Повышение_технологического_уровня_малоразмерных_судовых_дизелей

1.

Повышение технологического
уровня судовых
малоразмерных дизелей
Ключевые вопросы, решения и
дорожная карта внедрения

2.

Контекст и определения
• Малоразмерные судовые дизели: до ~500–
1000 кВт на агрегат (катера, малые суда,
вспомогательные генераторы)
• Ограничения: масса-габариты, вибрации,
ресурс, стоимость владения
• Драйверы изменений: эконормы, топливо,
цифровизация, требования к надежности

3.

Метрики технологического
уровня
• Термодинамика
– Индикаторный и эффективный КПД, среднее
эффективное давление
• Экология
– NOx, PM, CO₂-эквивалент, соответствие
нормативам
• Надёжность/ресурс
– MTBF, ресурс по цилиндропоршневой группе
• Экономика
– TCO: топливо, сервис, запчасти, простои

4.

Нормативные требования
(кратко)
• IMO Tier II/III по NOx; локальные
требования по PM (портовые зоны, ВЭЗ)
• Классификационные общества: RMRS, DNV,
ABS — требования к испытаниям и
документации
• Топлива: ISO 8217 (дизель/биодизель),
перспективно — метанол, HVO, LNG (для
генераторных установок)

5.

Термодинамика и пути
повышения КПД
• Повышение степени наддува
– Оптимизация компрессора/турбины,
интеркулер
• Управление сгоранием
– Форма камеры, закон впрыска,
многоимпульсный впрыск
• Снижение механических потерь
– Трение в ЦПГ, ГРМ, насосах
• Утилизация тепла
– Турбокомпаунд, рекуперация ОЖ/ОГ (тепло в

6.

Наддув и охлаждение
• Турбонаддув с регулируемой геометрией
(VGT) либо двухступенчатый
• Интеркулер: водяной, два контура (высоко/низкотемпературный)
• Термоменеджмент: термостаты,
электрические насосы, маппинг температур

7.

Топливная аппаратура и
управление впрыском
• Common Rail (1800–2200 бар для малого
дизеля): точность дозирования и тайминга
• Электромагнитные или пьезофорсунки;
многоимпульсные стратегии
• Датчики давления в рампе, обратная связь
по цикловой подаче

8.

Сгорание и альтернативные
топлива
• Многоступенчатый впрыск для снижения
NOx/PM без потери КПД
• HVO/биодизель: совместимость
материалов, низкотемпературные свойства
• Метанол/аммиак (двухтопливный,
пилотный впрыск) — перспектива для
генераторов
• Газодизельные (LNG) решения:
экономичность и экология для
определённых профилей нагрузки

9.

Материалы, трибология, смазка
• Покрытия поршневых колец/гильз
(CrN/DLC), маловязкие масла с присадками
Low-SAPS
• Подшипники скольжения: улучшенные
баббиты, геометрия масляного клина
• Управление отложениями: поршневые
канавки, форсунки охлаждения дна поршня

10.

Электроника и цифровизация
• ECU с моделями сгорания и адаптивным
управлением по датчикам
давления/детонации
• CAN/Modbus интеграция с системами
судна; удалённый мониторинг
• Состояние-по-состоянию (CBM):
виброанализ, масла, выхлоп,
прогностические модели

11.

Экология: NOx, PM, CO₂ и
послепрод
• Технологии снижения
– SCR (мочевина), EGR, DOC/DPF для PM
• Системная интеграция
– Размещение катализаторов, противодавление,
температурные окна
• CO₂
– Снижение удельного расхода топлива и
гибридизация (генератор + батарея)

12.

Надёжность и
ремонтопригодность
• Модульность узлов (ТНВД/рампа/форсунки,
турбокомпрессор, навесное)
• Доступ для регламентных работ (MTTR),
стандартизованные крепежи
• Диагностические порты, self-test,
спутниковые обновления ПО

13.

Производство и экономика
жизненного цикла
• Литьё с высокой точностью, аддитив для
прототипов и каналов охлаждения
• Стендовые и натурные испытания:
поэтапная валидация (HiL/SiL/bench/sea
trials)
• Бизнес-кейс: топливо, сервис, реагенты,
простоевый риск, остаточная стоимость

14.

Дорожная карта внедрения (12–
18 мес)
• Q1–Q2
– Определение целевых метрик, выбор
платформы, цифровой двойник
• Q3–Q4
– Прототип CR+наддув, тепловой баланс,
калибровки, базовые экотесты
• Q5–Q6
– Интеграция SCR/DPF, CBM, натурные
испытания, подготовка к сертификации

15.

Риски и выводы
• Техриски
– Несоответствие эконормам в реальных
режимах, перегрев, отложения
• Снабжение
– Форсунки/катализаторы/электроника — сроки
и цена
• Вывод
– Комплексный подход повышает КПД и снижает
TCO при соблюдении нормативов