CC BY
49BRAKE QUALITIES OF THE AZIMUTH COLUMN IN THE ICE
V.A. Lobanov
Key words: ship, propulsion - steering complex, the azimuth column, brake force, ice qualities, ice conditions, CAE systems, finite element modeling.
In the operation with the use of CAE technologies the authors researched reverse operation of the azimuth column in clean water, in finely broken and grated ice of different thickness and cohesion. A quantitative assessment of the net hydrodynamic resistance and ice loads on the complex was conducted. The braking force curves of the complex in the studied ice conditions were obtained. The qualitative features of the nature and the ratio of the braking force of the complex in ice and clean water conditions were revealed.
Статья поступила в редакцию 09.03.2017 г.
УДК 629.12.001.2: 656.66.
М.Н. Покусаев, д.т.н., профессор, ФГБОУВО «АГТУ» А.А. Хмельницкая, аспирант, ФГБОУ ВО «АГТУ» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16
ИСПЫТАНИЯ ПОДВЕСНЫХ МОТОРОВ МАЛОМЕРНЫХ СУДОВ ПО ИЗМЕРЕНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ
Ключевые слова: маломерные суда, подвесные моторы, вредные выбросы, отработавшие газы, оксид углерода и углеводорода, газоанализатор «Инфракар-А».
В 2016 году нами были проведены эксперименты по измерению вредных выбросов оксида углерода (CO) и углеводорода (CH) для маломерных судов с подвесными моторами зарубежного производства. Согласно ГОСТ 28556-16 «Моторы лодочные подвесные. Общие требования безопасности» и Техническому регламенту таможенного союза ТР ТС 026/2012 «О безопасности маломерных судов», и методике 770020000 ПМ 28, предельно допустимое содержание СО в отработавших газах не должен превышать 4,8%, а CH - 6000 млн'1 (ппм).
В Астраханской области на учете по данным Государственной инспекции по маломерным судам (ГИМС) МЧС России по Астраханской области в 2016 году маломерных судов составило 53613 штук - лодок и катеров с мощностью двигателей и подвесных моторов от 3 л.с. до 375 л.с.
Если брать статистику по подвесным моторам, то в навигацию 2016 года эксплуатировалось подвесных моторов по разным видам 18982 шт., по видам представлено на рис. 1.
Рис. 1. Количество подвесных лодочных моторов в Астраханской области в навигации 2016 года.
Таким образом, самое большое количество составляет моторный ряд отечественного подвесного мотора типа «Вихрь» - 58,44% и зарубежного мотора производителя «Yamaha» - 19,57%, остальные марки имеют долю менее 10% от общего объема и суммарно 21,99% от общего количества. Так же еще есть подвесные моторы марок HDX, SEA PRO, WATERN суммарная численность которых не насчитывают и 1 %.
Распределение по мощности подвесных моторов марки «Вихрь» представлено в Таблице 1.
Таблица 1
Распределение по мощностям подвесных моторов марки «Вихрь»
Мощность, л.с. Количество, шт. Количество, %
20 1017 9,17
25 5405 48,72
30 4671 42,10
Итого 11093 100
Таким образом, в Астраханской области преобладают моторы марки «Вихрь» с мощностью 25 и 30 л.с. Распределение по мощности подвесных моторов марки «Yamaha» представлено очень широко от 9,9 л.с. до 350 л.с. Наиболее часто встречающиеся мощности - подвесные моторы марки «Yamaha» 15 л.с., 30 л.с., 40 л.с.
В 2016 году нами были проведены эксперименты по измерению вредных выбросов оксида углерода (CO) и углеводорода (CH) для маломерных судов с подвесными моторами зарубежного производства.
Замеры вредных выбросов производились газоанализатором «Инфракар-А», который имеет одобрение ГИМС МЧС России для проведения такого рода измерений, по методике 770020000 ПМ 28 [1], согласно которой предельно допустимое содержание СО в отработавших газах не должен превышать 4,8%, а CH - 6000 млн-1 (ппм).
Прибор «Инфракар-А», заводской номер 20, внесенный в Государственный реестр под № 22487-08, по результатам поверки ФГУ «Ростест Москва» (ГМС 064936611) признан годным и допущен к применению. Предельное содержание оксида углерода в 4,8% для лодочных моторов также приводится в ГОСТ 28556-16 «Моторы лодочные подвесные. Общие требования безопасности» [2], и Техническом регламенте таможенного союза ТР ТС 026/2012 «О безопасности маломерных судов» (Технический регламент) [3]. 182
В связи с тем, что в Техническом регламенте нет методики, программы измерений вредных выбросов, поэтому за основу был взят ГОСТ 52408-2014 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Измерение в условиях эксплуатации». Этот стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 8178-2:2008 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 2. Измерение выбросов газов и частиц на месте» («Reciprocating internai combustion engines- Exhaust émission measurement- Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions under field conditions (NEQ)») [4]. ГОСТ 52408-2014 гласит:
- средства измерений ВВ должны иметь свидетельства о государственной поверке;
- перед началом измерений газоанализаторы прогревают. Газоанализатор «Инфра-кар-А» прогрели в течение 5-10 минут, продули (согласно инструкции прибора);
- отсчет показаний газоанализатора проводили для каждого режима трижды с интервалом не менее 1 минуты, причем первый отсчет выполняют не ранее чем через 2 минуты после смены режима испытаний. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение трех отсчетов.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на стандарт ГОСТ 30574-98 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний» [5], согласно ему:
- измерение и оценку выбросов отработавших газов следует проводить с использованием циклов испытаний, соответствующих назначению двигателя;
- подготовка двигателя должна исключить влияние отложений в выпускной системе после эксплуатации на измерения выбросов вредных веществ;
- двигатель прогреть на номинальной мощности, используемой в данном цикле испытаний, для стабилизации параметров мотора в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Далее выбираем цикл - Е4 применяют при испытаниях двигателей с искровым зажиганием (Таблица 2).
Таблица 2
Е4 применяют при испытаниях двигателей с искровым зажиганием
Номер режима Частота вращения Частота вращения в %
1 Номинальная (далее номинал.) 100
2 Промежуточная (далее промежут.) 80
3 60
4 40
5 Минимальная (далее миним.) Холостой ход
Далее, согласно программе и методике 770020000 ПМ 28 (методика по которой должны проводить измерение вредных выбросов (ВВ) сотрудники ГИМС), подсоединить зонд газоанализатора к выхлопу (или отверстию в верхней части дейдвуда) -схема подключения прибора на рис. 2. Для того чтобы подключить тахометр приходилось снимать «кожух» мотора.
Рис. 2. Схема подключения прибора
Занесли полученные данные измерений в отчет по результатам испытаний.
Эксперименты производились на разных точках размещения маломерных судов (рыболовные и туристические базы), на подвесных моторах с разной степенью эксплуатации, мощности и года выпуска. Результаты экспериментов по измерению уровня вредных выбросов с подвесными моторами зарубежного производства представлены на рисунках 3, 4, 5, 6, 7.
Рис. 3. Уровень выбросов СО (об.%) 2-х тактных двигателей
Рис. 4. Уровень выбросов СН (ррм) 2-х тактных двигателей
На рисунках 3,4 наблюдается превышение допустимого уровня СО подвесного мотора «Меркурий» (мощность 150 л.с.), превышение по СН наблюдалось у 2-х подвесных моторов фирмы «Ямаха» мощностью 200 л.с. и 85 л.с, причем превышение по СН и СО не совпадает у одних и тех же моторов.
Рис. 5. Уровень выбросов СО (об.%) 4-х тактных двигателей с мощностью двигателей до 100 л.с.
7000
Ь 6000
о 5000 и
о 4000
и
0
ю 3000
Л
1 2000 о)
о 1000 >
о
Л 1 1 1 1 1 я 1
миним., промежут., номинал, частота вращения режимы работы мотора
ПДК(СН) -сузуки 70 -Сузуки 60 -сузуки 60 -сузуки 15 -Меркурий 60 -сузуки 70
Рис. 6. Уровень выбросов СН (ррм) 4-х тактных двигателей с мощностью двигателей до 100 л.с.
На рисунках 5, 6 наблюдается превышение допустимого уровня СО подвесного мотора «Сузуки» (мощность 15,60,70 л.с.), превышение по СН не наблюдалось у 4-х подвесных моторов мощностью до 100 л.с.
Рис. 7. Уровень выбросов СО (об.%) 4-х тактных двигателей с мощностью двигателей свыше 100 л.с.
Рис. 8. Уровень выбросов СН (ррм) 4-х тактных двигателей с мощностью двигателей свыше 100 л.с.
На рисунках 7,8 наблюдается превышение допустимого уровня СО подвесных моторов мощностью свыше 100 л.с. практически у всех, кроме мотора «Хонда», превышение по СН не наблюдалось у 4-х подвесных моторов мощностью свыше 100 л.с.
Выводы по проведенному эксперименту:
1. Среди зарубежных подвесных моторов выявлено 50% с превышением по СО и 12,5% с превышением по СН.
2. Марки подвесных моторов, которые были исследованы и часто применяемые -являются зарубежные «Ямаха» и «Сузуки», причем для марки «Ямаха» число моторов, не соответствующих требованиям составляет 40%, а для «Сузуки» 75%.
3. Год выпуска не имеет существенного влияния в качестве критерия возможного превышения уровня вредных выбросов.
Основная важность проведенного эксперимента состоит в том, что в нашей стране ни один из нормативных актов не предусматривает измерение вредных выбросов или
даже только СО в условиях эксплуатации подвесных моторов на различных режимах работы.
Список литературы:
[1] Моторы лодочные. Программа и методика измерения объемных долей оксида углерода (СО) и суммы углеводородов (СН) в отработавших газах моторов лодочных при проведении технического освидетельствования. 770020000 ПМ 28. - М., 2001. - 8 с.
[2] ГОСТ 28556-16 «Моторы лодочные подвесные. Общие требования безопасности. - М.: Стандартинформ, 2016. - 11 с.
[3] Технический регламент таможенного союза ТР ТС 026/2012 «О безопасности маломерных судов». 2012. - 38 с.
[4] ГОСТ 52408-2014 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Измерение в условиях эксплуатации». - М.: Стандартинформ, 2015. -18 с.
[5] ГОСТ 30574-98 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний». Минск: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 6 с.
TESTING OF MINOR VESSELS SUSPENDED MOTORS IN MEASURING HARMFUL DISCHARGE GASES
M.N. Pokusaev, A.A. Khmelnitskaya
Key words: minor vessels, suspended motors, harmful discharge, discharge gases, carbon and hydrocarbon oxide, gas-analyzer «Infracar-A».
In 2016 we have conducted experiments in measuring harmful carbon oxide (CO) and hydrocarbon (CH) discharge for minor vessels with suspended motors of foreign origin. According to national standard number 28556-16 «Suspended boat motors. General Safety Requirements», Technical Regulation of Customs Union TR CU 026/2012 «Minor Vessels Safety» and methods 770020000 PM 28, maximum permissible burden of CO in discharge gases must not excess 4,8%, CH no more than 6000 mln-1(ppm).
Статья поступила в редакцию 20.04.2017 г.
