Совершенствование методов уменьшения эрозионных разрушений высокотемпературных систем охлаждения судовых дизельных двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Пуляев Андрей Араратович

• Пуляев Андрей Араратович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Пуляев Андрей Араратович

Сокращения и условные обозначения

Введение

Глава 1 Системы охлаждения судовых дизелей (анализ научно-технической информации)

1.1 Анализ парка судовых дизелей

1.2 Режимы охлаждения судовых ДВС

1.3 Влияние режимов охлаждения на ресурсные и экономические показатели судовых ДВС

1.4 Высокотемпературные системы охлаждения судовых ДВС

Выводы, цели и задачи исследований

Глава 2 Расчетные методы исследования высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей

2.1 Влияние режимов охлаждения на ресурсные показатели судовых дизелей

2.2 Моделирование теплофизических процессов при высокотемпературном охлаждении судовых дизелей

2.3 Обеспечение герметичности полостей высокотемпературных систем

охлаждения

Выводы по главе

Глава 3 Экспериментальные исследования по определению влияния режимов охлаждения на кавитационные процессы в полостях охлаждения

3.1 Разработка установки для проведения лабораторных исследований

3.2 Планирование и проведение экспериментального исследования

3.3 Результаты экспериментального исследования

Выводы по главе

Глава 4 Перспективы использования разработанных методов исследования

высокотемпературных систем охлаждения судовых ДВС

4.1 Рекомендации по использованию расчетных методов

4.2 Рекомендации по использованию экспериментальных методов

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение 1 Свидетельство о государственной регистрации программы

для ЭВМ

Приложение 2 Патент на полезную модель

Приложение 3 Результаты исследования скорости потери массы ДМ (%) образцами вследствие эрозионно-коррозионного разрушения

Сокращения и условные обозначения

ВОД - высокооборотный двигатель; ВТО - высокотемпературное охлаждение; ГД - главный двигатель; ДВС - двигатель внутреннего сгорания; КПД - коэффициент полезного действия МОД - малооборотный двигатель; ОЖ - охлаждающая жидкость;

САРТ - система автоматического регулирования температуры; СДВС - судовой двигатель внутреннего сгорания; СОД - среднеоборотный двигатель; СО - система охлаждения; СЭУ - судовая энергетическая установка; ЦПГ - цилиндропоршневая группа; а - коэффициент избытка воздуха; ^ - температура кипения (насыщения) жидкости; р$ - давление, соответствующее температуре насыщения жидкости; ¡охл (Тот) - температура охлаждающей жидкости; рсо - давление в системе охлаждения двигателя; wож - скорость циркуляции охлаждающей жидкости; ДТож - перепад температуры ОЖ в контуре охлаждения; Яохл - плотность теплового потока через охлаждаемые поверхности; Q0xЛ - количество отводимой через систему охлаждения теплоты; Б - диаметр цилиндра ДВС; $ - ход поршня; Хш - длина шатуна; Ь(т - длина цилиндровой втулки; Ьп - длина поршня; Мвт - масса цилиндровой втулки;

Мп - масса поршня;

pz - максимальное давление сгорания;

pc - давление в конце такта сжатия цилиндре;

ge - удельный эффективный расход топлива;

n - частота вращения коленчатого вала;

pk - давление наддува;

Tk - температура наддувочного воздуха;

Tint - температура воздуха на впуске в цилиндр двигателя;

pint - давление воздуха на впуске в цилиндр двигателя.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов уменьшения эрозионных разрушений высокотемпературных систем охлаждения судовых дизельных двигателей»

Введение

Российская Федерация является крупнейшей морской и речной державой, при этом потенциал и возможности водного транспорта далеко не исчерпаны. На сегодняшний день потенциал водного транспорта не просто не исчерпан, он имеет хорошие перспективы на развитие морского и речного флота. Государство работает в этом направлении и предлагает целый перечень целевых программ, включая такие федеральные целевые программы, как «Развитие транспортной системы России (2010-2020 годы)», утвержденную Постановлением Правительства РФ от 05.12.2001 № 848 (ред. от 27.02.2017) и включающую подпрограммы «Морской транспорт» и «Внутренний водный транспорт», «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 годы», утвержденную Постановлением Правительства РФ от 21 февраля 2008 г. № 103, а также «Стратегия развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и дальнейшую перспективу», утвержденную приказом Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации от 6 сентября 2007 г. № 354 [1, 2].

Согласно статистическим данным количество судов входящих в состав морского транспортного флота подконтрольного России доходит до отметки в 1400 судов. Больше всего пополнения в последние годы прошло в области малых военных, рыболовных судов, особенно моделей, которые оснащены ВОД, отвечающими за функционирование энергетической установки [3, 4].

Парк судов внутреннего и смешанного река-море плавания составляет около 25 тыс. судов, с установленными двигателями средней и повышенной оборотности, с агрегатной мощностью 100...2000 кВт. На судах речного флота в настоящее время эксплуатируется около 35000 дизелей, преимущественно четырехтактных, из которых примерно 30000 изготовлены отечественными компаниями. Общая мощность ДВС доходит до значения в 8 млн. кВт и разделяется в пропорции приблизительно в равных долях между агрегатами, поставляемыми российскими и зарубежными компаниями, что свидетельствует о преобладании зарубежных двигателей высокой мощности. При выборе ГД на стадии проектирования

судов предпочтение также как правило, отдается в пользу импортных компаний. Это подтверждает актуальность задачи импортозамещения в судовой энергетике.

К концу 2011 года в России насчитывалось около 950 морских судов рыбопромыслового флота с установленной мощностью ГД свыше 1450000 кВт. При этом мощность ГД, главным образом СОД и ВОД, лежит в диапазоне от 500 до 5000 кВт [5].

Перевозочной деятельностью занимаются около 1700 компаний, которые не имеют достаточно возможностей, в первую очередь финансовых, для поддержания состояния своих судов, а также оборудования на должном техническом уровне. Это приводит к тому, что основные фонды судоходных компаний устаревают, а значит, возрастает количество аварий (особенно актуально для судов речного флота) [3].

Согласно имеющимся данным, до 80 % всех отказов приходится на проблемы с энергетическими установками, на втором месте стоит движительно-рулевой комплекс, затем идут палубные механизмы, повреждения корпуса, отказы электрооборудования и т.д. По данным отказов, связанным с наиболее частыми проблемами, приводящими к отказу энергетических установок, а также на поломки двигателей приходится около 80 %, оставшиеся 20 % между собой делят между собой дизель-генераторы, судовая автоматика и вспомогательные котлы [6].

Соответственно приведенным данным можно сделать вывод, что именно старение парка судов и является наиболее острой проблемой судоходных компаний РФ. Отсутствие финансовой поддержки со стороны государства и снижение объемов перевозок, привело к тому, что с 1989 года в глобальном масштабе флот фактически не обновлялся. Согласно данным указанным в работе [7] можно говорить о том, что дизельный парк устарел физически и морально. Свыше 50 %, а в некоторых случаях и до 80 %, судоходных компаний эксплуатируют двигатели, которые полностью выработали свой ресурс, требующие либо капитальный ремонт, либо полной замены.

Еще одним подтверждением важности и масштабности проблемы является анализ среднего возраста судов, входящих в речной транспортный флот, состав-

ляющий около 40 лет [8]. К примеру, на балансе администраций состоит около 2,4 тыс. судов, используемых на внутренних водных путях, при этом для работы из них пригодны только 1,9 тыс. Также следует упомянуть о том, что двигатели наиболее популярных моделей, установленных в качестве главных, 6 ЧРН 36/45, 6(8), 6L275, NVD 48 нуждаются в проведении капитального ремонта или замены, в силу выработки своего ресурса. Массовые выходы из строя связаны с появлением трещин, разрушением деталей и появлением других дефектов, имеющих усталостное происхождение, являющиеся тяжело выявляемыми в процессе эксплуатации.

В настоящий момент дизельный парк флота РФ серьезно уступает современным судовым ДВС по технико-экономическим показателям. Процесс обновления и возврат лидирующих позиций дизельного парка России невозможен без больших финансовых вливаний [4].

Постоянное старение, а также большое количество неполадок значительно снижают безопасность эксплуатации ВОД. Для решения данной проблемы, необходимо изучение процессов, протекающих в системах судовых ДВС.

Система охлаждения - одна из основных систем, определяющих ресурсные, энергетические и экологические показатели судовых ДВС [9]. Актуальными направлениями исследования системы охлаждения является совершенствование теплофизических и физико-химических свойств охлаждающих жидкостей с одновременной оптимизацией параметров системы охлаждения [10].

Целью диссертационной работы является разработка методов, позволяющих снизить интенсивность эрозионно-коррозионных разрушений в высокотемпературных системах охлаждения судовых дизелей путем проведения комплексных исследований процессов, протекающих в полостях охлаждения и определения на основании полученных результатов наиболее предпочтительных параметров высокотемпературного охлаждения, обеспечивающих наилучшие экономические, ресурсные и экологические показатели существующих и перспективных судовых дизелей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие науч-

но-технические задачи.

1. Выполнить анализ параметров систем охлаждения судовых дизелей, влияющих на надежность и эффективность работы двигателей. Оценить перспективы использования ВТО. Исследовать особенности процессов, протекающих в высокотемпературных системах охлаждения судовых ДВС.

2. Выполнить расчетные исследования интенсивности кавитационно-коррозионных разрушений в полостях охлаждения при ВТО судовых дизелей.

3. Разработать 3-0 модели двухфазных потоков для исследования теп-лофизических процессов, протекающих в них.

4. Оценить с использованием методов численного моделирования надежность узлов уплотнения полостей охлаждения.

5. Разработать лабораторную установку и провести экспериментальные исследования кавитационных процессов в условиях ВТО.

6. Дать рекомендации по использованию разработанных методов исследования высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.

1. Получена зависимость скорости эрозионно-коррозионных разрушений от температуры ОЖ и давления в СО при использовании ВТО.

2. Создана и верифицирована 3-0 модель двухфазного потока, позволяющая исследовать процессы теплопереноса в полостях охлаждения судовых дизелей.

3. Разработана и создана экспериментальная установка, позволившая провести исследования, подтверждающие снижение интенсивности кавитационных процессов в условиях ВТО.

4. Создание необходимого уплотнительного узла нижней части втулки цилиндров, достаточного для обеспечения герметизации после введения ВТО при повышенном давлении, с помощью 30-моделирования.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты подтверждают перспективность дальнейшего внедрения ВТО в конструкциях судовых дизелей как при создании новых моделей, так и модернизации существую-

щих ДВС. Разработанные расчетные и экспериментальные методы могут быть использованы для выбора наиболее предпочтительных режимных и водно-химических параметров ВТО для двигателей различных конструкций и степеней форсированности. Предложена конструкция уплотнения, обеспечивающая надежную герметизацию полостей охлаждения в системах с повышенным давлением. Таким образом, решены комплексная задача повышения эффективности и надежности судовых дизелей за счет использования высокотемпературного охлаждения.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационной работы является комплексный подход к решению поставленных задач. Результаты получены с помощью:

- расчетного метода оценки влияния параметров охлаждения на интенсивности кавитационно-коррозионных разрушений наружной поверхности втулки цилиндров судового дизеля;

- численного метода исследования процессов теплопереноса, протекающих в двухфазных потоках жидкости при параметрах, соответствующих системам высокотемпературного охлаждения судовых дизелей;

- 3-0 моделирования при исследовании конструкции уплотнительного узла полости охлаждения;

- экспериментального метода исследования кавитационного разрушения различных материалов при условиях, соответствующих условиям в высокотемпературных системах охлаждения дизелей.

На защиту выносятся:

- зависимости, описывающие влияния режимных параметров на интенсивность кавитационно-коррозионных разрушений в системах высокотемпературного охлаждения дизелей;

- результаты численного моделирования процессов теплопереноса в двухфазных потоках при условиях соответствующих высокотемпературному охлаждению дизелей;

- методика и результаты экспериментальной оценки и прогнозирования скорости кавитационных разрушений различных материалов в условиях ВТО;

- конструкция уплотнительного узла, обеспечивающего надежную герметизацию полостей системы высокотемпературного охлаждения дизеля.

Степень достоверности обеспечена корректным использованием положений теории теплообмена, верификацией результатов численного моделирования, проведением экспериментальных исследований кавитационных процессов и корректной обработкой экспериментальных данных.

Результаты диссертационной работы опубликованы в рецензируемых научных журналах: Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Речной транспорт (XXI век), Вестник ВГУВТ «Научные проблемы водного транспорта», Морские интеллектуальные технологии, Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова; докладывались на XII Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (г. Курск); VI, VII, IX Межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России» (г. Санкт-Петербург, ГУМРФ); на Всероссийской межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы морской энергетики» в 2016-2018 гг. (г. Санкт-Петербург, СПбГМТУ); на Конференции молодых ученых и специалистов в 2016 г. (г. Санкт-Петербург, Крыловский ГНЦ), на конференции «IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering» в 2019 г.

Глава 1 Системы охлаждения судовых дизелей (анализ научно-технической информации)

1.1 Анализ парка судовых дизелей

Четырехтактные дизельные двигатели отечественного и зарубежного производства устанавливаются на транспортные суда как внутреннего, так и смешанного плавания. Выпускается около 95 модификаций судовых дизелей, разделяющихся на 29 типоразмеров с агрегатными мощностями в диапазоне от 11 до 1748 кВт.

Наиболее распространенными являются следующие модели судовых дизелей:

- 6-12 Ч(Н) 15/18 («Барнаултрансмаш»);

- 6-8 Ч(Н) 18/22 («Дальдизель»);

- 12 ЧНСП 18/20 («Коломенский Завод»);

- 6 Ч (Н) 12/14 («Юждизельмаш»);

- 6 ЧН 24/35 («Русский дизель»);

- 6,8 ЧРН 32/48 («SKL», Германия);

- 6,8Ч(Р)Н 24/36 («SKL», Германия);

- 8 ЧН 24/29 («SKL», Германия);

- 6,8 ЧН 20/26 («SKL», Германия);

- 6 ЧН 18/26 («SKL», Германия);

- 4,6 ЧН 17,5/24 («SKL», Германия);

- 6 ЧСН 27,5/35 («SKL», Германия);

- 6 ЧСПН 27,5/36 («SKL», Германия);

- 6 ЧН 16/22,5 («SKODA», Чехия);

- 6,8 ЧН 20/28 («Wartsila», Финляндия);

- 12 ЧН 22/24 («Wartsila», Финляндия).

Суда РФ смешанного и внутреннего плавания, как правило, оснащаются дизелями с диаметром цилиндров 95...360 мм и ходом поршня 100...480 мм. Часто-

та вращения коленчатого вала наиболее распространенных судовых двигателей составляет 300.. .1750 мин-1.

Основные технические характеристики распространенных современных судовых дизелей:

- среднее эффективное давление 0,53... 2,25 МПа;

- средний эффективный расход топлива 0,265. 0,190 кг/(кВт ч);

- ресурс до момента проведения капитального ремонта 8000.60000 моточасов [4].

ДВС зарубежных производителей, имеющие более высокие значения номинальной мощности, чаше устанавливаются в качестве главных на судах смешанного река-море плавания. Предпочтение отдается СОД и ДВС с повышенной оборотностью, оснащенных прямой или механической передачей на гребной винт, таким как 6, 8 ЧН 20/26, 8 ЧН 22/24, 6, 8 ЧРН 32/48, 6 ЧСПН 27,5/36 [11].

Суда внутреннего плавания зачастую обладают малым водоизмещением, в связи с чем оснащаются компактными ВОД. Для вспомогательных и аварийных дизель-генераторов предпочтение отдается в пользу моделей со значением номинальной частоты вращения от 750 до 1500 мин-1.

Парк дизельных двигателей выпущенных на предприятиях стран бывшего СССР в основном состоит из высокооборотных моделей типа 6,12 Ч(Н) 15/18, при этом от общего количества 52 % это техника, выпущенная отечественными компаниями. Следует отметить, что двигатели, обладающие повышенной оборотностью, имеют наименьшее число типоразмеров.

Среди ДВС, предложенных отечественными производителями и компаниями из стран СНГ, большей установленной мощностью обладают СОД с частотой вращения коленчатого вала п < 750 мин-1. Второе место по применяемости занимают ДВС с высоким значением номинальной частоты вращения коленчатого вала п более 1000 мин-1.

На основании приведенных данных можно сделать вывод, что для отечественных производителей приоритетной является задача по обновлению парка

судовых высокооборотных ДВС, устанавливаемых в качестве ГД, поскольку они входят в число наиболее востребованных.

Согласно статистическим данным, около 60 % двигателей зарубежных производителей выпущены в бывшей ГДР, а оставшиеся 40 % приходятся на компании Чехословакии. Производители из других стран, например, Финляндии, представлены достаточно ограничено. Импортные ДВС представлены в разных диапазонах частот, при этом большинство моделей имеют номинальную частоту вращения п более 500 мин-1 [12].

Необходимо отметить, что парки дизельных двигателей, выпущенные отечественными и зарубежными производителями, достаточно сильно отличаются друг от друга. Подавляющее большинство ДВС предлагаемых российскими компаниями представлены моделями 6,12 Ч(Н) 15/18, 6, 8 Ч(Н) 12/14. Сопоставление технических характеристик показывает, что СОД зарубежных компаний по сравнению с отечественными обладают лучшими показателями по экономичности и экологической безопасности [11].

Используя имеющуюся научно-техническую информацию, можно сделать вывод о том, что важной особенностью парка дизельных двигателей является то, что большая часть представленных моделей обладает невысокой агрегатной мощностью и имеет небольшие размеры цилиндропоршневой группы. Отличительными особенностями таких двигателей можно назвать:

- повышенную частоту вращения коленчатого вала;

- высокую жесткость рабочего процесса в целом;

- повышенную температуру отработанных газов (в особенности при сравнении с МОД).

Перечисленные факторы в совокупности приводят к тому, что основные детали ДВС в процессе эксплуатации испытывают повышенные механические и тепловые нагрузки.

Как и для любой другой техники, огромную роль для безопасного и длительного использования дизельных двигателей является не только своевременное проведение технического обслуживания, но и ремонт. Но в силу общей экономи-

ческой обстановки, большая часть судоходных компаний не имеет материальных возможностей для обеспечения данных процессов в требуемом объеме. Большие временные промежутки между проведением ремонтных работ приводят к тому, что увеличиваются зазоры в трибосопряжениях дизельных двигателей, а это приводит к значительному сокращению срока эксплуатации.

Многие эксперты сходятся во мнении, что состояние гражданского флота России на текущий момент времени можно назвать критическим [13].

В соответствии с данным, предоставленными Российским Речным Регистром, больший объем перевозок приходится на двигатели 6 L 275, 6 NVD 48, устанавливаемые в качестве главных. При этом более 80 % используемых агрегатов нуждаются в замене, поскольку полностью выработали свой ресурс, массово отмечаются различные дефекты термоусталостного типа, включая как трещины, так и полное разрушение основных составных элементов.

Это относится к ГД, представленными моделями Г-60, 8 NVD 48. Капитальный ремонт не способен исправить ситуацию, поскольку зачастую он проводится в судовых условиях и в неполном объеме. В то время как полноценное устранение неисправностей возможно только при работах, проводимых в специализированных цехах, с использованием сервисных стендов. Но, как и приобретение новых ДВС, большинству судовладельцев это непосильно с материальной точки зрения. В дополнение к этому двигатели NVD 48 сняты с производства, а значит и поиск запасных частей вызывает определенные трудности.

Важно отметить, что ГД (в большей части относящиеся к категории ВОД и, тем самым, имеют повышенный уровень форсированности) требуют повышенного внимания, в том числе агрегаты, которыми оснащены пассажирские теплоходы, используемые для городских или местных перевозок. К примеру, в силу неблагоприятной экономической обстановки многие производители востребованных моделей ДВС, таких как «Двигатель революции», ОАО «Звезда», Skoda, SKL и др., либо полностью перестали поставлять свою продукцию на отечественный рынок, либо осуществляют поставки запасных частей, а также морально устаревшие модели судовых ДВС [5].

Многие из вышеперечисленных заводов, начав испытывать трудности с реализацией своей продукции, ранее пользующейся спросом, разрабатывают альтернативные направления и предлагают новые типы двигателей:

- ОАО «РУМО» работает по лицензии и предлагает агрегаты MAN модели 6,8 ЧН22/28 (основные технические показатели - мощность 700.. .1250 кВт, номинальная частота вращения коленчатого вала может доходить до 1000 мин-1);

- ОАО «Дальдизель» предлагает варианты ДД111, Д112 (основные технические характеристики - мощность до 463 кВт, при номинальной частоте вращения коленчатого вала не более 1000 мин-1);

- ОАО «ЗВЕЗДА» с 2012 года выпускает рядные и V-образные ДВС 6, 12 ЧН 18/20, модели М450, М451, М480, М417А, М419, М470М (основные технические характеристики - мощность в пределах 190.990 кВт, при номинальной частоте вращения коленчатого вала 1080.1550 мин-1).

Следует отметить тот факт, что перечисленные ДВС имеют более высокую степень форсированности по среднему эффективному давлению, по сравнению с предыдущими поколениями дизелей. При этом заводы практически не обновляли свои производственные базы с конца XX-го века, что ставит под сомнение надежность и безопасность их эксплуатации.

На фоне всего перечисленного судовладельцы ведут поиск сторонних производителей дизель-генераторов и пропульсивных установок.

Исходя из анализа предложений отечественных компаний, и при учете традиционно используемых в российском речном флоте моделей, можно сделать вывод, что перспективу имеют автотракторные и тепловозные модели, которые уже прошли или находятся на стадии конвертации в судовые.

К примеру, дизели, соответствующие размерному ряду 30/38 (Д42) производства Коломенского завода, отличаются повышенными технико-экономическими показателями, а значит, могут стать заменой для основных СОД, представленных как зарубежными, так и отечественными компаниями, в частности это справедливо для моделей Г-60, Г-70 и NVD48.

Несмотря на то, что дизельные двигатели Д42 и Г-60, Г-70 и NVD48 схожи по мощности и номинальной частоте вращения, ДВС, выпускаемые на Коломенском заводе, имеют меньшую массу, что неизбежно приведет к повышению уровня вибрации. Также необходимо учитывать, что при сохранении существующих методов эксплуатации, а также использования российских смазочных материалов низкого качества, Д42 будут подвержены быстрому изнашиванию и появлению зазоров в трибосопряжениях в конце межремонтного периода, а это значительно снижает не только срок их эксплуатации, но и повышает риск увеличения количества аварий.

Продукция Коломенского завода также представлена дизельными двигателями Д49, созданными на базе V-образных тепловозных моделей с повышенной степенью унификации узлов и механизмов. На данный момент времени завод готов к выпуску 4-х и 6-ти цилиндровых ДВС размерностью ЧН 26/26 (с номинальной мощностью, варьирующейся в границах 300.1200 кВт), подходящих как для работы на гребной винт, так и в качестве привода генератора.

С той же целью заводом Волжский дизель им. Маминых выпускаются двигатели 6 ЧН 21/21 (с номинальной мощностью 280 кВт (338 мин-1) и 442 кВт (1000 мин-1). Они используются как для комплектования новых судов, так и для н замены морально устаревших дизелей 6 NVD 26 F-3, установленных на буксирах распространенного проекта Р-45Б и ряде других судов.

Из перечисленного ранее, становится понятно, что частота вращения коленчатого вала предложенных ДВС в несколько раз превышает аналогичные характеристики для СОД, используемых сейчас в речном флоте.

Нельзя также игнорировать проблему, возникшей в силу ряда объективных причин, замены главных или вспомогательных ДВС, в частности представленных типами 7Д12, 7Д6, 3Д12 и 3Д6.

В соответствии с данными приведенными Российским Речным Регистром, на смену моделям Д6 и Д12 приходят ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 [14, 15].

В Российской Федерации функционирует определенное количество компаний, выпускающих современные дизельные ДВС, но при этом в качестве постав-

щиков, для оснащения строящихся судов, предпочтение отдается в пользу немецких, финских и компаний из других стран. Ярким примером, подтверждающим данный факт, можно назвать то, что теплоходы «Валдай» оборудуются двигателями, выпускаемые фирмой Wartsila Diesel (тип 8 ЧН 20/20), а в качестве ВДГ используется оборудование компании Caterpillar.

В последнее время на судах на подводных крыльях, проектируемых ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева и строящихся на заводе «Вымпел», в качестве ГД устанавливаются немецкие дизели MAN производства MAN T&B вместо устаревших двигателей завода «Звезда». Подбор ГЭУ на СПК, помимо выбора мощности, отличается необходимостью обеспечения высокого крутящего момента на стадии разгона судна и выхода на крылья. «Комета-120М» оборудуется D2862LE483, мощностью 1066 кВт, на «Валдае 45Р» и «Метеоре 120» - D2842LE410, мощностью 809 кВт в сочетании с редукторами производства ZF. Двигатели MAN также устанавливаются при модернизации СПК проекта «Восход».

Теплоходы «Комарно» оборудованы двигателями DEUTZ MWM SBV 8М 628 (с номинальной мощностью 1500 кВт). Теплоходы типа «Балтийский» оснащены одновальной энергетической установкой с двигателями Wartsila Diesel модели 12V22HP-D (номинальное значение мощности составляет 1740 кВт). Теплоходы типа «Паша» также оснащены ДВС импортного производства, а именно F33C выпускаемый KRUPP MAK (номинальная мощность - 1800 кВт) [14].

В последние годы на российском рынке проявляют активность китайские компании. Зачастую они представляют удешевленные варианты ведущих европейских марок, разработок 10...20-летней давности. Такие дизели обычно выпускаются по лицензиям на определенную устаревшую марку или типоряд (DEUTZ, MAK, Cummins, MAN Diesel, Baudouin Motors и др.). В России в большинстве своем зарекомендовали себя две марки: Weichai и Baudouin.

Марка Weichai представлена широкой линейкой пропульсивных двигателей, которые могут найти применение, как на скоростных, так и на водоизмещающих судах: 6-цилиндровые двигатели имеют мощностной ряд от 103 до 2700 кВт (при частоте вращение коленчатого вала 720..2425мин-1), 8-цилиндровые мощностью

441..1960 кВт (при частоте вращение коленчатого вала 750...1500мин-1), 9-цилиндровые мощностью 2632...4500 кВт (при частоте вращение коленчатого вала 720...1000мин-1), 12-цилиндровые мощностью 735..1440кВт (при частоте 700...1800мин-1), 16-цилиндровые мощностью 1600...1760 кВт (при частоте 1000мин-1). Также Weichai представил линейку судовых главных ДВС в кооперации с заводом «Волжский дизель им. Маминых», собранную на территории России.

В 2009 году компания Moteurs Baudouin стала частью корпорации Weichai Power, которая входит в тройку крупнейших мировых производителей промышленных дизельных двигателей. В России представлены 4, 6, 12, 16-цилиндровыми модификациями в диапазоне мощностей 20.2750 кВт (при частоте вращение коленчатого вала 1000...1500мин-1).

В таблице 1.1.1 представлены ДВС, наиболее часто выбираемые судовладельцами в качестве главных как на новых, так и на ремонтируемых судах.

Таблица 1.1.1 - Наиболее распространенные ГД на речном флоте РФ

Производитель Количество и расположение цилиндров метр/ход поршня, мм Номинальная мощность, кВт Частота вращения коленчатого вала, -1 мин Среднее эффективное давление, МПа

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пуляев Андрей Араратович, 2021 год

Список литературы

1. Федеральная целевая программа «Развитие транспортной системы России (2010-2021 годы) (утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 г. № 848)

fcp.economy.gov.ru/cgi-bin/cis/fcp.cgi/Fcp/ViewFcp/View/2014/264

2. Стратегия развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу (утв. приказом Министерства промышленности и энергетики РФ от 6 сентября 2007 г. № 354) // Судостроение. - 2007. - № 6 (775). - С.44-47.

3. Егоров Г. В. Прогноз состава флота судов смешанного «река-море» плавания до 2025 года с определением наиболее востребованных типов судов / Г.В. Егоров, А.Г. Егоров // Труды Крыловского государственного научного центра. -2018. - №2. - С. 169-178.

4. Безюков О. К. Состояние и перспективы судового двигателестроения в России / О. К. Безюков, В. А. Жуков // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2017. - № 2. -С. 40-53. DOI: 10.24143/2073-1574-2017-2-40-53.

5. Тузов Л. В. Вибрация судовых двигателей внутреннего сгорания / Л.В. Тузов, О.К. Безюков, О. В. Афанасьева. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 348 с.

6. Башуров Б. П. Функциональная надежность элементов энергетического комплекса судовых установок / Б. П. Башуров, Д.Б. Башуров. - СПб.: Изд-во За-невская площадь, 2020. - 435 с.

7. Матиевский Д. Д. Продление срока эксплуатации судовых дизелей, отработавших назначенный ресурс / Д.Д. Матиевский, И.Г. Мироненко, А.Г. Мироненко // Ползуновский вестник Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова. - 2007. - № 2. - С. 88-91.

8. Государственная программа РФ «Развитие транспортной системы» от 28 декабря 2012 г. №2600-р. - URL: http: www.mintrans.ru,www.transportrussia.ru

9. Безюков О. К. Охлаждение транспортных двигателей внутреннего сгорания / О. К. Безюков, В. А. Жуков, В. Н. Тимофеев. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2015. - 272 с.

10. Жуков В. А. Влияние параметров охлаждения на надежность комбинированных двигателей / В. А. Жуков. - Рыбинск: РГАТУ имени П.А. Соловьева, 2012. - 172 с.

11. Егоров Г. В. Проектирование и постройка кластеров и судов смешанного плавания. - Одесса: Изд. Николай Дубров, 2008. - 128 с.

12. Listewnik J. E. Rozwoj konstrukcji okr^towych wolnoobrotowych silnikow spalinowych / J. E. Listewnik // Wyzsza Szkola Morska w Szczecinie. - 2000. - 233 p.

13. Федеральная целевая программа «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 годы (с изменениями на 19 декабря 2015 года) (утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 21 февраля 2008 года № 103). URL: fcp.economy.gov.ru/cgi-bin/cis/fcp.cgi/Fcp/ViewFcp/View/2009/260

14. Александров В. М. Контактные задачи в машиностроении / В. М. Александров, Б. Л. Ромалис. - М.: Машиностроение, 1986. - 176 с.

15. Жуков В. А. Модернизация системы охлаждения дизеля 8ЧН14/14 для его использования в составе судовой энергетической установки / В. А. Жуков, А. Е. Ратнов // Двигатели внутреннего сгорания. - 2012. - № 2. - С. 59-64.

16. Безюков О. К. Современная концепция регулирования охлаждения судовых дизелей / О. К. Безюков, В. А. Жуков, В. Н. Тимофеев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. -2015.- № 3 (31). - С. 93-103.

17. Зейнетдинов Р.А. Оптимальная организация процессов необратимого тепломассообмена в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания / Р.А. Зейнетдинов / Известия Санкт- Петербургского государственного аграрного университета. - 2010. - № 21. - С. 260-268.

18. Зейнетдинов Р. А. Системный анализ теплоиспользования в поршневых двигателях: Монография / Р. А. Зейнетдинов. - СПб.: СПбГУСЭ, 2012. - 171 с.

19. Безюков О. К. Совершенствование системы жидкостного охлаждения транспортных ДВС / О. К. Безюков, В. А. Жуков, Е. Н. Николенко // Двигатели внутреннего сгорания. - 2013. - № 1. - С.56-61.

20. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания / В. И. Крутов. - М: Машиностроение, 1989. - 416с.

21. Луков Н. М. Автоматическое регулирование температуры двигателей: Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: Машиностроение, 1995.

- 271 с.

22. Федоровский К. Ю. Замкнутые системы охлаждения судовых энергетических установок: монография / К.Ю. Федоровский, Н.К. Федоровская. - М: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2021. — 160 с.

23. Орлин А. С. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / А. С. Орлин, М. Г. Круглова. - М: Машиностроение, 1985. - 456 с.

24. Иванов И. Е. Системы охлаждения поршневых ДВС: монография / И. Е. Иванов, М.Г. Шатров, Т. Ю. Кричевская. - М: МАДИ, 2015. - 168 с.

25. Якубович А.И. Системы охлаждения тракторных и автомобильных двигателей / А. И. Якубович, Г. М. Кухаренок, В. Е. Тарасенко. - Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2014. - 473 с.

26. Бабаян Г. С. Применение высокотемпературных систем охлаждения с целью улучшения показателей силовых установок с дизелями / Г. С. Бабаян, А. В. Кура-пин // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. -2017. - Т. 1. - № 1. - С. 60-62.

27. Жуков В. А. Перспективы высокотемпературного охлаждения транспортных ДВС / В. А. Жуков // Автомобильная промышленность. - 2011. - № 5. - С. 710.

28. Разуваев А. В. Повышение эффективности энергетических установок / А. В. Разуваев, Е. А. Соколова, Е. А. Разуваева // Вестник Саратовского гос. техн. ун-та.

- 2010. - Т. 3. - № 1. - С. 150-159.

29. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения / Г. Н. Черкесов, В. А. Нетес, В. А. Шпер [и др.]. - М.: Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия, 2016. - 24 с.

30. Заиченко Я.И. Технология ремонта гильзы блока цилиндра двигателя внутреннего сгорания, подверженного кавитационному износу / Вестник ИрГТУ. -2015. - № 10 (105). - С. 45-49.

31. Рождественский В. В. Кавитация / В. В. Рождественский. - Л.: Судостроение, 1977. - 247 с.

32. Готман А.Ш. К 200-летию со дня рождения Вильяма Фруда / А.Ш. Готман // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. - 2011. - Т. 4. - № 1. - С. 88-96.

33. Knapp R.T. Recent investigations of the mechanics of cavitation and cavitation damage // IEEE ASME. - 1955. - № 75 (8). - Pp. 1045-1054.

34. Кнэпп Р. Кавитация / Р. Кнэпп, Дж. Дейли, Ф. Хэммит. - М.: Мир, 1974.687 с.

35. Hammitt F.G. Observations on cavitation damage in a flowing system / F.G. Hammitt // Trans. ASME J. - Basic Eng - 1963. - vol. 85. - Pp. 347-356.

36. Endo K. Fundamental studies on cavitation erosion / K. Endo, T. Okada, Y. Baba // Bull. JSME - 1969. - vol. 12. - Pp. 729-737.

37. Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений / Ю.Л. Левковский. -Л.: Судостроение, 1978. - 224с.

38. Иванов А. Н. Гидродинамика развитых кавитационных течений / А. Н. Иванов. - Л.: Судостроение, 1980. - 237 с.

39. Запорожец Е.П. Гидромеханическая кавитация / Е.П. Запорожец, Г.П. Зи-берт, Е.Е. Запорожец. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - 129 с.

40. Kato H. A consideration on scaling laws of cavitation erosion / H. Kato // Int. Shipbuild. Prog. - 1975. - vol. 22 (253). - Pp. 305-327.

41. Георгиевская Е.П. Кавитационная эрозия гребных винтов и методы борьбы с ней / Е.П. Георгиевская. - Л.: Судостроение, 1978. - 206 с.

42. Погодаев Л. И. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования / Л. И. Погодаев, П. А. Шевченко. — Л.: Судостроение, 1984. —264 с.

43. Иванченко Н. Н. Кавитационные разрушения в дизелях / Н. Н Иванченко, А.А. Скуридин, М.Д. Никитин; ред. Н.Н. Иванченко. - Л.: Машиностроение, 1970. - 152 с.

44. Горбаченко Е.О. Прогнозирование инкубационного периода кавитационно-го изнашивания лопастей гребных винтов с использованием метода измерения профиля поверхности / Е.О. Горбаченко, Ю.Н. Цветков / Вестник волжской государственной академии водного транспорта. - 2017. - №52. - С. 87-95.

45. Pereira F. Measurement and modelling of propeller cavitation in uniform inflow / F. Pereira, F. Salvatore, F. Felice // J. Fluids Eng. - 2004. - vol. 126. - Pp. 671-679.

46. Яковлев А. Ю. Новые исследования кавитации гребных винтов / А. Ю. Яковлев, А. А. Коваль // Судостроение. - 2010. - № 2(789). - С. 12-14.

47. Usta O. Prediction of cavitation development and cavitation erosion on hydrofoils and propellers by Detached Eddy Simulation / O. Usta, E. Korkut // Ocean Engineering. - 2019. - vol. 191. - Pp. 146-165.

48. Feng C. Cavitation bubbles dynamics and cavitation erosion in water jet / C. Feng, J. Weixi, Q. Chenhao, J. Xu // Results Phys. - 2018. - vol. 9. - Pp. 1585-1593.

49. Batuhan A., Onur U., Mehmet A. Systematic investigation of coating application methods and soft paint types to detect cavitation erosion on marine propellers / A. Batuhan, U. Onur, A. Mehmet // Applied Ocean Research. - 2020. - vol. 94. - Pp.53-76.

50. Маслов Н. А. Анализ неисправностей пластинчатых гидромашин путевой техники, вызванных чрезмерным давлением, аэрацией гидравлического масла и кавитацией / Н. А. Маслов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. - 2016. - № 1 (36). - С. 5-15.

51. Степанов А. М. Щелевая кавитация в судовых осевых насосах / А.М. Степанов, А.Л. Федоров // Судостроение. - 2001. - № 3 (736). - С. 27-29.

52. Минеев А. В. Некоторые вопросы влияния кавитации при работе гидроприводов машиностроительной техники различного направления, изготовления и

способов эксплуатации / А.В. Минеев, А.С. Каверзина, А.А. Тимко. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2015. - № 10. - С. 36-37.

53. Каверзина А.С. Проблемы кавитации в гидроприводе самоходных машин и способы ее снижения / А.С. Каверзина, А.В. Минеев // Горный информационно -аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2015. - № 6. - С. 171 -176.

54. Погодаев Л.И. Расчет долговечности цилиндровых втулок дизельных двигателей при вибрационной кавитации / Л.И. Погодаев, А.А. Кузьмин, Ю.К. Лопарев // Надежность судового оборудования. - 2015. - С. 44-56.

55. Валишин, А. Г. Оценка ресурса цилиндровых втулок ДВС при вибрационной кавитации / А. Г. Валишин // Двигателестроение. - 2008. - № 1(235). - С. 2023.

56. Булдаков А.Г. Кавитация в насосах жидкостных ракетных двигателей / А.Г. Булдаков, Е.М. Краева // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2012. - Т. 1. - № 8. - С. 47.

57. Brunhart M. Cavitation erosion risk indicators for a thin gap within a diesel fuel pump / M. Brunhart, C. Soteriou, C. Daveau, M. Gavaises, M. Winterbourn // Wear. -2020. - vol. 22. - Pp. 442-443.

58. Cristofaro M. A numerical study on the effect of cavitation erosion in a diesel injector / M. Cristofaro, W. Edelbauer, P. Koukouvinis, M. Gavaises // Applied Mathematical Modelling. - 2020. - vol. 78. - Pp. 200-216.

59. Абачараев И. М. Аналитический подход к расчету эксплуатационной стойкости материалов в условиях воздействия кавитации / В сб.: Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах. Сб. тр. международной конференции. Российская академия наук Дагестанский научный центр Институт физики; Дагестанский гос. ун-т. - 2005. - С. 208-211.

60. Кукинова, Г. В. Оценка интенсивности общего и местного гидроабразивного изнашивания с учетом кавитации / Г. В. Кукинова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. -2007. - № 4-1(52). - С. 164-167.

61. Аюгин П. Н. Кавитация и ее влияние на эффективность работы системы охлаждения / П. Н. Аюгин, Н. П. Аюгин // В сб. Актуальные проблемы инженерно-технического обеспечения АПК. Материалы Международной научно-практической конференции. - Курск: Изд-во Курской гос. сельскохоз. акад. им. проф. И.И. Иванова, 2013. - С. 77-82.

62. Xian W. H. Investigation on ultrasonic cavitation erosion of TiMo and TiNb alloys in sulfuric acid solution / W. H. Xian, D. G. Li, D. R. Chen // Ultrasonics Sono-chemistry. - 2020. - vol. 62. - Pp.1-14.

63. Haixia L. Influence of the concentration of NaHCO3 solution on cavitation erosion of copper alloy / L. Haixia, C. Jinhao, S. Jie, K. Can // Results in Physics. - 2019. -vol. 13. - Pp.143-149.

64. Song Q. N. Synergistic effect between cavitation erosion and corrosion for various copper alloys in sulphide-containing 3.5% NaCl solutions / Q. N. Song, Y. Tong, N. Xu, S. Y. Sun, Y. X. Qiao // Wear. - 2020. - vol. 10 (12). - Pp. 450-451.

65. Hao E. The coupling effect of immersion corrosion and cavitation erosion of NiCoCrAlYTa coatings in artificial seawater / E. Hao, X. Liu, Y. An, H. Zhou, F. Yan // Corrosion Science. - 2020. - vol. 169. - Pp. 112-134.

66. Ding X. Deposition and cavitation erosion behavior of multimodal WC-10Co4Cr coatings sprayed by HVOF / X. Ding, Y. Huang, C. Yuan, Z. Ding // Surface and Coatings Technology. - 2020. - vol. 39. - Pp. 487-494.

67. Vuksanovic M. Heinemann. The influence of alumina crystal structures on the morphology and surface erosion of PMMA composite materials exposed to cavitation testing / M. Vuksanovic, N. Tomic, M. Gajic-Kvascev, V. Djokic, R. Heinemann // Wear. - 2019. - vol. 11. - Pp. 436-437.

68. Непомнящий В. А. Влияние физических свойств жидкости на возникновение и развитие кавитации в гидросистемах / В. А. Непомнящий // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. - 2010. - № 1 (16). - С. 33-38.

69. Il-Cho P. Effect of pH of the sulfuric acid bath on cavitation erosion behavior in natural seawater of electroless nickel plating coating / P. Il-Cho, K. Seong-Jong // Applied Surface Science. - 2019. - Vol. 48331. - Pp. 194-204.

70. Kwok C.T. Synergistic effect of cavitation erosion and corrosion of various engineering alloys in 3.5% NaCl solution / C.T. Kwok, F.T. Cheng, H.C. Man // Mater Sci. - 2000. - vol. 290. - Pp. 145-154.

71. Безюков О.К. Охлаждающие жидкости транспортных ДВС / О.К. Безюков, В.А. Жуков. - СПб.: СПГУВК, 2009. - 263 с.

72. Безюков О.К. Комплексная оптимизация параметров охлаждения судовых энергетических установок / О.К. Безюков, В.А. Жуков // Журнал университета водных коммуникаций. - 2012. - № 1. - С. 51-61.

73. Ylonen M. Shedding frequency in cavitation erosion evolution tracking / M. Ylonen, J.-P. Franc, J. Miettinen, P. Saarenrinne, M. Fivel // International Journal of Multiphase Flow. - 2019. - vol. 118. - Pp. 141-149.

74. Cai T. Effects of nozzle lip geometry on the cavitation erosion characteristics of self-excited cavitating waterjet / T. Cai, Y. Pan, F. Ma // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2020. - vol. 1171. - Pp. 895-902.

75. Сосиков В.А. Особенности кавитации жидкостей вблизи температуры замерзания / В.А. Сосиков, А.В. Уткин // Деформация и разрушение материалов. -2008. - № 3. - С. 10-16.

76. Hosbach M. On the temperature influence on cavitation erosion in micro-channels / M. Hosbach, R. Skoda, T. Sander, U. Leuteritz, M. Pfitzne // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2020. - vol. 319. - Pp. 943-957.

77. Шаплыко В. В. Исследование влияния температуры жидкости на активность кавитации / В. В. Шаплыко, А. В. Красовский, А. В. Котухов, Н. В. Дежкунов // В сб.: Современные тенденции развития науки и производства. Западно-Сибирский научный центр, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, Международный научно-образовательный центр КузГТУ-Arena Multimedia. - 2014. - С. 145.

78. Li Z. Vibratory cavitation erosion behavior of AISI304 stainless steel in water at elevated temperatures / Z. Li, J. Han, J. Lu, J. Zhou, J. Chen // Wear. - 2014. - vol. 321. - Pp. 33-37.

79. Безюков О.К. Выбор параметров охлаждения судовых дизелей / О.К. Безю-ков, В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - №2. - C. 379-389.

80. Жуков В.А. Комплексная защита систем охлаждения высокооборотных дизелей от кавитационно-коррозионных разрушений / В. А. Жуков, А. А. Пуляев // Сборник научных трудов Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации. - 2015. - Т.2 - С. 107-111.

81. Пуляев А. А. Надежность высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / А.А. Пуляев // Материалы VI-ой Межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции развития водного транспорта России». - 2015. - C. 245-248.

82. Пуляев А. А. Модернизации системы охлаждения судовых дизелей с целью повышения надежности / А.А. Пуляев // Материалы пятой Всероссийской межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы морской энергетики». - 2016. - C. 124-126.

83. Пуляев А. А. Анализ долговечности системы охлаждения высокооборотных дизелей на примере втулки цилиндров двигателя Wartsila 6L20 / А.А. Пуляев // Материалы научно-технической конференции «Актуальной проблемы морской энергетики». - 2017. - C. 170-173.

84. Возницкий И. В. Повреждение и поломка дизелей. Примеры и анализ причин / И. В. Возницкий // СПб.: Модерн, 2005. - 118 с.

85. Zhukov V. Ensuring the permissible temperature state of parts of the cylinder-piston group of forced diesels / V. Zhukov, A. Pulyaev, O. Melnik, A. Nyrkov // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - 2019. - vol. 19. - Pp. 385-388.

86. Жуков В.А. Пути совершенствования систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, К.А. Воробей, А.А. Пуляев // Речной транспорт (XXI век). - 2018. -№ 2. - С. 40-47.

87. Тимофеев, В. Н. Повышение топливной экономичности судовых дизелей регулированием температурного режима систем охлаждения / В. Н. Тимофеев // Судостроение. - 2009. - № 5(786). - С. 70-72.

88. Ерофеев В. Л. Управление энергоэффективностью объектов морской техники и судовых двигателей внутреннего сгорания: монография / В. Л. Ерофеев [и др.]; под ред. В. Л. Ерофеева, В. А. Жукова. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2018. - 184 с.

89. Левин М.И. Оптимальный температурный режим в системах охлаждения и требования к автоматическому регулированию температуры: сб. трудов ЦНИДИ. - М.Л.: Машгиз, 1984. - № 26.

90. Стародомский М.В. Оптимизация температурного состояния дизельных двигателей / М. В. Стародомский, Е. А. Максимов. - К.: Наукова думка, 1987. -168 с.

91. Ливенцев Ф. Л. Высокотемпературное охлаждение поршневых двигателей внутреннего сгорания / Ф. Л. Ливенцев // М. - Л.: Машиностроение, 1964. - 204 с.

92. Дискин М. Е. Высокотемпературное охлаждение двигателей внутреннего сгорания на режимах частичных нагрузок / М. Е. Дискин // Журнал Вестник евразийской науки. - 2018. - С.57.

93. Зейнетдинов Р. А. Особенности фазового равновесия жидкость - пар в охлаждающей системе высокофорсированного дизеля/ Р. А. Зейнетдинов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2015. -№ 38. - С. 247-253.

94. О возможности применения высокотемпературного охлаждения в современных поршневых двигателях внутреннего сгорания / И. П. Денисенко, Н. А. Устинов, А. А. Вандышева, М. С. Губатенко // Интернет-журнал Науковедение. -2017. - Т. 9. - № 2. - С. 64.

95. Жуков В.А. Расчетная оценка эффективности высокотемпературного охлаждения комбинированных ДВС / В.А. Жуков // Авиационно-космическая техника и технология. - 2011. - №10 (87). - С. 153-158.

96. Агапов Д. С. Результаты экспериментального исследования влияния температуры охлаждающей жидкости на экономические и энергетические показатели дизельного двигателя / Д. С. Агапов // Технико-технологические проблемы сервиса. - 2016.- № 4.- С. 6-10.

97. Жуков В. А. Научные основы повышения эксплуатационных показателей высокооборотных судовых ДВС совершенствованием их охлаждения: специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» / Жуков Владимир Анатольевич. - Санкт-Петербург, 2012. -427 с.

98. Морозов Г.П. Кавитационный износ деталей гидроагрегатов / Мир транспорта. - 2013. - № 2. - С. 56-61.

99. Безюков О.К. Комплексная оптимизация параметров охлаждения судовых энергетических установок / О.К. Безюков, В.А. Жуков // Журнал университета водных коммуникаций. - 2012.- № 1(13). - С. 51-60.

100. Тузов Л.В. Ингибирование кавитационно-коррозионных разрушений и накипеобразования в системах охлаждения ДВС / Л.В. Тузов, О. К. Безюков, В.А. Жуков // Автомобильные и тракторные двигатели: Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск XIV. - М.: МАМИ, 1998. - С. 142-149.

101. Полипанов И. С. Повышение надежности систем охлаждения / И. С. Полипанов, О. К. Безюков, Е. К. Забелина // Речной транспорт (XXI век). - 1988. - № 3. - С. 30-32.

102. Большаков В.Ф. Эксплуатация судовых среднеоборотных дизелей / В. Ф. Большаков, Ю.Я. Фомин, В. И. Павленко. - М.: Транспорт, 1983. - 160 с.

103. Кригер А. М. Жидкостное охлаждение автомобильных двигателей / А. М. Кригер, М. Е. Дискин, А. Л. Новенников, В. И. Пикус. - М.: Машиностроение, 1985. - 176 с.

104. Камкин С. В. Эксплуатация судовых дизелей / С. В. Камкин, И. В. Возниц-кий, В. П. Шмелев. - М.: Транспорт, 1990. - 344 с.

105. Громогласов А. А. Водоподготовка, процессы и аппараты / А. А. Громогла-сов, А. С. Копылов, А. П. Пильщиков. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 270 с.

106. Тузов Л. В. Защита элементов жидкостных систем охлаждения ДВС от ка-витационно-коррозионных разрушений / Л. В. Тузов, О. К. Безюков, В. А. Жуков // Двигатель-97. Матер. междунар. науч.-техн. конф. - М.: МГТУ, 1997. - С. 67-68.

107. Жуков В. А. Комплексный подход к исследованию высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В. А. Жуков, А. А. Пуляев // Сборник научных статей национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». - СПб.: Изд-во ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2020. - С. 111-118.

108. Лебедев О. Н. Двигатели внутреннего сгорания речных судов / О. Н. Лебедев, В. А. Сомов, С. А. Калашников. - М.: Транспорт, 1990. - 328 с.

109. Пуляев А.А. Повышение показателей надежности высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / Конференция молодых ученых и специалистов 2016. Тезисы докладов. - 2016. - C. 109-111.

110. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении / Изд. 2-е, доп. и перераб. - Москва; Ленинград: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1952. - 234 с.

111. Петриченко P.M. Системы жидкостного охлаждения быстроходных двигателей внутреннего сгорания / P.M. Петриченко. - Л.: Машиностроение, 1975. -224 с.

112. Пуляев А.А. Моделирование процесса теплообмена в программной среде ANSYS / Материалы IX межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». - СПб.: Изд-во ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2018. - C.381-384.

113. Жуков В.А. Исследование процесса теплообмена в высокотемпературных системах охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, В.Н. Половинкин, В.В. Мед-

ведев, А.А. Пуляев // Морские интеллектуальные технологии. - 2019 - № 1 (43) T.1. - С. 117-124.

114. Безюков O. K. Обеспечение и контроль эксплуатационных свойств охлаждающих жидкостей / O. K. Безюков, В. А. Жуков, О. В. Жукова // Двигатели внутреннего сгорания. - 2008. - № 1. - С. 148-153.

115. Ерофеев В. Л. Теплотехника. Практикум: учебное пособие для вузов / В. Л. Ерофеев [и др.]; под редакцией В. Л. Ерофеева, А. С. Пряхина. - М: Издательство Юрайт, 2020. - 395 с.

116. Яманин А. И. Расчет машиностроительных конструкций в среде Autodesc Nastran IN-CAD: учеб. пособие / А. И. Яманин, В. А. Жуков, С. О. Барышников. -СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. - 160 с.

117. Ерофеев В. Л. Теплотехника в 2 т. Том 1 / В. Л. Ерофеев, А. С. Пряхин, П. Д. Семенов // Термодинамика и теория теплообмена. - М.: Изд-во Юрайт, 2016. -308 с.

118. Исаченко В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. П. Осипова, А. С. Суко-мел. - М.: Айрис, 2014. - 423 с.

119. Мухачев Г. А. Термодинамика и теплопередача / Г. А. Мухачев, В. К. Щукин. - М.: Высшая школа, 1991. - 480 с.

120. Sutera S. P. The history of Poiseuille's law / S. P. Sutera, R. Skalak // Annual review of fluid mechanics. - 1993. - vol. 25. - Pp. 1-19.

121. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1978. - 736 с.

122. Танганов Б. Б. Разработка теоретической модели оценки коэффициента теплопроводности в рамках плазмоподобной концепции растворов электролитов / Б. Б. Танганов, И. А. Бубеева, Т. В. Багаева. - М.: Академия Естествознания, 2014. -89 с.

123. Филиппов Л. П. Явления переноса / Л. П. Филиппов. - М.: Изд-во МГУ, 1986. - 120 с.

124. Корнфельд М. И. Упругость и прочность жидкостей. - Москва; Ленинград: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. - 108 с.

125. Проватар А. Г. Коррозионная и кавитационная стойкость цилиндровых втулок судовых дизелей / А. Г. Проватар, А. А. Будин // Новая наука: от идеи к результату. - 2016. - №5-2(84). - С. 194-205.

126. Жуков В. А. Исследование теплогидравлической эффективности высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, В.Л. Ерофеев,

A.А. Пуляев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 1. - С. 107-114.

127. Разуваев А. В. Поршневые двигатели внутреннего сгорания с высокотемпературным охлаждением / А. В. Разуваев. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. -128 с.

128. Кондаков Л. А. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л. А. Кондаков, А. И. Голубев, В. Б. Овандер и др; под общ. ред. А. И. Голубева, Л. А. Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.

129. Продан В. Д. Техника герметизации разъемных неподвижных соединений /

B. Д. Продан. - М.: Машиностроение, 1991. - 160 с.

130. Жуков В.А. Обеспечение герметичности высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Сб. научн. тр. ППС ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2017. - С. 402-405.

131. Пуляев А.А. Методы повышения долговечности высокотемпературных систем охлаждения судовых высокооборотных дизелей / А. А. Пуляев // Материалы VII межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». - СПб.: Изд-во ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2016. - С. 177179.

132. ТУ 38.114285-83 Паронит ТП-1 р. Технические условия // Разработано «Всесоюзным научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом асбестовых технических изделий». - 1981. - 7 с.

133. ОСТ 26.260.454-99 Прокладки спирально-навитые. Типы и размеры. Общие технические требования // Разработано ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры». -1999. - 20 с.

134. Гудьер Дж. Теория упругости, перев. с англ. / Тимошенко С. П. Гудьер Дж. - Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1975. -576 с.

135. Лейбензон Л. С. Курс теории упругости. - 2-е изд., испр. и доп. / Л. С. Лей-бензон. - Москва; Ленинград: ОГИЗ-Гостехиздат, 1947. - 464 с.

136. Волчков Ю. М. Механика деформируемого твердого тела (теория пластичности) / Ю. М. Волчков // Материалы к лекциям для студентов 4-го курса ММФ (2-й поток). 2014. - 133 с. URL: https://www.nsu.ru/n/mathematics-mechanics-department/documents/volchkov-solids-2014.pdf (дата обращения: 23.05.2018).

137. Радченко В. П. Введение в механику деформируемых систем: Учеб. пособ. / В. П. Радченко. - Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2009. - 196 с.

138. Биргер И. А. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / И. А. Бир-гер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640 с: ил.

139. Tukker J. High-speed Video Observationsand Erosive Cavitation / J. Tukker, G. Kuiper // 9th Symposium on Practical Design of Ships and Other Floating Structures. -2004. - vol. № 16. - Pp. 35-43.

140. Jung J. Study on Correlation between Cavitation and Pressure Fluctuation Signal Using High-Speed Camera System / J. Jung, S.-J. Lee, J.-M. Han // Proceedings of the 7th International Symposium on Cavitation CAV. - 2009. - vol. № 27. - Pp. 1-7.

141. Гусак А.Г. Исследование кавитации в свободновихревом насосе методом визуального наблюдения / А.Г. Гусак, А.И. Котенко, В.Ф. Герман // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2010. - Т. 6. - № 7 (48). - С. 7-9.

142. Иваницкий Г.К. Численное моделирование динамики пузырькового кластера в процессах гидродинамической кавитации / Г. К. Иваницкий // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - 2011. - № 2 (7). - С. 52-58.

143. Гайнутдинова Д.Ф. Вычислительное моделирование области возникновения кавитации при вибрациях / Д.Ф. Гайнутдинова, В.Я. Модорский, А.В. Козлова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2014. - № 6. - С. 127-129.

144. Бубнов М. Изучение процессов кавитации и изнашивания рабочих колес гидромашин посредством решений ANSYS / М. Бубнов, Л. Тищенко, А. Ковалев // САПР и графика. - 2014. - № 9 (215). - С. 56-58.

145. Sedlar M. Численное прогнозирование кавитации в энергетических насосах / M. Sedlar, J. Soukal, T. Kratky, M. Vyroubal // Теплоэнергетика. - 2015. - № 6. - С. 23.

146. Schreiner F. 3D flow simulations and pressure measurements for the evaluation of cavitation dynamics and flow aggressiveness in ultrasonic erosion devices with varying gap widths / F. Schreiner, S. Paepenmoller, R. Skoda // Ultrasonics Sonochemistry In press, journal pre-proof Available online. - 2020. - vol. 67. - Pp. 2-17.

147. Цветков Ю. Н. Прогнозирование кавитационной износостойкости хромовых электролитических покрытий по профилю изношенной поверхности / Ю.Н. Цветков, Е.О. Горбаченко, В.А. Голицын // Вестник машиностроения. - 2019. - № 4. -С. 79-86.

148. Цветков Ю.Н. Испытание сталей на кавитационное изнашивание с применением метода измерения профиля поверхности / Ю.Н. Цветков, Е.О. Горбаченко // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2017. - Т. 83. - № 7. - С. 5458.

149. Цветков Ю. Н. Применение метода измерения шероховатости при испытании материалов втулок цилиндров судовых дизелей на кавитационное изнашивание / Ю. Н. Цветков, Е. О. Горбаченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - Вып. 4 (38).

- С. 131-137.

150. Третьяков Д.В. Моделирование долговечности цилиндровых втулок двигателя внутреннего сгорания при вибрационной кавитации / Д.В. Третьяков, А.Г. Валишин, О.О. Матвеевский // Проблемы машиностроения и надежности машин.

- 2008. - № 2. - С. 50-60.

151. Берестовицкий Э.Г. Вибрационный метод определения критериев кавитации / Э.Г. Берестовицкий, И.А. Сарафанов // Судостроение. - 2008. - № 4 (779). - С. 32-35.

152. Romero R. Synergy between cavitation and solid particle erosion in an ultrasonic tribometer / R. Romero, L. A. Teran, J. J. Coronado, J. A. Ladino, S. A. Rodriguez // Wear. - 2019. - vol. 428-429. - Pp. 395-403.

153. Chen F. Cavitation erosion behaviour of incoloy alloy 865 in NaCl solution using ultrasonic vibration / F. Chen, J. Du, S. Zhou // Journal of Alloys and Compounds.-2020. - vol. 831. - Pp.13-28.

154. Churchill R.A. Low-heat rejection engine concept review / R. A. Churchill, J. E. Smith, N. N. Clarc, R. A. Turton // SAE Technical Paper Series. - 1989. - vol. 42 - Pp. 25-36.

155. Koch F. W. Cooling System Development and Optimization / Franz W. Koch, F. G. Haubner // SAE Technical Paper Series. - 2000. - vol. 15 - Pp. 393-402.

156. Хмелёв С.С. Разработка стенда для экспериментальных исследований кави-тационно акустических явлений / С.С. Хмелёв, В.Н. Хмелёв, Р.Н. Голых, Ю.М. Кузовников // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - №3. - С. 231-234.

157. ASTM G32-16, Standard Test Method for Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org).

158. Пат. 199096 Российская Федерация, МПК G01 N 3/32, G01N 3/56, G01 N 29/00. Устройство для исследования кавитационной прочности материалов / О.К. Безюков, В. А. Жуков, А.А. Пуляев; заяв. и патентообл. ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова» — заявка № 2020107357; дата поступл. 18.02.2020; дата регистр. 13.08.2020.

159. Безюков О. К. Установка для исследования кавитационных процессов в системах охлаждения судовых дизелей / О.К. Безюков, В.А. Жуков, А.А. Пуляев // Научные проблемы водного транспорта (Вестник ВГАВТ). - 2020. - № 64. - С. 235-247.

160. Цветков Ю.Н. Кавитационное изнашивание металлов и оборудования / Ю.Н. Цветков. - СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. - 155 с.

137

Приложение 1

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2020617773

Приложение 2 Патент на полезную модель

Приложение 3

Результаты исследования скорости потери массы ДМ (%) образцами вследствие эрозионно-коррозионного разрушения

Чугун СЧ25

Параметры испытаний

Длительность, мин Тож-85 Рож=0,1 МПа Тож-85 Рож=0,5 МПа Т =125°С Тож 125 С Рож=0,3 МПа Т =125°С Тож 125 С, Рож=0,5 МПа

15 0,0663 0,0559 0,0439 0,0310

30 0,0978 0,0772 0,0507 0,0381

45 0,1053 0,0833 0,0618 0,0479

60 0,1074 0,085 0,0637 0,0491

Сталь 45Х

Параметры испытаний

Длительность, мин Тож-85 Рож=0,1 МПа Тож-85 Рож=0,5 МПа Т =125°С Тож 125 С, Рож=0,3 МПа Т =125°С Тож 125 С Рож=0,5 МПа

15 0,00371 0,00302 0,0025 0,00238

30 0,00542 0,00488 0,00318 0,00302

45 0,00605 0,00538 0,00408 0,00382

60 0,00619 0,00546 0,00424 0,00397

Нерж. сталь 38ХМЮА

Параметры испытаний

Длительность, мин Тож-85 Рож=0,1 МПа Тож-85 °С, Рож=0,5 МПа Т =125°С Тож 125 С Рож=0,3 МПа Т =125°С Тож 125 С, Рож=0,5 МПа

15 0,00251 0,00215 0,00189 0,0016

30 0,00397 0,00291 0,00199 0,00175

45 0,00487 0,00424 0,00234 0,00216

60 0,00504 0,00448 0,00262 0,00246

Алюминиевый сплав АК12пч

Параметры испытаний

Длительность, мин Тож-85 Рож=0,1 МПа Тож-85 Рож=0,5 МПа Т =125°С Тож 125 С, Рож=0,3 МПа Тож=125 °С, Рож=0,5 МПа

15 0,00303 0,00278 0,00161 0,00144

30 0,00394 0,00365 0,00213 0,00195

45 0,00451 0,00427 0,00291 0,00257

60 0,00484 0,00449 0,00300 0,00263