Совершенствование диагностирования топливной аппаратуры тепловозных дизелей

ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ 9
1.1 Задачи и принцип действия топливной аппаратуры 9
1.2 Топливная система высокого давления(ТСВД) 15
1.2.1 Топливный насос высокого давления (ТНВД) 20
1.2.2 Форсунка дизеля. 22
1.3 Распыливание топлива 24
1.4 Тепловозное дизельное топливо 26
1.5 Требования, предъявляемые к ТСВД 27
2 ЭЛЕКТРОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВПРЫСКОМ 30
2.1 Системы электронного впрыска 30
2.2 Топливная система Common Rail 36
2.2.1 Электрогидроуправляемая форсунка 37
2.2.2 Топливный насос высокого давления 42
2.2.3 Аккумулятор высокого давления. 46
2.2.4 Электронный блок управления 47
2.3 Характеристики впрыска в топливной системе Common Rail 53
2.3.1 Предварительный впрыск топлива 54
2.3.2 Основной впрыск 58
2.3.3 Вторичный впрыск топлива 59
2.4 Достоинства и недостатки CR 60
3 МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ 62
3.1 Основные неисправности системы CR. 62
3.2 Датчик хода иглы форсунки. 67
3.3 Датчик давления 75
4 ОБРАБОТКА ДАННЫХ В ЭЛЕКТРОННОМ БЛОКЕ УПРАВЛЕНИЯ 77
5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ 81
5.1 Определение капитальных вложений 81
5.2 Расчет экономического эффекта от установки топливной системы CR 85
6 ОХРАНА ТРУДА 87
6.1 Выбор типа и определение количества огнетушителей в отделении топливной аппаратуры. 87
6.1.1 Определение размеров топливного отделения. 87
6.1.2 Определение помещения по категории взрывопожарной и пожарной опасности 88
6.1.3 Определение класса пожара 89
6.1.4 Определение огнетушащей способности. 89
6.2 Выбор пожарного щита и его комплектация. 92
6.3. Выбор пожарный извещателей 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100

Весь текст будет доступен после покупки

Эксплуатация тепловозов в основном зависит от надежности и эффективности работы топливной аппаратуры (ТА), которая определяется качеством технического обслуживания и ремонта. Число отказов тепловозов по сети железных дорог по причине выхода из строя дизельной установки достигают 40 % от общего числа отказов основных узлов тепловозов, в том числе 13 – 14 % от общего числа отказов по дизелю тепловоза по причине выхода из строя топливной аппаратуры. Такое состояние тепловозного парка и топливной аппаратуры тепловозных дизелей обусловливается ненадлежащим качеством текущих ремонтов и неэффективным диагностированием, что говорит о недостаточной степени разработанности исследуемой темы.
Выявлено, что применение планово-предупредительной стратегии технического обслуживания и использование эффективных технологий диагностирования дизелей может сократить прогрессирующие потери (например, перерасход топлива) на 30% и более.
В результате исследований было обнаружено, что в условиях реальной эксплуатации значительно возрастает число отказов менее надежных составных частей топливной аппаратуры, в частности:
– Закоксовывание распылителя форсунки или нарушение подвижности иглы, понижение давления в 8 – 9 раз.
– Разрегулировка топливного насоса высокого давления, износ или заклинивание плунжерных пар и нагнетательных клапанов в 6 – 7 раз.
– Повышенный износ гильз, колец, поршней в 4 – 5 раз.
Кроме того, ухудшение технического состояния топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунок существенно снижает эксплуатационные показатели дизелей.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
1.1 Задачи и принцип действия топливной аппаратуры
Топливная система является одной из важнейших составляющих тепловоза. В случае выхода из строя, локомотив становится не работоспособным и тем сам не выполняется план по пассажира и грузоперевозкам. Топливная система имеет влияние на все основные характеристики двигателя. От качества впрыска зависят мощность, экологичность, экономичность и множество других факторов. В связи с большим влияние топливной системы на характеристики двигателя, топливная аппаратура должна постоянно совершенствоваться.
Основные функции топливных систем состоят в следующем:
– Хранение запаса топлива;
– Подготовка топлива (очистка от воды и механических примесей, подогрев или охлаждение);
– Дозирование топлива в соответствии с режимом работы двигателя и подачи цикловой порции топлива в цилиндры в соответствии с порядком их работы;
– Подача топлива в цилиндры на определенном участке рабочего цикла по заданному закону.
– Распределение топлива по камере сгорания в соответствии с принятым способом смесеобразования.
На рисунке 1.1 представлена классическая топливная система тепловоза 2ТЭ116. Расположенное на схеме оборудование на большинстве тепловозов примерно одинаковое.

1 — бак для топлива; 2,19— заборное устройство; 3, 16— фильтры грубой очистки; 4 — карман для ртутного термометра; 5 – топливодкачивающий насос; 6 — фильтр тонкой очистки; 7 – топливный насос; 8 — форсунка; 9— вентиль; 10 — перепускной клапан; 11,13 — предохранительный клапан; 12 — невозвратный клапан, 14 — дроссель; 15 — топливоподкачивающий агрегат; 17 — труба для слива топлива с полок дизель-генератора и плиты топливоподкачивающего агрегата; 18 — подогреватель топлива; 20 — заборное устройство; 21 – клапан для слива отстоя Рисунок 1.1 - Схема топливной системы

Топливо заправляют с помощью одной из двух заливных горловин 2. Во время пуска дизель-генератора необходима предпусковая прокачка и подача топлива к топливным насосам. Эту функцию выполняет топливоподкачивающий агрегат 15. Уже после запуска дизель-генератора топлиподкачивающий насос выключается, и подача топлива исполняется посредством топлиподкачивающего насоса 5, установленном на дизеле.
В момент предпусковой прокачки системы и запуска дизель-генератора топливокачивающий агрегат 15 засасывает топливо из бака 1 через всасывающую трубу заборного устройства 20 и фильтр грубой очистки 16 и по нагнетательной трубе через невозвратный клапан 12 и фильтр тонкой очистки 6 попадает в трубу подвода к топливным насосам 7 дизеля. Излишки топлива посредством перепускного клапана 10 и подогревателя топлива 18 сливаются в заборное устройство бака. Топливные насосы 7 дизеля подают топливо к форсункам 8 по форсуночным трубкам. С помощью форсунки происходит впрыск топлива в цилиндры дизеля. Топливо, просочившиеся из полости высокого давления, сливается обратно в топливный бак.
Чтобы обеспечить необходимое давление топлива для стандартной работы дизель-генератора, на нагнетательном трубопроводе после топливоподкачивающего агрегата установлен предохранительный клапан 13, отрегулированный на давление 0,30-0,35 МПа, а на конце трубы подвода топлива к топливным насосам имеется перепускной клапан 10, открывающийся при давлении 0,11-0,13 МПа. При подготовке к пуску дизель-генератора после долгой стоянки при работающем топливоподкачивающем агрегате из трубопровода удаляют воздух отворачиванием болтов выпуска воздуха на фильтре тонкой очистки 6 и подогревателе топлива 18. Вентиль 9 открывают с целью слива топлива из трубопровода дизеля перед демонтажом топливной аппаратуры. Грязное топливо с полок дизель-генератора и плиты топливоподкачивающего агрегата сливается по трубе 19 наружу тепловоза.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей /под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. – М. : Машиностроение, 1983. – 376 с. (Примеры расчета – с. 365).
2 Грехов Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для ВУЗов. / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков, 2004. – 344 с.
3 "Дизели", Машиностроение, 1977г., Авторы: Б.П.Барков, В.А.Ваншейдт, И.П.Воронков, Н.Н.Иванченко, Л.К.Коллеров и др.
4 Блинов. П.Н Модель процесса топливоподачи топливной аппаратуры тепловозных дизелей с учетом технических характеристик ее деталей.
5 В.В Грачев, Ф.Ю Базилевский, В.А Кручек, С.В Плахов – Системы электронного управления впрыском топлива, учеб. пособие, ФГБОУ ВО ПГУПС, 2018 – 49 стр.
6 Живоченко, А. В. Датчик для записи подъема иглы форсунки дизеля / А. В. Живоченко, Л. Ю. Михайлова. // Вестник Павлодарского университета. Научный журнал. – № 4. – Павлодар, 2001. – С. 110–112.
7 Коньков, А. Ю. Основы технической диагностики локомотивов : учеб. пособие / А. Ю. Коньков. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2007. – 98 с.
8 Федотов, Г. Б. Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытание, совершенствование / Г. Б. Федотов, Г. И. Левин. – М.: Транспорт, 1983. –192 с.

Весь текст будет доступен после покупки