[發明專利]帶定距槳的船用柴油機負荷限制方法

有效

• 申請號: 202010157269.6
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111377045B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 曹陽;趙建平;張杰;徐武
• 申請（專利權）人: 陜西柴油機重工有限公司
• 主分類號: B63H21/14
• 分類號: B63H21/14;B63H21/21;B63B71/00;F02D45/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍

1.帶定距槳的船用柴油機負荷限制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)在功率和轉速的函數關系圖中，分別確定標準螺旋槳特性線(1)、新船螺旋槳特性區域(2)和100％扭矩線(3)；

2)設額定轉速百分數為X點處對應的轉速為n_x，額定轉速百分數為X點在100％扭矩線(3)上對應于額定功率百分數處的功率為P_max，并設定100％扭矩線(3)上額定轉速百分數為X處對應的功率P_max與轉速n_x的比值等于100％額定轉速下功率P_100％與轉速n_100％的比值，具體如下：

P_max:P_100％＝n_x:n_100％

上式中，額定功率P_100％與額定轉速n_100％均為已知量；

3)額定轉速百分數為X點處對應于標準螺旋槳特性線(1)上的功率為P_標，根據標準螺旋槳的功率與轉速的三次方成正比的特點，并結合步驟2)得出：

上式中，已知量P_標為客戶對標準螺旋槳功率的期望值，因此，計算確定n_x后，根據步驟2)可得出100％扭矩線(3)上額定轉速百分數為X處對應的功率P_max；

4)根據100％扭矩線(3)上額定轉速百分數X處對應的功率P_max與客戶對標準螺旋槳功率的期望值P_標確定負荷限制線(4),具體關系式如下：

其中，L為功率限制比例；

5)由于柴油機燃料燃燒轉換為機械功的效率在經濟功率以上運行時變化不大，柴油機功率近似正比于燃油齒條格數，由此，可按出廠時柴油機的標準螺旋槳測得的齒條格數M_標，推算出100％扭矩線(3)上額定轉速百分數為X點處的齒條格數M_x，從而在轉速不變的前提下，通過調節齒條格數M_x實現功率P_max的調節，具體推導公式如下：

M_x:M_標＝P_max:P_標＝L；

6)根據帶定距槳的船用柴油機長期運行后各轉速對應的功率值與標準螺旋槳特性線(1)上對應的功率值成線性比例關系的特點，按M_x:M_標＝P_max:P_標的等比例關系確定額定轉速百分數為X點以下各點的齒條格數與出廠時測量值的限制值，從而確定出長期運行后螺旋槳特性線(5)。

2.根據權利要求1所述的帶定距槳的船用柴油機負荷限制方法，其特征在于：上述步驟1)中，所述標準螺旋槳特性線(1)由以下函數確定：

上式中，P_A為標準螺旋槳的功率，n_A為標準螺旋槳的轉速，k_A為比例因子，為標準螺旋槳的額定功率；

所述新船螺旋槳特性區域(2)是在新船螺旋槳特性線(6)的基礎上增加10％～20％的預留量后形成的區域，根據新船螺旋槳特性線(6)的計算公式，具體確定函數如下：

上式中，P_B為新船螺旋槳的功率，n_B為新船螺旋槳的轉速，k_B為比例因子,其中，k_B＝k_A(1-c)，c為預留裕度，且c的范圍為10％～20％，為新船螺旋槳的額定功率；

所述100％扭矩線(3)由以下函數確定：

N＝9550P_額/n_額，

上式中，N為柴油機額定功率和額定轉速下的扭矩，運行扭矩，P_額為柴油機的額定功率，n_額為柴油機的額定轉速。