Внешняя характеристика.

В эксплуатации двигателей часты случаи, когда изменение нагрузки влечёт за собой изменение числа оборотов, а следовательно и всех основных параметров двигателя, несмотря на неизменное положение органа управления ТНВД. Подобным условиям отвечают внешняя или частичная характеристики.

Внешняя характеристика - это зависимость эффективной мощности (Ne) и других параметров от частоты вращения (n) при неизменном положении органа управления подачи топлива. Внешних характеристик может быть множество, т.к. в условиях эксплуатации на данной частоте вращения можно получить различную мощность от максимальной до минимальной. Практически подразделяют следующие внешние характеристики: предельной, максимальной, номинальной и частичной (долевой) мощности.

Испытания проводятся на головном двигателе серии. Снимают характеристику обычно на заводском стенде, оборудованном нагрузочным (тарированным) тормозом или генератором. Устанавливают ручку управления на какой-то определённый режим подачи топлива и снимают показания по всем исследуемым параметрам, затем изменяют нагрузку и вновь записывают те же показания, и так далее на всех режимах не только нагрузок, но и положениях ручки управления. Каждому фиксированному положению ручки будет соответствовать своя характеристика.

Характеристика предельной мощности (кривая 1). Эта характеристика позволяет судить о теоретическом (мощностном) резерве двигателя. Она снимается при наибольшей подаче топлива, соответствующей предельным значениям среднего эффективного давления (p_e) на каждом скоростном режиме. Это неизбежно влечёт за собой дымный выхлоп, высокие значения температур сгорания топлива, и как следствие, охлаждающей воды, повышенный расход топлива. Двигатель при этом развивает 110-120% номинальной мощности. Работать на этом режиме нельзя. Характеристика максимальной мощности (кривая 2). Эту характеристику снимают на стенде после регулировки на бездымное сгорание при номинальной частоте вращения. Она соответствует предельно–допустимой нагрузке в условиях эксплуатации при мощности 110% и частоте вращения 103%. Установив эти параметры, на топливную рейку ТНВД ставят упор, не позволяющий увеличить подачу топлива. Поэтому эту характеристику называют заградительной по насосу (ТНВД). На этой характеристике разрешается работать только в случае крайней необходимости по личному приказу капитана, обычно не более 1-2 часов. Время разрешённой работы записывается в судовом и машинном журналах.

Характеристика номинальной мощности (кривая 3) - соответствует работе двигателя в условиях изменяющихся нагрузок и частоты вращения при активном ходе плунжера ТНВД (h_aном.), соответствующем значении Ne_ном. и p_e . При эксплуатации условия работы ДВС отличны от нормальных атмосферных, поэтому на номинальном скоростном режиме (Ne_ном), из-за опасности перегрузки, двигатель работает редко.

Кроме того, при снижении числа оборотов, при неизменной подаче топлива, увеличиваются механические нагрузки. Поэтому под гарантированными номинальными режимами надо понимать положение когда и Ne и n - номинальны. Характеристика частичных (долевых) мощностей (кривые 4) - представляют собой зависимость эффективной мощности (Ne) от частоты вращения (n) при уменьшенной цикловой подаче топлива, обычно в долях от номинальной подачи. Их может быть любое количество. Самая нижняя из них - будет характеристикой минимальной мощности.

Рассматривая построенные внешние характеристики, сделаем выводы:

1. нетрудно заметить, что зависимость Ne=f(n) имеет вид графика близкий к линейному, поэтому можно утверждать, что при работе по внешней характеристике Ne =с∙n;

2. характеристика главных и вспомогательных двигателей, работающих при постоянной частоте вращения - прямая - аб;

ограничительная минимальной частоты вращения n_min=(0,25-0,3)n_ном. - вг;

минимальная нагрузка Ne_min=(0.20.25)Ne_ном. - бв.

3. вся область возможных мощностей для двигателей, работающих по внешним характеристикам и рекомендуемая для длительной эксплуатации, заключена между характеристикой номинальной мощности и указанными ограничительными (заштрихована).