Charakterystyki pracy silnika
Charakterystykę silnika charakteryzuje wykreślne lub analityczne przedstawienie
jednego lub kilku wskaz
ników pracy silnika w funkcji innego wskaz
nika wpływającego ,
na pracę silnika. Charakterystyki służą do oceny wybranych własności silnika w całym
zakresie jego pracy. Ze względu na zmienną niezależną, charakterystyki dzieli się na:
- prędkościowe, w funkcji prędkości obrotowej silnika
- obciążeniowe, w funkcji obciążenia silnika
- regulacyjne, w funkcji wielkości regulacyjnej silnika
- ogólne, używane również uniwersalnymi
Charakterystyki prędkościowe przedstawiają przebieg zmian parametrów pracy silnika
W funkcji prędkości obrotowej i można je podzielić na:
a) charakterystyki wykonane dla stałej nastawy dz
wigni paliwowej
b) charakterystyki wykonane dla takich kolejnych położeń dz
wigni paliwowej, przy
których moc rozwijana przez silnik byłaby równa mocy zapotrzebowanej przez śrubę
okrętową.
W grupie charakterystyk prędkościowych wyróżnia się charakterystyki wykonane dla stałej
nastawy paliwowej oraz dla zmiennej nastawy. Wykonane dla stałej nastawy paliwa
nazywane są również charakterystykami zewnętrznymi , natomiast dla zmiennej nastawy
nazywane są charakterystykami śrubowymi.
W pierwszym przypadku dawka paliwa na cykl pozostaje stała , a w drugim przypadku
dobierana jest tak aby moc rozwijana przez silnik była równa mocy zapotrzebowanej
przez śrubę okrętową.
Pod względem sposobu regulacji układów zasilających silnik rozróżnia się charaktery-
styki:
- mocy maksymalnej
- granicy dymienia
- eksploatacyjne i biegu jałowego
CHARAKTERYSTYKA śrubowa należy do grupy charakterystyk prędkościowych i sporzą-
dza się je przy założeniu równości momentu obrotowego silnika oraz śruby . W związku
z tym moment i jego moc zmieniają się z prędkością obrotową w taki sam sposób ,
w jaki zmienia się moment obrotowy śruby lub moc przez nią pobrana.
Przy bezpośrednim napędzie śruby okrętowej prędkość obrotowa śruby jest równa
prędkości obrotowej silnika.
Wynika z tego że moment obrotowy silnika równa się momentowi oporowemu śruby
więc:
Mo = K  n 2
K  - współczynnik proporcjonalności zależy od wymiarów geometrycznych śruby , oraz
gęstości ośrodka a moc rozwijana przez silnik Ne równa jest mocy pobieranej
przez śrubę Ns.
1
Charakterystyka śrubowa silnika okrętowego
W układzie tym charakterystyka mocy Ne jest parabolą o wykładniku równym 3 , krzywe
średniego ciśnienia efektywnego i indykowanego ; parabolami o wykładniku 2.
Rzeczywiste przebiegi charakterystyk , wykonanych na hamowni a podanych w
protokóle prób.
Podczas badań silnika na hamowni nie znane są z dostateczną dokładnością wartości
K oraz x .(rzeczywiste zapotrzebowanie mocy przez śrubę )
Ne = K nx
Nie są znane również wartości wpływu kadłuba i warunków pływania na moc przekazy-
waną przez silnik na śrubę napędową a za jej pośrednictwem na kadłub.
Charakterystyki obciążeniowe
Przedstawiają zależność wybranych parametrów pracy
silnika do parametrów charakteryzujących obciążenie przy stałej prędkości obrotowej
silnika n .Parametrem niezależnym może być moc efektywna Ne , moment obrotowy Mo
średnie ciśnienie efektywne pe , nastawa paliwa itp.
Zasdniczymi krzywymi tej charakterystyki są krzywe jednostkowego lub godzinowego
zużycia paliwa ge lub Ge oraz zużycia powietrza Gp .
Charakterystyka może być uzupełniona zależnością innych parametrów np. :
- temperatura spalin w kolektorze tw
- najwyższe ciśnienie spalania pmax
- prędkość obrotowa turbiny nt
od parametru obciążeniowego.
Charakterystyki regulacyjne
Przedstawiają zależność wybranych parametrów pracy
silnika od wielkości regulowanej. Najczęściej wykonywane są charakterystyki zależności
ge , pe od kąta wyprzedzenia wtrysku wz .
Parametrami niezależnymi mogą być dowolne wielkości zmieniające się podczas eksplo-
atacji silnika :
- temperatura lub ciśnienie wtryskiwanego paliwa
- ciśnienie , temperatura lub wilgotność powietrza doładowującego itp.
Charakterystyki regulacyjne są cennym z
ródłem informacji o pracy silnika w zakresie
Wykraczającym poza normalne warunki eksploatacyjne.
Stanowią także ogólne wskazówki dla obsługi co do wymagań odnośnie stopnia dokła-
dności nastawy poszczególnych parametrów regulacyjnych . Dla przykładu przebieg
charakterystyki będzie płaski to w szerokim przedziale z1 z2 wpływ parametru na
ten parametr regulowany p będzie niewielki . Inaczej ma się rzecz gdy przebieg
charakterystyki będzie stromy .
W tym przypadku niewielka odchyłka od ropt wywiera znaczny wpływ na parametr
regulowany t . Zachodzi zatem potrzeba precyzyjnego ustawienia parametru r
podczas regulacji silnika i częstej jego kontroli.
2
Charakterystyki ogólne
Zwane również uniwersalnymi , umożliwiają ocenę parametrów techniczno 
eksploatacyjnych silnika w określonych obszarach zmienności
N , pe lub Ne .
Są to charakterystyki wieloparametrowe , przedstawiające krzywe jednostkowego
zużycia paliwa ge , temperatury wylotu spalin tw , najwyższego ciśnienia spalania pmax
Itp. Krzywe zmienności poszczególnych parametrów sporządza się bądz
na podstawie
tych parametrów bądz
na podstawie odpowiedniej liczby uprzednio sporządzonych
charakterystyk obciążeniowych dla różnych prędkości obrotowych silnika i różnych
stopni jego obciążenia.
SPORZ
DZENIE CHARAKTERYSTYKI ŚRUBOWEJ
Pe Mo n nturbiny pd Be Wo tspalania Pmax
1 99.3 2097 454 10868 0.015 28.6 3.77 429 6.83
2 198.5 3357 576 19901 0.044 50.4 4.75 429 8.42
3 297.8 4503 654 26362 0.072 67.4 5.56 429 9.56
4 397 5468 720 33934 0.113 93.4 6.85 429 10.76
KW Nm Obr/ Obr/min MPa Kg/h działk 0 C MPa
min
WARUNKI STANDARDOWE : WG NORMY ISO 3046 CZ. 1, 2, 3
1. Zasilanie paliwem  MDO
2. Wilgotność względna  30%
3. Temperatura otoczenia  250C
4. Ciśnienie otoczenia  101.35 kPa
3
500
400 397
300 297
Serie1
200 198
100 99
0
454 576 654 720
n (ob/min)
120
113
100
80
72
60 Serie1
44
40
20
15
0
454 576 654 720
n (obr/min)
6000
5463
5000
4503
4000
3357
3000 Serie1
2097
2000
1000
0
454 576 654 720
n (obr/min)
4
Pe (kW)
pd (MPa)
Mo (Nm)
100
93
80
67
60
50 Serie1
40
28
20
0
454 576 654 720
n (obr/min)
12000
10760
10000
9560
8420
8000
6830
6000 Serie1
4000
2000
0
454 576 654 720
n (obr/min)
400
360
333
308
300
239
200 Serie1
100
0
454 576 654 720
n (obr/min)
5
B (kg/h)
pmax (kPa)
Tsp ( C)