SCI Библиотека

В работе обращается внимание на то, что негативные климатические изменения, выраженные в повышении среднегодовых температур на планете и связанные с насыщением нижних слоев атмосферы парниковыми газами, вынуждают к принятию мер по сокращению антропогенного фактора влияния на эти процессы и разработке методик и инструментов регулирования. Отмечается, что несмотря на то, что на морские транспортные перевозки за счет сжигания ископаемых углеводородов приходится менее 2,5 % от суммарных выбросов диоксида углерода, в перспективе эффект накопления способен повлечь серьезные последствия. Предметом настоящего исследования является энергоэффективность судов современного коммерческого флота. В работе рассмотрены различные нормативные требования по энергоэффективности, отслежена хронология введения требований как международного, так и регионального уровней. Отмечается, что разработанные методы оценки энергоэффективности направлены на сокращение меры влияния антропогенного фактора на парниковый эффект и оценки энергоэффективности в основном базируются на мониторинге выбросов диоксида углерода при работе двигателей на различных видах топлива. В исследовании уделено внимание мероприятиям по сокращению выбросов СО2 на всех этапах жизненного цикла судов, начиная с проектирования и постройки до утилизации судна. В числе мероприятий по сокращению выбросов на этапе проектирования и постройки рассмотрены вопросы оптимизации корпуса судна и его энергетической установки, разработки конструкций для работы на нетрадиционных, углерод-нейтральных и безуглеродных видах топлива, внедрение в конструкцию судовой энергетической установки альтернативных источников энергии и др. Среди эксплуатационных мер снижения выбросов СО2 рассмотрены проблемы оптимизации скорости и маршрутов перевозок, загрузки судна, режимов работы судового оборудования. В работе также уделено внимание проблемам, возникающим в процессе внедрения технологий достижения требований к энергоэффективности судов. На основании анализа различных методов сокращения степени влияния на парниковый эффект со стороны мировой судоходной отрасли сделаны выводы о достигнутых результатах и их эффективности.

Предметом настоящей работы является анализ систем оборудования судовой энергетической установки автономных судов.

Рассмотрена степень готовности современной судовой энергетической установки для применения на автономных судах с точки зрения ее высокой степени надежности.

В работе продемонстрированы возможности метода построения таблицы индексов рисков эксплуатации и индекса риска снижения избыточности на примере среднестатистического судна, предназначенного для каботажных морских перевозок.

На основе представленной выборки элементов энергетической установки выполнен анализ индекса риска эксплуатации и индекса риска снижения избыточности судового оборудования, а также анализ причин, в соответствии с которыми они имеют такое важное значение.

В качестве примеров рассмотрены главный двигатель и его элементы, механизм передачи крутящего момента, вспомогательные двигатели и генераторные установки, системы подачи топлива, смазки, охлаждающей воды, а также система воздушного пуска.

Кроме того, рассмотрено рулевое устройство и система выпуска отработавших газов, приведены индексы риска снижения избыточности RRRI выбранного оборудования. После выявления слабых звеньев рассматриваемых установок предложены решения по преодолению возникающих рисков.

Отмечается, что эти решения зависят непосредственно от слабого звена и могут состоять из нескольких вариантов.

Указано, что примерами могут служить избыточная настройка, поиск альтернативных элементов судового механизма с более низким индексом риска или рассмотрение действий, позволяющих сделать определенную деталь полностью работоспособной.

В работе предпринята попытка найти решение для каждого элемента выборки с высоким уровнем риска (RRRI равно 8, 9 или 10), когда компоненты рассматриваются на предмет повышения надежности. Также рассмотрены компоненты со средним значением RRRI - 6 или 7.

В этом случае отмечается высокая привлекательность реализации альтернативных способов формирования пропульсивного комплекса, например, исходя из известных принципов электродвижения как способа преодоления большого числа проблем. Сделано заключение о том, что любые решения невозможны без всестороннего анализа финансовой жизнеспособности.

Выводы, сделанные на основе полученных результатов, отражают возможную направленность работ по созданию судовой энергетической установки для комплектования автономных судов.

В работе рассмотрен вопрос выбора оптимальных параметров работы диагностичской установки для двигателя внутреннего сгорания. Разработана методика и утверждена программа проведения лабораторного эксперимента. С применением метода математического планирования составлена план-матрица трехфакторного эксперимента 33. Объектами ис-следования выбраны пневматические клапаны, давление воздуха в пневматической системе и интервал подачи сжатого воздуха в градусах поворота коленчатого вала. В результате про-веденного эксперимента получены данные изменения угла поворота распределительного ва-ла после прекращения подачи воздуха в цилиндр ДВС в зависимости от изменения заданных параметров работы установки. Проведена статистическая обработка значений с расчетом не-обходимых величин среднего значения, дисперсии и коэффициента вариации. Проверка на достоверность полученных данных подтвердила воспроизводимость процесса. Полученные при проведении эксперимента результаты обработаны статистически с получением регрессионных уравнений. Построены трехмерные графики поверхностей и двухмерные графики зависимости угла поворота распределительного вала после прекращения подачи воздуха в цилиндр ДВС от значений варьируемых факторов. Выполненный анализ результатов лабораторного эксперимента позволяет определить наиболее рациональные конструкторские и технологические параметры работы диагностической установки для двигателя внутреннего сгорания. Определены параметры диагностической установки для двигателя внутреннего сгорания: сечение пневматического клапана от 29,5 до 34,5 мм2; давление в системе от 0,48 до 0,62 МПа; интервал подачи сжатого воздуха в градусах поворота коленчатого вала от 140 до 180°, обеспечивающий угол поворота распределительного вала от 95 до 110°.

В материалах исследования рассматриваются факторы, влияющие на отказы современных систем топливоподачи и зажигания. В свою очередь, пропуски воспламенения приводят к динамичному разрушению активных сот каталитического нейтрализатора. Микроскопическая крошка попадает в зоны трения двигателя и интенсифицирует износ в 3…10 раз. Для непрерывного поддержания параметров работоспособности систем топливоподачи и зажигания предлагается эксплуатационный контроль коэффициента избытка воздуха. Любое изменение технического состояния форсунок или свечей зажигания вызывает его изменение в сторону увеличения или уменьшения. Для исследования связи коэффициента избытка воздуха и частоты вращения коленчатого вала двигателя с параметрами работоспособности систем топливоподачи и зажигания были проведены эксперименты. Основой эксперимента являлось применение тестового метода нагружения двигателя путем полного и частичного отключения цилиндров. В результате эксперимента с достоверностью R2=0,98 % и 0,81% описаны связи в виде уравнений регрессии. Получены многомерные зависимости, показывающие нелинейную связь коэффициента избытка воздуха и частоты вращения коленчатого вала двигателя с зазором свечи зажигания и длительностью впрыска. Высокую тесноту связи с коэффициентом избытка воздуха (-0,948) обнаруживает фактор - изменение длительности впрыска. Средняя теснота связи наблюдается между параметром n и длительностью впрыска (0,615). Контроль параметров свечей зажигания и форсунок позволяет контролировать в эксплуатации появление предотказных состояний, а, следовательно, за счет своевременного воздействия обеспечить высокую надежность автотракторных средств. Идеи (методы, методики), разработанные в статье, хорошо согласуются с вопросами моделирования процессов в гидродинамических трибосопряжениях топливных насосов высокого давления, в частности, для систем Common Rail. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-29-10042, тема: Численное моделирование процессов в гидродинамических трибосопряжениях топливных насосов высокого давления для перспективных форсированных дизельных двигателей https://rscf. ru/project/23-29-10042/».

Представлены результаты исследования прикладной модели нестационарного потока через узел лепесткового клапана двухтактного поршневого двигателя. Основная цель заключалась в создании и проверке модели на основе расчётной схемы обратного клапана в программном пакете ALLBEA. Кратко обсуждаются принципы моделирования динамики запорного элемента в сопряжении с одномерной моделью газовой динамики, а также алгоритмизация вычислений для их внедрения в пакет. Рассмотрен подход к идентификации модели клапана и предложен метод коррекции коэффициентов модели. Для идентификации и проверки модели использовались данные, полученные с одноцикловой экспериментальной установки, в которой было организовано течение с волнами конечной амплитуды в трубопроводе с лепестковым клапаном. Проведённое исследование вносит вклад в анализ и оптимизацию процессов в трубопроводах, насосах и двигателях, способствует развитию прикладных моделей, программных средств и методик расчётов в указанных областях.

В статье описывается повышение рабочих параметров и снижение уровней эмиссии высокооборотных газопоршневых и двухтопливных двигателей

Отдельные режимы движения автомобиля сельскохозяйственного назначения при вывозе сельхозпродукции с поля требуют высоких затрат мощности двигателя, увеличить которую можно за счет интенсификации газообмена цилиндров двигателя с окружающей средой. Для интенсификации газообмена планируется увеличить скорость открытия и закрытия клапанов двигателя. Аккумуляторный гидравлический привод клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания с электронным управлением обеспечивает закон перемещения клапанов двигателя, близкий к трапециевидному. Привод обеспечивает практически постоянную скорость открытия и закрытия клапанов и допускает регулирование моментов начала открытия и закрытия клапанов. Гидравлический привод позволяет получить значение фактора «время - сечение» клапанов большее, чем при традиционном приводе. Рассмотрен процесс газообмена цилиндра двигателя внутреннего сгорания с окружающей средой. С помощью моделирования определена зависимость коэффициента наполнения цилиндра от скоростного режима работы двигателя. Рассчитан максимально доступный коэффициент наполнения при регулировании угла закрытия впускного клапана. Показано преимущество трапециевидного закона перемещения клапанов по коэффициенту наполнения цилиндра свежим зарядом при скорости открытия и закрытия органов газораспределения по сравнению с законом работы клапанов, приводимых в движение безударными кулачками распределительного вала. Преимущество проявляется в скоростном диапазоне работы двигателя до 2000 об/мин при скорости открытия и закрытия клапанов 2 м/с и более. Улучшение наполнения цилиндра приводит к увеличению эффективной мощности двигателя при низкой скорости вращения вала на величину порядка 6%, в зоне средней частоты - на 3%, при высокой частоте вращения - на 2%.