Рассмотрена теория системы для работы под водой (РДП) и ее устройств. Получены основные решения для всех режимов работы РДП, на основе которых разработаны методы проектирования. Представлена динамика работы воздушных клапанов, а также спуска и подъема шахт.

Приведены результаты экспериментальных исследований работы на водотопливной эмульсии (ВТЭ) судовых дизелей 6ЧН40/46 в составе главного дизельредукторного агрегата большого автономного траулера типа "Пулковский меридиан". Установлено, что применение ВТЭ позволяет снизить теплонапряженность дизелей, повысить экономические и экологические показатели судовой энергетической установки без уменьшения ее работоспособности.

Проанализирована работа главного судового дизеля в составе гидродинамического комплекса двигатель - винт - корпус. Изучено влияние состояния корпуса судна, метеорологических факторов и осадки на потерю скорости его хода. Освещены динамические режимы главного двигателя при маневрах судна. Рассмотрены методы оценки тепловых и механических перегрузок в процессах нагрузки двигателя. Приведены рекомендации по назначению ограничительных характеристик дизеля и выбору темпа нагрузки двигателя при маневрах судна, критерии транспортной эффективности морских и речных судов.

Рассмотрены вопросы дефектации механизмов, в частности дизелей и турбокомпрессоров, периодичности их профилактических осмотров, гидравлических затяжных приспособлений, диагностики деталей разных дизелей. Приведены характеристики вспомогательных двигателей дизельгенераторов.

Систематизированы существующие подходы к определению режима работы современных судовых дизелей с учетом новых исследований по их оптимизации, в том числе по критериям их надежности, экологичности в реальных условиях эксплуатации. Освещены теоретические основы режимов работы главного судового дизеля. Рассмотрены характеристики гребных винтов и показатели рабочего цикла дизеля на эксплуатационных режимах. Разработаны методы исследования неустановившихся режимов работы дизелей в составе пропульсивного комплекса. Установлены зоны допускаемых режимов работы дизелей и требования к системам автоматизированного управления.

Освещены основы теории газообмена и наддува четырех- и двухтактных дизелей судов транспортного флота. Охарактеризованы основные газо- и термодинамические процессы наддува судовых дизелей. Дана классификация систем наддува и показаны особенности их работы в эксплуатационных режимах, описаны различные системы газонаддува двигателей основных дизелестроительных мировых фирм. Значительное внимание уделено вопросам согласования характеристик двигателя и турбокомпрессора. Раскрыты причины явления помпажа газотурбонагнетателей. Описаны различные конструкции и типы наиболее распространенных турбокомпрессоров судовых двигателей транспортного мирового флота.

Проанализированы действия и режимы работы судовых центробежных сепараторов топлива и масла, освещены особенности их технического обслуживания, приведены схемы автоматизированных систем сепарирования.

Проанализирована эффективность совместного применения в среднеоборотных дизелях тригенерации и добавок водорода к топливу. Определены рациональные параметры таких комбинированных систем, обеспечивающие максимальное повышение эффективности среднеоборотных дизелей.

Приведены результаты расчетно-аналитического исследования энергоэффективности топливных подсистем судовых энергетических установок дизельных транспортных судов. Показана возможность значительного снижения затрат энергии и топлива путем рационализации технических средств, схемы подогрева и уменьшения температурного уровня подогрева и перекачивания части запасов тяжелого топлива.

Отмечено, что расчетный модуль диагностической системы DEPAS D4.0H позволяет моделировать рабочий процесс в цилиндре судового дизеля на основном и частичных эксплуатационных режимах. Целью моделирования рабочего процесса является оценка резерва нагрузки двигателя и оценки тепловой и механической напряженностей. Важной задачей моделирования рабочего процесса является уточнение расхода топлива на текущем эксплуатационном режиме и его прогнозирование при изменении настроек топливной аппаратуры и механизма газораспределения. Рассмотрены некоторые возможности расчетного модуля: изменение закона тепловыделения в цилиндре, анализ удельной работы цикла, вариации коэффициента теплоотдачи и энергетический баланс, согласно 1-му закону термодинамики.

Рассмотрен малооборотный дизель стандартной схемы, т.е. дизель, имеющий турбонаддувочный агрегат. При составлении расчетной схемы считаются известными характеристики турбины и компрессора, входящих в состав турбонаддувочного агрегата, а также параметры дизеля на номинальном режиме. Получена зависимость параметров индикаторной диаграммы в обобщенном виде в произвольном рабочем состоянии двигателя. В качестве параметров, определяющих состояние дизеля на частичных режимах, приняты коэффициент избытка воздуха и относительная скорость вращения. Приведена система обыкновенных дифференциальных уравнений, которая описывает динамику рассматриваемого агрегата. Предложен алгоритм их решения.

Дисертацію присвячено питанням проектування та технічного обслуговування суднових резервних дизель-генераторів. Показано, що процес навантаження суднових дизель-генераторів не може контролюватися за величиною температури охолоджуючої води та мастила. Найбільш інформативним параметром є потужність дизель-генератора, яку той віддає в енергосистему. Оптимальна система управління процесом навантаження резервного дизель-генератора повинна забезпечувати мінімальний час прийняття навантаження за температурними напругами у найбільш напруженій деталі (головка поршня), не більшими за напруги при номінальній потужності дизель-генератора. Допрацьована математична модель процесу дозволяє знайти величину допустимої потужності ступеня навантаження та тривалість її дії. Прийняття потужності повинно відбуватися доти, доки потужність резервного та базового дизель-генераторів не зрівняються. Для дизель-генератора 8-ВАН-22 цей час не перевищує 30 с і складається з 19 етапів.

У роботі розглянуті питання оцінки енергетичних і економічних показників головних суднових дизелів в широкому діапазоні навантажень. Показано, що для визначення цих показників необхідно враховувати механічні втрати в дизелі на різних режимах. Встановлений вплив різних конструктивних та експлуатаційних факторів на механічні втрати в дизелі. Запропоновані методики корегування механічного ККД головного суднового дизеля на номінальному режимі та визначення механічних втрат дизеля в широкому діапазоні навантажень. Експериментальні дослідження присвячені перевірці запропонованих методик. Головні результати роботи знайшли застосування у навчальному процесі ВУЗів і в технічних службах судноплавних компаній.

Досліджено питання підвищення надійності роботи суднових аварійних дизель-генераторів (АДГ) з використанням методів системного аналізу, що дозволило проаналізувати енергетичні й інформаційні потоки в АДГ. Здійснено математичне моделювання процесів, які відбуваються в АДГ, що дозволило віднайти способи зниження енергетичних затрат, діагностування основних структурних елементів АДГ і спосіб визначення залишкового ресурсу. Здійснено перевірку адекватності математичної моделі та показано, що значення зміни частоти обертання та напруги синхронного генератора у процесі пуску АДГ збігаються з експериментальними значеннями з відхиленням на 10 %. Завдяки впровадженню до практики експлуатації розроблених АДГ способів, скорочено тривалість процесу пуску на 5 - 7 %, підвищено коефіцієнт оперативної готовності на 7 %, знижено шумність роботи АДГ на 2 дБ, підвищено коефіцієнт корисної дії двигуна на 1 - 1,5 %.

Досліджено теоретичні та прикладні питання підвищення експлуатаційної ефективності систем утилізації теплоти суднових дизель-генераторів за рахунок використання гравітаційних двофазних термосифонів для формування теплопередавальної поверхні утилізаційного теплообмінника. Розроблено математичну модель перехідних процесів теплообмінника з проміжним теплоносієм, яка дає змогу простежити ефективність його роботи у режимах зміни навантаження, характерних для суднових електростанцій. На базі розробленої моделі розглянуто заходи для зменшення часу перехідних процесів. Розраховано максимально можливий час роботи теплообмінника з проміжним теплоносієм за відсутності теплообміну в зоні конденсації. На підставі експериментальних досліджень виявлено особливості тепломасообмінних характеристик двофазних термосифонів за умов динамічних теплових навантажень, а також уточнено критеріальні рівняння для розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі у процесі кипіння. Розроблена узагальнена методика теплового розрахунку є результатом представлених теоретичних та експериментальних досліджень. Проаналізовано результати можливої модернізації енергетичних установок транспортних суден шляхом встановлення теплообмінників з проміжним теплоносієм, а також проведено порівняння надійності роботи теплообмінників.

Обгрунтовано шляхи вирішення актуальної прикладної задачі підвищення ефективності експлуатації суднових дизелів за рахунок удосконалення систем і процесів змащування циліндрів. Проаналізовано сучасні теоретичні дослідження даної проблеми, на підставі яких визначено основні недоліки існуючих систем змащування циліндрів дизелів MAN - B&W. Розроблено методику експериментальних досліджень щодо вивчення процесів подачі мастила в циліндри судових двигунів, здійснено її апробацію за лабораторних та експлуатаційних умов з використанням таких методів, як осцилографування, швидкісна кінозйомка та планування багатофакторного експерименту. Проведено теоретичне вивчення руху мастила в нагнітальному трубопроводі системи та каналі за клапаном та одержано аналітичні залежності для визначення ступеня досконалості системи. Встановлено оптимальну геометрію каналу, що дозволяє підвищити ефективність використання мастила та поліпшити стан дизеля. На підставі експлуатаційних досліджень виявлено, що оптимізація процесу подачі мастила дозволяє знизити на 20 - 25 % витрати циліндрового мастила, у 2 - 2,5 рази зменшити відкладення в циліндрі та у 1,2 - 1,5 рази зменшити ступінь зносу деталей двигуна. Зроблено висновок, що розроблена методика є ефективним засобом підвищення економічності роботи судових дизелів.

Обгрунтовано нові шляхи розв'язання науково-прикладної задачі підвищення ефективності передачі потужності у судових пропульсивних комплексах за допомогою використання допоміжного частотно-керованого асинхронного двигуна (АД). Проаналізовано режими передачі потужності та робочих процесів у суднових пропульсивних комплексах з мало-обертовим дизелем (МОД). Визначено критерії оцінки ефективності передачі потужності у судновому дизель-електричному промульсивному комплексі (СДЕПК). Проведено математичне моделювання енергетичних станів в СДЕПК з МОД і частотно-керованим АД на лінії валу гвинта фіксованого кроку (ГФК). Здійснено моніторинг енергетичних процесів у комп'ютерній лабораторії для СДЕПК та проведено експериментальні дослідження передачі потужності у даному комплексі.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Установлено, що зсув тонкостінного вкладиша за номінально-нерухомого фрикційного контакту за дії тангенціальних сил має резонансно-коливальний характер з амплітудою, пропорційною інтенсивності зношення зовнішньої поверхні вкладиша. Створено математичну модель визначення динамічних характеристик тертя у підшипнику середньообертового двигуна з тонкостійнним вкладишем циліндричної форми, навантаження якого зумовлене тангенціальною складовою взаємодії колінчатого вала з робочою поверхнею підшипника. Знайдено залежність, що дозволяє визначити оптимальну область роботи підшипника з мінімальним зношенням зовнішньої поверхні вкладиша. За цього необхідно використовувати параметр пластичності його матеріалу, що зумовлює значення коефіцієнта тертя.