Способ определения эффективной мощности главного судового двигателя

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля эффективной мощности главных судовых двигателей. Способ осуществляют с помощью измерения угловой скорости вала двигателя при постоянной скорости судна. Отключают подачу топлива в двигатель и в течение 1-10 сек измеряют угловую скорость и угловое торможение вала двигателя, а эффективную мощность рассчитывают по формуле. Технический результат - способ позволяет более оперативно и точно определить эффективную мощность двигателя в процессе сдачи судна и во время эксплуатации. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля эффективной мощности главных судовых двигателей.

Эффективная мощность является одним из параметров, по которым судят о состоянии двигателя, наравне с давлением масла в главной магистрали, удельным расходом топлива и содержанием окиси углерода в отработавших газах (см., например, ГОСТ 23435-79).

Известен способ для измерения эффективной мощности главного судового двигателя, основанный на измерении угла скручивания гребного вала (см. Одинец С.С., Топилин Г.Е. Средства измерения крутящего момента, изд. Машиностроение, 1977; Биске Е.Ф., Колосова Н.Н. Некоторые сведения по зарубежным моментомерам, применяемым в транспортном двигателестроении, «Метрология». 1975, №11, с.36-44). Этот способ принят за прототип. Известный способ осуществляется следующим образом. Измеряют при постоянной скорости судна угол скручивания вала на определенной базе и частоту вращения вала. После чего определяют эффективную мощность по формуле

N=G×A×n

где G - модуль сдвига стали;

А - показание индикатора торсиометра (угол скручивания вала);

n - частота вращения вала.

Для определения модуля сдвига стали необходимо тарировать вал, для чего иногда приходится отправлять вал на завод. Наряду с этим модуль сдвига стали в процессе эксплуатации меняется, что приводит к погрешности определения эффективной мощности.

В связи с тем что этот способ очень сложен и обладает большой трудоемкостью, его используют только для головного судна при сдаточных испытаниях.

Поскольку в процессе эксплуатации происходит ухудшение характеристик двигателя, которое сказывается на величине эффективной мощности, необходимо контролировать эффективную мощность двигателя в процессе эксплуатации.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в создании способа, который позволил бы оперативно и точно, без применения больших затрат времени определить эффективную мощность не только в процессе сдачи судна, но и в эксплуатации на каждом судне.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение контроля и увеличение его точности.

Так же как и в известном решении, определение эффективной мощности главного судового двигателя осуществляют с помощью измерения угловой скорости вала двигателя при постоянной скорости судна.

Отличие предлагаемого решения от прототипа состоит в том, что отключают подачу топлива в двигатель и в течение 1-10 сек измеряют угловую скорость ω и угловое торможение вала , а эффективную мощность рассчитывают по формуле

NE=J×ωdω/dt/,

где J - приведенный момент инерции движущихся масс (постоянный для конкретного судна).

Необходимый результат достигается тем, что вследствие большой инерционности корпуса судна по сравнению с инерционностью вращающихся масс, связанных с валопроводом, скорость судна при отключении подачи топлива остается практически неизменной в течение 1-10 сек в зависимости от типа установки.

Именно это обстоятельство дает возможность однозначно определять торможение вала, независимо от нагрузки, поскольку избыток момента винта (сопротивления) над моментом двигателя при постоянных скоростях судна постоянны и, следовательно, постоянно изменение частоты вращения вала (т.е. торможение).

Для измерения угловой скорости ω и углового торможения dω/dt могут быть использованы любые сигналы, например, от отражательной ленты, наклеенной на вал, и воспринимаемые любым приемником, например оптическим датчиком. Отражательная лента типа «зебра» (в зарубежной литературе zebra tape) позволяет получить несколько десятков импульсов за один оборот вала, что при скорости даже 60 об/мин делает возможным с высокой точностью измерить величины ω и dω/dt за 1-10 сек.

Сущность изобретения поясняется графиками, изображенными на чертеже.

На чертеже показаны ходовые характеристики судна: зависимость момента винта от частоты вращения вала n (характеристики винта) в грузе 1 и балласте 2, а также зависимость момента винта (в грузе) АА11 при постоянной скорости судна V1 и ВВ11 (в баласте) при постоянной скорости судна V2. Рассмотрим изменение момента винта и момента двигателя при движении судна с постоянной скоростью в первые 1-10 сек после отключения подачи топлива в двигатель для различной загрузки судна (точки А и В на зависимостях 1 и 2).

Момент двигателя изменяется по линиям АА1 и ВВ1, момент винта - по линиям АА11 и ВВ11 соответственно. Избыток момента винта над моментом двигателя определяется соответственно площадью АА1А11 и ВВ1В11. Как видно на чертеже, избыток момента винта над моментом двигателя при отключении подачи топлива в точках А и В одинаковы и, следовательно, одинаковы угловые торможения в этих точках и, значит, если измерять угловое торможение при постоянной скорости, оно будет однозначно определять момент винта и, соответственно, момент двигателя при установившемся режиме и, значит, эффективную мощность двигателя.

Способ осуществляется следующим образом.

Отключают подачу топлива в двигатель и измеряют ω и dω/dt, в течение 1-10 сек.

Вследствие большой инерционности корпуса судна по сравнению с инерционностью вращающихся масс, связанных с валопроводом, скорость судна при отключении подачи топлива остается практически неизменной в течение 1-10 сек в зависимости от типа установки. Поэтому именно на начальном участке переходного процесса с помощью тахографа, например СКАН-тахографа, измеряют угловое торможение и угловую скорость.

Зная приведенный момент инерции движущихся масс для данного судна, находят эффективную мощность Ne по формуле

Ne=Jωdω/dt,

где J - приведенный момент инерции движущихся масс;

ω - угловая скорость;

dω/dt - угловое торможение гребного вала.

Способ определения эффективной мощности главного судового двигателя с помощью измерения угловой скорости вала двигателя при постоянной скорости судна, отличающийся тем, что отключают подачу топлива в двигатель и в течение 1-10 с измеряют угловую скорость ω и угловое торможение dω/dt вала двигателя, а эффективную мощность двигателя Ne определяют по формуле

Ne=J·ω·dω/dt,

где J - приведенный момент инерции движущихся масс (постоянный для конкретного судна).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного измерения энергоресурса двигателя внутреннего сгорания, работающего в реальных эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к измерителям мощности двигателя и может быть использовано в двигателестроении. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и оценки наработки различных видов транспортных средств при работе в различных эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано для регулирования, вручную или автоматически, режимами работы машинно-тракторного агрегата (МТА) в эксплуатационных условиях, а также при обучении и повышении квалификации трактористов.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и регулирования режимов работы двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей, включая дизели с наддувом

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения максимальной мощности, развиваемой пневматическим двигателем

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вращающего момента, скорости вращения, потребляемой энергии электродвигателей

Изобретение относится к области испытаний и технической диагностики двигателей внутреннего сгорания в отсутствии тормозных устройств, в частности к способам оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания (ДВС) по значению мощности механических потерь (Nмex), и может быть использовано для контроля и диагностирования ДВС в процессе их изготовления, обкатки, технического обслуживания и ремонта

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам контроля технического состояния авиационной техники. Способ эксплуатации вертолета заключается в том, что при каждом полете осуществляют контроль фактической тяги несущего винта вертолета, причем предварительно перед началом эксплуатации вертолета осуществляют сбор исходных данных по характеристикам двигателей силовой установки в соответствии с формулярами и сбор исходных данных по величине тяги несущего винта при контрольных висениях вертолета. В течение всего времени эксплуатации вертолета осуществляют сбор и фиксацию фактических данных по величине тяги несущего винта на режимах висения вертолета, сравнивают с помощью бортового вычислителя полученные статистические данные по тяге несущего винта с исходными величинами и, в случае снижения величины тяги несущего винта от исходной на заданную величину, формируют с помощью бортового вычислителя сигнал на монитор о необходимости регулировки параметров двигателей до значений, обеспечивающих отклонение тяги несущего винта в пределах 0,5% от исходной величины. Регулирование параметров двигателя осуществляется или в автоматическом режиме, или обслуживающим персоналом на земле. Достигается повышение эффективности применения вертолета. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Описан способ проверки правильности определения вращающего момента двигателя, включающий: определение вращающего момента двигателя по количеству топлива, впрыскиваемого в двигатель, причем вращающий момент двигателя получают из таблицы впрыскивания топлива; вычисление первой величины веса транспортного средства по его ускорению и полученному вращающему моменту двигателя; определение вращающего момента вспомогательного тормозного устройства с использованием таблицы вспомогательного тормозного устройства; вычисление второй величины веса транспортного средства по полученному тормозному моменту вспомогательного тормозного устройства и сравнение первой и второй величин веса транспортного средства. Достоинство изобретения заключается в том, что можно определить отклонение действительной величины вращающего момента двигателя от номинальной величины вращающего момента двигателя транспортного средства без необходимости измерения вращающего момента двигателя с помощью отдельного датчика вращающего момента. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области испытания и технического диагностирования машин, в частности к способу определения эффективной мощности двигателей внутреннего сгорания. Изобретение заключается в следующем. Проводят бестормозные испытания группы двигателей одной марки с заранее известной эффективной мощностью. По каждому двигателю из этой группы посредством электродинамического измерительного прибора фиксируют максимальное значение электрического импульса (напряжение, силу тока или мощность), создаваемого преобразователем. При этом находят функцию максимального значения импульса от эффективной мощности двигателя. Затем определяют максимальное значение импульса первичного преобразователя при испытании в таком же режиме любого другого двигателя этой же марки. По полученным результатам, используя указанную функцию, определяют эффективную мощность отдельно взятого испытываемого двигателя. В результате представляется возможным использовать при бестормозных испытаниях двигателей общедоступные (стандартные) электродинамические измерительные приборы: амперметр, вольтметр или ваттметр. Это позволяет создать простой и доступный способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания. 1 ил.
Наверх