автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Оценка технического состояния судовых дизелей и систем газовыпуска методом теплового диагностирования

На правах рукописи

Кардаков Алексей Аркадьевич

ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ И СИСТЕМ ГАЗОВЫПУСКА МЕТОДОМ ТЕПЛОВОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Специальность 05. 08. 05 — «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005015065

Санкт-Петербург 2011

005015065

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» («ФГОУ ВПО СПГУВК»)

Защита состоится « 28 » ноября 2011 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 223.009.04 при «ФГОУ ВПО СПГУВК» по адресу: 198035, г. Санкт-Петербург, Двинская улица, д. 5/7, ауд. 235. тел. 8-(812)-490-93-08; e-mail: acouncil@spbuwc.ru: AntonovaVV@spbuwc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке «ФГОУ ВПО СПГУВК»

Автореферат разослан « 27 » октября 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 223. 009. 04

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Безюков Олег Константинович

д.т.н., профессор

Ерофеев B.JI.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Российские суда морского, внутреннего и смешанного река-море плавания оснащаются отечественными и зарубежными дизельными двигателями, повышение форсированности которых по среднему эффективному давлению и частоте вращения коленчатого вала влечет за собой возрастание механических и тепловых нагрузок, что без принятия дополнительных мер снижает надежность двигателей и судовых дизельных энергетических установок (СДЭУ) в целом. Так, ежегодно подразделениями Федеральной службы по надзору в сфере транспорта фиксируются многочисленные случаи аварий и катастроф, связанные с нарушениями работы СДЭУ и их отдельных элементов.

Как показывает практика, до 50% всех отказов дизелей вызвано потерей работоспособности топливной аппаратуры, больше половины из которых приходится на отказы форсунок. Причем, техническое состояние форсунок оказывает существенное влияние на экономические и экологические показатели работы дизеля.

Повышение надежности, безопасности и исключение пожаров в СДЭУ в значительной мере связано с техническим состоянием систем газовыпуска, которое определяется состоянием конструктивных элементов и тепловой изоляции, а также температурой отработавших газов, существенно зависящей от качества работы форсунок судовых дизелей.

Таким образом, развитие методов и выбор эффективных средств теплового диагностирования судовых дизелей и их систем газовыпуска является актуальной задачей для водного транспорта, отвечает требованиям Международной морской организации (Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения), технических регламентов РФ «О безопасности объектов морского транспорта» и «О безопасности объектов внутреннего водного транспорта», Правилам морского и речного регистров РФ и будет способствовать снижению отказов и аварийности судовых дизельных энергетических установок.

Объектами исследований являются остов, топливная аппаратура и системы газовыпуска судовых дизелей.

Предмет исследования

Взаимосвязь теплового и технического состояния судовых дизелей и систем их газовыпуска, методы и средства теплового диагностирования.

Цель работы

Повышение безопасности технической эксплуатации СДЭУ путем разработки научно обоснованных технических и технологических решений, направленных на совершенствование методов и средств безразборного теплового диагностирования топливной аппаратуры и систем газовыпуска судовых дизелей.

Задачи работы

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

• анализ современного состояния и тенденций развития судового дизеле-строения, оценка влияния теплового и теплонапряженного состояния судовых дизелей, технического состояния топливной аппаратуры и систем газовыпуска на безопасность СДЭУ;

• выбор, оценка и обоснование методов и средств теплового диагностирования судовых дизелей;

• исследование теплового состояния форсунок судовых дизелей и динамики ее изменения в зависимости от степени форсированности и режимов работы двигателя;

• разработка методики технического диагностирования форсунок по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• разработка технических средств повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей совершенствованием конструкции устройств по ка-витационной обработке топлив;

• разработка математической модели теплообмена между трубопроводом системы газовыпуска и воздушным пространством в машинном помещении, проведение расчетных и экспериментальных исследований влияния дефектов теплоизоляции на распределение температур вокруг трубопроводов систем газовыпуска;

• проверка предложенных методик и средств теплового диагностирования при эксплуатационных испытаниях СДЭУ.

Методы исследований и достоверность результатов

Поставленные задачи решены путем проведения теоретических и экспериментальных исследований с использованием методов математического моделирования.

Обоснованность и достоверность положений и выводов подтверждена непротиворечивостью результатов теоретических и экспериментальных исследований теории и практики эксплуатации ДВС, а также благодаря использованию современных поверенных средств измерения и методов их обработки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• предложен и экспериментально обоснован комплекс взаимодополняемых средств для теплового диагностирования СДЭУ;

• установлена зависимость теплового состояния наружных корпусов штифтовых форсунок от их технического состояния;

• разработаны и защищены патентами два устройства по кавитационной обработке топлив, обеспечивающих повышение безотказности и долговечности топливной аппаратуры;

• разработана математическая модель распределения температур вокруг трубопроводов систем газовыпуска судовых дизелей, имеющих дефекты в теплоизоляции (решение задачи Дирихле для полуплоскости), обеспечивающая высокую сходимость результатов расчетных и экспериментальных исследований.

Практическая ценность

Предложен комплекс средств измерения для теплового диагностирования

судовых дизелей, определены и обоснованы рациональные области их применения.

Разработаны:

• методика и программа теплового диагностирования судового энергетического оборудования;

• способ безразборного диагностирования технического состояния форсунок в условиях эксплуатации;

• устройства по кавитационной обработке топлив, обеспечивающие повышение надежности работы топливной аппаратуры;

• способ определения размеров и локализации дефектов тепловой изоляции систем газовыпуска.

На защиту выносятся

• методика теплового диагностирования судовых дизелей и их систем газовыпуска;

• результаты исследований теплового состояния форсунок судовых дизелей и динамики ее изменения в зависимости от режимов работы двигателя;

• способ контроля работоспособности форсунок дизелей по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• технические средства повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей кавитационной обработкой топлива, защищенные двумя патентами РФ;

• математическая модель и результаты расчетных и экспериментальных исследований распределения температурных полей в области дефектов теплоизоляции систем газовыпуска дизелей в зависимости от их размеров и локализации.

Реализация работы

Разработаны методика и программа диагностирования судового энергетического оборудования, которая была согласована с Северо-Западным филиалом Российского Речного Регистра и реализована при стендовых испытаниях дизелей в лаборатории кафедры теории и конструкции судовых ДВС при ФГОУ ВПО СПГУВК и на базе ООО «Морские пропульсивные системы», при теплотехнических испытаниях СДВС флота ГБУ «Волго-Балт» и ООО «Пассажирский Флот» (г. Санкт-Петербург), а также в ходе работ по подготовке технического флота ФГУ «Камводпуть» к навигации 2011 года.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры теории и конструкции судовых ДВС СПГУВК, с участием сотрудников Российского Речного Регистра; на XI Международной научной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» (Смоленск, 2010 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе три работы в издании, рекомендованном ВАК, получены два патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация включает: введение, четыре главы, заключение, приложения, список литературы. Содержит 144 страницы основного текста, в том числе: 65 рисунков, диаграмм и фотографий, 16 таблиц. Список использованной литературы содержит 16 страниц и включает 183 наименования.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации.

Первая глава содержит:

• анализ современного состояния судового дизелестроения, оценку влияния степени форсированности дизелей на их тепловое и теплонапряженное состояние, безопасность и эффективность СДЭУ;

• оценку влияния технического состояния топливной аппаратуры на процессы смесеобразования и горения топлива, температуру отработавших газов и технико-экономические показатели дизелей;

• оценку влияния технического состояния систем газовыпуска и свойств теплоизоляции на пожарную безопасность СДЭУ;

• анализ современных методов и средств диагностирования технического состояния судовых дизелей;

• выводы, в которых сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Вторая глава содержит:

• выбор и оценку средств измерения для теплового диагностирования судовых дизелей и их систем газовыпуска;

• описание методики применения средств теплового диагностирования при теплотехнических испытаниях СДЭУ;

• выводы.

Третья глава содержит:

• результаты теплового диагностирования остова судовых дизелей 44 8,5/11 и Deutz BF8M1015CG1 (Германия);

• результаты теплового диагностирования форсунок дизеля 44 8,5/11 при стендовых испытаниях;

• результаты стендовых испытаний и дефектации форсунок дизеля 44 8,5/11;

• описание разработанных технических средств повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей, кавитационной обработкой топлива;

• выводы.

Четвертая глава содержит:

• результаты теплового диагностирования систем газовыпуска СДЭУ в эксплуатационных условиях;

• регрессионный анализ зависимости температуры отработавших газов от степени форсированности дизеля;

Wl

• математическую модель для определения температурного поля в области дефектов теплоизоляции систем газовыпуска дизелей;

• результаты расчетных и экспериментальных исследований температурных полей в области дефектов теплоизоляции систем газовыпуска дизелей, верификацию математической модели.

• выводы.

Заключение содержит основные выводы по диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В настоящее время средний возраст самоходных судов внутреннего и смешанного река-море плавания в РФ превышает 25 лет, что приводит к росту отказов и аварий, снижению эффективности их использования. Поэтому Распоряжением Правительства РФ от 7 ноября 2007 г. № 1571-р утверждена Федеральная целевая программа (ФЦП) «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы», основной целью которой является совершенствование отечественного научно-технического и проектного потенциала, разработка техники и технологий мирового уровня, в том числе СДЭУ, на долю которых приходится 10-35% стоимости судов и до 50-60% их эксплуатационных расходов.

В указанной ФЦП существенное внимание уделено повышению надежности судовой техники. Статистические данные Российского Речного Регистра показывают, что наибольший процент отказов имеют энергетические установки (до 80%), далее идет движительно-рулевой комплекс, палубные механизмы, корпус судна, электрооборудование. В свою очередь, в судовых энергетических установках наименее надежными являются главные двигатели (до 80% отказов), далее идут дизель-генераторы, вспомогательные котлы и системы судовой автоматики. Статистические данные Российского Морского Регистра судоходства показывают, что одна треть аварий на морских судах происходит по причине отказа СДЭУ (рис. 1).

2300 2Ш2 7№

□ общи частота 1СДЭ/ □гоюровивзрьвав

1

Рис. 1. Частота аварий морских судов (единиц на 1000 судов в год)

Одним из основных направлений в обеспечении надежности судовой техники является развитие методов и средств диагностирования ДВС, которому посвятили свои работы такие ученые как академик РАН В.В.Клюев, П.А.Биргер (ЦИАМ), Л.В.Ефремов (Институт проблем машиноведения РАН), Е.А.Никитин, Л.В.Станиславский, Э.А.Улановский (ОАО «Коломенский машиностроительный завод»), A.A.Обозов (БГТУ), Г.Ш.Розенберг, Л.Л.Грицай, Е.С.Голуб, Е.З.Мадорский, П.П.Федорко (ЦНИИМФ), Ю.Н.Мясников (ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова), В.Б.Лянной, Ю.Г.Лавров (BMA адм. Н.Г.Кузнецова),

Р.М.Васильев-Южин, Ф.З.Байбурин (ВМИИ), В.А.Аллилуев, Н.С.Ждановский, В.М.Михлин, А.В.Николаенко, Б.А.Улитовский (СПГАУ), О.Н.Лебедев, Л.А.Шеромов (НГАВТ), И.В.Возницкий, В.Ф.Сыромятников, А.С.Пунда (ГМА им. С.О.Макарова), Г.И.Шаров (СПГМТУ), О.К.Безюков, Б.В.Васильев, Е.Н.Климов, В.В.Сахаров, В.А. Шишкин, Л.В.Тузов (СПГУВК) и др.

Указанными выше авторами разработаны теоретические основы, методики и технические средства функционального и тестового диагностирования судовых дизелей. Однако тепловизионные методы диагностирования пока не нашли необходимого развития в отечественной и зарубежной практике технической эксплуатации СЭУ, хотя тепловое и теплонапряженное состояние дизелей является основным фактором, сдерживающим дальнейшее повышение их долговечности и безотказности.

Концепция подпрограммы ФЦП «Создание и организация производства в Российской Федерации в 2011-2015 годах дизельных двигателей и их компонентов нового поколения», принятая постановлением Пр-710-р Правительства РФ от 21.04.2011 г., предусматривает разработку новых базовых модификаций и типоразмерных рядов современных судовых четырехтактных дизельных двигателей, форсированных как по частоте вращения коленчатого вала (до 750-1500 мин"1), так и по среднему эффективному давлению (до 2-3 МПа) с уменьшенными массогабаритными показателями, высокими удельными показателями и, следовательно, высокими уровнями температур и теплонапряжен-ности деталей.

Поэтому в настоящее время тепловое и теплонапряженное состояние становится одним из основных ограничений в обеспечении надежности тепловых двигателей и установок, так как оказывает определяющее влияние на образование трещин в крышках и втулках цилиндров, донышках поршней, на скорость газовой коррозии и долговечность клапанов, на разрушение прокладок между крышками и блоком цилиндров, режим смазки и угар масла, на интенсивность изнашивания в сопряжении втулка цилиндра - поршневой комплект и, в конечном итоге, на ресурс и экономичность судовых дизелей.

В последние годы проблема прогнозирования разрушения материалов, базирующаяся на кинетической термофлуктуационной концепции, предложенной академиком АН СССР С.Н. Журковым, активно развивается, в частности, учеными Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе РАН и СПбГПУ. Ими показано, что термофлуктуационный подход справедлив и при анализе особых типов разрушения, когда детали испытывает сложное напряженное состояние с одновременным действием истирания, характерных для многих три-босопряжений ДВС.

Однако методы и средства диагностирования, адекватные современному уровню развития теплонапряженных ДВС, пока не созданы.

Таким образом, совершенствование методов и средств теплового диагностирования является актуальной задачей, как для дизелестроительных заводов, так и судоходных компаний; как для существующих, так и вновь создаваемых высокофорсированных СДЭУ.

Длительная безаварийная эксплуатация судовых дизелей с высокой тепло-

вой напряженностью может быть обеспечена экипажем путем применения новых методов и средств контроля теплового состояния деталей и узлов судовых дизелей. К их числу можно отнести тепловизоры, пирометры, автономные терморегистраторы, контактные термометры и термоиндикаторные краски.

Для выполнения теплотехнического контроля СДВС и их систем газовыпуска предложен тепловизионный метод диагностирования, который позволяет достоверно регистрировать тепловые поля на поверхности контролируемого объекта. Достоинствами тепловизионного метода контроля являются: дистан-ционность, высокая информативность и скорость ее обработки, что позволяет уменьшить продолжительность заводских и эксплуатационных испытаний.

Однако при анализе стоимости тепловизоров с необходимыми техническими характеристиками для теплового диагностирования СДВС и их систем газовыпуска выявлено, что стоимость тепловизоров составляет от 200 тыс. до 2 млн руб., в связи с этим они не могут использоваться на каждом судне на постоянной основе.

Для контроля теплового состояния СДВС и их систем газовыпуска в условиях постоянной эксплуатации целесообразно применение пирометров, позволяющих обеспечить дистанционное измерение температуры прежде всего в тех точках машинного отделения, где она достигает максимальных значений (например, газовые стыки между крышками и блоком цилиндров ДВС, поверхность выпускных коллекторов, котлов, компенсаторы трубопроводов и др.). Стоимость пирометров, с необходимыми техническими характеристиками, составляет 4-15 тыс. руб.

Одним из тепловых пожароопасных источников является поверхность систем газовыпуска дизелей в случае нарушения (разрушения) ее теплоизоляции. Для предупреждения пожарной опасности необходим периодический контроль состояния теплоизоляции нагреваемых поверхностей, который невозможен без соответствующих средств контроля.

В качестве примера для подтверждения эффективности тепловизионного диагностирования показан отрезок трубопровода с дефектами его теплоизоляции, причем защитный слой (стеклоткань) не нарушен (рис. 2). При визуальном осмотре трубопровода наличие дефекта теплоизоляции не определяется.

Рис. 2. Отрезок трубопровода, кашированного стеклотканью, с наличием скрытого нарушения теплоизоляции: а — фотоизображение; б — термограмма

Наиболее простыми и дешевыми средствами контроля температуры по-

верхности судового оборудования являются специальные термоиндикаторные краски, которые наносятся на поверхность в виде меток. При достижении определенной температуры они резко меняют цвет за счет химического взаимодействия своих компонентов, что позволяет просто и надежно регистрировать переход отдельных элементов СДЭУ за предельно допустимые тепловые параметры.

На рис. 3 показан отрезок трубопровода с нарушением теплоизоляции, покрытой стеклотканью (а); в месте разрушения на стеклоткань была нанесена термокраска. При достижении температуры перехода (в данном случае 140160°С) цвет краски в области разрушения изменился в течение нескольких секунд (б), что подтверждает эффективность применения этих средств контроля температуры поверхности.

а б

Рис. 3. Контроль нарушения теплоизоляции (а) с помощью термоиндикаторных красок (б)

Исследование динамики изменения теплового состояния элементов судового дизеля в процессе запуска, прогрева и при изменении режимов работы предлагается проводить с помощью терморегистрирующих устройств ¡Button Data Loggers (iBDL), серийно выпускаемых американской компанией Dallas Semiconductor, которые являются полностью автономными устройствами, имеющими в составе своей конструкции собственный источник энергии, микропроцессорное устройство управления, большой объем энергонезависимой памяти для хранения данных, узел часов реального времени. Применение iBDL исключает необходимость прокладки проводных каналов связи, дает возможность устанавливать датчики и считывать информацию в труднодоступных местах на поверхности элементов дизелей и другого судового оборудования во время их эксплуатации.

Таким образом, наиболее рациональными являются следующие области применения средств теплового диагностирования:

• Тепловизор — для периодического использования в теплотехнических партиях в соответствии с графиком проверки технического состояния и обслуживания дизелей и других элементов СЭУ.

• Терморегистраторы — для исследования динамики изменения теплового состояния, например, новых типов дизелей и элементов СЭУ головных судов новых проектов, а также для изучения процессов изменения технического состояния судового теплоэнергетического оборудования.

• Пирометры и термокраски — для постоянного использования в судовых условиях.

Проведение теоретических исследований и обработка результатов экспериментов осуществлялись с использованием прикладных программ Maple 14, Matlab 10, Excel 7, Visio 9 и программ, прилагаемым к измерительным приборам: тепловизору TESTO 881 (Германия), пирометру Raynger МХ4 Plus (Германия), терморегистрирующим устройствам iButton Data Loggers (США) и цифровому микроскопу «Эксперт» (Россия).

Для отработки методики диагностирования был выбран высокооборотный вспомогательный дизель типа 448,5/11 с наработкой на начало испытаний 11 тыс. ч. Тепловое состояние дизеля исследовалось по нагрузочной и винтовой характеристикам. Основные технические характеристики дизеля:

- мощность, Ne..............................................17,8 кВт;

- номинальная частота вращения, п....................1500 об/мин;

- среднее эффективное давление, Ре....................0,575 МПа;

- максимальное давление цикла, Рг.........................5.85 МПа;

При обследовании теплового состояния дизеля 448,5/11 применялись следующие средства теплового диагностирования:

• Тепловизор TESTO 881 (Германия) (рис.4.а):

- диапазон измеряемых температур................-20.. .+550°С;

- чувствительность.....................................0,1 °С;

- спектральный диапазон............................. 8-14 мкм;

- погрешность измерений............................ ±2°С;

• Пирометр Raynger МХ4 Plus (Германия) (рис.4.б):

- диапазон измеряемых температур...............-30...+900 °С;

- спектральный диапазон............................. 8-14 мкм;

- погрешность измерений..............................1%;

- время отклика...........................................0,25 с.

• Терморегистрирующее устройство iButton Data Loggers (iBDL) модификации DS1922T-F5 (Dallas Semiconductor, США) (рис.4.в):

- погрешность измерений...............................± 0,5°С;

- диапазон регистрируемых температур............0...+125°С;

- погрешности измерения текущего времени......± 2 мин/мес;

- емкость счетчика (количества измерений).......16 777 215 отсчетов;

- масса......................................................3,3 г.

/

Рис. 4. Средства теплового диагностирования: а — тепловизор TESTO 881; - пирометр Raynger МХ4 Plus; в — терморегистрирующее устройство iBDL модификации DS1922T-F5

В начале исследований была проведена общая тепловизионная съемка остова дизеля при работе на номинальном режиме.

В результате измерений установлено, что максимальные температуры поверхности основных деталей остова и навешенных агрегатов имеют следующие значения:

• масляный поддон — 82°С;

• картер — 86°С;

• блок цилиндров — 96°С;

• головка блока цилиндров — 132°С;

• клапанная крышки — 83°С;

• форсунки 1,2,3 и 4 цилиндров —83,86, 81 и 71°С соответственно;

• воздушный коллектор — 48°С;

• выпускной коллектор — 319°С;

• топливный фильтр — 61 °С;

• масляный фильтр — 58°С;

• насос системы жидкостного охлаждения — 88°С;

• масляный насос — 80°С.

При этом температуры отработавшего газа, охлаждающей жидкости и моторного масла, по показаниям штатных приборов, составляли соответственно 350, 88 и 76°С.

При проведении исследований поверхности дизеля были обнаружены области, температура на поверхности которых резко отличалась от окружающего температурного фона. Так, на торце корпуса дизеля со стороны первого цилиндра, в месте стыка блока цилиндров и его головки зафиксировано локальное повышение температуры (рис. 5). На участке протяженностью 80 мм по горизонтали и 30 мм по вертикали температура поверхности возрастала от 105,5 до 126,8°С. Температурный градиент при этом составил на каждые 10 мм 2,7°С по горизонтали и 7,1°С по вертикали, в то время как у остальных поверхностей он не превышает 0,5°С во всех направлениях.

а б в

Рис. 5. Изображение торца судового дизеля 448,5/11 со стороны первого цилиндра: а — фотоизображение; б — тепловое изображение; в — распределение температуры по профильной линии Р

Термопрофилограмма, построенная по вертикальной профильной линии Р (рис.5.в), наглядно показывает увеличение температуры в районе газового стыка, что указывает на возможный дефект прокладки, установленной в месте стыка головки и блока цилиндров.

На дизелях семейства 48,5/11 установлены форсунки закрытого типа, которые комплектуются штифтовыми распылителями РШ2х25°. В корпусе распылителя имеется одно центральное отверстие диаметром 2 мм, при подъеме иглы топливо впрыскивается через кольцевую щель шириной 0,003-0,0035 мм, образуемую кольцом отверстия и штифтом (рис. 6).

1 —распылитель

2 — игла распылителя

3 — накидная гайка распылителя

4 — топливный канал

5 — направляющая штанга

6 — пружина толкателя

7 — прокладка

8 — гайка толкателя

9 — регулировочный винт усилия толкателя

10 — контргайка регулировочного винта толкателя

11 — колпак форсунки

12 - втулка штуцера слива топлива

13 — прокладка штуцера слива топлива

14 — штуцер слива топлива _утечка топлива через поверхность посадки корпуса распылителя и корпуса форсунки.

Рис. 6. Форсунка четвертого цилиндра дизеля Ч 8,5/11

При исследовании динамики теплового состояния форсунок с помощью терморегистраторов іВБЬ (В81922Т-Р5), установленных на корпусах форсунок (рис. 7), выявлено, что температура корпуса форсунки четвертого цилиндра на протяжении всего цикла испытаний дизеля существенно ниже по сравнению с остальными (рис. 8). При этом с целью получения максимальных градиентов температур и исследования динамики изменения теплового состояния форсунок вывод дизеля на 100% нагрузку осуществлялся сразу же после его запуска.

ІВБЬ

Б81922Т-Р5

Рис. 7. Установка датчиков Г)81922Т-Р5

Л:

і

Обследование теплового состояния системы топливоподачи на номинальном режиме работы дизеля с помощью пирометра показало, что корпус форсунки четвертого цилиндра имеет температуру 70°С , что ниже на 10+15°С по сравнению с остальными. Анализ термограммы, полученной с помощью тепловизора, подтвердил данные пирометра (табл. 1, рис. 9).

а б

Рис. 9. Изображение форсунок судового дизеля 448,5/11: а — фотоизображение; б — тепловое изображение

Таблица 1. Температура корпуса форсунок

Форсунки цилиндра Температура, °С

КЛУМОСЯ МХ 4 ТЕБТО 881

1 (М1) 83 82

2 (М2) 86 86

3 (МЗ) 81 80

4 (М4) 72 71

Таким образом, данные трех приборов, использованных для теплового обследования корпусов форсунок дизеля, дали основания считать, что работа четвертого цилиндра двигателя нарушена: возможно, форсунка является дефектной. Для проверки данного предположения произведен демонтаж всех четырех форсунок, проведена их опрессовка с последующей разборкой и осмотром по-

верхностей.

Обследование поверхности деталей форсунок проводилось с помощью портативного цифрового микроскопа «Эксперт» (Россия), снабженного программным обеспечением (>iSOFTView™) для просмотра и фиксации изображений на электронном носителе (рис. 10).

Технические характеристики: -увеличение...... 10-100*

- поле зрения......20 (при 10х)-2 (при 100*) мм

- видеоматрица.... 1/4" CMOS VGA 640 *480

- габариты .......120 * 170 х 250 мм

- вес ...............0,5 кг

Рис. 10. Цифровой микроскоп «Эксперт»

Работоспособность форсунок проверялась на специальном стенде для контроля и регулировки форсунок, при температуре 22°С и вязкости смеси топлива и масла 9,9-10,9 сСт, по ГОСТ 10579-88 «Форсунки дизелей. Общие технические условия», и заключалась в определении давления открытия иглы форсунки, герметичности форсунки и качества распыливания топлива.

Результаты испытаний форсунок (табл. 2) показали, что:

• форсунки первого и третьего цилиндров работают в пределах нормы;

• у форсунки второго цилиндра понижена гидроплотность прецизионной пары: игла - корпус распылителя. Время опускания иглы в корпус распылителя под собственным весом меньше по сравнению с другими форсунками, что свидетельствует об износе направляющей части иглы и корпуса распылителя;

• у форсунки четвертого цилиндра время падения давления при опрессов-ке низкое, при удовлетворительном времени опускания иглы в корпус распылителя под собственным весом, что свидетельствует о нарушенной герметичности стыка между корпусом распылителя и корпуса форсунки.

Таблица 2. Результаты испытаний форсунок

Параметр Форсунка 1 Форсунка 2 Форсунка 3 Форсунка 4

Давление начала впрыскивания, МПа 14,1 13,9 14,0 13,9

Качество распыливания удовлетворительное удовлетворительное удовлетворительное неудовлетворительное

Герметичность запорной части распылителя подтекание отсутствует подтекание отсутствует подтекание отсутствует подтекание отсутствует

Время падения давления при опрессовке форсунки с 19,5 до 17,5 МПа, с 12,5 м 13,0 4^3

Время опускания иглы в корпус распылителя под собственным весом, с 7,1 5д5 7,0 6,8

Цикловая подача топлива, кг/цикл 40,2 • 10"6 39,9- 10"6 40,5- 10"6 23.3- lO-6

При осмотре поверхности корпуса форсунки четвертого цилиндра, стыкующейся с корпусом распылителя, видны следы изнашивания, локализованные на площади 20-25 мм2 глубиной до 0,05 мм (рис.11.а, увеличение ЮОх) и образование лаковой пленки (рис. 11.6).

а б в

Рис. 11. Распылитель форсунки четвертого цилиндра: а — износ поверхности торца форсунки; б — лаковая пленка на торце форсунки; в — отложение продуктов сгорания на внешней поверхности распылителя

Отложение продуктов сгорания на поверхности распылителя, также свидетельствует о наличии утечки топлива на его наружную поверхность (рис. 11.в). Кроме того, уменьшение цикловой подачи вызывают утечки через обратный топливопровод (рис. 6).

При визуальном наблюдении за процессом распыливания топлива форсункой четвертого цилиндра было зафиксировано отклонение конусообразной топливной струи от оси распылителя. Данные наблюдения подтверждают фотография (рис. 12.а) и отпечаток на бумажном экране (рис. 12.6), полученные при одиночных впрыскиваниях на топливном стенде.

а б

Рис. 12. Распыливание топлива форсункой четвертого цилиндра: а — позитивное и негативное изображение факела; б — отпечаток на бумажном экране при одиночных впрыскиваниях

Несимметричность конуса распыла могла быть вызвана эрозионным разрушением поверхности соплового отверстия распылителя и образованием нагара на поверхности его штифта. Для подтверждения предположения было

проведено микроскопическое обследование указанных поверхностей (рис. 13). Результаты обследования показали, что на внешней и внутренней кромках поверхности сопла распылителя имеется разрушение (рис.13.а, б), а на штифте распылителя образован нагар (рис. 13.в). _

а —

а б в

Рис. 13. Распылитель форсунки четвертого цилиндра: разрушение внешней кромки корпуса; б — разрушение внутренней кромки корпуса; в — нагар на игле распылителя

Эти факторы вызывают снижение максимальной температуры цикла, а, следовательно, температуры распылителя и наружного корпуса форсунки.

Использование в исследованиях трех измерительных приборов, показавших практически полностью совпадающие результаты, подтверждает их достоверность.

Таким образом, предложен и обоснован новый безразборный способ диагностирования технического состояния форсунок дизелей, основанный на контроле теплового состояния их наружных корпусов.

Необходимо отметить, что ресурс и эффективность работы топливной аппаратуры в большей степени зависят от физико-химического состава топлива и его подготовки перед подачей в топливную систему двигателя.

Одним из способов повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей, особенно работающих на тяжелых топливах, является ее кавита-ционная обработка в системе топливоподачи.

При обработке топлива данными устройствами под воздействием кавитации агломераты и молекулы углеводородов расщепляются на более легкие, что приводит к уменьшению вязкости и плотности, снижению температуры вспышки. При обработке смеси топлива и воды происходит образование мелкодисперсной водотопливной эмульсии с размерным рядом частиц водной фазы до 1-5 мкм.

Известны гидродинамические устройства для обработки топлив, например, по авторскому свидетельству СССР № 1516148, работающие только в периодическом режиме; устройство по авторскому свидетельству СССР № 1532083, обеспечивающее недостаточную интенсивность кавитации, не позволяющее эффективно обрабатывать тяжелые типы топлив; устройство по патенту Франции № 2612657, преобразующее энергии потока жидкости в энергию колебаний только в узком диапазоне частот.

Кроме того, указанные устройства конструктивно сложны и нетехнологичны, поэтому они не нашли применения в эксплуатационной практике.

С участием автора диссертации разработаны и запатентованы два устройства, свободные от этих недостатков (рис. 14).

Рис. 14. Генераторы кавитации: а — патент РФ № 2084681; б — патент РФ № 2075619

Они позволяют обрабатывать различные сорта топлив, имеют простую конструкцию и технологию изготовления и при этом обеспечивают:

• уменьшение вязкости и плотности топлива, что понижает величину сил трения и износ прецизионных пар топливной аппаратуры, способствует снижению их перегрева и заклинивания, образования нагара на поверхности элементов распылителей форсунок;

• снижение температуры вспышки, что значительно улучшает способность топлив к самовоспламенению, определяющей дальнейший процесс сгорания и уровень тепловых и механических напряжений в деталях ЦПГ;

• уменьшение размеров твердых примесей в топливе, что снижает вероятность образования задиров на поверхности прецизионных пар, коррозии деталей топливной аппаратуры, ЦПГ и систем газовыпуска, увеличивая их ресурс;

• гомогенизацию обводненных топлив до уменьшения размеров частиц водной фазы до 1-5 мкм, что дает возможность их применения без отрицательного воздействия водной составляющей на прецизионные пары топливной аппаратуры, не вызывая нарушений в их работе.

В результате обследований ряда речных судов и земснарядов выявлено значительное количество зон с аномально высокими температурами, величина которых превышала в пять и более раз значений, установленных документами по технической эксплуатации СДЭУ. Например, при термографировании машинного отделения земснаряда ГБУ «Волго-Балт», проект № 892, год постройки — 1973, г. Чкаловск. Главные двигатели: левый 6ЧН 25/34, 1984 г. выпуска, 460 л. с. (338 кВт), 500 об/мин., наработка — 45414 ч; правый 6ЧН 25/34-8, 1984 г. выпуска, 470 л.с. (345 кВт), 500 об/мин, наработка — 29963 ч; максимальная температура отработавших газов в районе фланцевого соединения на поверхности трубопровода составила 190°С (рис. 15).

г

Рис. 15. Машинное отделение земснаряда — проект № 892, ГБУ «Волго-Балт».

Трубопровод газовыпускной системы главных двигателей 6ЧН 25/34.

В связи с выявлением частых случаев нарушения теплоизоляции систем газовыпуска дизелей во время эксплуатации судов была поставлена задача по исследованию тепловых полей в области дефектов их теплоизоляции.

Цикличность процессов в ДВС, возмущающее действие лопаточных аппаратов турбины агрегата наддува предопределяет нестационарный характер течения отработавшего газа в выпускных каналах, имеющих сложную пространственную форму.

При расчете одномерного нестационарного течения отработавших газов выпускной трубопровод рассматривают в виде некоторого числа соединенных между собой прямоугольных или цилиндрических труб, как правило, без учета теплообмена через их стенки.

Для уточнения результатов газодинамического расчета используют данные о процессе теплоотдачи в потоке газа высокой скорости, полученные методами теории пограничного слоя. Однако распределение температур в тепловом пограничном слое в области поверхности теплоизоляции получают без учета ее дефектов.

Поэтому была разработана математическая модель, позволяющая расчетным путем обеспечить построение стационарного теплового поля в области, окружающей выпускной трубопровод, который имеет дефекты в теплоизоляции различной геометрии.

Математическая модель построена на основе физической модели теплообмена газовыпускных трубопроводов (рис. 16), по которой теплопередача в область, окружающую выпускной трубопровод, осуществляется переносом тепла от горячих продуктов сгорания (отработавших газов) внутри трубопровода через его стенки, включающую конвективную теплоотдачу от газов к внешней

стенке Яг = -Гви), теплопроводность в стенке и теплоизоляции

Чп - 5 , и конвективную теплоотдачу от внешней поверхности тепло-

— 1п — 2Я с/

изоляции в окружающую среду <7Ш =а2лВ(1нп -/„), где: д — тепловой поток, Вт; а,иа2 - коэф. теплоотдачи внутренней стенки трубы и внешней поверхно-

сти теплоизоляции, Вт/(м2х°С); й и с/ — наружный внутренний диаметры теплоизоляции, м; Я — коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(мх°С); г, — температура отработавших газов, °С; и /„„ — температура внутренней и наружной поверхности теплоизоляции, °С; — температура окружающей среды за пределами теплового пограничного слоя, °С.

При потере изоляцией теплоизолирующих свойств (намокание, уплотнение, разрушение и т. п.) неизбежно произойдет увеличение температуры на поверхности теплоизоляции и в объеме окружающей ее среды выше нормативно-

Рис. 16. Физическая модель теплообмена трубопроводов газовыпуска

Для решения задач по исследованию тепловых полей в области дефектов теплоизоляции систем газовыпуска дизелей были определены граничные условия и сделаны следующие допущения: тепловой поток <2 ПРИ свободном конвективном теплообмене и установившимся режиме поступает через участок |х| < а плоской границы полубесконечного тела, а за пределами этого участка

Предполагаем, что теплообмен поверхности трубопровода и окружающей среды происходит по закону Ньютона - Рихмана и учитывает все его виды, т. е. конвективное и тепловое излучения:

Q -О,

где: Кп и I, — соответственно, температуры поверхности в пределах участка |х| < а и окружающего воздуха за пределами теплового пограничного слоя, °С; Г = жсіар, — поверхность теплообмена, площадь рассматриваемого участка тру-

бопровода диаметром с/, м2; а — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности теплоизоляции, Вт/(м2*°С).

Для плоской задачи ^ = ар = 2а, отсюда получим:

где а — Уг ширины разрыва теплоизоляции, м.

В результате решения задач на основе дифференциального уравнения теплопроводности (уравнения Фурье), получены следующие формулы для определения температуры / по оси у при х = 0, т. е. по оси с максимальным градиентом температур:

1. По заданному тепловому потоку поступающему через участок |х| < а — задача для полуплоскости (третья краевая задача):

где к— коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/ (м*°С);

2. По заданным температурам 1„ и /н„ на поверхности теплоизоляции — задача для полуплоскости (задача Дирихле):

3. По заданным температурам („и /ни на поверхности теплоизоляции — задача для полупространства (задача Неймана):

Для подтверждения адекватности полученных формул были проведены экспериментальные исследования. В связи с этим была создана лабораторная установка, позволяющая моделировать нарушения теплоизоляции трубопроводов, задавать температуру на поверхности трубопровода, определять температуру в тепловом пограничном слое, на поверхности трубопровода и теплоизоляции.

Опытная установка (рис. 18) представляет собой стальной трубопровод с внешним диаметром 108 мм и толщиной стенки 4 мм, покрытая теплоизоляцией толщиной 80 мм (базальтовое волокно с синтетическим связующем «CUTWOOL» ТУ 5762-001-89646568-2009). В качестве защитного покрытия теплоизоляции выбрана стеклоткань конструкционная Т-13 толщиной 0,3 мм, ГОСТ 19170-2001.

Внутри исследуемого отрезка трубопровода был помещен электронагреватель номинальной мощностью 1,6 кВт. Для изменения мощности электронагревателя и поддержания заданной температуры на поверхности трубопровода в цепь нагревателя включен автотрансформатор.

Q = 2aa(tM-0,

• • гонка измерения темлерэгуры

Рис. 18. Лабораторная установка для исследования состояния теплоизоляции систем газовыпуска дизелей

Исследования заключались в измерении температуры в определенных точках окружающей трубопровод внешней среды. В качестве измерительного прибора были использованы терморегистрирующие устройства ¡ВОЮ81922Т-Р5. Температура на поверхности защитного слоя (стеклоткани) определялась по термограммам, полученным при тепловизионной съемке. Контроль температуры на поверхности трубопровода проводился с помощью контактного термометра ТК-5.03, оснащенного погружным зондом ЗПГЗ-150.

Были проведены исследования наиболее распространенного варианта разрушения — кольцевого разрыва теплоизоляции в плоскости, перпендикулярной оси горизонтального трубопровода при ее переменной ширине ар. При этом защитный слой стеклоткани не был нарушен.

Расчет теплового поля по полученным формулам показал, что наилучшую сходимость результатов расчетных и экспериментальных исследований обеспечивает решение задачи Дирихле для полуплоскости, погрешность результатов при этом составляет не более 12% при различных ширине разрыва теплоизоляции и температуры на поверхности трубопровода отработавших газов.

Так же для оценки температурного состояния поверхности газовыпускного трубопровода в области разрыва теплоизоляции получены экспериментальные данные по распределению температуры (*с2) на ее поверхности по длине трубопровода для различных величин ар и температуры на поверхности трубы

(рис. 19).

Рис. 19. Распределение температуры на поверхности стеклоткани гс2 по длине трубопровода в области разрыва при различной величине смещения частей теплоизоляции ар

Графики показывают, что в случае разрыва (разреза) без смещения частей теплоизоляции относительно друг друга (ар ~ 0) температура на поверхности стеклоткани возрастает более чем в два раза, а, в случае смещения частей теплоизоляции при ар> 20 мм — в семь и более раз.

Таким образом, предложенная математическая модель (решение задачи Дирихле для полуплоскости), подтвержденная проведенными экспериментальными исследованиями, позволяет получить распределение температурных полей вокруг системы газовыпуска дизелей и определить зоны машинных помещений для размещения цистерн и трубопроводов с ГСМ, а также электрооборудования и тем самым повысить безопасность СЭУ.

Полученные экспериментальные данные о температурном состоянии поверхности газовыпускного трубопровода в области разрыва теплоизоляции подтверждают высокую пожарную опасность при незначительном ее разрушении.

На основе проведенных расчетных и экспериментальных исследований были разработаны методика и программа диагностирования судового теплоэнергетического оборудования, которые были реализованы при стендовых испытаниях четырехтактного дизеля 44 8,5/11 и дизель-генератора ДГА-300-В-А1 (дизель Deutz BF8M1015CG1 (Германия)), при теплотехнических испытаниях судов пассажирского и технического флотов, оснащенных двигателями Г-70-5, 6ЧСП 15/18, 6ЧН 25/34, 6VD26/20, котлами ESHK-1.6 SAACKE и др., которые будут способствовать повышению безопасности СДЭУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В результате проведенных исследований:

• состояние и тенденции развития судовых дизельных энергетических установок показывают, что увеличение среднего эффективного давления и частоты вращения коленчатого вала четырехтактных судовых дизелей приводит к росту температур и теплового напряжения их элементов, снижающих надежность работы двигателей, что требует создания новых методов их теплового диагностирования;

• обоснованы методы и выбраны средства теплового диагностирования судовых дизелей (тепловизор, пирометр, терморегистратор, термокраски) и предложен наиболее рациональный порядок их применения;

• разработана и экспериментально обоснована методика технического диагностирования форсунок по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• разработана математическая модель, проведены экспериментальные исследования, позволяющие выбрать наиболее рациональное с противопожарной точки зрения размещение выпускных трубопроводов с учетом возможного возникновения дефектов в их теплоизоляции;

• разработаны простые и технологичные конструкции устройств по ка-витационной обработке топлив, повышающие надежность топливной аппаратуры судовых дизелей, защищенные 2 патентами РФ;

• разработаны и опробованы методика и программа тепловых испытаний, обеспечивающие высокую информативность и достоверность теплового диагностирования элементов СДЭУ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в журналах, входящих в перечень ВАК:

1. Безюков O.K., Кардаков A.A., Шаршавин С.В. Диагностирование технического состояния судовых дизелей по инфракрасному излучению их наружных поверхностей // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — Вып. 3(7). —С. 160-164.

2. Кардаков A.A. Применение терморегистраторов для контроля теплового состояния судовых дизелей // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — Вып. 3 (7). — С. 165-170.

3. Кардаков A.A. Повышение надежности топливной аппаратуры дизелей кавитационной обработкой топлива //Журнал университета водных коммуникаций, 2011. Вып. 2 (10). - с. 43 - 46.

В иных изданиях:

4. Безюков O.K., Кардаков A.A. Средства для контроля теплового состояния деталей остова судовых дизелей // Журнал университета водных коммуникаций. — 2009. — Вып. 2. — С. 83-90.

5. Голоскоков Д.П., Кардаков A.A. Задача Неймана для полупространства. Моделирование температурных полей при частичном нарушении теплоизоляции. Системы компьютерной математики и их приложения: материалы XI международной научной конференции. — Смоленск: изд-во СмолГУ, 2010. — Вып. 11. —С. 196-198.

6. Пат. 2084681 RU, МКИ CI F 02 М 27/08, В 06 В 1/20. Генератор кавитации - 3 / А.В.Афанасьев, А.А.Кардаков и др. Заявл. 28.09.94, № 94037454/06. Российское агентство по патентам и товарным знакам.

7. Пат. 2075619 RU, МКИ CI F 02 М 27/08. Устройство для обработки жидкого топлива кавитацией / А.В.Афанасьев, А.А.Кардаков и др. Заявл. 13.10.94, № 94038565/06. Российское агентство по патентам и товарным знакам.

Подписано в печать 20.10.11 Сдано в производство 20.10.11

Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1.0

_Тираж 60 экз. Заказ № 153_

Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций 198035, Санкт-Петербург, ул.Двинская 5/7

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО СПГУВК 198035, Санкт-Петербург, Межевой канал, 2

Список сокращений и условных обозначений.

Введение.

1. Анализ состояния и перспектив развития судового дизелестроения.

1.1. Параметры современных судовых дизелей.

1.2. Тепловое и теплонапряженное состояние судовых дизелей.

1.3. Влияние технического состояния топливной аппаратуры на показатели работы дизеля.

1.4. Системы газовыпуска СДЭУ.

1.5. Влияние технического состояния судового теплоэнергетического оборудования на пожарную безопасность судна.

1.6. Теплотехнический контроль и методы диагностирования судового теплоэнергетического оборудования.

1.6.1. Теплотехнический контроль СЭУ.

1.6.2. Современные методы диагностирования судового теплоэнергетического оборудования.

Выводы, постановка цели и задач дальнейших исследований.

2. Средства диагностирования теплового состояния судового энергетического оборудования.

2.1 .Тепловизоры.

2.2. Пирометры.

2.3. Термографы.

2.4. Контактные термометры и термоиндикаторы.

2.5. Методика применения средств теплового диагностирования при теплотехнических испытаниях.

Одним из приоритетных направлений Федеральной целевой Программы «Развитие транспортной системы России (2010-2015 годы)» является повышение комплексной безопасности и устойчивости транспортной системы. Настоящая Программа предусматривает увеличение показателей безопасности и надежности функционирования морского и речного транспорта, обновление парков транспортных средств, развитие интегрированной системы контроля безопасности на транспорте.

Актуальность исследования

Российские суда морского, внутреннего и смешанного река-море плавания оснащаются отечественными и зарубежными дизельными двигателями, повышение форсированности которых по среднему эффективному давлению и частоте вращения коленчатого вала влечет за собой возрастание механических и тепловых нагрузок, что без принятия дополнительных мер снижает надежность двигателей и судовых дизельных энергетических установок (СДЭУ) в целом. Так, ежегодно подразделениями Федеральной службы по надзору в сфере транспорта фиксируются многочисленные случаи аварий и катастроф, связанные с нарушениями работы СДЭУ и их отдельных элементов.

Как показывает практика, до 50% всех отказов дизелей вызвано потерей работоспособности топливной аппаратуры, больше половины из которых приходятся на отказы форсунок. Причем, техническое состояние форсунок оказывает существенное влияние на экономические и экологические показатели работы дизеля.

Повышение надежности, безопасности и исключение пожаров в СДЭУ в значительной мере связано с техническим состоянием систем газовыпуска, которое определяется состоянием конструктивных элементов и тепловой изоляции, а также температурой отработавших газов существенно зависящей от качества работы форсунок судовых дизелей.

Одним из основных направлений в обеспечении надежности судовой техники является развитие методов и средств диагностирования ДВС, которому посвятили свои работы такие ученые как академик РАН В.В.Клюев, И.А.Биргер (ЦИАМ), Л.В.Ефремов (Институт проблем машиноведения РАН), Е.А.Никитин, Л.В.Станиславский, Э.А.Улановский (ОАО «Коломенский машиностроительный завод»), А.А.Обозов (БГТУ), Г.Ш.Розенберг, Л.Л.Грицай, Е.С.Голуб, Е.З.Мадорский, П.П.Федорко (ЦНИИМФ), Ю.Н.Мясников (ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова), В.Б.Лянной, Ю.Г.Лавров (BMA адм. Н.Г.Кузнецова), Р.М.Васильев-Южин, Ф.З.Байбурин (ВМИИ), В.А.Аллилуев, Н.С.Ждановский, В.М.Михлин,

A.В.Николаенко, Б.А.Улитовский (СПГАУ), О.Н.Лебедев, Л.А.Шеромов (НГАВТ), И.В.Возницкий, В.Ф.Сыромятников, А.С.Пунда (ГМА им. С.О.Макарова), Г.И.Шаров (Clil МТУ), О.К.Безюков, Б.В.Васильев, Д.В.Гаскаров, Е.Н.Климов,

B.В.Сахаров, В.А. Шишкин, Л.В.Тузов (СПГУВК) и др.

Указанными выше авторами разработаны теоретические основы, методики и технические средства функционального и тестового диагностирования судовых дизелей. Однако методы и средства диагностирования адекватные современному уровню развития теплонапряженных ДВС пока не созданы.

Таким образом, развитие методов и выбор эффективных средств теплового диагностирования судовых дизелей и их систем газовыпуска является актуальной задачей для водного транспорта, отвечает требованиям Международной морской организации (Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения), технических регламентов РФ «О безопасности объектов морского транспорта» и «О безопасности объектов внутреннего водного транспорта», Правилам морского и речного регистров РФ и будет способствовать снижению отказов и аварийности судовых дизельных энергетических установок.

Объекты исследования

Объектами исследований являются остов, топливная аппаратура и системы газовыпуска судовых дизелей.

Предмет исследования

Взаимосвязь теплового и технического состояния судовых дизелей и систем их газовыпуска, методы и средства теплового диагностирования.

Цель работы

Повышение безопасности технической эксплуатации СДЭУ путем разработки научно обоснованных технических и технологических решений, направленных на совершенствование методов и средств безразборного теплового диагностирования топливной аппаратуры и систем газовыпуска судовых дизелей.

Задачи работы

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

• анализ современного состояния и тенденций развития судового дизе-лестроения, оценка влияния теплового и теплонапряженного состояния судовых дизелей, технического состояния топливной аппаратуры и систем газовыпуска на безопасность СДЭУ;

• выбор, оценка и обоснование методов и средств теплового диагностирования судовых дизелей;

• разработка методики технического диагностирования форсунок по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• разработка технических средств повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей совершенствованием конструкции устройств по кавитационной обработке топлив;

• разработка математической модели теплообмена между трубопроводом системы газовыпуска и воздушным пространством в машинном помещении, проведение расчетных и экспериментальных исследований влияния дефектов теплоизоляции на распределение температур вокруг трубопроводов систем газовыпуска;

• проверка предложенных методик и средств теплового диагностирования при эксплуатационных испытаниях СДЭУ.

Методы исследований и достоверность результатов

Поставленные задачи решены путем проведения теоретических и экспериментальных исследований с использованием методов математического моделирования.

Обоснованность и достоверность положений и выводов подтверждена непротиворечивостью результатов теоретических и экспериментальных исследований теории и практике эксплуатации ДВС, а также благодаря использованию современных поверенных средств измерения и методов их обработки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• предложен и экспериментально обоснован комплекс взаимодополняемых средств для теплового диагностирования СДЭУ;

• установлена зависимость теплового состояния наружных корпусов штифтовых форсунок от их технического состояния;

• разработаны и защищены патентами два устройства по кавитационной обработке топлив, обеспечивающих повышение безотказности и долговечности топливной аппаратуры;

• разработана математическая модель распределения температур вокруг трубопроводов систем газовыпуска судовых дизелей, имеющих дефекты в теплоизоляции (решение задачи Дирихле для полуплоскости), обеспечивающая высокую сходимость результатов расчетных и экспериментальных исследований.

Практическая ценность

Предложен комплекс средств измерения для теплового диагностирования судовых дизелей, определены и обоснованы рациональные области их применения.

Разработаны:

• методика и программа теплового диагностирования судового энергетического оборудования;

• способ безразборного диагностирования технического состояния форсунок в условиях эксплуатации;

• устройства по кавитационной обработке топлив, обеспечивающие повышение надежности работы топливной аппаратуры;

• способ определения размеров и локализации дефектов тепловой изоляции систем газовыпуска.

На защиту выносятся

• методика теплового диагностирования судовых дизелей и их систем газовыпуска;

• результаты исследований теплового состояния форсунок судовых дизелей и динамики ее изменения в зависимости от степени форсированности и режимов работы двигателя;

• способ контроля работоспособности форсунок дизелей по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• технические средства повышения надежности топливной аппаратуры судовых дизелей кавитационной обработкой топлива, защищенные двумя патентами РФ;

• математическая модель и результаты расчетных и экспериментальных исследований распределения температурных полей в области дефектов теплоизоляции систем газовыпуска дизелей, в зависимости от их размеров и локализации.

Реализация работы

Разработаны методика и программа диагностирования судового энергетического оборудования, которые были согласованы с Северо-Западным филиалом Российского Речного Регистра и реализованы при стендовых испытаниях в лаборатории кафедры теории и конструкции судовых ДВС (ФБОУ ВПО СПГУВК), ООО «Морские пропульсивные системы», ГБУ «Волго-Балт», ООО «Пассажирский Флот» (г. Санкт-Петербург), а также в ходе работ по подготовке технического флота ФГУ «Камводпуть» к навигации 2011 года.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры теории и конструкции судовых ДВС СПГУВК, с участием сотрудников Российского Речного Регистра; на XI Международной научной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» (Смоленск, 2010 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе три работы в издании, рекомендованном ВАК; получены два патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация включает: введение, четыре главы, заключение, приложения, список литературы. Содержит 144 страницы основного текста, в том числе: 65 рисунков, диаграмм и фотографий, 16 таблиц. Список использованной литературы содержит 16 страниц и включает 183 наименования.

Основные результаты и выводы диссертации состоят в следующем:

• состояние и тенденции развития судовых дизельных энергетических установок показывают, что увеличение среднего эффективного давления и частоты вращения коленчатого вала четырехтактных судовых дизелей приводит к росту температур и тепловых напряжений в их элементах, снижают надежность работы двигателей, что требует создания новых методов их теплового диагностирования;

• обоснованы методы и выбраны средства теплового диагностирования судовых дизелей (тепловизор, пирометр, терморегистратор, термокраски) и предложен наиболее рациональный порядок их применения;

• разработана и экспериментально обоснована методика технического диагностирования форсунок по тепловому состоянию их наружных корпусов;

• разработаны простые и технологичные конструкции устройств по ка-витационной обработке топлив, повышающие надежность топливной аппаратуры судовых дизелей, защищенные 2 патентами РФ;

• разработана математическая модель, проведены экспериментальные исследования, позволяющие выбрать наиболее рациональное с противопожарной точки зрение размещение выпускных трубопроводов с учетом возможного возникновения дефектов в их теплоизоляции;

• разработана и опробована методика и программа тепловых испытаний, обеспечивающие высокую информативность и достоверность теплового диагностирования элементов СДЭУ.

Таким образом, задачи, поставленные в диссертации, решены, а цель достигнута - созданы условия для повышения безопасности технической эксплуатации судовых дизельных энергетических установок.

Разработанные методики и предложенный комплекс приборов могут быть использованы в судоходных компаниях, портах, государственных бассейновых управлениях водных путей и судоходства, в Государственном морском и речном надзоре, в Российских морском и речном регистрах, а также в проектных бюро и в исследовательских подразделениях предприятий судового дизе-лестроения, судостроения и судоремонта.

Дальнейшие исследования должны быть направлены на разработку методик теплового диагностирования более широкого круга объектов - судовых газотурбинных двигателей и другого теплоэнергетического оборудования судов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения теоретических и экспериментальных исследований в диссертации изложены научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на совершенствование методов и средств безразборного теплового диагностирования топливной аппаратуры и систем газовыпуска судовых дизелей.

1. Абрамович Б. Г. Цветовые индикаторы температуры / Б. Г. Абрамович, В. Ф. Картавцев. — М.: Энергия, 1978. — 216 е.: ил.

2. Агеев Б. С. Тепловое состояние охлаждаемого распылителя форсунки ФД-45 дизеля 6ЧН 26/34 / Б. С. Агеев, С. Н. Литвин, А. Г. Петренко // Двигате-лестроение. — 1989. — № 12. — С. 16-19.

3. Аливагабов М. М. Двигатели спасательных шлюпок и катеров / М. М. Аливагабов. — Л.: Судостроение, 1980. — 224 с.

4. Аллилуев В. А. Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка: учеб. пособие / В. А. Аллилуев, А. Д. Ананьин, В. М. Михлин. — М.: Агро-промиздат, 1991. — 366 е.: ил.

5. Артюхов А. В. Методика расчета двумерного нестационарного течения газа в выпускной системе ДВС / А. В. Артюхов, В. В. Бравин, Ю. Н. Исаков // Двигателестроение. — 1985. — № 11. — С. 55-57.

6. Байбурин Ф. 3. Эксплуатационные характеристики корабельных дизелей / Ф. 3. Байбурин. — Л.: Изд-во ЛВИМУ, 1989. — 235 с.

7. Башуров Б. П. Оценка функциональной надежности элементов топливной системы судовых дизелей в условиях эксплуатации / Б. П. Башуров, В. С. Чебанов // Двигателестроение. — 2010. — № 1. — С. 34-36.

8. Безюков О. К. Основы комплексного совершенствования охлаждения судовых дизелей: автореф. дис. . д-ра техн. наук / О. К. Безюков. — СПб., 1996, — 38 с.

9. Безюков О. К. Средства для контроля теплового состояния деталей остова судовых дизелей / О. К. Безюков, А. А. Кардаков // Журнал университета водных коммуникаций. — 2009. — Вып. 2. — С. 83-90.

10. Безюков О. К. Диагностирование технического состояния судовых дизелей по инфракрасному излучению их наружных поверхностей / О. К. Бе-зюков, А. А. Кардаков, С. В. Шаршавин // Журнал университета водных коммуникаций. 2010. — Вып. 3 (7). — С. 160-164.

11. Безюков О. К. Парк дизелей судов внутреннего и смешанного плавания и перспективы его развития / О. К. Безюков, О. В. Афанасьева // Безопасность водного транспорта: тр. науч.-практ. конф. — 2003. — Т. 3. — С. 12-17.

12. Безюков О. К. Показатели совершенства судовых ГТД и дизелей / О. К. Безюков, В. К. Васильев // Тр. науч.-метод. конф. — СПб.: ИПЦ СПГУВК, 2005. —Т. 3. —158 с.

13. Безюков О. К. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Расчет рабочего цикла четырехтактного судового дизеля с газотурбинным наддувом / О. К. Безюков, И. Ф. Нестеренко. — СПб.: СПГУВК, 2008. — 54 с.

14. Безюков О. К. Тепловой и динамический расчеты судового четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом: метод, указания по выполнению курсового проекта / О. К. Безюков, И. Ф. Нестеренко, О. В. Жукова. — СПб.: СПГУВК, 2009. — 82 с.

15. Био М. Вариационные принципы в теории теплообмена / М. Био. — М.: Энергия, 1975. — 209 с.

16. Биргер И. А. Прогнозирование ресурса при малоцикловой усталости / И. А. Биргер // Проблемы прочности. — 1985. — № 10. — С. 39-44.

17. Биргер И. А. Прочность и надежность машиностроительных конструкций: избр. тр. / И. А. Биргер. — М.: Уфа, 1998. — 350 с.

18. Биргер И. А. Техническая диагностика / И. А. Биргер. — М.: Машиностроение, 1978.

19. Биргер И. А. Термопрочность деталей машин / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, И. В. Демьянушко и др.. — М.: Машиностроение, 1975.— 455 с.

20. Биргер И. А. Расчет на прочность деталей машин: справ. / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. — 4-е изд., доп. — М.: Машиностроение, 1993. —639 с.

21. Блох А. Г. Теплообмен излучением: справ. / А. Г. Блох, Ю. А. Журавлев, Л. Н. Рыжков. — М.: — Энергоатомиздат, 1991. — 432 с.

22. Вавилов В. 77. Инфракрасная термография и тепловой контроль / В. П. Вавилов. — М.: ИД Спектр, 2009. — 544 с.

23. Ван Сяо Хун Прогнозирование теплонапряженности распылителейфорсунок форсированных наддувом быстроходных дизелей / Ван Сяо Хун, А. Т. Максимов, А. В. Николаенко // Двигателестроение. — 1997. — № 1-2. — С. 19-22.

24. Васильев Б. В. Надежность судовых дизелей / Б. В. Васильев, С. М. Ханин. —М.: Транспорт, 1989.

25. Васильев-Южин Р. М. Корабельные двигатели внутреннего сгорания / Р. М. Васильев-Южин. — Л.: Судостроение, 1975. — 332 с.

26. Васькевич Ф. А. Диагностирование топливной аппаратуры судового дизеля по статическим параметрам / Ф. А. Васькевич // Двигателестроение. — 1989. —№4. —С. 41-42.

27. Возницкий И. В. Практика использования морских топлив на судах / И. В. Возницкий. — СПб.: МОРКНИГА, 2006. — 124 с. (Б-ка судового механика).

28. Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания / И. В. Возницкий, А. С. Пунда. — СПб.: МОРКНИГА, 2010. — 260 с. (Б-ка судового механика).

29. Воронков С. Т. Тепловая изоляция энергетических установок / С. Т. Воронков, Д. 3. Исэров. — М.: Высш. шк, 1969. — 304 с.

30. Ганин Н. Б. Новый метод диагностики рабочего процесса топливной аппаратуры / Н. Б. Ганин, В. К. Сафонов //Двигателестроение. — 1997. — № 12. —С. 34-35.

31. Гаскаров Д. В. Интеллектуальные информационные системы / Д. В. Гаскаров. — М.: Высш. шк., 2003. — 431 с.

32. Гаскаров Д. В. Сетевые модели распределенных автоматизированных систем / Д. В. Гаскаров, Е. П. Истомин, О. И. Кутузов. — СПб.: Энергоатомиз-дат, СПб. отд-ние, 1998. — 353 с.

33. Гелъфанд Б. Е. Химические и физические взрывы. Параметры и контроль / Б. Е. Гельфанд, М. В. Сильников. —СПб.: Полигон, 2003. — 416 с.

34. Гладков О. А. Повышение эффективности использования водотоп-ливных эмульсий в высокооборотных дизелях / О. А. Гладков, В. В. Данщиков, В. П. Закржевский // Двигателестроение. — 1988. — №7. — С. 19-20.

35. Гогин А. Ф. Судовые дизели (основы теории, устройство и эксплуатация) / А. Ф. Гогин, Е. Ф. Кивалкин, А. А. Богданов. — М.: Транспорт, 1988. — 439 с.

36. Голев В. И. Изнашивание запирающих конусов и прогнозирование ресурса работы распылителя автотракторных дизелей / В. И. Голев, А. С. Русаков, Р. М. Мохов //Двигателестроение. — 1988. — № 12. — С. 20-22.

37. Голоскоков Д. 77. Практический курс математической физики в системе Maple / Д. П. Голоскоков. — СПб.: ООО «ПаркКом», 2010. — 643 с.

38. Голоскоков Д. 77. Уравнения математической физики. Решение задач в системе Maple / Д. П. Голоскоков. — СПб.: Питер, 2004. — 539 е.: ил.

39. Горлов Ю. 77. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий / Ю. П. Горлов. — М.: Высш. шк., 1989. — 384 с.

40. ГОСТ 24585-81. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения.

41. ГОСТ 12.4.123-83. Система стандартов безопасности труда. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования.

42. ГОСТ 29076-91 (ИСО 6826-82). Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Требования к пожарной безопасности.

43. ГОСТ 23483-79. Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования.

44. ГОСТ Р 8.619-2006. Национальный стандарт Российской Федерации. Приборы тепловизионные измерительные.

45. ГОСТ 28243-1996. Пирометры. Общие технические требования. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. (Минск).

46. Гурьев Н. В. Метод высокоточного определения коэффициентов излучения материалов для пирометрических измерений / Н. В. Гурьев и др. // Украинский метрологический журнал. — 2008. — № 2. — С. 27-31.

47. Денисов В. Г. Методы и средства технического диагностирования судовых энергетических установок / В. Г. Денисов. — Одесса: Феникс, 2008. — 304 с.

48. Дизели Ч 8,5/11. Руководство по эксплуатации. 1Р2-6-1000 РЭ.

49. Евсеев А. В. Современная теплоизоляция для инженерных систем / А. В. Евсеев // Экологические системы: электрон, журнал энергосервисной компании. — 2004. — Июнь. — № 4.

50. Ефремов Л. В. Вероятностное моделирование процесса изнашивания узлов трения машин / Л. В. Ефремов. — М.: Тяжелое машиностроение, 2007. — №2. —С. 17-18.

51. Ждановский Н. С. Диагностика автотракторных двигателей / Н. С. Ждановский и др.. — Л.: Колос, 1977. — 264 е.: ил.

52. Жилинский К. Я. Справочник по судовой теплоизоляции / К. Я. Жи-линский, О. И. Рауш. — Л.: Судпромгиз, 1963. — 342 с.

53. Жилинский К. Я. Судовая теплоизоляция / К. Я. Жилинский. — Л.: Судпромгиз, 1962. — 406 с.

54. ЗАО «Парок» Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа: http://www.paroc.ru

55. Захаров Г. В. Техническая эксплуатация судовых дизельных установок / Г. В. Захаров. — М.: ТрансЛит, 2010. — 304 с.

56. Зигель Р. Теплообмен излучением: пер. с англ. / Р. Зигель, Дж. Хау-элл. — М.: Мир, 1975. — 935 с.

57. Ивин В. И. Результаты экспериментального исследования нестационарного течения газа в выпускных каналах ДВС / В. И. Ивин, Л. В. Грехов // Двигателестроение. — 1985. — № 11. — С. 57-61.

58. Ивин В. И. Теплообмен в выпускном канале ДВС при закрытом клапане / В. И. Ивин, Л. В. Грехов // Двигателестроение. — 1987. — № 4. — С. 3-6.

59. Ивин В. И Физическая картина и метод расчета теплообмена в элементах выпускной системы двигателя / В. И. Ивин, Л. В. Грехов // Двигателестроение. — 1988. — № 12. — С. 16-19.

60. Инструкция по проведению теплотехнического контроля С ДВС. — СПб.: Российский речной регистр, 2006. — 35 с.

61. Информационное агентство РОСБАЛТ Электронный ресурс. Электрон. дан. Режим доступа: http://www.rosbalt.ru

62. Кардаков А. А. Применение терморегистраторов для контроля теплового состояния судовых дизелей / А. А. Кардаков // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — Вып. 3 (7). — С. 165-170.

63. Кардаков А. А. Повышение надежности топливной аппаратуры дизелей кавитационной обработкой топлива / А. А. Кардаков // Журнал университета водных коммуникаций. — 2011. — Вып. 2 (10). — С. 43-46.

64. Климов Е. Н. Диагностирование / Е. Н. Климов // Большая энциклопедия транспорта: в 8 т. — СПб.: Элмор, 1998. — Т. 6: Речной транспорт.

65. Климов Е. Н. Испытания судовой дизельной установки / Е. Н. Климов // Морской энциклопедический справочник: в 2 т. — Л.: Судостроение, 1986, —Т. 1.

66. Климов Е. Н. Основы технической диагностики судовых энергетических установок / Е. Н. Климов. — М.: Транспорт, 1980. — 150 с.

67. Климов Е. Н. Идентификация и диагностирование судовых технических систем / Е. Н. Климов, С. А. Попов, В. В. Сахаров. — Л.: Судостроение, 1978, — 176 с.

68. Климов Е. Н. Управление техническим состоянием судовой техники / Е. Н. Климов. — М.: Транспорт, 1985. —199 с.

69. Компания «НЕВА-диз». Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа: http://www.neva-diesel.com

70. Кондратьев Н. Н. Отказы и дефекты судовых дизелей / Н. Н. Кондратьев. — М.: Транспорт, 1985.

71. Конке Г. Д. Мировое судовое дизелестроение. Концепция конструирования, анализ международного опыта / Г. Д. Конке, В. А. Лашко. —М.: Машиностроение, 2005. — 512 с.

72. Конструирование двигателей внутреннего сгорания / Н. Д. Чайнов и др.. — М.: Машиностроение, 2008. — 496 е.: ил.

73. Коньков А. Ю. Диагностика технического состояния форсунок тепловозных дизелей в условиях ремонтного производства / А. Ю. Коньков, В. Г. Кочерга // Двигателестроение. — 2010. — № 2. — С. 15-19.

74. Корнилов Э. В. Аварии и аварийные повреждения судовых дизелей / Э. В. Корнилов, П. В. Бойко, Е. Н. Танасов. — Одесса: Экспресс, 2010. — 272 с.

75. Корнилов Э. В. Технические характеристики современных дизелей: справ. / Э. В. Корнилов, П. В. Бойко, Э. И. Голофастов. — Одесса, 2008. — 272 с.

76. Крейт Ф. Основы теплопередачи: пер. с англ. / Ф. Крейт, У. Блэк. — М.: Мир, 1983. —512 с.: ил.

77. Кривенко П. М. Дизельная топливная аппаратура / П. М. Кривенко, И. М. Федосов. — М.: Колос, 1970. — 536 с.

78. Крупский М. Г. Расчет геометрических параметров струи топлива при впрыске в камеру сгорания дизеля / М. Г. Крупский, В. Ю. Рудаков // Двигателестроение. — 2008. — № 1. — С. 24-25.

79. Кукушкин В. Л. Измерительный голографический комплекс и методика исследования дизельного факела / В. Л. Кукушкин, С. А. Романов, Ю. Б. Свиридов // Двигателестроение. — 1983. — № 9. — С. 24-26.

80. Кукушкин В. Л. Экспериментальное исследование с помощью голографии структуры нестационарной струи распыленного дизельного топлива / В. Л. Кукушкин, С. А. Романов, Ю. Б. Свиридов // Двигателестроение. — 1989.2. — С. 3-7.

81. Лаборатория альтернативных энергосистем и электронного обеспечения. Управление по нераспространению ядерных материалов и технологий РНЦ «Курчатовский институт» Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа: http://www.elin.ru/

82. Лазарев В. Е. Уточненная методика расчета параметров рабочего тела на пусковых режимах дизеля / В. Е. Лазарев // Двигателестроение. — 2008.2. —С. 35-39.

83. Лазарев В. Е. Расчетно-экспериментальная оценка изношенности игл распылителей топлива в дизелях / В. Е. Лазарев, В. Н. Бондарь, А. А. Малозе-мов // Двигателестроение. — 2008. — № 1. — С. 17-19.

84. Лазарев В. Е. Метод оценки интенсивности изнашивания и ресурса прецизионного сопряжения распылителя топлива в дизеле / В. Е. Лазарев, В. Н. Бондарь, А. А. Малоземов // Двигателестроение. — 2007. — № 3. — С. 26-29.

85. Лазарев Е. А. Основные принципы управления процессом сгорания топлива в дизелях / В. А. Лазарев // Двигателестроение. — 1983. — № 9. — С. 3-7.

86. Лазарев В. Е. Тепловой баланс направляющего прецизионного сопряжения распылителя топлива / В. Е. Лазарев // Двигателестроение. — 2008.2. —С. 35-39.

87. Лепский А. Г. Анализ возможности формирования интегрального показателя для оценки теплонапряженности деталей судового двигателя / А. Г. Лепский, А. А. Дамаскин // Вестник МГТУ. — 2008. — № 3 — С. 451-455.

88. Лисиенко В. Г. Температура: теория, практика, эксперимент: справ, изд.: в 3 т. / В. Г. Лисиенко и др.. — М.: Теплотехник, 2010. — Т. 1, кн.1: Методы контроля температуры. — 549 с.

89. Лисиенко В. Г. Температура: теория, практика, эксперимент: справ, изд.: в 3 т. / В. Г. Лисиенко и др.. — М.: Теплотехник, 2009. — Т. 1, кн. 3. Методы контроля температуры. — 537 с.

90. Льюис Б. Горение, пламя и взрывы в газах: пер. с англ. / Б. Льюис,

91. Г. Эльбе; под ред. К. И. Щелкина и А. А. Борисова — 2-е изд. — М.: Мир, 1968. — 592 с.

92. Любимов Е. В. Проектное обеспечение пожарной безопасности судов / Е. В. Любимов // Судостроение. — 2007. — № 4. — С. 20-24.

93. Андерсен М. Чистота воздушного бассейна над акваторией / М. Андерсен // Двигатель. — 2000. — Июль-авг. — № 4 (10).

94. Малиновский М. А. Обеспечение надежности судовых дизелей на эксплуатационных и особых режимах работы / М. А. и др.. — Одесса.: Феникс, 2007. — 150 с.

95. Маренков Н. А. Обнаружение дефектов судовых дизелей / Н. А. Ма-ренков. — М.: Транспорт, 1975. — 224 с.

96. Мельник Г. В. Нормирование выбросов двигателей внедорожного применения: точка зрения двигателестроителей / Г. В. Мельник // Двигателестроение. — 2008. — № 2. — С. 50-56.

97. Мержанов А. Г. Горение без топлива / А. Г. Мержанов, Э. Н. Рума-нов. — М.: Знание, 1978 — 34 с.

98. Мирошником М. М. Теоретические основы оптико-электронных приборов / М. М. Мирошником. — JL: Машиностроение, 1983. — 696 с.

99. Морозов Ю. В. Определение параметров топливной аппаратуры дизеля по заданному закону подачи / Ю. В. Морозов // Двигателестроение. — 1986. —№ 11. —С. 29-32.

100. Мясников Ю. Н. Надежность и техническая диагностика судовых энергомеханических систем / Ю. Н. Мясников. — СПб.: Изд-во ФГУП «ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова», 2008.

101. Наставление по борьбе за живучесть морских и речных судов таможенных органов Российской Федерации: прил. к приказу ФТС России от 25 августа 2008 г. № 1042.

102. Нестеренко И. Ф. Специальные вопросы эксплуатации судовых дизелей / И. Ф. Нестеренко. — СПб.: СПГУВК, 2000. — 198 с.

103. Никитин Е. А. Диагностирование дизеля по данным теплового баланса / Е. А. Никитин и др. // Двигателестроение. — 1982. — № 10. — С. 6061.

104. Никитин Е. А. Оценка технического состояния топливной аппаратуры дизелей по параметрам рабочего процесса / Е. А. Никитин и др. // Двигателестроение. — 1985. — № 2. — С. 33-35.

105. Обозов А. А. Разработка системы технического диагностирования топливной аппаратуры судового дизеля / А. А. Обозов // Двигателестроение. — 2008. —№4. —С. 18-22.

106. Обозов А. А. Статистическая теория распознавания образов и алгоритмы диагностирования топливной аппаратуры судового дизеля / А. А. Обозов // Двигателестроение. — 2008. — № 2. — С. 44^9.

107. Обозов А. А. Статистическая теория распознавания образов и алгоритмы диагностирования топливной аппаратуры судового дизеля / А. А. Обозов // Двигателестроение. — 2008. — № 1. — С. 31-35.

108. Овсянников М. К. Тепловая напряженность судовых дизелей / М. К. Овсянников, Г. А. Давыдов. — JL: Судостроение, 1975. — 260 с.

109. Овчинников И. Н. Судовые системы и трубопроводы (устройство, изготовление и монтаж) / И. Н. Овчинников. — Л.: Судостроение, 1971. — 296 с.

110. Олейников Б. И. Техническая эксплуатация дизелей судов флота рыбной промышленности / Б. И. Олейников. — М.: Агропромиздат, 1986. — 269 с.

111. Оцисик М. Н. Сложный теплообмен: пер. с англ. / М. Н. Оцисик. — М.: Мир, 1976. —618 с.

112. Пат. 2084681 RU, МКИ CI F 02 М 27/08, В 06 В 1/20. Генератор ка-витации-3 / А. В. Афанасьев и др.; Заявл. 28.09.94, № 94037454/06.

113. Пат. 2075619 RU, МКИ CI F 02 М 27/08. Устройство для обработки жидкого топлива кавитацией / А. В. Афанасьев и др.; Заявл. 13.10.94, № 94038565/06.

114. Патанкар С. Тепло- и массообмен в пограничных слоях: пер. с англ. / С. Патанкар, Д. Сполдинг. — М.: Энергия, 1971. — 128 с.

115. Патрахалъцев Н. Н. Регулирование рабочего процесса дизеля изменением физико-химических свойств топлив / Н. Н. Патрахальцев // Двигателе-строение. — 2008. — № 4. — С. 3-8.

116. Паундер. Судовые дизели / пер. с англ. П. И. Козлова, К. В. Криво-щекова. — Л.: Судостроение, 1964. — 582 с.

117. Пермяков В. В. Рабочие процессы, конструкция и основы расчета автомобильных двигателей / В. В. Пермяков; Владивостокский гос. ун-т экономики и сервиса. Сайт цифровых учебно-методических материалов ВГУЭС // abc.vvsu.ru.

118. Петровский Д. И. Диагностирование топливной системы высокого давления дизелей по амплитудно-фазовым параметрам топливоподачи: авто-реф. дис. . канд. техн. наук / Д. И. Петровский. — М., 2004. — 22 с.

119. Правила пожарной безопасности на морских судах: постановление от 31 октября 2003 г. № 10 / Департамент безопасности мореплавания Минтранса России, Технический комитет по стандартизации ТК 318 «Морфлот».

120. Правила предотвращения загрязнения атмосферы с судов: прил. VI к МАРПОЛ 73/78 / ЦНИИМФ. — СПб., 2004. — 80 с.

121. Прошкин В. 77. Форма камеры сгорания и организация рабочего процесса в дизелях / В. Н. Прошкин // Двигателестроение. — 1986. — № 3. — С. 10.

122. Прошкин В. 77. Рациональное смесеобразование в дизелях и форма камеры сгорания / В. Н. Прошкин // Двигателестроение. — 1989. — № 8. — С. 6-7, 38.

123. Ржепецкий К. Л. Судовые двигатели внутреннего сгорания / К. Л. Ржепецкий, Е. А. Сударева. — Л.: Судостроение, 1984 — 168 е.: ил.

124. Розенберг Г. 777. Вибродиагностика: моногр. / Г. Ш. Розенберг и др. СПб.: ПЭИПК Минэнерго. — 2003. — 283 с.

125. Российский Морской Регистр Судоходства Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.rs-head.spb.ru/ru/about/about.php.

126. Российский речной регистр. Правила: в 4 т. — М., 2008.

127. Российский речной регистр Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа: http://allship.ru

128. РосТрансНадзор/Госморречнадзор Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа: http://www.rostransnadzor.ru

129. Русин С. 77. Тепловое излучение полостей / С. П. Русин, В. Э. Пелец-кий. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 152 с.

130. Санкт-Петербургский институт машиностроения Электронный ресурс. Электрон, дан. Режим доступа http://www.spimash.ru

131. СанПиН 2.5.2-703-98. Водный транспорт. Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания: утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 30 апреля 1998 г. № 16. — М.: МОРКНИГА, 2009. —124 с.

132. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклиматупроизводственных помещений: Санитарные правила и нормы. — М.: Информ.-издат. центр Минздрава России, 1997.

133. Сахаров В. В. Расчет оптимальных регуляторов судовых автоматических систем. Теория и приложения / В. В. Сахаров. — JL: Судостроение, 1983. —168 с.

134. Сахаров В. В. Расчет переходных процессов в электрических цепях: учеб. пособие / В. В. Сахаров, А. Д. Шарыкин. — СПб.: СПГУВК, 1995. — 120 с.

135. Семенов Н. Н. Избранные труды: в 4 т. / Н. Н. Семенов. — М.: Наука, 2005. — Т. 2: Горение и взрыв. — 706 с.

136. Сизых В. А. Судовые энергетические установки / В. А. Сизых. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: ТРАНСЛИТ, 2006. — 352 с.

137. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

138. Сомов В. А. О применении водотопливных эмульсий в дизелях / В. А. Сомов // Двигателестроение. — 1988. — № 3. — С. 35, 37.

139. Справочник судового механика: в 2 т. / под общ. ред. Л. Л. Грицая. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1973. — Т. 1. — С. 1-696.

140. Станиславский Л. В. Техническое диагностирование дизелей / Л. В. Станиславский. — Киев; Донецк: Высш. шк.: Головное изд-во, 1983. — 136 с.

141. Станиславский Л. В. Техническое диагностирование дизелей / Л. В. Станиславский. — Киев; Донецк: Высш. шк.: Головное изд-во, 1983. — 136 с.

142. Станиславский Л. В. Диагностирование цилиндропоршневой группы дизеля по расходу картерных газов / Л. В. Станиславский и др. // Двигателестроение. — 1983. — № 11. —С. 37-38.

143. Судовой механик: справ: в 3 т. / под ред. А. А. Фока. — Одесса: Феникс, 2008.—Т. 1. — 1032 с.

144. Тепловой неразрушающий контроль изделий / О. Н. Будадин, А. И. Потапов, В. И. Колганов и др.. — М.: Наука, 2002. — 472 с.

145. Технические характеристики современных дизелей: справ. —Одесса: Негоциант, 2008. — 272 с.1540 безопасности объектов внутреннего водного транспорта: Технический регламент: утв. Постановлением Правительства Рос. Федерации от 12 августа 2010 г. № 623.

146. Тимофеев В. Н. Температурный режим двигателей внутреннего сгорания и его регулирование / В. Н. Тимофеев. — Чебоксары: Изд-во Чуваш, унта, 2008. —358 с.

147. Тузов Л. В. Дизелизация речного флота России / JI. В. Тузов, А. И. Недошивин // Двигателестроение. — 1993. — № 1-2. — С. 45^48.

148. Тузов Л. В. Динамическая модель кривошипно-шатунного механизма с учетом зазоров / JI. В. Тузов, Ю. Т. Скориков // Двигателестроение. — 1987.3. —С. 14-15.

149. Тузов Л. В. Динамическая модель кривошипно-шатунного механизма / JI. В. Тузов, Ю. Т. Скориков // Современные проблемы кинематики и динамики ДВС: тез. докл. науч.-техн. конф. —Волгоград: Волгоградская правда, 1985.1. С. 10-13.

150. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: справ.: пер. с англ. / X. Уонг. — М.: Атомиздат, 1979. — 216 с.

151. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ: Федеральный закон Рос. Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ.

152. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений: Федеральный закон Рос. Федерации от 30 декабря 2009 г. № 384-Ф3.

153. Фельдман Л. Б. Метод выбора значений критериев предельного состояния распылителей тракторных дизелей / JI. Б. Фельдман и др. // Двигателестроение. — 1987. — № 1. — С. 7-8.

154. Халиуллин Ю. М. Перспективы создания высокоэффективной огнезащиты судовых конструкций с применением терморасширяющихся составов нового поколения / Ю. М. Халиуллин и др. // Судостроение. — 2005. — № 4.1. С. 64-67.

155. Хитрин JI. Н. Физика горения и взрыва / JI. Н. Хитрин. — М.: Изд-во МГУ, 1987, —442 с.

156. Цветков В. С. Эксплуатация судовых дизельных установок: справ, пособие / В. С. Цветков, В. И. Горелкин, Ю. П. Шанин. — Н. Новгород.: Волжская гос. академия водного транспорта, 1995. — 525 с.

157. Шаров Г. И. Инфракрасная пирометрия деталей дизеля / Г. И. Шаров.

158. СПб.: СПГМТУ, 2004. — Ч. 1: Основы инфракрасной пирометрии. — 269 с.

159. Шеромов Л. А. Импульсный двигатель внутреннего сгорания/ JI. А. Шеромов // Двигателестроение. — 2011. — № 1. — С. 37-38.

160. Шишкин В. А. Роль современных информационных технологий в развитии технической эксплуатации СЭУ / В. А. Шишкин // Безопасность водного транспорта: тр. Междунар. науч.-практ. конф. — СПб.: СПГУВК, 2003. — Т. 4.-264 с.

161. Эккерт Э. Р. Теория тепло- и массообмена: пер. с англ. / Э. Р. Эк-керт, Р. М. Дрейк. — М.; JL: Госэнергоиздат, 1961. — 680 с.

162. Ясаков Г. Корабельная электроэнергетика и пожаробезопасность / Г. Ясаков, Б. Лебедев // Морской вестник. — 2000. — № 2.ll.Bracco F. V. Modeling of Engine Sprays / F. V. Bracco // SAE Paper. — 1985,—№ 850394.

163. Christmann V. U. Die neuen Ecotec-Dieselmotoren mit Directeinspritzung von Opel / V. U. Christmann, К. H. Friedel, E. Zickwolff// MTZ. — 1997. — Jg. 58.9. — S. 466-480.

164. Decker R. Einfluss der Kraftstoffhochdruckeinspritzung auf die Verbrennung im Dieselmotor / R. Decker, R. Schmoeller, K. Prescher // MTZ. — 1990. — Jg.51. — № 9. s. 388-394.

165. Dohoy J. Multi-zone DI Diesel Spray Combustion Model for Cycle Simulation Studies of Engine Performance and Emis-sions / J. Dohoy, D. Assanis // SAE Paper. —2001. —№ 1246.

166. Gaussorgues G. La Thermographic Infrarouge. Principes-Technologie-Applications / G. Gaussorgues. — P.: Technique et Documentation (Lavoisier), 1984.400 s.

167. Gould L. A. Electronic Valve Timing / L. A. Gould, W. E. Richeson, F. L. Erickson // Automotive Engineering. — 1991. — Vol. 99, № 4. — P. 19-24.

168. Heywood J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals / J. B. Heywood. N. Y.: McGraw-Hill, 1988.

169. Hiemesch O. Das BMW- Abgasreinigungskonzept fur Dieselmodelle/ O. Hiemesch, G. Lonkai, G. Schenkermayr // MTZ. — 1990. — Jg. 51. — № 5. — S. 196-200.

170. Hiroyuki Hiroyasu. Development and Use of a Spray Combustion Modeling to Predict Diesel Engine Efficiency and Pollutant Emissions / Hiroyuki Hiroyasu, Kadota Toshikazu, Arai Masataka // Paper 214-12, Bull. JSME. — 1983.—Vol. 26, №214, —P. 576-583.

171. Mischke A. Die Verbrennungsentwicklung der neuen Mercedes — Benz Nutzfahrzeug — Dieselmotoren OM 442 A und OM 442 LA / A. Mischke, G. Fran-kle // ATZ. — 1987. — Jg. 89. — № 5. — S. 275-283.

172. Rakopoulos C. D. Devel-opment and validation of a 3-D Multi-Zone Combus-tion Model for the Prediction of DI Diesel Engines Per-formance and Pollutants Emissions / C. D. Rakopoulos, D. T. Hountalas // SAE Paper. — 1998.— № 981021.

173. Tsujimura K. The Effect of Injection Parameters and Swirl on Diesel Combustion with High Pressure Fuel Injection / K. Tsujimura, S. Kobayashi // SAE Technical Paper Series. — 1991. — № 910489. — P. 13.

174. Xiaoping Bi A multi-Zone Model for Diesel Spray Combustion / Bi Xiaoping et al. // SAE Paper. — 1999. — № 0916.