Эффективность эксплуатационных режимов судовых гидромеханических комплексов

• Автор: Ручкин, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 392 с. : ил.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

НА СУДАХ ВНУТРЕННЕГО И СМЕШАННОГО ПЛАВАНИЯ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Краткий обзор состояния проблемы

1.2. Постановка задач и исследования

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ 2*5«?

ГЛАВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО И

СМЕШАННОГО ПЛАВАНИЯ

2.1. Условия эксплуатации судов внутреннего и смешанного плавания

2.2. Анализ условий эксплуатации главных судовых двигателей

2.3. Исследование эксплуатационных режимов главных двигателей сухогрузных судов внутреннего плавания
2.4. Исследование эксплуатационных режимов главных двигателей судов смешанного плавания
2.5. Исследование эксплуатационных режимов главных двигателей пассажирских судов внутреннего плавания
2.6. Оценка технического состояния гидромеханического комплекса в процессе эксплуатации
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
3.1. Анализ существующих методов получения универсальных характеристик
3.2. Разработка расчётно-экспериментального метода
* получения универсальных характеристик дизелей
3.3. Реализация метода и некоторые варианты практического применения универсальных характеристик дизелей
3.4. Выводы 186 ,
Глава 4. НАСТРОЙКА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО КРИТЕРИЮ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ
4.1. Предпосылки решения задачи настройки
4.2. Исследование влияния параметров рабочего процесса дизеля на конфигурацию универсальной характеристики

4.3. Постановка задачи настройки
4.4. Математическая формулировка и реализация задачи настройки
4.5. Выводы
Глава 5. МЕТОДЫ СОГЛАСОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕ- X 33^,
МЕНТОВ СУДОВОГО ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
5.1. Конкретизация задачи согласования и предпосылки
её решения
5.2. Постановка задачи согласования
5.3. Метод согласования характеристик элементов гидромеханического комплекса путём настройки главных двигателей
5.4. Метод согласования характеристик элементов гидромеханического комплекса путём выбора эксплуатационных режимов главных двигателей
5.5. Выводы
Глава 6. МЕТОД ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ГИД
РОМЕХАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
6.1. Предпосылки решения задачи выбора оптимального варианта гидромеханического комплекса
6.2. Основные методические принципы выбора
6.3. Сравнительный анализ показателей выбранных двигателей как независимых агрегатов
6.4. Технико-экономическое сравнение вариантов гидромеханического комплекса с рассматриваемыми главными двигателями, передачами и гребными винтами
6.5. Технико-экономическое сравнение вариантов гидромеханического комплекса по расходам топлива и масла на единицу транспортной работы
6.6. Математическая формулировка и реализация задачи выбора
6.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ГЛТЛ -Г;:ЛЧ301
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ ?ГГГ?Г71. . :* 7с^336
С.ру.'2^2
Пр’л*.я,*с-Ик9і Ь в

В современных экономических условиях конкурентоспособность водного транспорта России определяющим образом зависит от расходов на топливо, доля которых по имеющимся оценкам доходит до 60-70% от общих затрат на содержание флота. При существующих тенденциях роста энерговооружённости судов, сокращения средств на ремонтные работы, возрастания величины топливной составляющей в эксплуатационных расходах вопросы повышения технико-экономической эффективности эксплуатационных режимов судовых гидромеханических комплексов становятся особенно актуальными.
Проблема повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов имеет многоаспектный характер, она затрагивает теоретические, технические и организационные вопросы проектирования и эксплуатации судовых гидромеханических комплексов и их элементов.
Следует отметить, что высокие технико-экономические показатели каждого элемента ещё не гарантируют высокую эффективность гидромеханического комплекса в целом, особенно в неспецификационных условиях и на частичных режимах. Анализ результатов выполненных исследований свидетельствует о том, что систематизированные данные по эксплуатационным режимам главных двигателей имеются для морских транспортных, пассажирских, промысловых судов. Подобные материалы для судов внутреннего и смешанного плавания в литературе отсутствуют, что не позволяет оценивать качество эксплуатации главных энергетических установок и обеспечивать обоснованность проектных решений при их создании. Объективная оценка фактических режимных показателей главных двигателей указанных судов возможна лишь на основе результатов специально проведённого исследования.
Одним из принципиальных аспектов решения рассматриваемой проблемы является повышение достоверности оценки расхода топлива глав-

рактеристики становятся более пологими и располагаются ниже номинальной. В силу существующих ограничений по частоте вращения вала главные двигатели не развивают номинальную мощность и таким образом недогружены по среднему эффективному давлению.
Суда внутреннего и особенно смешанного плавания, по сравнению с морскими судами аналогичного водоизмещения, имеют малую осадку, относительно небольшое заглубление движителей. При ходе такого судна на волнении с малой загрузкой, и особенно в балласте, существует большая вероятность оголения движителей и появления слеминга, что может привести к повышенной вибрации корпуса и забросу частоты вращения. Поэтому, несмотря на недогрузку двигателей, необходимо дальнейшее снижение их частоты вращения. Появление вибрации корпуса судна, идущего с малой осадкой, возможно также при его ходе на спокойной воде, но при малых глубинах фарватера и работе главных двигателей с номинальной частотой вращения. Иногда появление вибрации корпуса судна, идущего с малой осадкой в штиль на глубокой воде, также не допускает работу главных двигателей с номинальной частотой вращения. Детальное рассмотрение этого вопроса имеется в работах [184,183,20,291,296,57 и др.].
Характер и структура перевозок. Протяжённость внутренних водных путей России, использующихся для судоходства, в настоящее время составляет свыше 90 тыс. км. Общий спад экономики страны с начала 90-х годов, сокращение объёмов строительства, производства промышленной и сельскохозяйственной продукции, нарушение транспортно-экономических связей, а также падение конкурентоспособности речного транспорта в связи с резким повышением стоимости топлива, способствовали снижению объёмов перевозок грузов судоходными речными компаниями. С 1999 г. Служба речного флота Министерства транспорта России прогнозировала "перевозки