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.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель та уточнено метод розрахунку процесу вприскування палива, які дозоляють здійснювати розрахунок сучасної паливної апаратури з паливними насосами високого тиску (ПНВТ), що містять додаткову прецизійну пару (втулка плунжера - корпус всмоктувального клапана). Запропоновано комплексний метод розрахунку робочого процесу та паливоподачі дизеля, який дозволяє здійснити оцінку впливу зазору на параметри робочого процесу дизеля та його економічність. Одержано нові експериментальні й аналітичні залежності впливу конструктивних параметрів паливної апаратури на паливоподачу та робочий процес дизеля, що дозволяє якісно та кількісно оцінити вплив зазору на параметри паливоподачі та робочого процесу. Науково обгрунтовано рекомендації щодо визначення межово припустимого зазору між корпусом всмоктувального клапана та втулкою плунжера ПНВТ, що сприє збільшенню строку експлуатації досліджених прецизійних пар.

Досліджено проблему створення гідродинамічних пристроїв, призначених для удосконалення суднових систем підготовки палива. Запропоновано концепцію, згідно з якою для забезпечення всіх необхідних параметрів палива, що подається до суднових енергетичних установок (СЕУ), використовується тільки кінетична енергія потоку, що рухається, без застосування додаткових енергетичних джерел. Виявлено універсальні ефекти кумулятивного обтікання тіл всередині замкнених просторів. Установлено та описано основні режими обтікання тіла, виконаного у вигляді конус-циліндра всередині циліндричного трубопроводу. Одержано та систематизовано принципово нові дані, на підставі яких розкрито основні особливості взаємодії обмеженого потоку з конусними обтікачами. Визначено принципову відмінність вивченого гідродинамічного процесу від такого, якщо має місце обтікання конусних тіл необмеженим потоком. З'ясовано умови забезпечення якісного згорання палива та зменшення зносу конструктивних елементів ЦПГ суднового дизеля. Створено деталізовану методику проектування обтікачів для суднових систем підготовки палива.

Рассмотрено современное состояние развития топливных систем судовых дизелей всех типов и размерностей. Внимание уделено системам с гидравлическим приводом плунжеров насосов высокого давления и аккумуляторным системам типа Common Rail. Изложены теоретические аспекты процессов топливоподачи в современных системах впрыска. Освещены вопросы повышения экономических и экологических показателей путем совершенствования топливоподачи, использования газового топлива, а также путем подачи воды в рабочее пространство двигателя.

Исследована технология использования водотопливных эмульсий при работе судов, обслуживающих нефтедобывающие платформы. При анализе процесса топливоподготовки рассмотрены основные теоретические методы и результаты моделирования горения капли водотопливной эмульсии. Показано, что присутствие воды при определенных условиях может положительно влиять на процесс горения, приводя к улучшению характеристик получаемого факела горения и тепловыделения топлива.

Дисертація присвячена підвищенню енергетичної ефективності суднових середньообертових дизелів за рахунок вдосконалення системи підготовки палива шляхом зміни структурного складу палива за допомогою ультразвукової кавітаційної дії. Розроблено систему паливопідготовки суднових середньообертових дизелів, що додатково включає до свого складу вузли ультразвукової обробки, гідродинамічної активації палива та забезпечує максимальну десульфуризацію палива за мінімальних витрат енергії. Реалізація результатів дослідження в системах паливопідготовки суднових середньообертових дизелів сприяє зниженню в 3,2 - 3,9 раза сірчистого зносу поршневих кілець і циліндрових втулок дизеля; поліпшенню технічного стану циліндро-поршневої групи дизеля і його газовипускної системи; знижує трудомісткість робіт з моточистки дизеля до 2,7 раза. Впровадження результатів дослідження на морських суднах свідчить про підвищення на 3,5 - 4,8 % економічних і 7,3 - 9,6 % енергетичних показників роботи суднових середньообертових дизелів.

Изложена методика гидродинамического расчета топливной системы дизеля, включающей в себя форсунку с электронным управлением. Методика расчета базируется на решении уравнений движения маловязких сортов топлива. Сформулированы граничные условия расчета в разных полостях форсунки. Показано, что расчет процессов топливоподачи в системе с электронноуправляемой форсункой, в отличие от расчета впрыскивания обычной топливной системой, начинается у форсунки, а не у насоса. Показано, что в связи с отсутствием опытных данных в первом приближении можно воспользоваться формулой Максвелла для малых зазоров. Разработанная методика топливоподачи позволит усовершенствовать процесс создания новых типов топливной аппаратуры. Данная методика может быть применена при расчете процесса подачи топлива в цилиндр дизеля, оборудованного форсунками с гидравлическим управлением иглой. Предлагаемая методика может быть применима для поршневых двигателей внутреннего сгорания, используемых в авиационной технике.

Розроблено засоби та заходи забезпечення надійності паливопроводів високого тиску з метою попередження їх розривів. Досліджено пружні властивості важкого палива, просторового хвильового поля в паливопроводі та його параметричні згинальні коливання, а також умови виникнення частотного та параметричного резонансів у паливопроводі. Застосовано методи фізичного й математичного моделювання, лабораторні експериментальні дослідження та натурні експерименти на працюючому дизелі. За результатами дослідження розроблено техніко-конструкційні вимоги до процедури проектування паливних систем, а також засоби та заходи забезпечення надійності паливної системи дизеля без виведення його з експлуатації.

Звернено увагу на актуальну науково-практичну задачу покращення системи подачі палива суднових дизелів, обладнаних гідроприводом виконавчих механізмів за рахунок застосування п'єзоелектричних перетворювачів. Запропоновано метод удосконалення комп'ютерної системи управління подачею палива шляхом впровадження приводу виконавчих механізмів на базі п'єзоперетворювачів. Вперше отримано моделі конструкцій компонентів комп'ютерної системи управління подачею палива на основі приводу виконавчих механізмів на базі п'єзоелектричних складальних стовпів та п'єзоелектричних роторних двигунів. Розроблено моделі та методи зменшення та усунення коливань систем управління подачею палива на основі п’єзоприводу, що дозволило збільшити гарантовану безпеку системи подачі палива. Розроблено та запатентовано конструкції приводів виконавчих механізмів на базі п'єзоелектричних складальних стовпів та п'єзоелектричних роторних двигунів.

Індекс рубрикатора НБУВ: О455.54-044.2

Рубрики:

Суднові дизелі (двигуни з самозайманням). Суднове дизелебудування

Шифр НБУВ: ДС49863 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено робочий процес у судновому турбопоршневому дизельному двигуні та його паливній апаратурі під час використання малих домішок водню до основного палива. Використання домішок водню до основного палива призводить до поліпшення екологічних та економічних показників ДВЗ. Експериментальні дослідження проведені у "Центрі перспективних енергетичних технологій НУК" підтвердили підвищення експлуатаційних показників дизельного двигуна, зокрема приріст потужності становив на 1,7…3,4 %, зменшення питомої витрати палива 2,2…3,7 % залежно від порції доданого водню. Розроблено експериментальний стенд для дослідження впливу додавання малих домішок водню на процес розпилення палива. Так використання малих домішок водню до основного палива призводить до укорочування факела розпиленого палива, та збільшення його кута розкриття. Удосконалено математичну модель розчинення водню під час додавання у паливопровід високого тиску, що враховує коливання рідкого палива між впорскуваннями та довжину паливопроводу. Удосконалено математичну модель робочого циклу дизельного двигуна, що враховує вплив використання малих домішок водню до основного палива на процес розпилення. Встановлено, що внаслідок поліпшення якості розпилу кут випередження впорскування потребує коригування. Раціональний кут випередження впорскування палива, який лежить в межах -2…-7° від заводських налаштувань, дозволяє підвищити ефективну потужність двигуна на 4,1…5,5 %. Визначено раціональний діапазон додавання водневої домішки, що становить 0,05…0,15 % за масою. Визначено ефективність застосування малих домішок водню на судах сучасного флоту.

роботу присвячено вирішенню питань теоретичного обґрунтування та розроблення прикладних рекомендацій щодо збереження надійності та працездатності елементів високого тиску паливної системи суднового дизельного двигуна шляхом визначення перепадів на кожному з елементів тиску робочої речовини у робочому діапазоні частоти обертів. Запропонована методика ймовірності (регресивної) побудови характеристик системи паливоподачі суднових дизелів за результатами експериментальних випробувань паливного насосу високого тиску, ділянки трубопроводу та форсунки паливної системи дизеля. Удосконалено математичну модель механічних процесів в паливній системі високого тиску регресивним методом з додаванням компонентів перехідних процесів у паливній апаратурі. Методику побудови характеристик систем подачі палива суднових дизельних двигунів шляхом динамічних випробувань з отриманням швидкісної та навантажувальної характеристик. Подальшого розвитку набула методика дослідження паливних систем високого тиску суднових дизельних двигунів.