинированного метода расчета параметров процесса топливоподачи с целью применения в общем алгоритме диагностирования топливного насоса высокого давления и дизеля. с. 85-89.

При изучении темы студенты должны ознакомиться с: принципами работы механических и электронных индикаторов, измеряемыми параметрами и способами их обработки, методом оценки технического состояния элементов ДВС.

Литература: [4, с.123-128, 238-248; 11 т.1 с.166-175 ].

Вопросы для самопроверки

1. Сравните возможности механических и электронных индикаторов по количеству измеряемых параметров и способы обработки информации.
2. Каким образом производится оценка опережения воспламенения топлива по данным, полученным с помощью механического и электронного индикаторов?
3. По каким данным можно оценивать продолжительность задержки воспламенения топлива, влияющую на скорость повышения давления в цилиндре при сгорании?
4. Требования Правил технической эксплуатации судовых ДВС к допустимому отклонению давления в конце сжатия, максимального давления сгорания, среднего индикаторного давления, температуры отработавших газов. Причины их отклонения.
5. Эталонные показатели. Методы их получения.
6. По каким показателям оценивается качество работы и техническое состояние элементов топливной аппаратуры?
7. По каким показателям оценивается техническое состояние цилиндро-поршневой группы?
8. По каким показателям оценивается качество работы и техническое состояние элементов системы наддува?

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.

Практические занятия по дисциплине эксплуатация судовых ДВС имеют исследовательский характер и проводятся для закрепления теоретического материала и выработке у студентов навыков исследовательской работы.

В соответствии с разработанными учебными планами для студентов основной формы обучения предусмотрены следующие практические занятия:

1. Расчет параметров работы дизеля по винтовой характеристике.

2. Основные направления ухудшения технического состояния элементов топливной системы высокого давления, деталей цилиндро-поршневой группы, системы наддува.

3. Ограничительные характеристики. Расчет допустимой мощности в условиях изменения технического состояния двигателя и окружающей среды.

4. Диагностирование технического состояния судовых ДВС по параметрам рабочего процесса.

Для студентов ускоренной формы обучения практические занятия проводятся по вышеприведенной теме 4.

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Вариант задания на контрольную работу приведен в Приложении 1 и выбирается по двум последним цифрам шифра. Каждая контрольная работа состоит из двух вопросов и одной задачи (Приложение 2).

Двигатель для решения задачи выбирается из Приложения 2.

Условия задачи: Определить максимально допустимую по тепловым напряжениям нагрузку ДВС, работающего на ВФШ при изменении условий плавания и технического состояния основных элементов.

Укрупненный порядок расчета:

1. По заданным в Приложении исходным данным (тип двигателя, мощность, частота вращения) вычисляются: среднее эффективное давление [4, с. 42-48], механический КПД по мощности механических потерь[13, с.30-33], постоянная, учитывающую сопротивление движению судна в формуле Ne=C_H*n³.

2. Вычисляется изменение среднего эффективного давления на режимах паспортной винтовой характеристики и при увеличении сопротивления движению судна [2, с. 199-203]. Увеличение сопротивления задается зависимостью C_x= C_H*K. Расчет и построение графиков Pe=f(n) производится при значениях к=1; 1,2; 1,5; 1,8.

3. Вычисляется и строится от точки, соответствующей максимальной длительной (спецификационной) мощности в сторону уменьшения частоты вращения коленчатого вала.

Изменение среднего эффективного давления (при постоянной положении органов регулирования ТНВД) вычисляется по одной из возможных приближенных зависимостей.

Pex=Peн*(1+0,002*∆n) (47)

где ∆n – снижение частоты вращения коленчатого вала вследствие повышения сопротивления движению судна при волнении.

4. Влияние изменения технического состояния ДВС на удельный тепловой поток находится по изменению относительного удельного расхода топлива. Расчет проводится для следующих значений bex/beн=1,03; 1,05; 1,07.

5. Относительное изменение удельного теплового потока вычисляется для нескольких точек пересечения винтовых характеристик Pex= C_x*n² с линией вычисленной в п.3. При этом применяется формула

(48)

где - удельный тепловой поток, соответственной при расчетном (n), и изменившимся значениях.

Удельный расход топлива при паспортных условиях принимается для двигателей вариантов 01-12 220 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 13-22 212 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 23-46 218 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 47-65 170 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 66-70 220 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 71-87 205 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 88-91 200 г/кВт*ч, для двигателей вариантов 92-100 165 г/кВт*ч.

Приложение 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: