Підвищення паливної економічності дизельних двигунів шляхом застосування стабілізаторів тиску у системі газовипуску (на прикладі суднового двигуна 6ЧН 25/34)

Simple item page
dc.contributor.authorНаливайко В. С.
dc.contributor.authorАвдюнін Р. Ю.
dc.contributor.authorАндреєв А. А.
dc.contributor.authorNalyvaiko Vasyl S.
dc.contributor.authorAvdiunin Roman Yu.
dc.contributor.authorAndreiev Andrii A.
dc.date.accessioned2026-11-06T10:51:35Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМета. Дослідження присвячене комплексному розв’язанню проблеми газодинамічних втрат у газовипускних системах турбопоршневих двигунів на прикладі середньообертового дизеля 6ЧН 25/34. Методика. У роботі запропоновано, теоретично обґрунтовано та експериментально досліджено метод підвищення паливної економічності шляхом встановлення стабілізаторів тиску спеціальної геометрії перед турбіною в обох газовипускних трубах. Основна газодинамічна функція запропонованих стабілізаторів полягає у перетворен ні нестаціонарного імпульсного потоку відхідних газів на потік зі стабілізованими параметрами за рахунок створення асиметричного гідравлічного опору та локалізації відриву прикордонного шару. Результати. Експериментальні дослідження на повнорозмірному випробувальному стенді в діапазоні навантажень від 25 % до 100 % довели, що оптимізація внутрішньої геометрії стабілізатора (Варіант II: довжина завихрювача l = 9 мм, кут вхідної кромки αкр = 6°, вихідний діаметр Dвих = 70 мм) дозволяє знизити питому ефективну витрату палива на 2–3 г/(кВт · годину). Покращення паливної економічності досягається завдяки зменшенню роботи насосних ходів виштовхування, зменшенню відбитих хвиль стиснення та підвищенню ефективного ККД турбіни в умовах стабілізованого потоку. Наукова новизна. Робота містить термодинамічний аналіз явища газодинамічного замикання та оцінює перспективи інтеграції розробленої системи із сучасними технологіями очищення відхідних газів (SCR) і системами утилізації теплоти (WHR). Розроблено принципово новий тип компактних асиметричних стабілізаторів тиску, які встановлюються безпосередньо перед турбіною турбокомпресора ТК-23С-37 у штатних газовипускних трубах двигуна 6ЧН 25/34. Практична значимість. Зроблено висновки про високу комерційну та екологічну доцільність ретрофітингу діючого торговельного флоту за допомогою запропонованих стабілізаторів тиску. Простота конструкції, відсутність рухомих частин та відсутність потреби в зміні габаритів штатного випускного колектора роблять розроблений стабілізатор Варіанта II перспективним рішенням для масштабного комерційного ретрофітингу (модернізації) значного парку діючих суднових двигунів розмірності ЧН 25/34.
dc.description.abstractengPurpose. The research is devoted to a comprehensive solution to the problem of gas-dynamic losses in the exhaust systems of turbocharged medium-speed marine diesel engines, using the 6CHN 25/34 engine as a case study. Method. This paper proposes, theoretically substantiates, and experimentally investigates an innovative method for improving efficiency by installing pressure stabilizers of a specific geometry upstream of the turbine in both exhaust pipes. The primary gas-dynamic function of the proposed stabilizers is to convert the unsteady, pulsating exhaust gas flow into a flow with stabilized parameters by creating asymmetric hydraulic resistance and localizing boundary-layer separation. Results. Experimental studies conducted on a full-scale test bench over a load range of 25 % to 100 % have proven that optimizing the internal geometry of the stabilizer (Variant II: swirler length l = 9 mm, leading edge angle αkr = 6°, outlet diameter Dout = 70 mm) allows for a reduction in the specific effective fuel consumption by 2–3 g/(kW · h). The improvement in fuel economy is achieved by reducing the pumping work during the exhaust stroke, mitigating reflected compression waves, and increasing the turbine’s effective efficiency under stabilized flow conditions. Scientific novelty. The study includes an in-depth thermodynamic analysis of the gas-dynamic choking phenomenon. It evaluates the prospects of integrating the developed system with modern exhaust gas aftertreatment technologies (SCR) and waste heat recovery (WHR) systems. A fundamentally new type of compact asymmetric pressure stabilizer has been developed and installed directly in front of the turbine of the TK-23S-37 turbocharger in the standard exhaust pipes of the 6CHN 25/34 engine. Practical importance. Conclusions are drawn regarding the high commercial and environmental viability of retrofitting the existing fleet with the proposed pressure stabilizers. The simplicity of the design, the absence of moving parts, and the lack of need to change the dimensions of the standard exhaust manifold make the developed Variant II stabilizer a promising solution for large-scale commercial retrofitting (modernization) of a significant fleet of operating marine engines with CHN 25/34 dimensions.
dc.identifier.citationНаливайко, В. С. Підвищення паливної економічності дизельних двигунів шляхом застосування стабілізаторів тиску у системі газовипуску (на прикладі суднового двигуна 6ЧН 25/34) = Increasing fuel economy of diesel engines by applying pressure stabilizers in the exhaust gas system (using the example of a 6CHN 25/34 marine engine) / В. С. Наливайко, Р. Ю. Авдюнін, А. А. Андреєв // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2026. – № 3 (506). – С. 86–96.
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.15589/znp2026.3(506).10
dc.identifier.issn3154-8245 (Print)
dc.identifier.issn3154-8253 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/13898
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseries621.436.019:533.6
dc.subjectдизельний двигун
dc.subjectHP-SCR
dc.subjectSCR
dc.subjectвипускний колектор
dc.subjectстабілізатор тиску
dc.subjectгазодинаміка
dc.subjectімпульсний потік
dc.subjectпаливна економічність
dc.subjectхвилі стиснення
dc.subjectdiesel engine
dc.subjectturbocharger
dc.subjectpressure stabilizer
dc.subjectgas dynamics
dc.subjectpulsating flow
dc.subjectfuel economy
dc.subjectcompression waves
dc.titleПідвищення паливної економічності дизельних двигунів шляхом застосування стабілізаторів тиску у системі газовипуску (на прикладі суднового двигуна 6ЧН 25/34)
dc.title.alternativeIncreasing fuel economy of diesel engines by applying pressure stabilizers in the exhaust gas system (using the example of a 6CHN 25/34 marine engine)
dc.typeСтаття

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Nalyvaiko, Avdiunin, Andreiev.pdf
Size:
856.56 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download

Collections

№ 3 (506) 2026