Abstract
The paper provides a theoretical analysis of the operational performance of a marine two-stroke diesel engine in a wide range of modes, operating on a helical characteristic. Reducing the diesel load causes a decrease in the coefficient of excess air for combustion, which is characteristic of two-stroke diesel engines with a relatively high boost pressure. To control the air flow rate, it is proposed to use an adjustable nozzle apparatus as part of a turbine of a turbocharger unit. Changing the angle of the blades of an adjustable nozzle apparatus by turning them, an impact was made on the characteristics of the turbine, compressor and, accordingly, on the operational performance of the diesel engine. With decreasing the angle of the blades of the nozzle apparatus, the effective passage area of the turbine of the turbo-charging unit decreases. This causes an increase in gas pressure in front of the turbine and, consequently, an increase in the power of the turbine and compressor. This increases the boost pressure and the available work of the air charge of the cylinder. The engine operates with a large excess air ratio for combustion and increased efficiency. There are presented the results of a comparative analysis of diesel performance caused by rotation of the blades of an adjustable nozzle apparatus and the initial version, in which the angle of the blades of the nozzle apparatus remained unchanged. The angle of rotation of the blades was selected in such a way as to ensure unchanged the coefficient of excess air for combustion in all the studied diesel operation modes. The studies showed a considerable improvement in the performance of a two-stroke diesel engine at shared load modes when using an adjustable nozzle apparatus of a turbo-charging unit.
Highlights
На рис. 5 приведены зависимости относительного изменения удельной мощности турбины от нагрузки дизеля для варианта с неподвижными лопатками соплового аппарата и варианта с поворотными лопатками (α = const)
В варианте с поворотными лопатками, обеспечивающими неизменность коэффициента избытка воздуха для горения α = const, интенсивность изменения удельного эффективного расхода топлива при уменьшении нагрузки дизеля ниже, чем в исходном варианте
Обеспечивающий α = const на режимах долевых нагрузок дизеля, приводит к повышению мощности турбины и, следовательно, мощности компрессора по сравнению с исходным вариантом, это вызывает увеличение расхода воздуха и степени повышения давления наддува на соответствующих режимах
Summary
Угол поворота лопаток соплового аппарата подбирался таким образом, чтобы обеспечить неизменным коэффициент избытка воздуха для горения на всех исследуемых режимах работы дизеля. При изменении угла установки лопаток соплового аппарата в процессе их поворота меняется площадь проходного сечения, что приводит, прежде всего, к изменению параметров газа перед турбиной. С изменением давления и температуры газа перед турбиной меняется ее мощность, это вызывает изменение мощности компрессора, расхода и давления наддувочного воздуха и, как следствие, изменение коэффициента избытка воздуха для горения топлива [6, 7].
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
