Классификация, состав и общая характеристика судовых дизельных энергетических установок

КЛАССИФИКАЦИЯ, СОСТАВ 
И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 
СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

С.И. ТОЛСТОЙ

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 
экспертным советом ЧВВМУ имени П.С. Нахимова
в качестве учебного пособия по дисциплине 
«Судовые пропульсивные комплексы» 
для студентов, обучающихся по специальности 
26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

ЧЕРНОМОРСКОЕ ВЫСШЕЕ 
ВОЕННО-МОРСКОЕ УЧИЛИЩЕ 
ИМЕНИ П.С. НАХИМОВА

УДК 629.5(075.8)
ББК 39.455.6я73
 
Т53

Толстой С.И.
Т53 
 
Классификация, состав и общая характеристика судовых дизельных 
энергетических установок : учебное пособие / С.И. Толстой. — Москва : 
ИНФРА-М, 2020. — 108 с. — (Военное образование). 

ISBN 978-5-16-016007-8 (print)
ISBN 978-5-16-108384-0 (online)
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении 
вахты 1978 года с учетом Манильских поправок 2010 года.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» при изучении дисциплины 
«Судовые пропульсивные комплексы». Может быть также полезно судовым механикам как при выполнении ими своих служебных обязанностей 
на судах, так и при прохождении курсов повышения квалификации и сдаче 
экзаменов в Государственной квалификационной комиссии. 

УДК 629.5(075.8)
ББК 39.455.6я73

Р е ц е н з е н т:
Кирюхин А.Л., доктор технических наук, профессор

Р е д а к т о р:
Кузнецов В.В., кандидат технических наук, доцент

ISBN 978-5-16-016007-8 (print)
ISBN 978-5-16-108384-0 (online)
© Толстой С.И., 2018, 2020

Принятые сокращения

АГД – автономная группа движения

БМРТ – большой морской рыболовецкий траулер

ВГ – валогенератор

ВД – вспомогательный двигатель

ВК – вспомогательный котел

ВМ – вспомогательные механизмы

ВОД – высокооборотный дизель

ВРШ – винт регулируемого шага

ВФШ – винт фиксированного шага

ВЭУ – вспомогательная энергетическая установка

ГВ – гребной винт

ГД – главный двигатель

ГДУ – главная дизельная установка

ГТД – газотурбинный двигатель

ГТУ – газотурбинная установка

ГЭД – гребной электродвигатель

ГЭУ – главная энергетическая установка

ДАУ – дистанционное автоматическое управление

ДГ – дизель-генератор

ДГТУ – дизель-газотурбинные установки

ДРУ – дизель-редукторные установки

ДУ – дизельная установка

ДЭУ – дизель-электрические установки

КПД – коэффициент полезного действия

МДМ – максимальная длительная мощность 

МИШ – механизм изменения шага 

МО – машинное отделение 

МОД – малооборотный дизель 

ОУ – опреснительная установка 

ПК – пропульсивный комплекс 

ПТУ – паротурбинная установка 

ПУ – пропульсивная установка 

РРП – реверс-редукторная передача 

СВП – судно на воздушной подушке 

СДУ – судовая дизельная установка 

СОД – среднеоборотный дизель 

СПК – судно на подводных крыльях 

СЭС – судовая электростанция 

СЭУ – судовая энергетическая установка 

ТТЭ – тактико-технические элементы 

УК – утилизационный котел 

УТГ – утилизационный турбогенератор 

ФГТД – форсажный газотурбинный двигатель 

ЦПУ – центральный пост управления 

ЭУ – энергетическая установка 

ЭЭС – электроэнергетическая система 

В В Е Д Е Н И Е 
 
Современное судно, независимо от его назначения, представляет собой сложное инженерное сооружение, предназначенное для 
длительной (автономной) работы, в том числе в экстремальных гидрометеорологических и ледовых условиях. 
Современная судовая энергетическая установка (СЭУ) представляет собой сложный комплекс технических средств. Она не 
только обеспечивает движение судна, но и снабжает необходимой 
энергией все потребители, обеспечивает функционирование механизмов и устройств, создает условия обитаемости в служебных и 
жилых помещениях судна и.т.д. 
Одной из основных задач эксплуатации судовых энергетических установок (СЭУ) считается обеспечение режима длительной 
надежной его работы при различных нагрузках, зависящих от условий плавания. Как известно, главный двигатель (ГД), работающий 
на гребной винт (ГВ), может развивать только ту мощность, которая 
требуется для вращения ГВ. 
В разнообразных условиях плавания судна режим работы ГД 
может существенно изменяться в зависимости от сопротивления 
среды движению судна, вызванного изменением осадки, обрастанием корпуса и ГВ, мелководьем, погодными условиями, буксировкой 
и другими причинами. 
Пропульсивная установка (ПУ) судна состоит из главного 
двигателя, передачи, валопровода и движителя (обычно гребного 
винта) и обеспечивает движение судна. Вместе с корпусом судна ПУ 
образует судовой пропульсивный комплекс. 
Взаимодействие гребного винта, корпуса судна и главного 
двигателя в составе судового пропульсивного комплекса имеет 
определенные особенности в части нагружения ГД и назначения режима его работы в разнообразных условиях плавания. 
Данное учебное пособие написано для изучения учебной дисциплины «Судовые пропульсивные комплексы», которая соответствует учебным планам и профессиональной программе подготовки 
по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических 
установок». Также оно поможет судовым механикам в их практической деятельности по использованию СЭУ. 

Г Л А В А 1 
 
СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 
 
Современное судно оборудовано разнообразными машинами и 
механизмами, которые в совокупности и во взаимосвязи с устройствами и аппаратами образуют судовую энергетическую установку. 
С ее помощью обеспечиваются движение судна и его маневры, безопасность плавания и его живучесть, грузовые операции и другие 
функции в соответствии с назначением судна, сохранность перевозимого груза, нормальные условия для работы и отдыха экипажа и 
пассажиров. 
Эффективность и надежность работы СЭУ зависят от совершенства не только главных двигателей, но и вспомогательных ЭУ, 
их элементов. 
 
1.1. Основные требования к СЭУ 
Судовая энергетическая установка является одним из важнейших комплексов судна, поскольку обеспечивает движение судна и 
снабжает всеми видами энергии находящиеся на нем потребители. 
Таким образом, от ее работы зависит живучесть судна, т.е. безопасность плавания и выполнение плановых заданий перевозок грузов и 
пассажиров. 
В связи с этим судовые энергетические установки должны 
удовлетворять следующим основным эксплуатационным и техникоэкономическим требованиям: 
–  обладать высокой надежностью, безотказностью и сохранять работоспособность в аварийных ситуациях; 
–  иметь высокий моторесурс до переборки и капитального ремонта; 
–  обеспечивать заданную скорость хода судна и обладать достаточными маневренными качествами на всех режимах его движения; 
–  быть экономичными, т.е. строительная стоимость и эксплуатационные расходы должны быть оптимальными; 
–  иметь удовлетворительные массогабаритные показатели; 
–  не оказывать вредного воздействия на экипаж, пассажиров и 
не загрязнять окружающую среду; 

– иметь систему автоматического регулирования и управления.
В зависимости от типа и назначения судна к СЭУ могут предъ
являться специальные требования.

1.2. Основные элементы СЭУ
Судовая энергетическая установка – это сложный комплекс

функционально взаимосвязанных элементов энергетического оборудования, машин и механизмов, с помощью которых на судне производится выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии для безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с его типом и назначением и обеспечения нормальных условий жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

СЭУ состоит из главной энергетической установки, вспомога
тельных энергетических установок и электроэнергетической установки. Исполнительная часть ГЭУ, включающая в себя главный
двигатель (ГД), главную передачу, валопровод, движитель, называется пропульсивной установкой (ПУ). Вместе с корпусом судна, с
которым ПУ гидродинамически взаимодействует через движитель, 
она образует пропульсивный комплекс (ПК). Схема ПК показана на
рисунке 1.1.  

КОРПУС

ГЭУ (ПУ)

АГД
Главный
двигатель
Движитель

Валопровод

Пропульсивный

комплекс

СУДНО

СЭУ

ЭЭС
ВЭУ

КОРПУС

ГЭУ (ПУ)

АГД
Главный
двигатель
Движитель

Передача
мощности
Валопровод

Пропульсивный

комплекс

СУДНО

СЭУ

ЭЭС
ВЭУ

Рисунок 1.1 – Состав ЭУ и схема пропульсивного комплекса судна

Простейшая принципиальная схема СЭУ представлена на ри
сунке 1.2. Главный двигатель 5, обслуживаемый рядом систем 20–24
(топливной, масляной, охлаждения, пуска, управления), через вало

провод 2 передает мощность на гребной винт 1, с помощью которого 
судно движется (или совершает различные маневры). 
В состав СЭУ могут входить утилизационная установка 7, работающая на выпускных (отходящих) газах 6, с помощью которой 
вырабатывается механическая энергия, передаваемая на гребной вал 
и винт, или электроэнергия для снабжения судовых электропотребителей, или водяной пар для судовых нужд (чаще одновременно и 
электроэнергия, и пар для теплоснабжения). 

 

Рисунок 1.2 – Простейшая принципиальная схема СЭУ: 

 

1 – гребной винт; 2 – валопровод; 3 – топливо; 4 – воздух;  

5 – ГД; 6 – выпускные газы; 7 – утилизационная установка; 8 – глушитель  

(искрогаситель); 9 – вспомогательная котельная установка; 10 – пар; 
11 – СЭС; 12–14 – подвод электроэнергии к непоказанным на схеме 
потребителям (холодильной машине, кондиционерам, вентиляторам,  

компрессорам, насосам МО и общесудовых систем, палубным  

механизмам); 15 – опресненная вода; 16 – водоопреснительная установка;  

17 – подвод энергии; 18 – подвод морской воды; 19 – подвод  

электроэнергии к механизмам систем СЭУ; 20 – система автоматизации  
регулирования и управления; 21 – система сжатого воздуха (для пуска и 
реверса); 22 – система охлаждения; 23 – масляная система; 24 – топливная 

система 
 
Кроме того, в состав СЭУ входят вспомогательная котельная 
установка 9, судовая электростанция (СЭС) 11, водоопреснительная 
установка 16 и др., а также главные и вспомогательные энергетические комплексы и установки. 

Главной энергетической установкой считают ту часть СЭУ, 
которая обеспечивает движение судна, ее называют также пропульсивной установкой, что для дизельной установки (ДУ) имеет точное 
соответствие. 
В состав ПУ включены машины и механизмы, с помощью которых механическая энергия вырабатывается, передается движителю (например, гребному винту) и преобразуется им в упор (нередко 
на движение судна расходуется более 90% всей потребляемой СЭУ 
энергии). На специальных судах, например землесосах и землечерпалках, механическая энергия ГД передается рабочей машине, осуществляющей извлечение и транспортировку грунта, а на рыбопромысловых судах мощность ГД, кроме затраты на переход, расходуется и на траление. 
На многовальных судах ПУ состоит из нескольких групп движения по числу движителей (гребных винтов), каждая из которых, 
как правило, является автономной (АГД). 

В состав главной дизельной установки (ГДУ) могут входить 
следующие основные элементы: главные двигатели; главные электрогенераторы; главные гребные электродвигатели; главные передачи; валопроводы и движители; вспомогательные механизмы, теплообменные аппараты и другое оборудование систем, обслуживающих 
главные двигатели и передачи; системы дистанционного автоматического управления (ДАУ), аварийно-предупредительной сигнализации и защиты. 

Главными двигателями называются двигатели, обеспечивающие ход судна. 

Главные передачи предназначены для преобразования крутящего момента или энергии, а также для объединения мощности нескольких главных двигателей. Главные передачи подразделяются на 
механические, гидравлические, электрические и комбинированные. 

Главные электрогенераторы и гребные электродвигатели являются основными элементами дизель-электрической установки. 

Судовой валопровод служит для передачи мощности от главных двигателей к движителям и для передачи упора движителя через валопровод и упорный подшипник на корпус судна. Валопровод 
теплохода, т.е. судна, приводимого в движение дизелем, обычно состоит из упорного, промежуточных, дейдвудного (гребного) валов, 

упорного, опорных и дейдвудных подшипников, тормозного и валоповоротного устройств, переборочных уплотнений и других элементов. В ДУ с винтами регулируемого шага на линии вала установлен 
механизм изменения шага винта (МИШ). 

Судовой движитель преобразует подводимую к нему механическую энергию ГД в упор и полезную тягу, передаваемые на главный упорный подшипник и корпус судна, что обеспечивает движение судна с заданной скоростью. На морских теплоходах в качестве 
движителя наиболее широко применяются гребные винты фиксированного и регулируемого шага. Для малых судов прибрежного, 
смешанного плавания, для речных, портовых буксиров и др. иногда 
применяют крыльчатые и водометные движители. Для мощных 
установок скоростных судов перспективно использование соосных 
гребных винтов противоположного вращения. 
На скоростных неводоизмещающих судах с динамическими 
принципами поддержания (судах на подводных крыльях – СПК, судах на воздушной подушке – СВП) – воздушные винты, реактивные 
устройства (сопла). 
Наиболее распространенным типом судового движителя, как 
отмечалось, является гребной винт. Оптимальная частота его вращения пр зависит от водоизмещения, осадки и скорости судна, и 
уменьшается с увеличением водоизмещения. Для крупнотоннажных 
транспортных судов при умеренных и небольших скоростях она составляет 50–100 мин-1. Для контейнеровозов при скоростях v более 
10 м/с оптимальная частота вращения гребного вала достигает 140 
мин-1 в связи с относительно малыми диаметрами винтов (5,4–7,2 м). 
Оптимальной частоте вращения гребного винта соответствует 
наибольшее значение его КПД ηр, которое может достигать  
0,70–0,80. 
Если частота вращения валов ГД пD, при которой достигается 
наивыгоднейшее соотношение между экономическими и массогабаритными показателями двигателя (а значит, и ЭУ), намного превышает оптимальную частоту вращения винта пp, то в таких случаях 
необходимо включать в линию двигатель – движитель промежуточное звено (передачу) с целью трансформации частоты вращения и 
вращающего момента двигателя.