Stoliaryk T. Ensuring the lubrication regimes of diesel engines of river and sea transport vessels

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U001115

Thesis Registration Form

0824U001115.pdf

Applicant for

Tymur Stoliaryk

Specialization

271 - Морський та внутрішній водний транспорт****

Specialized Academic Board

ДФ

National University "Odessa Maritime Academy"

Essay

The dissertation study is aimed at solving the scientific and applied task – ensuring the processes of lubrication of the cylinder group and sliding bearings of diesel engines of river and sea vessels. The main motivation for research is the current availability of practice requests: • maintenance of energy indicators of diesel engines of marine and inland water transport vessels in accordance with the requirements of technical operation instructions and guaranteed values of manufacturers; • reduction of energy losses during obtaining useful work; • fulfillment of the requirements of classification societies regarding the technical condition of marine internal combustion engines. The main task of scientific research is to improve the processes of lubrication of the cylinder group and sliding bearings of diesel engines of river and sea transport vessels by means of a controlled influence on the structural characteristics of the motor lubricant that divides the contact surfaces. To solve the main task of the research, the following auxiliary tasks were solved: 1) determining qualitative and quantitative criteria for evaluating the structural characteristics of motor lubricants used in diesel lubrication systems of marine and inland water transport; 2) determining methods and technological solutions that contribute to the improvement of the structural characteristics of thin lubricating films separating the contacting surfaces of marine diesel engines during the processes of hydrodynamic and boundary lubrication; 3) determining the impact of structural characteristics of motor lubricants on the operation of circulation systems for lubrication of marine and inland water transport diesel engines; 4) determining the impact of structural characteristics of motor lubricants on the operation of cylinder lubrication systems of marine and inland water transport diesels. As a result of solving the main and auxiliary tasks, a scientific position was formulated: ensuring the lubrication regimes of diesel engines of river and sea transport vessels is achieved by controlled influence on the structural characteristics of the motor lubricant that divides the contact surfaces (namely, on the marginal wetting angles and the thickness of the lubricating film). The maintenance of the marginal wetting angles, the thickness of the lubricating film, as well as the rate of change of the alkaline number of the motor lubricant are ensured by a complex action by activating the internal intermolecular interactions of the motor lubricant and the external action from the side of the metal surfaces that it separates, which contributes to reducing energy losses and increasing the energy efficiency of diesel engines of sea and inland water transport ships. The scientific position is based on scientific results, for the first time: • it is proposed to accept the thickness of the lubricating film dividing the contacting surfaces as a qualitative criterion for the structural characteristics of motor lubricants used in the lubrication systems of diesel engines of sea and inland water transport, as a qualitative criterion - the marginal wetting angles that are formed by the lubricant; • it is proposed to evaluate the motor lubricant's ability to ensure the lubrication process by the value of the marginal wetting angles formed by these lubricants on the contacting surfaces; • the influence of the structural characteristics of motor lubricants on the dynamic characteristics of marine diesel engines during start-up modes and sudden load changes is determined; • the concept of "rate of change of the total alkaline number" was introduced and using this value was proposed to evaluate the quality of the lubrication process and the probability of an emergency situation. Improved: • the technology of applying organic coatings on the surface of diesel engine parts of marine and inland water transport vessels; • method of determining the optimal concentration of surface-active substances in engine oil; • the technology of determining the marginal angles of wetting and the thickness of the lubricating film. Received further development: • technology for determining mechanical losses in diesel engines of sea and inland water transport vessels; • technology for measuring the total alkaline number of motor lubricants used in diesel lubrication systems of marine and inland water transport vessels. The practical significance of the obtained results is as follows: • technology for measuring the total alkaline number of motor lubricants used in diesel lubrication systems of marine and inland water transport vessels. Key words: bearing bushing, diagnostics, performance indicators, energy efficiency, wear, marine transport, motor lubricant, reliability, plain bearing, piston, piston ring, lubrication system, cylinder lubrication system, circulating lubrication system, structural characteristics, marine diesel, cylinder liner.

Thesis supervisor

Sergii V. Sagin

Official opponents

Roman A. Varbanets
Eugene V. Belousov

Reviewers

Valentyn Bogach
Yurii V. Zablotskyi

Research papers

1. Sagin S. Analysis of mechanical energy losses in marine diesels / S. Sagin, V. Madey, T. Stoliaryk // Technology Audit and Production Reserves. – 2021. – № 5 (2 (61)). – Р. 26-32. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.239698.

2. Сагін С.В. Аналіз експлуатаційних характеристик моторних мастил суднових дизелів / С.В. Сагін, Т.О. Столярик // Суднові енергетичні установки: науково-технічний збірник. – 2021. – Вип. 43. – Одеса: НУ «ОМА».– С. 69 - 80. doi: 10.31653/smf343.2021.69-80.

3. Сагін С.В. Динаміка суднових дизелів під час використанні моторних мастил з різними структурними характеристиками / С.В. Сагін, Т.О. Столярик // Автоматизація суднових технічних засобів : наук. -техн. зб. – 2021. – Вип. 27. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 108 - 119. DOI: 10.31653/1819-3293-2021-1-27-108-119.

4. Stoliaryk T. Analysis of the operation of marine diesel engines when using engine oils with different structural characteristics / T. Stoliaryk // Technology Audit and Production Reserves. – 2022. № 5(1(67)). – С. 22–32. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.265868.

5. Столярик Т.О. Прогнозування механічних втрат в суднових дизелях / Т.О. Столярик // Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. – 2022. – Вип. 44. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 142-156. doi: 10.31653/smf44.2022.142-156.

6. Столярик Т.О. Вдосконалення процесів мащення дизелів суден морського та внутрішнього водного транспорту / Т.О. Столярик // Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. – 2022. – Вип. 45. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 57-69. doi: 10.31653/smf45.2022.57-69.

7. Столярик Т.О. Забезпечення режимів мащення чотиритактних суднових дизелів / Т.О. Столярик // Автоматизація суднових технічних засобів : наук.-техн. зб. – 2023. – Вип. 28. – Одеса: НУ «ОМА». – С. 90 – 105. DOI: 10.31653/1819-3293-2023-1-28-90-105.

8. Столярик Т.О. Прогнозування якісних характеристик роботи систем циліндрового мащення суднових дизелів / Т.О. Столярик // Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. – 2023. – Вип. 46. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 132-141. doi: 10.31653/smf46.2023. 132-141.

9. Сагін С.В. Оцінка безвідмовності суднових дизелів за технічним станом моторного мастила циркуляційних систем мащення / С.В. Сагін, С.А. Бондар, Т.О. Столярик // Водний транспорт. – 2023. – № 1(37). – 59-70. doi.org/10.33298/2226-8553.2023.1.37.06.

10. Столярик Т.О. Використання системного підходу під час розв’язання завдань з підвищення ефективності експлуатації систем мащення суднових дизелів / Т.О. Столярик // Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. – 2023. – Вип. 47. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 132-141. doi: 10.31653/smf47.2023.197-205.

11. Sagin S. Ensuring Reliable and Safe Operation of Trunk Diesel Engines of Marine Transport Vessels / S. Sagin, V. Madey, A. Sagin, T. Stoliaryk, O. Fomin, P. Kuˇcera // Journal of Marine Science and Engineering. – 2022. – Vol. 10(10). – P/ 1373. https://doi.org/10.3390/jmse10101373.

12. Sagin S. Impact of Biofuel on the Environmental and Economic Performance of Marine Diesel Engines / S. Sagin, S. Karianskyi, V. Madey, A. Sagin, T. Stoliaryk, I. Tkachenko // Journal of Marine Science and Engineering. – 2023. – Vol. 11(1). – P. 120. https://doi.org/10.3390/jmse11010120.

13. Sagin S.V. Comparative assessment of marine diesel engine oils / S.V. Sagin, T.O. Stoliaryk // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. Scientific journal. – 2021. – № 7-8 (July – August). – Р. 29-35. https://doi.org/10.29013/AJT-21-7.8-29-35.

14. Сагін С.В. Зниження енергетичних втрат під час експлуатації довгоходових дизелів морських суден / С.В. Сагін, Т.О. Столярик // Матеріали 11-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні енергетичні установки на транспорті і технології та обладнання для їх обслуговування», 08-10 вересня 2020 р. – Херсон : Херсонська державна морська академія. – 2020. – С. 174-176.

15. Столярик Т.А. Управление механическими потерями судовых дизелей во время их эксплуатации / Т.О. Столярик // Матеріали 12-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні енергетичні установки на транспорті і технології та обладнання для їх обслуговування» , 06-08 вересня 2021 р. – Херсон : Херсонська державна морська академія. – 2021. – С. 166-169.

16. Сагін С.В. Визначення характеристик змочувальних плівок суднових моторних мастил / С.В. Сагін, Т.О. Столярик // Матеріали науково-технічної конференції «Морський та річковий флот : експлуатація і ремонт», 25.03.2021 -26.03.2021. – Одеса : Національний університет «Одеська морська академія», 2021. – С. 93-97.

17. Столярик Т.О. Аналіз особливостей систем циліндрового мащення суднових дизелів / Т.О. Столярик // Матеріали науково-технічної конференції «Морський та річковий флот: експлуатація і ремонт», 24.03.2022 – 25.03.2022.– Одеса : НУ «ОМА», 2022. – С. 69-70.

18. Столярик Т.О. Зменшення втрат механічної енергії в суднових дизелях / Т.О. Столярик, С.В. Сагін, // Матеріали 14-ої Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні енергетичні установки на транспорті і технології та обладнання для їх обслуговування», 16-18 березня 2023 р. – Херсон : Херсонська державна морська академія. – С. 197-200.

19. Сагін С.В. Діагностування якості процесу мащення суднових дизелів / С.В. Сагін, Т.О. Столярик // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Морський та річковий флот: експлуатація і ремонт», 22.03.2023 – 23.03.2023.– Одеса: НУ «ОМА», 2023. – С. 61-65.

20. Столярик Т.О. Аналіз зміни характеристик моторного мастила за різних умовах експлуатації суднових дизелів / Т.О. Столярик // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Сучасні інформаційні та інноваційні технології на транспорті (MINTT-2023»), 24-25 травня 2023 року. – Херсон : ХДМА. –2023. – С. 265-268.

21. Столярик Т.О. Визначення критерію для діагностування та прогнозування технічного стану циліндрової групи суднових малообертових дизелів / Т.О. Столярик // Матеріали ІV міжнародної науково-практичної конференції «Дніпровські читання-2023», 07 грудня 2023 р. – Київ : ДУІТ, 2023. – С. 36-40.

22. Столярик Т.О. Аналіз енергетичної ефективності методів, що забезпечують процес мащення суднових дизелів / Т.О. Столярик // Матеріали V міжнародної морської науково-практичної конференції кафедри СЕУ і ТЕ ОНМУ «Marine Power Plants & Operation MPP&O-2024», 05 березня 2024 р. – Одеса : ОНМУ, 2024. https://2024.depas.od.ua.

0823U101831

Ihor L. Surinov

Improvement of the navigational method of the ship's route planning during pilotage

0823U101812

Vladyslav V. Konon

Improvement of the container cargo monitoring process for ensuring the safety of maritime transportations

0822U100111

Maltsev Stanislav Eduardovych

Development of a method for determining the parameters of ship maneuvering in curvilinear motion

0821U103002

Brazhnik Ihor D.

Improvement of Processes in Inert Gas System on Tankers During the Oil Shipment

0821U102402

Plita Leonid L.

Models and methods for improving navigation safety based on a local radio navigation system with a flexible structure