Структурные схемы СЭУ с прямой передачей. Преимущества и недостатки

Установки с прямой передачей определяют применение малооборотных дизелей. Установки могут иметь валогенератор для отбора мощности. Валогенератор приводится через ременную или другую передачу от валопровода либо от переднего конца коленчатого вала двигателя через разобщительную муфту. На переходах электроэнергия вырабатывается от вспомогательных дизель генераторов, а на промысле от валогенератора. Распространены СЭУ с прямой передачей на транспортных судах одновальные с МОД и на пассажирских теплоходах, паромах, буксирах – двухвальные с прямой передачей. К схеме с автономной СЭС - преимущества: высокий моторесурс, простата обслуживания, высокая надежность, низкий расход топлива, высокий кпд. Недостатки: применяется с МОД, а значит большая масса ГД, габариты и стоимость, большие габариты МКО.

ГРЩ- главный распределительный щит. УК-утилизационный котел. ВДГ-вспомогательный дизельгенератор. ЭЭ-электроэнергия на потребителя. ВКУ - вспомогательная котельная установка. Схема прямой передачи с валогенератором:

Преимущества с валогенератором: меньшее число ВДГ, следовательно масса и габариты. Возможность получать более дешевую электроэнергию, т.к. ДВС работают на более дешевых топливах и у ДВС более высокий кпд. Недостатки: нестандартные валогенераторы, высокая стоимость, сложность в обслуживании.

Дизель-редукторные электрические установки. Преимущества и недостатки. Варианты отбора мощности.

Эти установки обычно оборудуются ВРШ и имеют валогенератор, приводимы от редуктора. Редуктор позволяет использовать несколько ГД и делятся на одно-, двух-, т.д. машинные. Устанавливаются на малотоннажных и быстроходных судах. Преимущества: 1.СОД и ВОД имеют малую массу и габариты. 2.Стоимость монтажа меньше. 3.возможность получения n – винта. 4.наличие редуктора упрощает проблему привода стандартного валогенератора. 5.меньше первичных ВДГ. Недостатки: 1.меньше надежность пропульсивной установки, т.к. МИШ, муфты. 2.необходимо применение ВРШ. 3.повышенные требования к качеству и вязкости топлтва. Варианты получения электроэнергии: 1.Если валогенератор обеспечивает полностью Э.Э. на всех режимах, то используется ВДГ один как резервный. 2.Если Э.Э. обеспечивает один валогенератор, то второй резервный и работающий на стоянке валогенератор. 3.Нет валогенератора, то автономная электростанция. Схема к первому варианту:

ГРЩ- главный распределительный щит. УК-утилизационный котел. ВДГ-вспомогательный дизельгенератор. ЭЭ-электроэнергия на потребителя. ВКУ - вспомогательная котельная установка. МИШ – механизм изменения шага. М – муфта.

Расчет необходимой мощности пропульсивной установки на начальных этапах проектирования. 40. Расчет необходимой мощности пропульсивной установки при известных характеристиках корпуса судна, выбор элементов ГСП ДРУ. 41. Способы определения мощности пропульсивной установки на различных этапах проектирования. 42. Оценка мощности ГД в первом приближении.

В пропульсивную установку входит: ГД, главная передача, валопровод, движитель (обычно гребной винт). Характеризуется N_e^ГД — эффективная (на выходном фланце) мощность ГД; N_е^у — суммарная мощность СЭУ, передаваемая валопроводу ПУ и рассчитывается N_е^у = N_e^ГД∙η_П, где η_П — КПД передачи (механической, гидравлической, электрической; N_В^у – суммарная мощность, подведенная к движителю, N_В^у = N_е^у∙η_ВП , где η_ВП – кпд валопровода. В качестве судовых движетелей преобразующих механическую энергию ГД в упор применяют гребные винты, которые могут иметь фиксированный шаг (ВФШ) и регулируемый шаг (ВРШ, обеспечивающие реверс судна при нереверсивном ГД и позволяющие эффективно использовать мощность ГД в условиях плавания, отли­чающихся от спецификационных). В случае применения ВРШ на линии вала устанавливают механизм изменения шага винта (МИШ ). Судовой валопровод служит для передачи мощности (вращающего момента) от ГД или от главных передач (например, редукторов) к движителям и для передачи упора движителя на корпус судна через главный упорный подшипник (ГУП). Валопровод судна обычно состоит из последовательно соединенных упорного, промежуточных, дейдвудного (гребного) валов, упорного, опорных и дейдвудных подшипников, тормозного и валоповоротного устройств, переборочных уплотнений и других элементов. Главные передачи — это механизмы, устройства или системы, предназначенные для передачи судовому валопроводу энергии ГД с преобразованием ее либо без преобразования — в механических передачах. Нередко они также служат для объединения мощности нескольких ГД на один валопровод или для разделения мощности одного ГД на несколько потоков. Оптимальная частота его вращения гребного винта зависит от водоизмещения, осадки и скорости судна, уменьшаясь с увеличением водоизмещения, и соответствует наибольшее значение его КПД, которое может достигать 0,70—0,80. Частота вращения валов ГД (особенно турбин), при которой достигается наивыгоднейшее соотношение между экономическими и массогабаритными показателями двигателя, а значит, и ЭУ, намного превышает оптимальную частоту вращения винта. В таких случаях необходимо включить в линию передачу с целью трансформации частоты вращения давигателя. На начальных этапах проектирования при известных характеристиках корпуса судна D – водоизмещение, V- скорости судна и используя близкий прототип, можно определить буксировочную мощность пропульсивной установки используя адмиралтейскую формулу: , где -адмиралтейский коэффициент, который принимается равным адмиралтейский коэффициент прототипа = ; m и n принимаются от типа судна. Обычно m=2/3 и n=3, а при Fr = Fr₀ m=1/3 и n=5. Должно выполнятся равенство 6m+ n=7. В первом приближении мощность ГД определяется через буксировочную мощность , где – КПД главной судовой передачи с муфтой и редуктором, - пропульсивный коэффициент и рассчитывается , где - кпд гребного винта, - коэффициент, учитывающий влияние корпуса судна на КПД винта. - кпд валопровода, зависит от расположения МО, если в корме то = 0,97-0,98, если в средней части = 0,95-0,97 вал лежит на многих опорных подшипниках. Определение мощности во 2 приближении: находим буксировочную мощность при известной скорости ходового режима и сопротивлении корпуса , а на тралении . Режим выбирается в зависимости от типа судна т.е. главный для судна. Тогда мощность ГД . Выбор ГСП- главной судовой передачи определяется в зависимости от типа судна, его скоростных характеристик с учетом экономического показателя, частоты вращения винта и двигателя, типа винта и т.д.