I. ลักษณะความเร็ว
ลักษณะความเร็วของเครื่องยนต์ดีเซลหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก (เช่นพลังงาน PE ที่มีประสิทธิภาพแรงบิดที่มีประสิทธิภาพฉันอัตราการใช้เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพ GE, อุณหภูมิไอเสีย TR, ระดับควัน, เพิ่มแรงดัน PK และแรงดันระเบิดสูงสุด PMAX) และความเร็วในการหมุน N มันสะท้อนให้เห็นถึงพลังงานเศรษฐกิจและสภาพการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลเมื่อรักษาปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่องที่ความเร็วในการหมุนที่แตกต่างกัน
ประเภทของลักษณะความเร็ว
1. ลักษณะความเร็วเต็มโหลด (ลักษณะภายนอก)
คำจำกัดความ: คุณลักษณะของเครื่องยนต์ดีเซลที่วัดได้เมื่อกลไกการควบคุมปริมาณเชื้อเพลิงได้รับการแก้ไขที่ตำแหน่งที่สอบเทียบ (เทียบเท่ากับปริมาณการจ่ายเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อสร้างพลังงานสอบเทียบที่ความเร็วในการสอบเทียบ)
ลักษณะ: พลังงานที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตามความเร็วที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากข้อ จำกัด ของโหลดเชิงกลและโหลดความร้อนอัตราการเติบโตจะค่อยๆช้าลง แรงบิดที่มีประสิทธิภาพ (หรือความดันที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหรือเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระหว่างการเปลี่ยนแปลงความเร็ว อัตราการใช้เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงถึงค่าต่ำสุดที่ความเร็วกลางที่กำหนดและความเร็วที่มากเกินไปหรือความเร็วต่ำจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตราการใช้เชื้อเพลิง
ความสำคัญ: มันสะท้อนถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุดที่เครื่องยนต์ดีเซลสามารถสร้างได้ในแต่ละความเร็วและเป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการเลือกเครื่องยนต์หลักของเรือ สามารถใช้เพื่อกำหนดความสามารถในการส่งออกสูงสุดของเครื่องยนต์ดีเซลด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน
2. ลักษณะความเร็วโหลดบางส่วน (ลักษณะบางส่วน)
คำจำกัดความ: ลักษณะของเครื่องยนต์ดีเซลที่วัดได้เมื่อกลไกการควบคุมปริมาณเชื้อเพลิงได้รับการแก้ไขที่ตำแหน่งที่เล็กกว่าตำแหน่งที่สอบเทียบ
ลักษณะ: ด้วยความเร็วเดียวกันพลังงานที่มีประสิทธิภาพและแรงบิดที่มีประสิทธิภาพ (หรือความดันที่มีประสิทธิภาพเฉลี่ย) มีขนาดเล็กกว่าค่าที่สอดคล้องกันในลักษณะความเร็วโหลดเต็ม; อัตราการใช้เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพมักจะยังคงอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าภายในช่วงความเร็วที่แคบกว่าสภาพโหลดเต็ม
แอปพลิเคชัน: มันสะท้อนถึงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลภายใต้เงื่อนไขการโหลดบางส่วน มันมีความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับเรือเพื่อปรับความเร็วและควบคุมการใช้เชื้อเพลิงในระหว่างการนำทาง ตัวอย่างเช่นสถานะการดำเนินงานของเรือที่ความเร็วเศรษฐกิจสามารถเรียกได้ว่าเป็นลักษณะความเร็วโหลดบางส่วน
3. ลักษณะความเร็วเกินพิกัด
คำจำกัดความ: ตามข้อกำหนดการก่อสร้างของเรือกำลังการโอเวอร์โหลดของเครื่องยนต์ดีเซลคือ 110% ของกำลังสอบเทียบ (ความเร็วในการหมุนของเครื่องยนต์หลักในเวลานี้คือ 103% ของความเร็วในการหมุนที่สอบเทียบ) เมื่อกลไกการควบคุมปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงได้รับการแก้ไขที่ตำแหน่งขีด จำกัด นี้ลักษณะความเร็วที่วัดได้เรียกว่าลักษณะความเร็วเกินโหลด
ลักษณะ: มันแสดงพลังงานสูงสุดที่เครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำได้ภายใต้การทำงานปกติในแต่ละความเร็ว ในเวลานี้อุณหภูมิและความดันในกระบอกสูบสูงมากทำให้ส่วนประกอบต้องได้รับภาระความร้อนอย่างรุนแรงและโหลดเชิงกลทำให้เกิดสภาพการทำงานที่รุนแรง
ข้อ จำกัด : เวลาในการทำงานตามลักษณะนี้มี จำกัด เครื่องยนต์ดีเซลจะต้องได้รับอนุญาตให้ทำงานอย่างต่อเนื่องที่กำลังโอเวอร์โหลดเป็นเวลาอย่างน้อย 1 ชั่วโมง
ลักษณะของเส้นโค้งลักษณะความเร็ว
จากมุมมองของความสัมพันธ์ระหว่างพลังที่มีประสิทธิภาพและความเร็วในการหมุนตามสูตร ne=cpeni และ ne=c1men มันสามารถรู้ได้ว่าเมื่อ Pe (me) เป็นค่าคงที่ทฤษฎี NE และ N มีความสัมพันธ์เชิงเส้น อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงเนื่องจากการควบคุมปริมาณและการรั่วไหลของปั๊มน้ำมันปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดโดยปั๊มฉีดเชื้อเพลิงต่อรอบจะแตกต่างกันเล็กน้อยตามความเร็วในการหมุน ปัจจัยต่าง ๆ เช่นประสิทธิภาพที่ระบุและประสิทธิภาพเชิงกลของเครื่องยนต์ดีเซลเทอร์โบชาร์จที่เปลี่ยนแปลงด้วยความเร็วในการหมุนเส้นโค้งจะนูนขึ้นเล็กน้อย
สำหรับเครื่องยนต์หลักความเร็วต่ำเนื่องจากความเร็วในการหมุนของพวกเขาต่ำและช่วงการเปลี่ยนแปลงมีขนาดเล็กปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดโดยปั๊มฉีดเชื้อเพลิงต่อรอบจะแตกต่างกันน้อยมากกับความเร็วในการหมุน การเปลี่ยนแปลงค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกินมีผลกระทบค่อนข้างน้อยต่อประสิทธิภาพที่ระบุและผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการหมุนต่อประสิทธิภาพทางกลสามารถละเว้นได้ ดังนั้นจึงสามารถพิจารณาได้ว่าเมื่อตำแหน่งของกลไกการควบคุมปริมาณเชื้อเพลิงได้รับการแก้ไขแล้ว PE (ME) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและ NE และ N มีความสัมพันธ์เชิงเส้น
ii. ลักษณะความก้าวหน้า
ลักษณะความก้าวหน้าของเครื่องยนต์ดีเซลหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์เช่นพลังงานและแรงบิดและความเร็วในการหมุนเมื่อเครื่องยนต์ดีเซลทำงานร่วมกับใบพัด คุณลักษณะนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะการโหลดของใบพัด (พลังงานมีสัดส่วนประมาณกับลูกบาศก์ของความเร็วในการหมุน) เครื่องยนต์ดีเซลจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในภาระของใบพัดดังนั้นลักษณะความก้าวหน้านั้นแสดงถึงลักษณะการทำงานร่วมกันของเครื่องยนต์ดีเซลภายใต้โหลดของใบพัด
เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจริงในระหว่างการดำเนินงานของเรือ (เช่นโหลดใบพัดที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปรอะเปื้อนของตัวถังคลื่น ฯลฯ ) ลักษณะความก้าวหน้าจำเป็นต้องสำรองสำรองความเร็วการหมุนหรือการสำรองพลังงาน ตัวอย่างเช่น: เครื่องยนต์ดีเซลสามารถเพิ่มความเร็วในการหมุนของใบพัดได้ 2% ถึง 3% เมื่อเส้นคุณลักษณะของใบพัดเลื่อนไปทางซ้ายเนื่องจากการเปรอะเปื้อนมันยังคงสามารถรักษาเวลาส่วนใหญ่ในสภาพการทำงานในอุดมคติ การออกแบบสำรองช่วยให้เครื่องยนต์ดีเซลสามารถเข้าสู่พื้นที่เกินพิกัดสั้น ๆ ในสภาพพิเศษ (เช่นน้ำตื้นเร่งความเร็ว) ในขณะที่มั่นใจในความปลอดภัยของการดำเนินงานระยะยาว
iii. ลักษณะการโหลด
ลักษณะการโหลดของเครื่องยนต์ดีเซลหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก (เช่นอัตราการใช้เชื้อเพลิงอุณหภูมิไอเสียค่าเฉลี่ยความดันที่มีประสิทธิภาพ ฯลฯ ) และโหลด (มักจะแสดงในพลังงานหรือแรงบิด) เมื่อความเร็วของเครื่องยนต์คงที่ ในลักษณะนี้ความเร็วของเครื่องยนต์เป็นพารามิเตอร์คงที่ โดยการเปลี่ยนการจัดหาเชื้อเพลิงต่อรอบเพื่อปรับโหลดการตอบสนองของตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพต่าง ๆ สามารถสังเกตได้
การทดสอบและการวิเคราะห์ลักษณะการโหลดจะดำเนินการด้วยความเร็วคงที่ เส้นโค้งลักษณะการโหลดที่ความเร็วต่างกันจะแตกต่างกัน
อัตราการใช้เชื้อเพลิง: ที่โหลดปานกลางอัตราการใช้เชื้อเพลิงมักจะต่ำซึ่งบ่งบอกถึงเศรษฐกิจที่ดีขึ้น เมื่อโหลดต่ำเกินไปเนื่องจากการเผาไหม้ไม่เพียงพอและการสูญเสียทางกลเพิ่มขึ้นอัตราการใช้เชื้อเพลิงจะเพิ่มขึ้น เมื่อโหลดสูงเกินไปอาจเป็นเพราะอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศไม่เพียงพอการเผาไหม้จะแย่ลงและอัตราการใช้เชื้อเพลิงก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
อุณหภูมิไอเสีย: เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงจะเพิ่มขึ้นความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิไอเสียมักจะค่อยๆเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามหากโหลดเกินช่วงที่เหมาะสมอาจทำให้อุณหภูมิไอเสียเพิ่มขึ้นผิดปกติเนื่องจากการเผาไหม้ที่ไม่ดี
ค่าเฉลี่ยความดันที่มีประสิทธิภาพ: มันเพิ่มขึ้นเมื่อการเพิ่มขึ้นของโหลดสะท้อนให้เห็นถึงกำลังเอาต์พุตของเครื่องยนต์ดีเซลโดยตรง
ในการลดการจับคู่พลังงานของเครื่องยนต์ดีเซลการลดพลังงานตามลักษณะการโหลดเป็นวิธีทั่วไป จุดเลือกจะถูกกระจายใกล้กับปลายด้านขวาของเส้นขีด จำกัด ความเร็วเหมาะสำหรับเรือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดที่ จำกัด หรือติดตั้งใบพัดพิทช์ที่ปรับได้ วิธีนี้จะช่วยลดอัตราการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์โดยการลดความดันที่มีประสิทธิภาพเฉลี่ยและเพิ่มอัตราส่วนของแรงดันการระเบิดสูงสุดต่อความดันที่มีประสิทธิภาพเฉลี่ยซึ่งจะช่วยเพิ่มเศรษฐกิจ
V. ลักษณะการควบคุมความเร็ว
ลักษณะการควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์หมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานของเครื่องยนต์แรงบิดอัตราการใช้เชื้อเพลิงและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพอื่น ๆ และความเร็วในการหมุนเมื่อเปลี่ยน ตัวควบคุมความเร็วจะปรับการจัดหาเชื้อเพลิงโดยอัตโนมัติเพื่อให้ความเร็วในการหมุนของเครื่องยนต์มีความเสถียรหรือภายในช่วงที่กำหนดเมื่อโหลดการเปลี่ยนแปลงดังนั้นจึงสะท้อนให้เห็นถึงความเสถียรของความเร็วในการหมุนของเครื่องยนต์และความสามารถในการปรับโหลดภายใต้การควบคุมของตัวควบคุมความเร็ว
ลักษณะของลักษณะการควบคุมความเร็ว
ความเสถียรของความเร็วในการหมุน: ภายใต้การกระทำของตัวควบคุมความเร็วเมื่อโหลดเครื่องยนต์เปลี่ยนไป (เช่นการเพิ่มหรือลดภาระ) ตัวควบคุมความเร็วจะปรับการจัดหาเชื้อเพลิงตามลำดับเพื่อรักษาความเร็วในการหมุนภายในช่วงเป้าหมายที่ตั้งไว้เพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนอย่างรวดเร็วของความเร็วในการหมุน ตัวอย่างเช่นเมื่อโหลดลดลงอย่างกะทันหันตัวควบคุมความเร็วจะลดการจัดหาเชื้อเพลิงเพื่อป้องกันไม่ให้ความเร็วในการหมุนสูงเกินไป เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นตัวควบคุมความเร็วจะเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงเพื่อป้องกันไม่ให้ความเร็วในการหมุนต่ำเกินไป
ช่วงการควบคุมความเร็ว: ลักษณะการควบคุมความเร็วครอบคลุมช่วงการทำงานทั้งหมดของเครื่องยนต์จากความเร็วการหมุนที่มีความเสถียรต่ำสุดไปจนถึงความเร็วในการหมุนที่อนุญาตสูงสุด เครื่องยนต์ประเภทต่าง ๆ (เช่นเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลเครื่องยนต์ยานยนต์) มีช่วงควบคุมความเร็วที่แตกต่างกันและความแม่นยำในการควบคุมเนื่องจากวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน
ความสัมพันธ์กับโหลด: ในเส้นโค้งลักษณะการควบคุมความเร็วแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงพลังงานและแรงบิดด้วยความเร็วในการหมุนเกี่ยวข้องกับกฎการควบคุมของตัวควบคุมความเร็ว โดยทั่วไปภายในช่วงการควบคุมความเร็วเมื่อความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นพลังงานและแรงบิดจะเป็นไปตามรูปแบบการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจงเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานภายใต้โหลดที่แตกต่างกัน
การจำแนกลักษณะการควบคุมความเร็ว
ลักษณะการควบคุมความเร็วคงที่: ตัวควบคุมความเร็วจะควบคุมความเร็วการหมุนของเครื่องยนต์อย่างเคร่งครัดด้วยค่าคงที่แน่นอน โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของโหลดความเร็วในการหมุนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง คุณลักษณะนี้เป็นเรื่องธรรมดาในเครื่องยนต์ผลิตพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่าเสถียรภาพของความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ
ลักษณะการควบคุมขีด จำกัด ความเร็ว: ตัวควบคุมความเร็วส่วนใหญ่ จำกัด ความเร็วการหมุนสูงสุดของเครื่องยนต์ เมื่อความเร็วในการหมุนเกินค่าสูงสุดที่ตั้งไว้ตัวควบคุมความเร็วจะลดการจัดหาเชื้อเพลิงเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์เกินงัน ในเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลขีด จำกัด ความเร็วในการหมุนสูงสุดเป็นมาตรการป้องกันความปลอดภัยที่สำคัญ ตัวอย่างเช่นบางรุ่น จำกัด ความเร็วในการหมุนอย่างต่อเนื่องสูงสุดถึง 103% ของความเร็วในการหมุน
ลักษณะการควบคุมความเร็วเต็ม: ตัวควบคุมความเร็วสามารถควบคุมเครื่องยนต์ได้ตลอดช่วงความเร็วในการหมุนทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างเสถียรด้วยความเร็วในการหมุนที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ความเร็วในการหมุนจะต้องเปลี่ยนบ่อยเช่นเครื่องยนต์ยานยนต์