Бесконтактная оценка технического состояния элементов основных систем тепловозов | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 января, печатный экземпляр отправим 3 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Бесконтактная оценка технического состояния элементов основных систем тепловозов / О. В. Балагин, Д. В. Балагин, В. Д. Новоселова [и др.]. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Краснодар, апрель 2020 г.). — Краснодар : Новация, 2020. — С. 17-23. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/367/15672/ (дата обращения: 18.01.2021).



В статье рассмотрены основные положения создания системы бесконтактной оценки технического состояния элементов основных систем тепловозов. Представленные методики позволяют оценить техническое состояние секций холодильников и топливной аппаратуры высокого давления тепловозов с использованием тепловизионного метода контроля.

Ключевые слова: тепловоз, тепловой контроль, надежность.

Сложившаяся к настоящему моменту ситуация с техническим состоянием парка тепловозов требует решения ряда важных технических задач, связанных с повышением эффективности их использования. Сохранение на этом этапе эксплуатации тепловозного парка необходимого уровня его надежности во многом зависит от тех технологий, которые применяются как в ремонтном производстве, так и в процессе диагностирования узлов и систем тепловозов [1].

С целью реализации системы бесконтактного теплового контроля основных узлов и систем тепловозов на первом этапе в результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики для оценки технического состояния секций холодильников, электрических машин и топливной аппаратуры (ТА) высокого давления тепловозов с использованием тепловизионного метода контроля.

Экономичная работа тепловозов в условиях эксплуатации во многом зависит от технического состояния элементов топливной аппаратуры высокого давления. В процессе работы основные элементы топливного насоса высокого давления (ТНВД) (плунжерная пара, нагнетательный клапан) и форсунки (прецизионная пара «игла — корпус», щелевой фильтр) подвержены износу и засорению абразивными частицами. В результате ухудшается качество рабочего процесса в цилиндре дизеля, снижается уровень вырабатываемой цилиндровой мощности, повышается удельный эффективный расход топлива и сокращается ресурс дизеля в целом. Оперативный бесконтактный контроль с минимумом вспомогательных операций и затрат времени позволяет избежать вышеперечисленных последствий.

В качестве диагностического параметра для оценки технического состояния ТНВД и форсунки принято значение температуры поверхности трубопровода топливной системы высокого давления — .

Тепловизионные измерения необходимо производить при режиме теплопередачи, близком к стационарному. Стационарность процесса достигается путем прогрева дизеля на номинальной позиции контроллера машиниста в течении 15–30 мин. до стабилизации значений температуры воды и масла дизеля. В процессе проведения испытаний необходимо фиксировать значение температуры наружного воздуха. Далее останавливается дизель-генераторная установка и проводятся операции термографирования [1].

Алгоритм обработки результатов термографирования и выдачи заключения о техническом состоянии (ТА) тепловоза представлен на рис. 1.

Процесс контроля рекомендуется проводить при нахождении тепловоза на территории локомотивного депо до или после ТО и ТР. Проведенный контроль позволит вовремя выявить ТНВД и форсунки, не обеспечивающие необходимый рабочий процесс дизеля, что даст возможность оперативно восстановить необходимые мощностные, экономические и экологические характеристики тепловозного дизеля.

Кроме того, оперативный контроль технического состояния ТА позволит оценить качество ремонта и в случае необходимости принять соответствующие меры для улучшения технического состояния топливной системы тепловоза.

Для определения расчетным способом температуры поверхности стенки топливной трубки высокого давления i-го цилиндра введено следующее обо-значение: расчетное нормативное значение температуры поверхности трубопровода исправной топливной системы при j-той температуре.

Рис. 1. Алгоритм обработки результатов термографирования ТА дизеля

Полученные результаты математического моделирования температуры поверхности топливного трубопровода высокого давления показывают, что отклонение температуры поверхности трубопровода топливной системы с неисправным ТНВД от температуры поверхности трубопровода с исправной топливной системой находится в пределах от 10,4 % до 14,3 %. В качестве граничного значения отклонения температуры трубопровода топливной системы с неисправным ТНВД принято значение — 10 %.

Отклонение температуры поверхности трубопровода топливной системы с неисправной форсункой от температуры поверхности трубопровода с исправной топливной системой находится в пределах от 5,8 % до 9,2 %. В качестве граничного значения отклонения температуры трубопровода топливной системы с неисправной форсункой принято значение — 5 %.

Для практической реализации предложенной технологии контроля технического состояния топливной аппаратуры разработано специализированное программное обеспечение.

По результатам проведенных исследований предложен и обоснован новый диагностический параметр для проведения тепловизионного контроля секций холодильника тепловоза — температурный напор стенки трубки секции .

На рис. 2 представлен алгоритм оценки технического состояния системы охлаждения тепловозов.

Рис. 2

Устойчивая эксплуатация тепловозов во многом зависит от качества функционирования системы охлаждения, эффективность которой в процессе эксплуатации снижается, что приводит к работе дизеля при повышенной температуре теплоносителей, понижению надежности локомотивов, ограничению мощности силовой установки и, как следствие, к ухудшению топливной экономичности дизеля.

Значительный вклад в решение данной проблемы внесли А. И. Володин, В. А. Перминов, В. Г. Григоренко, Н. И. Панов, А. П. Третьяков, Ю. А. Куликов и др.

Основными элементами системы охлаждения тепловоза, определяющими эффективность ее работы, являются секции холодильника. В процессе эксплуатации теплорассеивающая способность отдельных секций холодильника тепловозов снижается. Следовательно, необходимо проводить периодический оперативный контроль технического состояния холодильника тепловоза с целью выявления неисправных секций [1].

Процесс диагностирования рекомендуется проводить при нахождении тепловоза на станции реостатных испытаний на ТР-2 и ТР-3.

Диагностика на ТР-2 позволит вовремя выявить секции, не обеспечивающие необходимую теплорассеивающую способность, и тем самым предотвратить увеличение отбора мощности на привод вентилятора, исключить увеличение расхода топлива на 1–1,5 % и не допустить возможный перегрев дизеля в эксплуатации.

На втором этапе реализации системы бесконтактного теплового контроля необходимо: разработать единую термодинамическую модель тепловоза с целью исследования тепловых режимов его узлов и систем в различном техническом состоянии; разработать единую методику бесконтактного теплового контроля тепловозов; создать необходимое программное обеспечение для оперативной обработки результатов термографирония и формирования заключения.

Реализация поставленных задач позволит разработать энергетический паспорт тепловоза и выполнить оценку эффективности его внедрения в комплексной системе менеджмента качества.

Литература:

  1. Овчаренко С. М. Реализация комплексной системы бесконтактного теплового контроля узлов тепловозов [Текст] / С. М. Овчаренко, О. В. Балагин, Д. В. Балагин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. № 4 (20). С. 35–40.
Основные термины (генерируются автоматически): техническое состояние, топливная система, высокое давление, топливная аппаратура, бесконтактный тепловой контроль, исправная топливная система, температура поверхности трубопровода, высокое давление тепловозов, диагностический параметр, неисправная форсунка.

Ключевые слова

надежность, тепловоз, тепловой контроль

Похожие статьи

Анализ методик диагностики топливной системы двигателя...

Диагностика неисправностей топливной системы двигателя осуществляется по стандарту OBD-2. Однако не все неисправности могут быть

Основные термины (генерируются автоматически): блок управления, высокое давление, топливная система, незапущенный двигатель, ошибка...

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной...

Топливная система включает два основных контура — контур низкого и контур высокого давления.

Одной из основных неисправностей топливной аппаратуры мобильных машин является износ рабочих поверхностей наконечников трубопроводов высокого давления и...

Топливная система КАМАЗ-740: устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления предназначен для использования при температуре окружающей

Виды топливного насоса высокого давления КАМАЗ 740. В настоящее время на

Топливная система насос-форсунок Cat с гидравлическим приводом и электронным...

высокое давление, топливная система, расход топлива...

Техническое состояние форсунок дизельных ДВС напрямую влияет на работу двигателя и автомобиля в целом и, соответственно, должно периодически подвергаться проверке при диагностике и испытаниях форсунок. Ключевые слова: форсунка, топливо, давление впрыска...

Техническое обслуживание топливных форсунок бензиновых...

Для снижения расхода топлива автомобильным транспортом принимаются множество решений, в том числе применяются инжекторные системы подачи топлива в цилиндры двигателя.

Современные дизельные двигатели. Топливная система

Контур высокого давления состоит из насоса высокого давления (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла высокого давления (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных...

Математическая модель процесса топливоподачи системой...

высокое давление, топливная система, расход топлива, топливная аппаратура, топливопровод, топливный насос, внутренний диаметр, мобильная техника, гидравлическое сопротивление, уплотнительный конус. Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры.

Топливный насос высокого давления КАМАЗ-740

Топливную аппаратуру автомобиля КАМАЗ можно сравнить с сердцем, которое подает топливо в двигатель, который приводит машину в движение. Эффективность работы самого двигателя зависит от того, каким будет давление в топливной системе. Поэтому очень важно знать...

Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры

Вредного воздействия на детали топливной аппаратуры частицы воды водо-топливной

Адсорбированные на поверхности твердых частиц продукты неполного окисления топлива

Ключевые слова: форсунка, топливо, давление впрыска, расход топлива, диагностика...

Похожие статьи

Анализ методик диагностики топливной системы двигателя...

Диагностика неисправностей топливной системы двигателя осуществляется по стандарту OBD-2. Однако не все неисправности могут быть

Основные термины (генерируются автоматически): блок управления, высокое давление, топливная система, незапущенный двигатель, ошибка...

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной...

Топливная система включает два основных контура — контур низкого и контур высокого давления.

Одной из основных неисправностей топливной аппаратуры мобильных машин является износ рабочих поверхностей наконечников трубопроводов высокого давления и...

Топливная система КАМАЗ-740: устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления предназначен для использования при температуре окружающей

Виды топливного насоса высокого давления КАМАЗ 740. В настоящее время на

Топливная система насос-форсунок Cat с гидравлическим приводом и электронным...

высокое давление, топливная система, расход топлива...

Техническое состояние форсунок дизельных ДВС напрямую влияет на работу двигателя и автомобиля в целом и, соответственно, должно периодически подвергаться проверке при диагностике и испытаниях форсунок. Ключевые слова: форсунка, топливо, давление впрыска...

Техническое обслуживание топливных форсунок бензиновых...

Для снижения расхода топлива автомобильным транспортом принимаются множество решений, в том числе применяются инжекторные системы подачи топлива в цилиндры двигателя.

Современные дизельные двигатели. Топливная система

Контур высокого давления состоит из насоса высокого давления (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла высокого давления (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных...

Математическая модель процесса топливоподачи системой...

высокое давление, топливная система, расход топлива, топливная аппаратура, топливопровод, топливный насос, внутренний диаметр, мобильная техника, гидравлическое сопротивление, уплотнительный конус. Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры.

Топливный насос высокого давления КАМАЗ-740

Топливную аппаратуру автомобиля КАМАЗ можно сравнить с сердцем, которое подает топливо в двигатель, который приводит машину в движение. Эффективность работы самого двигателя зависит от того, каким будет давление в топливной системе. Поэтому очень важно знать...

Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры

Вредного воздействия на детали топливной аппаратуры частицы воды водо-топливной

Адсорбированные на поверхности твердых частиц продукты неполного окисления топлива

Ключевые слова: форсунка, топливо, давление впрыска, расход топлива, диагностика...