Trong các quá trình đóng và ngắt tải đột ngột mômen cản của động cơ tăng hoặc giảm nhanh làm cho vòng quay của hệ trục cũng thay đổi với nhịp độ
lớn. Nhịp độ thay đổi vòng quay hệ trục do nhiều yếu tố, nhưng trong đó chủ
yếu do việc điều chỉnh bộ điều tốc hay điều khiển lượng cấp nhiên liệu quyết
định khi không xét đến tình trạng kỹ thuật của động cơ. Đóng hay cắt tải có thể tiến hành khi vòng quay gần với vòng quay định mức hoặc khi vòng quay nhỏ.
Điều kiện làm việc nặng nhọc nhất đối với động cơ tăng áp tuabin khí thải là khi đóng tải lớn tức thời từ chế độ không tải. Để đánh giá, so sánh tính hiệu quả của các động cơ khác nhau khi đóng, ngắt tải cần phải sử dụng hợp lý các
đóng và ngắt tải giống nhau với tất cả các động cơ và thường chọn đóng, ngắt tải tức thời 100%. Đối với động cơ có tăng áp việc tăng tải tức thời còn dựa
vào mức độ tăng áp, mối quan hệ giữa giá trị định mức với mức tăng tỉ số
tăng áp. Đồng thời thay đổi tải tức thời còn dùng để kiểm nghiệm độ hoàn hảo hệ thống điều chỉnh tự động tốc độ, khi đó đặc tính chế độ động lực học không ổn định, tính chất của quá trình điều chỉnh chuyển tiếp, được xác định theo mức độ thay đổi vòng quay hệ trục, thời gian của quá trình chuyển tiếp.
Đường cong thay đổi vòng quay trong quá trình đóng, ngắt tải được biểu diễn trên hình 2.2
Hình 2.2: Quá trình chuyển tiếp của động cơ
a) Quá trình chuyển tiếp b) Quá trình chuyển tiếp khi đóng tải đột ngột. khi ngắt tải đột ngột.
A - thời điểm bắt đầu thay đổi tải;
B - thời điểm kết thúc quá trình chuyển tiếp;
φ - độ thay đổi vòng quay tương đối;
δ - độ không đồng đều;
ψ - độ không ổn định;
Ta - thời gian quá trình chuyển tiếp.
Các chỉ tiêu chính đặc trưng cho quá trình chuyển tiếp là mức độ thay đổi vòng quay tương đối φ, mức độ không ổn định vòng quay và thời gian của quá trình chuyển tiếp Ta khi thay đổi phụ tải.
τ n 0 n 0 d ϕ δ T ψ a Α Β Α Β a T ϕ δ ψ d ,s τ,s
Khi động cơ làm việc theo đường đặc tính điều chỉnh ứng với vòng quay
định mức với các chế độ phụ tải không đổi và chế độ không tải, độ không ổn
định ψ nằm trong giới hạn 1% tức là cho phép vòng quay dao động trong giới hạn ± 0,5% so với giá trị trung bình. Để tránh quá tải vòng quay trong thời gian ngắn cho động cơ khi thay đổi phụ tải đột ngột cần phải đảm bảo độ thay
đổi vòng quay tương đối φ không vượt quá giới hạn 10÷12%, đối với động cơ
lai máy phát điện xoay chiều khi thay đổi tải đột ngột phải đảm bảo φ≤5÷6%. Một đặc tính quan trọng nữa của quá trình chuyển tiếp là độ tắt nhanh dao
động. Thời gian của quá trình chuyển tiếp thường được giới hạn Ta = 5÷10 giây.
Đặc tính làm việc của động cơ diesel lai máy phát thường gặp là hiện tượng tăng nhanh phụ tải từ 0 đến 100%. Tăng mômen cản sẽ làm thay đổi các thông số quá trình công tác của động cơ diesel.
Khi tăng nhanh phụ tải, mômen quay nhỏ hơn mômen cản nên vòng quay
động cơ giảm xuống, do tác động của bộ điều tốc thanh răng bơm cao áp dịch chuyển sang hướng làm tăng lượng nhiên liệu cấp cho chu trình. Lượng không khí cấp cho động cơ phụ thuộc vào vòng quay rô to tuabin máy nén (đối với động cơ tăng áp bằng tuabin khí thải), tức là phụ thuộc vào nhiệt độ
khí xả. Trong thời điểm đầu tiên tăng lượng nhiên liệu cấp cho chu trình, lượng không khí cấp cho động cơ hầu như không thay đổi do quán tính của rô to tuabin máy nén, nên vòng quay của nó chưa kịp tăng lên, bởi thế hệ số dư
lượng không khí α giảm nhanh còn áp suất và nhiệt độ khí xả tăng nhanh. Khi rô to tuabin máy nén bắt đầu tăng tốc, suất tiêu hao không khí cho động cơ
tăng, nên hệ số dư lượng không khí α cũng được tăng lên. Quá trình chuyển tiếp khi đóng tải kéo theo tăng khói và độc tố trong khí xả.
Khi cắt tải đột ngột đến chế độ nhỏ tải hoặc chế độ không tải vòng quay hệ
trục tănh nhanh. Nhịp độ tăng vòng quay phụ thuộc vào phụ tải. Khi đó các thông số công tác khác của động cơ cũng thay đổi theo.
Qua thực nghiệm, cũng như các tài liệu, khi thay đổi tải đột ngột chất lượng làm việc của động cơ xấu đi rõ rệt so với chế độ ổn định. Trong quá trình này các thông số công tác của động cơ đều thay đổi theo thời gian.