DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF MARINE DIESEL ENGINES BY ANALYSIS OF ENGINE OIL
Abstract
Introduction. Operational reliability and functioning of internal combustion engines is impossible without ship systems, one of which is the lubrication system. The effectiveness and reliability of lubrication systems is determined by the characteristics of engine oil, which change during the operation of the diesel engine. The dispersed state and the presence of organic or inorganic impurities in the oil also characterize the condition of its contact nodes – cylinder liners, piston rings, bearing inserts. Control and analysis of engine oil of lubrication systems (both circulating and cylinder) is one of the components of diagnosing the technical condition of ship diesel engines. The purpose of the study – determining the possibility of diagnosing the technical condition of marine diesel engines by analyzing the operational characteristics of motor oil. Results. The research was carried out on two four-stroke marine diesel engines 6R26 Wartsila, the lubrication of the cylinder group and crankshaft of which was provided by a general circulation system in which Castrol 15W20 engine oil was used. During the operation of marine diesel engines, the characteristics of the engine oil used in the circulation lubrication system gradually deteriorate. This is confirmed by the decrease in the total base number TBN. The total base number of the Castrol 15W20 marine engine oil with an initial value of TBN = 14.0 mgKOH/g decreased to TBN = 10.3–11.2 mgKOH/g after 1000 hours of operation. At the same time, during sampling (which was carried out every 200 hours of diesel engine operation), both gradual and abrupt changes were observed. A more informative parameter for diagnosing the technical condition of tribocompounds of marine diesel engines is the rate of change of the total alkaline number VTBN over a certain period of time. The most informative method for diagnosing the technical condition of tribocompounds of marine diesel engines is spectral analysis of motor oil, which allows determining the content of elements in the oil that characterize the wear of the contact surfaces of the diesel engine – Wear Elements, and elements that characterize the contamination of the oil – Contaminant Elements. The limitation of this method is the need to carry it out exclusively in shore research laboratories, which increases the interval of informativeness and proportionally increases the time for making decisions on changing the operating conditions of the diesel engine. Conclusions. Due to the coincidence of the dynamics of change of Wear Elements / Contaminant Elements and the rate of change of the total alkaline number VTBN, it is the rate of change of the total alkaline number that is recommended as a parameter by which to perform express diagnostics of the technical condition of diesel engine tribo-combinations of marine and inland waterway transport vessels.
Downloads
References
2. Petrychenko O., Levinskyi M. Trends and preconditions for widespread adoption of liquefied natural gas in maritime transport. Transport Systems and Technologies. 2024. Vol. 43. P. 21–36. DOI: 10.32703/2617-9059-2024-43-2.
3. Budashko V., Shevchenko V. Solving a task of coordinated control over a ship automated electric power system under a changing load. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 2 (2 (110)). P. 54–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229033.
4. Zablotskyi Yu.V., Sagin A.S. Applying of fuel additives in marine diesel engines. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2021. Вип. 43. С. 5–17. DOI: 10.31653/smf343.2021.5-17.
5. Sagin S., Kuropyatnyk O., Matieiko O., Razinkin R., Stoliaryk T., Volkov O. Ensuring Operational Performance and Environmental Sustainability of Marine Diesel Engines through the Use of Biodiesel Fuel. Journal of Marine Science and Engineering. 2024. 12. 1440. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse12081440.
6. Sagin S., Madey V., Sagin A., Stoliaryk T., Fomin O., Kuˇcera P. Ensuring Reliable and Safe Operation of Trunk Diesel Engines of Marine Transport Vessels. Journal of Marine Science and Engineering. 2022. Vol. 10 (10). P. 1373. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse10101373.
7. Сагін С.В., Бондар С.А. Метод попередження аварійних ситуацій під час експлуатації суднових дизелів за аналізом потоку відмов його основних вузлів. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2023. Вип. 46. С. 101–109. DOI: 10.31653/smf46.2023.101-109.
8. Заблоцький Ю.В. Підвищення паливної економічності суднових дизельних установок. Вісник Одеського національного морського університету : збірник наукових праць. 2020. № 2 (62). С. 106–119. DOI: 10.47049/2226-1893-2020-1-106-119.
9. Varbanets R., Shumylo O., Marchenko A., Minchev D., Kyrnats V., Zalozh V., Aleksandrovska N., Brusnyk R., Volovyk K (2022). Concept of vibroacoustic diagnostics of the fuel injection and electronic cylinder lubrication systems of marine diesel engines. Polish maritime research. 29 (4). 88–96. DOI: https://doi.org/10.2478/pomr-2022-0046.
10. Budashko V., Sandler A., Shevchenko V. Diagnosis of the Technical Condition of High-tech Complexes by Probabilistic Methods. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2022. Vol. 16 (1). P. 105–111. DOI: https://doi.org/10.12716/1001.16.01.11.
11. Sagin S., Madey V., Stoliaryk T. Analysis of mechanical energy losses in marine diesels. Technology Audit and Production Reserves. 2021. Vol. № 5 (2 (61)). Р. 26–32. DOI: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.239698.
12. Сагін С.В., Сагін А.С. Контроль та діагностування надійності та економічності дизелів морських та річкових засобів транспорту. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2023. Вип. 46. С. 118–131. DOI: 10.31653/smf46.2023.118-131.
13. Petrychenko O., Levinskyi M., Goolak S., Lukoševiˇcius V. Prospects of Solar Energy in the Context of Greening Maritime Transport. Sustainability. 2025. V. 17. P. 2141. DOI: https://doi.org/10.3390/su17052141.
14. Сагін С.В., Суворов П.С., Бондар С.А. Розробка методу оцінки ризиків виникнення аварійних подій під час експлуатації дизелів морських суден. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2023. Вип. 47. С. 122–130. DOI: 10.31653/smf47.2023.122-130.
15. Sagin S., Sagin A. Development of method for managing risk factors for emergency situations when using low-sulfur content fuel in marine diesel engines. Technology Audit and Production Reserves. 2023. № 5 (1 (73)). Р. 37–43. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.290198.
16. Сагін С.В., Столярик Т.О. Динаміка суднових дизелів під час використання моторних мастил з різними структурними характеристиками. Автоматизація суднових технічних засобів : науково-технічний збірник. 2021. Вип. 27. С. 108–119.
17. Марченко О.О., Сагін С.В. Вдосконалення процесу очищення суднових важких палив. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2020. Вип. 41. С. 10–14. DOI: 10.31653/smf341.2020.10-14.
18. Сагін С.В., Мадей В.В., Сагін А.С. Робота суднового дизеля на біодизельному паливі. Автоматизація суднових технічних засобів : науково-технічний збірник. 2021. Вип. 27. С. 93–107. DOI: 10.31653/1819-3293-2021-1-27-93-107.
19. Sagin S.V., Stoliaryk T.O. Comparative assessment of marine diesel engine oils. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2021. № 7–8. Р. 29–35. DOI: https://doi.org/10.29013/AJT-21-7.8-29-35.
20. Sagin A.S., Zablotskyi Yu.V. Reliability maintenance of fuel equipment on marine and inland navigation vessels. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. Scientific journal. 2021. № 7–8. Р. 14–17. DOI: https://doi.org/10.29013/AJT-21-7.8-14-17.
21. Sagin S., Kuropyatnyk O., Rusnak D. Improvement of the process of cleaning exhaust gases of marine diesels from sulfur oxides. Technology Audit and Production Reserves. 2025. № 4(1 (84)). Р. 72–79. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.337616.
22. Побережний Р.В., Сагін С.В. Забезпечення екологічних показників дизелів суден річкового та морського транспорту. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2020. Вип. 41. С. 5–9. DOI: 10.31653/smf340.2020.5-9.
23. Сагін С.В., Мадей В.В., Сагін С.С., Чимшир В.І., Разінкін Р.О. Аналіз екологічної стійкості та енергетичної ефективності використання скруберного очищення випускних газів дизелів суден морського транспорту. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2023. Вип. 47. С. 157–171. DOI: 10.31653/smf47.2023.157-171.
24. Stoliaryk T. Analysis of the operation of marine diesel engines when using engine oils with different structural characteristics. Technology Audit and Production Reserves. 2022. Vol. 5(1 (67)). P. 22–32. DOI: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.265868.
25. Заблоцький Ю.В., Сагін А.С. Визначення динамічних навантажень під час зміни режимів мащення прецизійних пар паливної апаратури суднових дизелів. Суднові енергетичні установки : науково-технічний збірник. 2022. Вип. 44. С. 121–131. DOI: 10.31653/smf44.2022.121-131.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
