Ключевые слова: высокооборотные судовые дизели, технические параметры, компоновочные решения, производство отечественных компонентов, координация НИОКР.

Рассмотрены современное состояние и перспективы развития отечественного дизелестроения применительно к классу высокооборотных дизелей. Отмечены возросший интерес и действенные меры со стороны государства для восстановления этого сегмента отрасли двигателестроения. Предлагаются меры по координации научных проектов ФЦП с целью обеспечения производства отечественных компонентов двигателей и ограничения экспансии зарубежных фирм, повышения технологической безопасности и обороноспособности страны.

Ключевые слова: судовые дизели, топливная система, common rail, регистровый наддув, цикл Миллера, моделирование рабочего процесса.

Представлены результаты численного моделирования рабочего процесса и неравновесной кинетики образования окислов азота (NOx) главного судового дизеля размерности 12ЧН15/17,5 V-образного исполнения мощностью Ре = 1650 кВт при частоте вращения n = 2250 об/мин с удельным эффективным расходом топлива (be) на номинальном режиме не более 195 г/кВтЧч. Рассмотрены варианты конфигурации двигателя, включающие одноступенчатый и двухступенчатый наддув, топливную систему типа «common rail», цикл с укороченным впуском (умеренный цикл Миллера). Показано, что при различных вариантах конфигурации двигателя может быть обеспечено соответствие требованиям международного стандарта IMO Tier-2 по выбросам NOx при заданном уровне экономичности. Достижение перспективной нормы IMO Tier-3 следует обеспечить за счет установки на дизеле системы очистки газов.

Ключевые слова: турбокомпрессоры, методы трехмерного моделирования, оптимизация характеристик, реактивное колесо компрессора, осевая турбина с пакетным бандажом.

Рост среднего эффективного давления двигателей, улучшение их топливной экономичности и снижение вредных выбросов требует наличия турбокомпрессоров с высоким давлением наддува. Возникающие при проектировании проточных частей компрессора и турбины задачи оптимизации их расходных и вибрационных характеристик решаются с использованием методов трехмерного компьютерного моделирования. Возможности указанного подхода рассмотрены на примере работы, выполненной для ОАО «Пензадизельмаш» при проектировании рабочих колес турбокомпрессора со степенью повышения давления 3,8 для дизеля 6ЧН26,5/31 мощностью 1500 кВт. Спроектированы и оптимизированы реактивное колесо компрессора объемного профилирования и колесо осевой турбины с пакетным бандажом.

Ключевые слова: осевая турбина, сопловой аппарат, методы проектирования.

Предложены концепции проектирования проточной части турбины комбинированного двигателя. Разработанные концепции показали практическую значимость при настройке агрегатов наддува в эксплуатации и при проектировании турбин турбокомпрессоров комбинированных двигателей.

Ключевые слова: ДВС, высокотемпературные системы охлаждения, охлаждающая жидкость, ингибитор коррозии.

Разработан ингибитор коррозии и солеотложений — присадка ИКСОЛ к охлаждающей жидкости. Присадка совместима с этиленгликолевыми антифризами и позволяет использовать природную воду с различной жесткостью. По результатам испытаний присадка ИКСОЛ рекомендована к применению в высокотемпературных системах охлаждения ДВС.

Ключевые слова: ДВС, техническое диагностирование, развитие методов и алгоритмов, бортовые системы.

Проводится анализ методов и систем технического диагностирования двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрены методы тестового и функционального диагностирования. Описаны алгоритмы работы стационарных, комбинированных и бортовых систем диагностирования ДВС.

Ключевые слова: автомобильные двигатели, образование NOx, трансформация NOx в атмосфере, эксплуатационные испытания, корректировка методов расчета выбросов.

Приводится анализ механизма образования окислов азота в камерах сгорания двигателей автомобилей, описаны механизмы трансформации NOx в атмосфере и особенности негативного воздействия на человека и окружающую среду. Представлены результаты экспериментальных исследований удельных выбросов NOх легковыми автомобилями различных экологических классов в зависимости от скоростного режима в диапазоне скоростей от 0 до 120 км/ч. Разработаны рекомендации по внесению изменений в метод расчета выбросов вредных веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков. эксплуатации ТК.

Ключевые слова: технический регламент, качество моторных топлив, присадки к малосернистым топливам, рапсовый метиловый эфир.

Приведены требования нового Технического регламента (ТР) к качеству моторных топлив, поступающих на рынок стран-участниц Таможенного союза, вступившего в силу с 31.12.2012. Рассмотрены способы достижения нормативных требований регламента за счет применения различных присадок к топливу, в том числе противоизносных, антистатических, депрессорно-диспергирующих и т. д. Показана возможность улучшения качества малосернистых топлив за счет добавок рапсового этилового эфира (биодизеля).

Ключевые слова: дизели, технологии снижения выбросов, очистка газов, измерения выбросов, топливные элементы, опыт эксплуатации.

• Настоящий обзор, выполненный по материалам последних выпусков зарубежных отраслевых журналов «Diesel Progress International», и «Diesel & Gas turbine Worldwide» посвящен вопросам снижения вредных выбросов дизелей, актуальность которых в последнее время становится все более очевидной. Это следует хотя бы из того, что удельный вес данной тематики в периодических специализированных изданиях продолжает возрастать.
• При создании любых новых двигателей первоочередной задачей является обеспечение соответствия действующим и перспективным экологическим нормативам ЕС и США. Эта цель, как известно, может быть достигнута разными средствами, которые принято разделять на «внутренние» (под этим подразумевается совершенствование рабочего процесса) и «внешние» (т. е. очистка ОГ). Типичным примером использования «внутренних» средств является новая серия двигателей MTU 2000 Tier 4, описанная в одной из представленных ниже статей. Снижение вредных выбросов здесь достигается с помощью рециркуляции отработавших газов (EGR), выполненной по запатентованной фирмой схеме с использованием так называемых цилиндров-доноров (часть цилиндров двигателя, выделенных для работы на EGR). Такое решение, в сочетании с двухступенчатым высоким наддувом, системой впрыска «common rail» и интеллектуальной электронной системой управления, позволило уже сегодня обеспечить требования уровня Tier 4 без использования средств газоочистки.
• Для снижения вредных выбросов мощных двигателей фирма «Emitec» рассматривает возможность использования типовых систем впрыска мочевины, широко применяемых на автомобильных дизелях. С этой целью разработано устройство, позволяющее объединить ряд дозирующих форсунок или насосов в один агрегат, который может устанавливаться на двигателях мощностью до 3–4 МВт. При этом подача мочевины в общий коллектор может осуществляться с помощью специально адаптированного общепромышленного насоса большой производительности.
• Фирма «Rowaco» предлагает систему экспресс-анализа отработавших газов MEGA-S мощных двигателей, работающую на основе инфракрасной спектрометрии, которая может найти применение как на крупных предприятиях, так и в небольших ремонтных мастерских. Система предназначена в том числе для управления процессами SCR в составе дизельных двигателей.
• Фирма «Puritech» (Германия) разработала метод очистки фильтров частиц с помощью прецизионного обдува сжатым воздухом, позволяющий намного повысить эффективность очистки и сократить время на эту операцию, а также повысить срок службы сажевых фильтров.
• Продолжается развитие альтернативных экологически чистых источников энергии. Рассматривается первый опыт использования топливных элементов в пропульсивной установке крупного судна. Мощность блока топливных элементов на основе расплавленного карбоната, установленного на судне обеспечения нефтедобычи «Viking Lady», составляет 330 кВт. Разработаны проекты более мощных (до 8,3 МВт) топливных элементов аналогичного назначения на жидком водороде. Отмечается, что для производства жидкого водорода путем электролиза может быть использована избыточная (не отдаваемая в сеть) энергия ветровых электростанций. Как показывают расчеты, в 2020 г. суммарная мощность прибрежных ветровых электростанций в одной только экономической зоне Германии составит порядка 3 ГВт. До 30 % этой энергии не может быть отдано в сеть, что позволяет использовать эту энергию для производства водорода.

Ключевые слова: Коломенский завод, дизель-генератор.

• Коломенский завод завершил изготовление комплекта дизель-генераторных установок для системы резервного электроснабжения строящегося энергоблока № 4 Белоярской АЭС (г. Заречный, Свердловская обл.). За последние 20 лет это первые дизели отечественного производства мощностью более 1 МВт, поставленные на российские атомные электростанции.
• По заказу ОАО «Атомэнергомаш» Коломенский завод разработал и изготовил комплект дизель-генераторных установок в составе двух ДГУ4000 мощностью 4000 кВт и трех ДГУ3200 мощностью 3200 кВт, предназначенных для надежного энергоснабжения АЭС в случае возникновения неисправности внешнего электроснабжения, с целью обеспечения нормального останова реактора и последующего поддержания его в безопасном состоянии. ДГУ3200 и ДГУ4000 прошли комплекс необходимых испытаний, предусмотренных правилами и нормами, применяемыми к оборудованию АЭС, которые подтвердили их соответствие техническому заданию заказчика. ОАО «Коломенский завод» с сентября 2012 г. осуществляет поэтапную отгрузку принятого заказчиком оборудования и в 2013 г. проведет шеф-монтажные работы по вводу установок в эксплуатацию.
• В качестве силовой установки ДГУ используется двигатель 16ЧН26/26, разработанный на базе серийного типоразмерного ряда дизелей Д49. При проектировании ДГУ использован опыт создания резервных двигателей для атомной электростанции в Бушере и двигателей 10Д49 для кораблей ВМФ. Системы автоматического управления позволяют обеспечить работу всего комплекса в автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала.
• На сегодняшний день альтернативы поршневым комбинированным дизельным двигателям для использования в качестве резервных энергетических установок безопасности для АЭС не существует и, по оценкам экспертов, не появится еще достаточно долго. Коломенский завод ведет работы по созданию базовой резервной ДГУ единичной мощностью 6300 кВт для обеспечения электроэнергией каналов безопасности на базе одного дизеля. Этот дизель предназначен для эксплуатации на АЭС с энергоблоками типов АЭС 2006 и ВВЭР ТОИ. В рамках Федеральной целевой программы по развитию дизелестроения в России на предприятии создается новый дизель-генератор на базе V-образного 20-цилиндрового дизеля ЧН26,5/31 с номинальной мощностью 6300 кВт. Разработка ведется с учетом всех нормативных требований, предъявляемых к перспективным резервным ДГУ АЭС.
• Правительство Российской Федерации поставило задачу к 2030 г. довести долю атомной генерации в общем объеме производства электроэнергии до 25–30 % (сегодня она составляет 16 %). Планируется построить в общей сложности 26 атомных энергоблоков.
• ОАО «Коломенский завод» имеет лицензии на право конструирования и изготовления оборудования для атомных электростанций и преференции по изготовлению ДГУ для АЭС. В 2004 г. на предприятии была изготовлена принципиально новая, полностью автоматизированная энергетическая установка второго класса безопасности для АЭС «Бушер-1» в Иране, которая прошла типовые испытания, подтвердившие соответствие требованиям РД ЭО 0052-00 и стандарта США IEEEStd387-1995, действующим в атомной энергетике. В настоящее время Коломенский завод является единственным в России производителем резервных дизель-генераторных установок для АЭС.

Ключевые слова: УДМЗ, опытно-конструктоские и технологические работы, высокооборотный дизель, экспериментальный стенд.

• На Уральском дизель-моторном заводе (УДМЗ, входит в ОАО «Синара-Транспортные Машины») завершено выполнение первого этапа государственных контрактов по проектам «Энергодизель» и «Дизельстрой». В феврале 2012 г. УДМЗ заключил с Минпромторгом РФ два контракта на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ.
• Работа по контрактам осуществляется в рамках выполнения подпрограммы «Создание и организация производства в РФ в 2011–2015 годах дизельных двигателей и их компонентов нового поколения» федеральной целевой программы «Национальная технологическая база».
• По проекту «Энергодизель» УДМЗ провел аналитические и патентные исследования, изучил международный опыт по созданию и проектированию высокооборотных дизельных двигателей мощностью от 1 до 3 МВт и дизель-генераторов для магистральных тепловозов, морских, океанских судов и кораблей Военно-морского флота, малой энергетики. Подготовлены девять эскизных проектов на дизели и семь эскизных проектов на дизель-генераторы. Проведена сборка, изготовление и испытание двух макетных образцов.
• В ходе выполнения проекта «Дизельстрой» проведены опытно-конструкторские и технологические работы по созданию специализированных экспериментальных стендов для высокооборотных дизельных двигателей с частотой вращения от 1500 до 3000 об/мин. Планируется, что на трех стендах разного назначения будут проводиться испытания одноцилиндрового отсека, дизельных двигателей и дизель-генераторных установок. При выполнении этого этапа госконтракта специалистами УДМЗ была разработана конструкторская документация, создана технология изготовления компонентов стендового оборудования, часть которого будет изготовлена на УДМЗ.
• Для разработки нового семейства дизельных двигателей и испытательных стендов Уральский дизель-моторный завод привлек в качестве соисполнителей FEV GmbH (Германия), ООО ЦНИДИ, «Автоматизированные системы и комплексы» (ЗАО АСК), МГТУ им. Баумана.