Эксплуатация судовых дизельных установок

 
 
 
 
 
 
Г. В. ГОГОЛЕВ 
 
 
 
 
 
ЭКСПЛУАТАЦИЯ 
СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
1 

 
 
УДК 621.436 
ББК 39.455.5 
Г58 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор  В. И. Истомин ; 
механик I разряда ДВС, суперинтендант компании Primerose Shipping Co.Ltd.  
В. М. Величко; 
кандидат технических наук, доцент кафедры эксплуатации морских судов  
и сооружений Морского института СевГУ А. Ю. Гаршин 
 
 
 
 
 
 
 
 
Гоголев, Г. В. 
Г58  
Эксплуатация судовых дизельных установок : учебное пособие / 
Г. В. Гоголев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 460 с. : ил., 
табл. 
ISBN 978-5-9729-2011-2 
 
Изложены вопросы эксплуатации современных судовых дизельных энергетических установок. Рассмотрены характеристики пропульсивного комплекса, эксплуатация ВРШ, современных дейдвудных устройств, режимы работы главных двигателей, 
особенности их технического использования в особых условиях, контроль параметров, 
диагностика и регулировка ГД. Рассмотрены современные новые системы дистанционного управления двигателями и движением судна (AutoChief® C20 MAN, Alphatronic 
2000 от MAN Energy Solutions), особенности конструкции и эксплуатации двигателей с 
электронными системами управления «MAN Diesel & Turbo» серии МЕ и двигателей 
Sulzer RT-flex концерна Wärtsilä NSD Corporation). Подробно изложены состав, принципиальные схемы, функции и техническое использование систем энергетической установки судна. Описаны характерные отказы судового энергетического оборудования и 
типовые действия при возникновении нештатных ситуаций в машинном отделении.  
Для студентов и курсантов высших учебных заведений и специалистов морского, 
рыбопромыслового и речного флотов. 
 
УДК 621.436 
ББК 39.455.5 
 
 
ISBN 978-5-9729-2011-2 
© Гоголев Г. В., 2024 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
2 

 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Список сокращений ............................................................................................ 8 
Предисловие ......................................................................................................... 9 
Раздел 1. Состав и характеристики пропульсивного  
комплекса СДУ .................................................................................................. 10 
1.1. Состав пропульсивного комплекса СДУ .................................................... 10 
1.2. Схема и характеристики пропульсивного комплекса судна ..................... 11 
1.3. Состав и техническое использование установок с ВРШ 
........................... 19 
1.4. Конструкции и эксплуатация дейдвудных устройств ............................... 24 
1.5. Конструкция и эксплуатация современных ВРК ....................................... 29 
1.6. Основные характеристики, поле спецификационных режимов  
и диаграммы нагрузок ГД ................................................................................... 40 
1.7. Состав и эксплуатация дизельных установок  
с электродвижением ............................................................................................ 47 
1.8. Вопросы для самопроверки ......................................................................... 54 
 
Раздел 2. Режимы работы и эксплуатация оборудования СДУ................. 56 
2.1. Режимы совместной работы двигателя и гребного винта ......................... 56 
2.2. Подготовка СДУ к вводу в действие 
........................................................... 61 
2.3. Пуск ГД ......................................................................................................... 67 
2.4. Ввод ГД  в режим эксплуатационной нагрузки ......................................... 75 
2.5. Режим остановки .......................................................................................... 79 
2.6. Работа дизелей на малых нагрузках и холостом ходу ............................... 82 
2.7. Работа двигателя на эксплуатационных режимах  
и при маневрировании судна .............................................................................. 87 
2.8. Режим полного хода ГД ............................................................................... 90 
2.9. Режим работы ГД с валогенератором ......................................................... 92 
2.10. Эксплуатация двухтопливного двигателя, работающего на ПГ ............. 95 
2.11. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 102 
 
Раздел 3. Работа двигателя в особых условиях .......................................... 103 
3.1. Работа двигателя на швартовах ................................................................. 103 
3.2. Особенности работы главного двигателя при буксировке 
...................... 105 
3.3. Работа двигателя при снятии с мели ......................................................... 106 
3.4. Режимы работы ГД при страгивании и разгоне судна ............................ 106 
3.5. Работа ГД при изменении состояния корпуса судна, винта.................... 108 
3.6. Работа двигателя в условиях мелководья ................................................. 110 
3.7. Работа главного двигателя на реверсах .................................................... 111 
3.8. Работа двигателя в штормовых условиях 
................................................. 116 
3.9. Работа дизеля с отключенными цилиндрами ........................................... 119 
3.10. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 121 
 
3 

 
 
Раздел 4. Влияние эксплуатационных и гидрометеорологических 
факторов на работу СДУ ................................................................................ 123 
4.1. Влияние температуры, влажности и барометрического  
давления воздуха ............................................................................................... 124 
4.2. Влияние температуры забортной воды 
..................................................... 127 
4.3. Влияние эксплуатационных факторов на работу судовых  
дизельных установок 
......................................................................................... 128 
4.4. Вопросы для самопроверки ....................................................................... 129 
 
Раздел 5. Использование топлив в судовых дизельных установках ...... 130 
5.1. Эксплуатационные качества топлив ......................................................... 130 
5.2. Классификация судовых топлив 
................................................................ 139 
5.3. Присадки к топливам ................................................................................. 142 
5.4. Вопросы для самопроверки ....................................................................... 146 
 
Раздел 6. Топливоподготовка ........................................................................ 147 
6.1. Подогрев и отстаивание топлива 
............................................................... 147 
6.2. Сепарирование топлива ............................................................................. 150 
6.3. Системы сепарирования «ALKAP» фирмы «Альфа – Лаваль» .............. 167 
6.4. Техническое использование центробежных сепараторов ....................... 169 
6.5. Фильтрация топлива 
................................................................................... 174 
6.6. Нетрадиционные способы обработки топлива 
......................................... 180 
6.7. Вопросы для самопроверки ....................................................................... 186 
 
Раздел 7. Регулировка двигателей 
................................................................ 188 
7.1. Статическая регулировка ........................................................................... 188 
7.2. Динамическая регулировка 
........................................................................ 202 
7.3. Вопросы для самопроверки ....................................................................... 205 
 
Раздел 8. Контроль технического состояния судового 
энергетического оборудования 
...................................................................... 206 
8.1. Контроль за работой дизелей, рекомендованные действия  
при отклонениях параметров от нормы 
........................................................... 206 
8.2. Контроль за работой вспомогательного оборудования 
........................... 213 
8.3. Контроль технического состояния главного двигателя .......................... 216 
8.4. Диагностирование параметров рабочего процесса  
и технического состояния дизеля и оборудования ......................................... 221 
8.5. Показатели тепловой и механической напряженности ........................... 226 
8.6. Вопросы для самопроверки ....................................................................... 230 
 
Раздел 9. Эксплуатация топливных систем ................................................ 231 
9.1. Назначение и состав топливных систем ................................................... 231 
9.2. Особенности топливных систем судовых энергетических 
установок на природном газе ........................................................................... 243 
9.3. Техническое использование топливных систем ...................................... 247 
4 

 
 
9.4. Техническое использование и обслуживание теплообменных  
аппаратов, очистка топливных цистерн от отложений .................................. 249 
9.5. Организационно-технические мероприятия при проведении  
бункеровки ......................................................................................................... 254 
9.6. Вопросы для самопроверки  ...................................................................... 259 
 
Раздел 10. Эксплуатация систем смазки 
...................................................... 261 
10.1. Назначение и описание систем смазки ................................................... 261 
10.2. Прием, хранение и подготовка масла на судне ...................................... 261 
10.3. Напорная система смазки 
......................................................................... 265 
10.4. Гравитационные циркуляционные системы смазки .............................. 266 
10.5. Лубрикаторная система смазки ............................................................... 267 
10.6. Подготовка масла к использованию 
........................................................ 268 
10.7. Расход масла при эксплуатации дизелей ................................................ 269 
10.8. Эксплуатационные изменения характеристик масел 
............................. 270 
10.9. Периодичность контроля качества смазочных масел  
и увеличение срока службы масел ................................................................... 273 
10.10. Вентиляция картеров дизелей 
................................................................ 275 
10.11. Особенности технического использования насосов  
в топливных и масляных системах................................................................... 277 
10.12. Техническое использование систем смазки ......................................... 281 
10.13. Вопросы для самопроверки ................................................................... 283 
 
Раздел 11. Эксплуатация систем сжатого воздуха,  
наддува и газовыпуска ................................................................................... 285 
11.1. Назначение и описание систем сжатого воздуха на судах 
.................... 285 
11.2. Техническое использование поршневых воздушных компрессоров ... 287 
11.3. Техническое обслуживание воздушных баллонов 
................................. 289 
11.4. Техническое использование систем пуска, наддува и газовыпуска ..... 291 
11.5. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 294 
 
Раздел 12. Эксплуатация систем охлаждения 
............................................. 295 
12.1. Назначение и описание систем охлаждения 
........................................... 295 
12.2. Особенности систем охлаждения с обшивочными 
теплообменниками ............................................................................................ 303 
12.3. Коррозионно-кавитационные повреждения двигателей ....................... 305 
12.4. Особенности технического использования насосов  
в системах охлаждения ..................................................................................... 307 
12.5. Техническое использование систем водяного охлаждения .................. 310 
12.6. Вопросы для самопроверки  .................................................................... 313 
 
Раздел 13. Эксплуатация оборудования балластной, 
осушительной систем и опреснительной установки ................................. 315 
13.1. Назначение и управление балластными операциями, 
эксплуатация оборудования системы .............................................................. 315 
5 

 
 
13.2. Управление осушительными операциями, эксплуатация  
оборудования системы ...................................................................................... 320 
13.3. Эксплуатация вакуумной опреснительной установки 
........................... 321 
13.4. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 322 
 
Раздел 14. Контроль параметров и нарушения в работе систем  
газообмена и наддува ...................................................................................... 324 
14.1. Эксплуатационный контроль параметров наддува 
................................ 324 
14.2. Помпаж компрессора 
................................................................................ 325 
14.3. Влияние эксплуатационных факторов на совместную работу  
двигателя и турбокомпрессора ......................................................................... 328 
14.4. Новые технические решения в системе наддува 
.................................... 342 
14.5. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 345 
 
Раздел 15. Отказы, неисправности и выявление причин  
их возникновения ............................................................................................ 346 
15.1. Характер изнашивания основных деталей судового 
оборудования ..................................................................................................... 346 
15.2. Классификация и поиск причин отказов судовых  
технических средств 
.......................................................................................... 349 
15.3. Ненормальные шумы и стуки в элементах СЭУ 
.................................... 350 
15.4. Характерные неисправности судового оборудования  
и особенности эксплуатации ............................................................................ 351 
15.5. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 361 
 
Раздел 16. Типовые действия при возникновении нештатных  
ситуаций в машинном отделении ................................................................. 363 
16.1. Аварийная остановка ГД 
.......................................................................... 363 
16.2. Действия вахтенного механика при обнаружении  
неисправности ГД 
.............................................................................................. 364 
16.3. Работа двигателя вразнос 
......................................................................... 366 
16.4. Пожар в машинном отделении, меры по его недопущению ................. 367 
16.5. Действия вахтенного механика при пожаре в подпоршневом  
пространстве главного двигателя 
..................................................................... 368 
16.6. Повышение надежности СДУ в сложных условиях плавания 
.............. 369 
16.7. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 371 
 
Раздел 17. Автоматизация и системы управления СДУ 
........................... 372 
17.1. Назначение, знаки и характеристика автоматизации систем 
................ 372 
17.2. Системы управления дизельными установками с ВРШ 
........................ 375 
17.3. Системы дистанционного управления главными двигателями ............ 384 
17.4. Системы дистанционного управления двухтопливными 
двигателями 
........................................................................................................ 398 
17.5. Преимущества и функции современных систем 
электронного управления 
.................................................................................. 405 
6 

 
 
 
17.6. Особенности конструкции двигателей с электронными  
системами управления ...................................................................................... 406 
17.7. Детектор масляного тумана Гравинер МАРК 5 ..................................... 415 
17.8. Применение электронного управления лубрикатором смазки ............. 421 
17.9. Вопросы для самопроверки  .................................................................... 424 
 
Раздел 18. Экологические проблемы эксплуатации СДУ ........................ 425 
18.1. Виды экологически опасных веществ, образующихся  
при эксплуатации СДУ...................................................................................... 425 
18.2. Предотвращение вредных выбросов с выпускными газами ................. 426 
18.3. Нейтрализация экологически опасных веществ .................................... 428 
18.4. Вопросы для самопроверки  .................................................................... 430 
 
Раздел 19. Эксплуатация энергетического оборудования судовой  
электростанции ................................................................................................ 431 
19.1. Некоторые сведения об устройстве современных синхронных  
генераторов ........................................................................................................ 431 
19.2. Эксплуатация судовых синхронных генераторов 
.................................. 433 
19.3. Эксплуатационные качества вспомогательных 
дизель-генераторов 
............................................................................................ 439 
19.4. Вопросы для самопроверки ..................................................................... 440 
Список литературы 
......................................................................................... 443 
Приложение 1. Маркировка и показатели судовых топлив  
(Международный стандарт ISO 8217 2017) 
..................................................... 446 
Приложение 2. Список сортов цилиндрового масла согласно  
рекомендации MAN Energy Solution 
................................................................ 455 
 
 
7 

 
 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 
 
АДГ  
– аварийный  
дизель-генератор; 
ОНВ 
– охладитель наддувочного 
воздуха; 
ВГ 
– валогенератор; 
ПК 
– пропульсивный комплекс 
ВДГ 
– вспомогательный  
дизель-генератор; 
ПКВ 
–  поворот коленчатого  
вала; 
ВРК 
– винторулевая колонка; 
РПУ 
– реверсивно-пусковое               
устройство; 
ВОД 
– высокооборотный  
дизель; 
САУ 
– системами автоматического 
управления; 
ВОУ 
– вакуумная опреснительная 
установка 
СДУ 
– судовые дизельные                
установки; 
ВРШ 
– винт регулируемого  
шага; 
СОД 
– среднеоборотный  
дизель; 
ВТЭ 
– водотопливные  
эмульсии; 
СТС 
– судовое техническое       
средство; 
ВФШ – винт фиксированного  
шага; 
СЭУ 
– судовая энергетическая         
установка; 
ГД 
– главный двигатель; 
СЦК 
– система централизованного 
контроля; 
ТК 
– турбокомпрессор; 
ТИ 
– техническое использование; 
ДАУ 
– дистанционное  
автоматическое управление; 
ТК 
– турбокомпрессор; 
ДВС 
– двигатель внутреннего  
сгорания; 
ТНВД – топливный насос высокого 
давления; 
КИП 
– контрольно-измерительные 
приборы; 
ТО 
– техническое  
обслуживание; 
КШМ – кривошипно-шатунный          
механизм; 
ТПН 
– топливоподкачивающий 
насос; 
МО 
– машинное отделение; 
ФГО 
– фильтр грубой очистки; 
МОД 
– малооборотный дизель; 
ФТО 
– фильтр тонкой очистки; 
МРС 
– Морской Регистр  
судоходства; 
ЦПУ 
– центральный пост          
управления. 
НМТ 
– нижняя мертвая точка; 
 
 
 
 
 
 
 
8 

 
 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Морские и речные грузоперевозки, наряду с железнодорожными являются 
одними из самых востребованных. Объем морских перевозок на конец 2022 года 
составил 11 млрд тонн и поданным Совета Конференции ООН по торговле и развитию (ЮНКТАД) составляют более 80 % общего объема товарной торговли. 
Судовые дизельные установки (СДУ), обладают высокой экономичностью и 
надежностью, соответствуют возрастающим экологическим требованиям, 
успешно реализуют широкий диапазона функциональных возможностей, достаточно конструктивно разнообразны. 
В пособии рассмотрено техническое использование (ТИ) судовой дизельной установки (СДУ), включая особенности работы в особых условиях и нештатных ситуациях. Рассмотрена эксплуатация энергетических и балластной 
систем, дистанционное управление главным двигателем и ВРШ, особенности 
эксплуатации дизель-электрических и гибридных установок.  
Современные суда получают рейсовое задание с указанием значительно 
меньших скоростей хода, вплоть до супермедленного, во время переходов для 
снижения затрат на топливо. Рассмотрению эксплуатации СДУ  в этих условиях 
уделено внимание.  
Автор выражает благодарность за помощь в работе и ценные советы доценту Лисняку Ю. А., старшему механику Трофимову Е. А., капитану дальнего 
плавания Величко А. В., а также рецензентам. 
Данное пособие создано на основе значительного дополнения, переработки и существенного уточнения учебного пособия «Техническая эксплуатация судовых дизельных энергетических установок», изданного в 2017 году и 
рекомендованного Федеральным Учебно-методическим объединением в системе высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 26.00.00 Техника и технологии кораблестроения и водного 
транспорта в качестве учебного пособия для студентов (курсантов) высших 
учебных заведений обучающихся по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок». Это необходимо в связи с желанием более 
широкого освещения рассматриваемых вопросов, изменением требований к 
эксплуатации современных СДУ, непрерывным совершенствованием и обновлением судового энергетического оборудования, произошедшими за последние 
годы. 
 
9 

 
 
РАЗДЕЛ 1 
 
СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ 
ПРОПУЛЬСИВНОГО КОМПЛЕКСА СДУ 
 
1.1. Состав пропульсивного комплекса СДУ  
 
В состав пропульсивного комплекса входят: главный двигатель (ГД), главная передача, валопровод, движитель (обычно гребной винт) и корпус судна. 
Наиболее распространенными СДУ являются установки с прямой передачей на мощности на винт (ВФШ). ГД в таких установках соединяется с гребным 
валом через жесткую фланцевую муфту, либо через разобщительную муфту, 
либо через реверсивную муфту, либо через ВРШ. СДУ могут быть снабжены 
валогенераторами для выработки электроэнергии на ходовых режимах. Структурные схемы установок описаны и даны в известной литературе [1, 2, 4, 20]. 
Установки с ВФШ обеспечивают достаточно высокие значения пропульсивного КПД, надежны и устойчивы в работе. Они применяются на крупнотоннажных судах. Двухвальные СДЭУ применяются на паромах, буксирах. пассажирских и речных судах. Трехвальные установки применяются редко.  
Установки с ВРШ обеспечивают лучшие маневренные качества, но сложнее конструктивно. ВРШ является одним из наиболее сложных элементов ПК. 
Конструктивные структурные схемы ВРШ описаны в технической литературе [2, 4, 8, 22]. Они бывают с расположением МИШ в ступице винта (BERG 
Propulsion, ВРШ фирмы КаМеWа и др.) и с расположением МИШ в линии валопровода (траулеры). 
Широко применяются дизель-редукторные установки (ДРУ). Существуют 
схемы ДРУ с отбором мощности и с различными исполнениями редукторных 
передач [22]. 
На судах относительно небольшой мощности специального назначения 
находят широкое применение винторулевые колонки (ВРК) объединяющие 
движительный и рулевой комплекс в одном агрегате. 
При эксплуатации некоторых судов (плавучие краны, кабелеукладчики, 
буксиры, суда для подъема затонувших судов и других объектов) требуется 
столь точное позиционирование, что его невозможно будет достигнуть при помощи ВРШ, рулей и даже поворотных насадок. В этих случаях применяют 
крыльчатые движители (КД). Крыльчатые движители одновременно выполняют функции движителя и руля. Они нашли достаточно широкое применение на кабелеукладчиках, судах для подъема затонувших объектов, портовых 
буксирах (особенно в портах Восточной Азии), на плавкранах («Черноморец», 
«Богатырь»). Они значительно расширяют эксплуатационные возможности и 
маневренные характеристики ПК. 
Дизель-электрические установки благодаря другому характеру механических характеристик тяговых электродвигателей (более резкий рост крутящего 
10