Введение к работе
Актуальность темы. Экономические и экологические показатели работы тепловозного дизеля во многом определяются качеством распыливания топлива, которое в свою очередь зависит от технического состояния (ТС) форсунок. Известно, что топливная аппаратура (ТА) является наименее надежной системой дизеля. При этом порядка 35% отказов ТА, исключающих нормальную работу двигателя, приходится на долю форсунок. К дефектам, вызывающим эти отказы, относятся: зависание иглы форсунки, поломка пружины форсунки и другие неисправности, сравнительно легко диагностируемые существующими методами. Значительно сложнее обнаружить частичную потерю работоспособности форсунок, вызванную постепенно изменяющимся во времени износом в сопряжении игла – корпус распылителя, износом или закоксовыванием сопловых отверстий соплового наконечника, износом поверхности запорного конуса иглы распылителя, а также уменьшением жесткости пружины форсунки. На практике не редки случаи, когда после ремонта на двигатель устанавливаются форсунки с отклонениями ТС, не выявленными при традиционных стендовых испытаниях. Как следствие, это ведет к завышенному расходу топлива, увеличению дымности, сложностям настройки дизель-генераторной установки и т.д.
Существующая система проверки форсунок в локомотивных депо и топливных цехах локомотиворемонтных заводов производится с применением специальных опрессовочных стендов, технология и оснащение которых не претерпевали изменения в течение нескольких десятилетий.
Несмотря на разнообразие существующих стендов для проверки форсунок дизелей, их оснащение и технология проверки позволяют относительно объективно определить только такие показатели ТС, как давление начала подачи топлива и гидравлическую плотность распылителя. Состояние сопловых отверстий и локализация неплотностей определяются на основании интегрального показателя – качества распыливания топлива, опираясь на визуальные и слуховые ощущения оператора. Как следствие, качество выполнения операций по проверке форсунок при стендовых испытаниях во многом зависит от квалификации и опыта оператора.
Актуальность настоящей работы заключается в устранении субъективных факторов имеющих место в существующей технологии проверки форсунок, в расширении перечня оцениваемых параметров при стендовых испытаниях форсунок в ремонтных подразделениях, а также в разработке научных основ, которые могут быть использованы при диагностировании форсунок непосредственно на двигателе.
Цель работы. Совершенствование методов диагностирования ТА тепловозных дизелей при стендовых испытаниях.
Научная новизна.
-
На основе теории идентификации разработан новый метод количественного оценивания параметров форсунок по результатам исследования процессов в трубопроводе опрессовочного стенда.
-
Предложена методика расчета гидравлических сил, действующих на клапан топливного насоса высокого давления (ТНВД) и иглу форсунки, учитывающая неравномерное распределение давления в объемах проточной части клапанного узла и распылителя.
Практическую ценность представляют: алгоритмы и компьютерные программы, реализующие разработанный метод оценивания параметров форсунок; результаты уточнения сил, действующих на клапан ТНВД и иглу форсунки дизелей 10Д100 и Д49, а также выполненная модернизация опрессовочного стенда типа А106.
Реализация работы. Модернизированный стенд с соответствующим программным обеспечением внедрен в учебный процесс кафедры «Тепловозы и тепловые двигатели» ДВГУПС, а также предложен для внедрения на предприятиях Дальневосточной железной дороги – филиалах ОАО «РЖД».
Апробация результатов работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на Пятой международной конференции творческой молодежи (г. Хабаровск, ДВГУПС, 17-19 апреля 2007 г.), 45-й Международной научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки (г. Хабаровск, ДВГУПС, 7-9 ноября 2007 г.), Международной научно-технической конференции посвященной 80-летию А.В. Николаенко (г. Санкт-Петербург, СПбГАУ, 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Двигатели 2008» (г. Хабаровск, ТОГУ, 15-19 сентября 2008 г.), XI краевом конкурсе молодых ученых (г. Хабаровск, ТОГУ, 21 января 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Хабаровск, ДВГУПС, 22-24 апреля 2009 г.), Межвузовских семинарах по проблемам ДВС (г. Хабаровск, ТОГУ, 2007-2009 гг.), Научно-техническом семинаре кафедры «Локомотивы» ОмГУПС (г. Омск, 18 марта 2010 г.), заседаниях кафедры «Тепловозы и тепловые двигатели» ДВГУПС (г. Хабаровск, 2007-2009 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендуемых ВАК – 2.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 118 наименований и содержит 169 страниц текста, включая 20 таблиц и 57 рисунков.
