Đ c tính ph t i là đ c tính bi u th m i quan h gi a các thông s c b n c a đ ng c v i ph t i c a đ ng c khi t c đ quay c a tr c khu u đ c duy trì không đ i
Đ c tính ph t i đ c áp d ng cho nh ng đ ng c khi khai thác v i t c đ quay c a đ ng c đ c duy trì không đ i đ c bi t là nh ng đ ng c lai máy phát đi n
7.2.2 Quy lu t bi n thiên c a các thông s c b n
7.2.2.1 Công su t có ích
V i áp su t có ích bình quân đ ng kính xilanh và hành trình
piston và , vòng quay , s xi lanh s kỳ là thì công su t có ích
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 120
(7-1)
V i m i đ ng c c th , các thông s nh đ ng kính xi lanh , hành trình
piston s xi lanh , h s kỳ đ u không đ i do đó công su t có ích c a đ ng
c có th đ c vi t
V y trong đ c tính ph t i m i quan h gi a công su t và khi s là đ ng b c nh t đi qua g c to đ hình 7.1).
Công su t chi phí cho c gi i c a đ ng c khi vòng quay không đ i s là
m t giá tr không đ i . N Pe Ni Ne Nm m gi gct i gct ge gi Ne ge Pmax Pmax Hình 7.1 Đ c tính ph t i Công su t ch th đ c xác đ nh (7-2)
V y công su t ch th trong đ c tính ph t i là m t đ ng b c nh t không
qua g c to đ , vì khi thì .
(i u su t c gi i c a đ ng c đ c tính
(7-3)
Khi tăng t i tăng lên còn thì không đ i do đó hi u su t c gi i cũng tăng lên
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 121 (7-4) Mà l i có quan h v i nh sau Do đó (7-5)
m i ch đ khai thác c th khi vòng quay không đ i các t s , thay đ i không l n l m do đó hi u su t ch th ch y u ph thu c vào và . T ch đ không t i khi tăng d n ph t i c a đ ng c l ng nhiên li u cung c p chu chu trình tăng lên s làm cho hi u su t ch th tăng lên Đi u này đ c lý gi i do l ng nhiên li u cung c p còn quá ít nên h s d l ng không khí có giá tr t ng đ i l n do đó vi c tăng nhiên li u s làm cho tăng lên nhanh h n s gi m đi c a , t c là nh h ng không nhi u t i .
Càng tăng ph t i đ n m t lúc nào đó s làm cho gi m đ n giá t i u khi đó đ t giá tr c c đ i Sau đó n u ti p t c tăng ph t i s làm cho h s d
l ng không khí gi m nhi u h n làm quá trình cháy càng kém đi d n t i vi c
tăng c a ít h n vi c gi m c a K t q a là hi u su t ch th l i gi m đi
Nh v y trong đ c tính ph t i hi u su t ch th là m t đ ng cong có c c đ i
(i u su t có ích c a đ ng c đ c tính theo công th c
(7-6)
Nh trên đã phân tích trong đ c tính ph t i hi u su t ch th là m t đ ng cong có c c đ i còn hi u su t c gi i là m t đ ng đ ng bi n Do đó hi u su t có ích cũng là m t đ ng cong có c c đ i
Trong đ c tính ph t i giá tr c a th ng đ t giá tr c c đ i t i kho ng đ nh m c
Su t tiêu hao nhiên li u ch th và có ích c a đ ng c đ c tính
(7-7)
Nh v y s bi n thiên c a su t tiêu hao nhiên li u ch th và su t tiêu hao nhiên li u có ích có quy lu t ng c l i v i hi u su t ch th và hi u su t
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 122
có ích t c là su t tiêu hao nhiên li u ch th và có ích đ u là nh ng đ ng cong
có c c ti u
Trong đ c tính ph t i giá tr c a cũng đ t giá tr c c ti u t i kho ng đ nh m c
Quy lu t bi n thiên c a các thông s chính trong đ c tính ph t i đ c th hi n trên hình 6.1. Đ c tính ph t i c a đ ng c đ c đ c tr ng b ng các ch đ - Ch đ không t i - Ch đ kinh t đ t giá tr nh nh t - Ch đ đ nh m c 7.3 Đ c tính ngoài 7.3.1 Khái ni m
Đ c tính ngoài c a đ ng c là m i quan h gi a các thông s c b n c a đ ng c công su t mômen su t tiêu hao nhiên li u v i t c đ quay c a đ ng c khi l ng nhiên li ucung c p chu chu trình không đ i
T khái ni m v đ ng đ c tính ngoài thì ng v i m i v trí tay ga s có m t đ ng đ c tính ngoài Nh v y m t đ ng c s có r t nhi u đ ng đ c tính ngoài nh ng ng i tăng áp chia đ ng đ c tính ngoài c a đ ng c thành năm lo i đ c tính ngoài c b n sau
1. Đ c tính ngoài gi i h n đ ng là đ ng đ c tính t ng ng v i tay
ga đ t v trí l n nh t b gi i h n b i ch t gi i h n trên thanh răng
b m cao áp ).
2. Đ c tính ngoài nh khói đen đ ng là đ ng đ c tính t ng ng v i
tay ga đ t v trí mà t i đó khí x b t đ u có màu đen ). 3. Đ c tính đ nh m c đ ng là đ ng đ c tính t ng ng v i tay ga mà t i đó đ ng c phát ra công su t ). 4. Đ c tính khai thác đ ng là đ ng đ c tính t ng ng v i tay ga mà t i đó đ ng c phát ra t công su t 5. Đ c tính b ph n đ ng là các đ ng đ c tính n m d i các đ ng đ c tính trên
Các bi u th c dùng đ phân tích các đ c tính ngoài là các công th c v công su t mô men áp su t có ích bình quân
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 123
(7-8)
(7-9)
(7-10)
Ne
nmin nmax n nmin nmax n
Ne 2 1 1 2 3 5 4 2. Đ 1.Đ Hình 7.2 C|c đ ng đ c tính ngòai c a đ ng c . Đ c tính ngo{i gi i h n
Đ c tính ngo{i nh khói đen Đ c tính ngo{i đ nh m c Đ c tính ngo{i khai th|c Đ c tính ngo{i b ph n
Đ i v i m i lo i đ ng c và dùng m t lo i nhiên li u thì là
h ng s vì v y các công th c trên có th vi t d i d ng sau
(7-11) (7-12) (7-13) Đ i v i đ ng c Diesel ta có các bi u th c trên có th vi t nh sau: (7-14)
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 124
(7-15)
(7-16)
T các công th c trên tăng áp th y là hàm b c nh t đ i v i , còn
không ph thu c vào Nh ng trên th c t các thông s
ph thu c vào t c đ quay c a đ ng c do đó đ c tính c a công su t momen áp su t có ích trung bình th c t là các đ ng cong hình 7-2 Sau đây chúng ta phân
tích s thay đ i c a các thông s trên theo t c đ quay c a đ ng
c
7.3.2 Quy lu t bi n thiên c a các thông s c b n
S bi n thiên c a các ch tiêu kinh t năng l ng c a đ ng c tăng áp và không tăng áp có s khác nhau
7.3.2.1Đ ng c b n kỳ không tăng áp
1.H s n p
( s n p c a đ ng c đ c tính b ng bi u th c
(7-17)
Khi t c đ đ ng c tăng t c đ dòng khí n p t i ti t di n xupáp n p tăng
theo, làm cho t n th t c c b t i đây cũng tăng Do đó l ng không
khí n p vào xi lanh gi m K t qu là h s n p c a đ ng c gi m khi tăng t c đ quay c a đ ng c
2.H s d l ng không khí
(7-18)
Trong tr ng h p này , không thay đ i vì đây là đ c tính ngoài do đó công th c trên có th vi t thành
(7-179)
Khi t c đ quay c a đ ng c tăng thì đ u gi m nh ng gi m nhanh h n Do đó khi t c đ c a đ ng c tăng thì g n nh không thay đ i
3.Hi u su t ch th
(i u su t ch th là thông s đánh giá ch t l ng quá trình cháy c a đ ng c n u quá trình cháy c a đ ng c di n ra g n ĐCT không cháy r t thì hi u su t ch th c a đ ng c s tăng Ng c l i quá trình cháy kéo dài trên đ ng giãn n
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 125 thì hi u su t ch th c a đ ng c s gi m. Khi t c đ quay c a đ ng c tăng thì ch t l ng phun s ng c a nhiên li u tăng do áp su t phun tăng góc phun s m không thay đ i do l ng nhiên li u c p vào xi lanh trong m t chu trình không thay đ i, h s d l ng không khí g n nh không thay đ i th i gian đ th c hi n quá trình cháy gi m Vì v y khi t c đ quay c a đ ng c tăng thì thay đ i r t ít
4.Hi u su t c gi i
(i u su t c gi i đ c tính b ng công th c
(7-20)
Khi t c đ quay c a đ ng c tăng thì áp su t c gi i trung bình c a đ ng c tăng nh ng áp su t ch th trung bình c a đ ng c không tăng do đó khi t c đ quay c a đ ng c tăng thì hi u su t c gi i c a đ ng c gi m
5.Su t tiêu hao nhiên li u ch th
Su t tiêu hao nhiên li u ch th c a đ ng c đ c tính b ng công th c
(7-21)
Hay (7-22)
Thay vào công th c tính hi u su t ch th c a đ ng c
(7-23) Ta có: (7-24) Nh v y bi n đ i t l ngh ch v i T ng t nh v y ta cũng có k t lu n s bi n đ i c a cũng t l ngh ch v i . 7.3.2.2 Đ ng c có tăng áp 1.H s n p
S thay đ i các thông s trong bi u th c tính h s n p cũng t ng t c a đ ng c b n kỳ không tăng áp ch khác trong tr ng h p này khi t c đ quay c a
tuabin cũng tăng do đ ng năng c a khí x tăng Do đó l ng không khí n p vào xi
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 126 có tăng áp s gi m ít h n so v i đ ng c không tăng áp khi tăng t c đ quay c a đ ng c
2.H s d l ng không khí
T ng t nh h s n p các thông s trong bi u th c tính h s d l ng không khí c a đ ng c tăng áp cũng thay đ i gi ng nh c a đ ng c không tăng áp nh ng tăng khi tăng t c đ quay c a đ ng c do t c đ tuabin tăng Đi u đó cho phép tăng nh khi tăng t c đ quay c a đ ng c
3.Hi u su t ch th
Khi t c đ quay c a đ ng c tăng s d n đ n h s d l ng không khí tăng nên k t q a là hi u su t ch th c a đ ng c gi m ít h n so v i đ ng c không tăng áp Các thông s khác có s thay đ i gi ng nh đ i v i đ ng c không tăng áp.
7.4 Đ c tính chân v t
Đ c tính chân v t là m i quan h gi a các thông s c b n c a đ ng c v i vòng quay khi đ ng c làm vi c tr cti p v i chân v t
Chân v t ti p nh n công su t momen do đ ng c s n ra tr đi ph n t n th t năng l ng khi truy n t đ ng c đ n chân v t
S thay đ i công su t momen tiêu th c a chân v t ph thu c vào s vòng quay và n u coi t n th t năng l ng truy n đ ng không đáng k thì công su t momen tiêu th c a chân v t đ c xác đ nh theo các công th c sau:
(7-2518) (7-196)
Trong đó:
tuỳ thu c vào hình d ng v tàu. Ví d tàu l t thì
; còn tàu hàng thì .
: h s s c c n ph thu c vào l ng n c chi m c a tàu tình tr ng bi n tình tr ng chân v t v tàu chi u sâu c a vùng bi n tình tr ng lu ng l ch
Do công su t đ ng c phát ra t l thu n v i nên khi t c đ quay
c a đ ng c thì công su t c a đ ng c đã quá t i .
Khi khai thác đ ng c vòng quay nh thì công su t c a đ ng
c r t nh T đó có th k t lu n r ng không nên khai thác đ ng c ch đ vòng quay l n h n m t khác n u làm vi c ch đ r t nh t i t c đ quay c a đ ng c có th s dao đ ng do l ng nhiên li u cung c p cho chu trình quá bé
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 127 ch t l ng phun s ng s kém nhiên li u phân b không đ ng đ u trong th tích công tác c a xi lanh
Khi h s tăng các đ ng đ c tính chân v t t ng ng s d ch chuy n v
phía tr c tung lúc này đ ng c khai thác ch đ n ng n h n Khi h s gi m
các đ ng đ c tính chân v t t ng ng s d ch chuy n v phía ng c l i lúc này đ ng c khai thác ch đ nh nhàng h n hình 7-3).
S thay đ i c a hi u su t c gi i trong đ c tính chân v t ph thu c vào công su t t n hao cho c gi i và công su t ch th c a đ ng c Gi ng nh trong đ c tính ngoài khi công su t ch th c a đ ng c tăng lên thì hi u su t c gi i tăng
(7-207)
Trong đ c tính chân v t khi tăng vòng quay c a đ ng c b t đ u tăng t vòng quay t i thi u hi u su t c gi i tăng lên khá nhanh Càng g n đ t đ n vòng
quay đ nh m c kho ng hi u su t c gi i tăng lên không đáng
k Ne n C1 C2 C3 (a) Hình 7.3 C|c đ ng đ c tính c a đ ng c lai ch}n v t
Quy lu t bi n thiên c a các thông s c a đ ng c trong đ c tính
chân v t cũng g n t ng t nh trong đ c tính ngoài nh ng trong đ c tính chân v t giá tr đ t c c ti u t i kho ng vòng quay đ nh m c
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 128 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Engine output [%] Engine speed [%] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Torque [%] BMEP [%]
1 Load Limit Range II 2 Load Limit Range I
3 Theorectical Propeller Curve 4 Design of Propeller (FP) Range I Range I 4(FP) MCR 103.5 106 1 2 3 Hình 7.4 Đ c tính đ ng c MAN L lai ch}n v t đ nh b c Gi i h n ph t i c p Gi i h n ph t i c p Đ c tính ch}n v t lý thuy t Đ c tính ch}n v t thi t k
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 129
TÀI LI U THAM KH O
[1 Nguy n Trí Minh Nguy n Văn Tu n Nguy n Trung C ng Đ ng c
diesel tàu thu , Tr ng đ i h c (àng h i
[2 Nguy n T t Ti n Nguyên lý đ ng c đ t trong, Nxb Giáo d c (à N i [3 Lê Vi t L ng Lý thuy t đ ng c diesel, Nxb Giáo d c, (à N i
[4 Tr n ( u Ngh Đ ng c diesel tàu thu Nxb Giao thông v n t i, Hà N i
[5]. GS. Iu. Ia Pho-min GS Tr n ( u Ngh Xác đ nh công su t diesel tàu
thu và đ c tính c a nó,Nxb Giao thông v n t i (à N i
[6]. GS. Iu. Ia Pho-min GS Tr n ( u Ngh Các đ c tính c a đ ng c
diesel tàu th y, Nxb Giao thông v n t i (à N i