Параллельна работа дизелей

Во многих случаях мощность потребителя значительно пре­вышает мощность одного дизеля, в связи с чем в силовые уста­новки включают несколько дизелей, а общая нагрузка распреде­ляется между ними.

Такая работа двигателей называется параллельной. Функцио­нальная схема силовой установки с параллельно включенными двигателями показана на рис. 50.

Если Nеi — эффективная мощность i-го двигателя, включен­ного в параллельную работу, то общая мощность установки Nе? определяется суммированием мощностей отдельных двигателей:

Ne? = Ne1 + Ne2 +Ne3 + … + Nesд ,

где sд — число двигателей, включенных в параллельную работу.

Мощность Nс потребителя энергии на установившихся (рав­новесных) режимах всегда равна мощности (крутящему моменту) установки с параллельно работающими двигателями:

Ne? – Nc = 0.

Наиболее часто параллельную работу используют в стацио­нарных и судовых установках. В последнее время параллельную работу двигателей стали чаще применять и на транспортных агрегатах.

В стационарных условиях двигатели внутреннего сгорания находят применение на электростанциях, заводских силовых установках, на сельскохозяйственных силовых осветительных станциях. Мощность двигателей, включаемых в параллельную работу, в зависимости от потребной суммарной мощности колеб­лется в широких пределах.

На электростанциях меньшей мощности устанавливают дви­гатели также меньшей мощности, что позволяет при неравномер­ном суточном графике нагрузки электростанции наиболее рацио­нально использовать однотипные двигатели. Нагрузка электро­станции (даже непиковая) обеспечивается несколькими парал­лельно включенными двигателя­ми, каждый из которых работает на свой генератор (рис. 51, а).

Широкое распространение получила параллельная работа ди­зелей на нефтебуровых установках. Для привода насосов и ле­бедки используется одновременно до пяти дизелей (рис. 51, б).

В зависимости от типа и мощности дизели, работающие в ста­ционарных условиях при параллельном включении, оборудуют автоматическими регуляторами прямого и непрямого действия. Отметим, что в последнее время все чаще в параллельную работу включают легкие дизели автотракторного типа, оборудованные регуляторами прямого действия.

Большинство судовых установок на теплоходах оборудовано реверсивными дизелями с непосредственным приводом гребного вала. Однако наряду с такими установками распространены и судовые установки с параллельной работой дизелей, причем объединение мощности их осуществляется либо через редукторы (дизель-редукторные установки), либо через электрические пара­метры (дизель-электроходы).

На рис. 52, а показана схема дизель-редукторной установки, в которой мощность двух главных дизелей 1 объединяется ре­дуктором 3 и передается гребному валу 7. На рис. 52, б дизель-редукторная установка включает четыре дизеля 1.

Встречаются судовые силовые установки, в которых для при­вода одного гребного вала объединяется мощность большего числа дизелей. На рис. 52, в показана дизель-редукторная уста­новка, объединяющая восемь дизелей. Дизели 1 электромагнит­ными муфтами 2 связаны с промежуточными редукторами 3. Объединенная таким образом мощность соединительными валами 5 через электромагнитные муфты 2 передается редуктору 4, объ­единяющему мощность всех восьми дизелей и приводящему в дви­жение гребной вал 7.

В зависимости от способа объединения мощности двигателей их параллельная работа может быть синхронной и асинхронной. Синхронной параллельной работой называется такая, при кото­рой все двигатели имеют одинаковую угловую скорость коленча­тых валов или между угловыми скоростями валов отдельных дви­гателей поддерживается постоянное соотношение. В таких усло­виях работают дизель-генераторы переменного тока и судовые двигатели, связанные между собой и гребным винтом кинемати­чески жесткими передачами.

Отличительной особенностью асинхронной параллельной ра­боты двигателей является наличие скольжения в передаче от ведущей к ведомой части установки. В таких условиях работают судовые двигатели, включенные в параллельную работу через электромагнитные или гидравлические муфты.

По мере усовершенствования конструкций быстроходных ди­зелей и особенно технологии их производства (серийного и крупно­серийного) стоимость быстроходных дизелей постепенно снижа­ется, что создает более благоприятные условия для применения дизель-редукторных установок.

Практика постройки и эксплуатации дизель-редукторных уста­новок показала, что замена одного тихоходного дизеля с непос­редственным приводом гребного вала дизель-редукторной уста­новкой той же мощности с несколькими быстроходными дизелями во многих случаях позволяет снизить первоначальную стоимость установки, ее общую массу, а также сократить размеры машинного отделения. Параллельная работа дизелей в судовых условиях допускает ремонт отдельных дизелей в период рейса, если по­ниженная мощность установки допустима в процессе движения. Такой ремонт сокращает простой судна.

Примером использования параллельной работы дизелей в тран­спортных условиях служат тепловозы с силовыми установками, состоящими из нескольких дизелей.

Все сказанное свидетельствует о перспективности применения параллельной работы судовых и транспортных дизелей.

Существенным недостатком параллельной работы дизелей является необходимость включения в цепь между двигателем и потребителем различных передач, что вызывает дополнительные потери мощности, которые необходимо учитывать при подборе двигателей.