Дисциплина МДК.02.01Конструкция и управление тепловозом
Преподаватель Вовк В.В.
Гр.№46 Машинист локомотива
Занятие №29
Тема программы: Тема№3 Техническое обслуживание тепловоза.
Тема занятия: Основные требования к эксплуатации дизеля в условиях различных режимов работы
Цель занятия: изучить основные требования к эксплуатации дизеля в условиях различных режимов работы
План урока
I. Организационный момент.
II. Работа над новым теоретическим материалом
Основные требования к эксплуатации дизеля в условиях различных режимов работы
При эксплуатации тепловозных дизелей необходимо выполнять комплекс требований и рекомендаций, направленных на достижение наилучших показателей их работы в условиях различных режимов.
1) Пусковой режим дизеля. Процесс пуска довольно сложен и требует соблюдения локомотивными бригадами условий, влияющих на быстроту и качество его осуществления. Одним из таких условий является поддержание в требуемых параметрах температуры воды и масла, что обеспечит предварительный прогрев дизеля. Нагретое дизельное масло, имея меньшую вязкость, позволяет при прокачке системы смазки улучшить его подвод к трущимся узлам дизеля и тем самым уменьшить силы сопротивления вращению кривошипно-шатунного механизма и износ его деталей. Кроме того, качество смазки дизеля зависит от исправности маслопрокачивающего агрегата и времени фактической его работы. Уменьшение времени работы насоса приводит к созданию условий для сухого и полусухого трения в деталях дизеля и их преждевременному износу, особенно в местах, наиболее удаленных по тракту маслопровода. В связи с этим на тепловозах многих серий имеется контролирующая аппаратура, не позволяющая производить пуск дизеля при малом давлении масла.
Пуск непрогретого дизеля дополнительно осложняется из-за ухудшения процесса начального воспламенения горючей смеси. При малой частоте вращения коленчатого вала топливными насосами создается недостаточное давление топлива для осуществления хорошего распыла и качественного смесеобразования. Это способствует его накоплению в камере сгорания. Воспламенение большого количества накопившегося топлива приводит к жесткой работе дизеля, увеличению давления в цилиндре, что вызывает механические удары на детали шатунно-поршневой группы. Динамическое повышение нагрузки при невыбранных тепловых зазорах и малой частоте вращения коленчатого вала приводит к полусухому трению в подшипниках вала, повышая их износ. Кроме того, мгновенный рост температуры газа вызывает в сравнительно холодных деталях цилиндропоршневой группы увеличение термических напряжений, способных образовать трещины.
Для устранения указанных недостатков пускового процесса на некоторых дизелях производят отключение ряда топливных насосов, что способствует увеличению цикловой подачи топлива работающими насосами, улучшению его режима и созданию условий для быстрого воспламенения и сгорания.
Во время пуска дизеля необходимо контролировать происходящий процесс по приборам и на слух. В случае появления нехарактерных стуков, постороннего шума или других неполадок немедленно прекращают пуск дизеля и не производят повторного до выявления и устранения неисправностей.
2) Работа дизеля на холостом ходу и малых нагрузках. Особенности эксплуатации тепловоза вызывают необходимость длительного использования дизеля на режимах малых нагрузок и холостого хода. Это объясняется потребностью маневрового передвижения локомотива или следования его резервом, а также обеспечения на стоянках работы вспомогательного оборудования: компрессора, вспомогательного генератора, вентиляторов и т. д. В зимнее время при длительных стоянках тепловоза режим холостого хода используется для прогрева дизеля. Кроме того, в некоторых случаях работа дизеля на холостом ходу вызывается трудностями осуществления частых пусков.
Известно, что тепловозные дизели для достижения наибольшей экономичности приспособлены к работе на режимах номинальной или близкой к ней мощности. Поэтому использование их на режимах малых нагрузок и холостого хода резко снижает экономичность, поскольку получаемая при этом мощность достигается при высоких удельных расходах топлива.
При низкой частоте вращения коленчатого валя и малой скорости движения поршня происходит сравнительно медленный рост давления и температуры воздушного заряда. Это способствует повышению относительных потерь тепла в системе охлаждения, которые обусловлены главным образом увеличением времени теплоотдачи и низкими температурами стенок втулок цилиндров. Таким образом, чтобы уменьшить период задержки воспламенения, необходимо уменьшить тепловые потери в камере сгорания, для чего следует поддерживать допустимо высокую температуру воды и масла на весь период работы дизеля на холостом ходу. Повышение температуры воды и масла существенно влияет на снижение расхода топлива, что связано с уменьшением механических потерь и улучшением процесса сгорания. Одновременно уменьшается износ трущихся деталей дизеля.
Существенно ухудшается рабочий процесс дизеля при поступлении в цилиндры холодного наддувочного воздуха (особенно в зимнее время). Поэтому некоторые дизели оборудуют устройствами для обогрева воздуха. На тепловозе 2ТЭ116 применяется подогрев воздуха в воздухоохладителях за счет перепуска воды из системы «горячего» контура в «холодный» контур. Рекомендуется в зимнее время производить забор воздуха из дизельного помещения.
3) Работа дизеля при переходных режимах. Условия поездной работы тепловоза постоянно требуют выбирать определенный мощностной режим дизеля, для чего машинисту приходится часто переходить с одной позиции контроллера на другую. Возникает переходный процесс дизеля. Кроме того, такие процессы возникают самопроизвольно при изменении нагрузки собственных нужд, боксовании колесных пар, срабатывании защиты и т. д. Переходный режим работы любого дизеля в первую очередь характеризуется нарушением рабочего процесса из-за рассогласования подачи топлива и воздуха в цилиндры. Особенно это заметно в двигателях, оборудованных газотурбинным наддувом.
Повышение мощности дизеля достигается увеличением цикловой подачи топлива, что требует обязательного увеличения воздушного заряда, зависящего от частоты вращения ротора турбокомпрессора, т. е. мощности турбины. Но так как давление газов перед турбиной нарастает медленно, частота вращения ротора турбокомпрессора отстает от роста частоты вращения коленчатого вала и нагрузки дизеля, что приводит к недостаточному снабжению цилиндров воздухом.
В результате качество сгорания топлива ухудшается, увеличивается дымность выпуска, повышается температура газов в цилиндре дизеля и перед турбиной, растет тепловая напряженность деталей дизеля. Отсюда следует, что медленное нарастание давления газов перед турбиной является основным фактором, лимитирующим увеличение мощности турбокомпрессора.
Улучшить качество переходных режимов можно, увеличивая их продолжительность, что достигается разными способами. Так, на дизелях тепловозов 2ТЭ116 устанавливают регуляторы с коррекцией мощности и подачи топлива в зависимости от давления наддува. Коррекция позволяет в период переходного процесса обеспечить согласование цикловой подачи топлива в цилиндр с воздушным зарядом в нем и тем самым ограничить дымность выпуска и уменьшить тепловую напряженность деталей дизеля.
Немаловажным требованием является необходимость выдерживать рукоятку контроллера машиниста на каждой из позиций в течение 2–4с. Кроме того, качество и продолжительность переходного процесса зависит от исправного состояния регулирующей и защитной аппаратуры дизеля, технического состояния турбокомпрессоров, чистоты газового и воздушного трактов.
4) Оптимальные режимы работы дизеля. Заводами, изготавливающими дизели для локомотивов, на основании исследований установлена определенная зависимость частоты вращения коленчатого вала и мощности, при соблюдении которой достигается наибольший эффективный к.п.д. дизеля. При работе дизеля на разных нагрузочных режимах прежде всего это обеспечивается определенным соотношением воздушного заряда и цикловой подачи топлива. В эксплуатации изменение этих параметров может быть вызвано появлением неисправностей в отдельных устройствах дизеля, а также по причине несоблюдения машинистом требований Руководства по эксплуатации и обслуживанию дизеля. Так, например, изменение значения воздушного заряда в цилиндре зависит от исправности турбокомпрессора или воздуходувки, чистоты воздушных фильтров, температуры наддувочного воздуха. Цикловая подача топлива изменяется из-за неисправности форсунок, топливных насосов высокого давления и регулятора частоты вращения. В результате дизель снижает мощность, частоту вращения коленчатого вала и к.п.д. Кроме того, уменьшение к.п.д. дизеля происходит при несоблюдении машинистом оптимальных температур воды, топлива и масла.
Изменение режима нагрузки дизеля, особенно на максимальных позициях контроллера, может вызвать его перегрузку, что в свою очередь приведет к появлению в цилиндрах высокой температуры газов, способствующей перегреву дизеля, ухудшению качества смазки трущихся деталей и повышенному их износу. Наиболее часто это происходит по причине изменения мощности тягового генератора и мощности вспомогательных механизмов. В этих случаях для поддержания неизменной мощности дизеля необходимо, чтобы система регулирования дизель-генератора автоматически корректировала мощность генератора в соответствии с изменениями мощности вспомогательных нагрузок, к.п.д. генератора и параметров окружающей среды. Решение этой задачи достигнуто постановкой на новых тепловозах объединенного регулятора.
Ухудшается экономичность дизеля при его работе на позициях контроллера, где частота вращения коленчатого вала меньше на 0,5–0,6 номинальной. Поэтому машинисту следует стремиться в пути следования больше использовать дизель под нагрузкой, близкой к номинальной.
При работе дизеля в режиме максимальной нагрузки машинист обязан периодически определять мощность генератора (IU) и сравнивать полученный результат с паспортными данными дизель-генератора. Обнаруженные отклонения мощности генератора от требуемых значений фиксируются в Журнале технического состояния ТУ-152.
5) Остановка дизеля. Дизель в нормальных условиях останавливают с пульта управления выключением соответствующих кнопок, тумблеров или автоматических выключателей. В случае крайней необходимости дизель можно остановить кнопкой аварийного выключателя. Перед остановкой дизеля следует понизить температуру воды и масла, для чего необходимо установить
контроллер машиниста на нулевое положение и проработать некоторое время в режиме холостого хода. Снижение температуры воды и масла для большинства тепловозных двигателей рекомендуется доводить до 50–65°С в летнее и до 60–70°С в зимнее время.
Для быстрого снижения температуры воды, масла и сокращения времени непроизводительной работы дизеля следует увеличить эффективность работы холодильника. Это достигается переходом на ручное дистанционное управление вентилятором холодильника и жалюзи, которые на данный период работы полностью открываются.
6) Контроль за работой дизеля в эксплуатации. В условиях эксплуатации о техническом состоянии дизеля судят по показаниям измерительных приборов, расходу топлива и масла, работоспособности топливной аппаратуры и другим факторам.
Контроль за работой дизеля и его систем постоянно ведется по приборам пульта управления и периодически по приборам дизельного помещения. Контролируемые параметры, характеризующие нормальную работу дизеля, должны соответствовать установленным значениям.
На слух проверяют ритмичность работы дизеля, убеждаясь в отсутствии перебоев и постороннего шума. При их появлении дизель останавливают для осмотра и определения неисправностей.
По показанию дифманометра контролируют работу системы вентиляции картера. В картере дизеля турбокомпрессором путем отсоса газов создается разрежение, необходимое для предотвращения течи масла и выхода газов наружу через неплотности в соединениях и для уменьшения загрязнения масла. Разрежение не должно превышать установленного значения для данного типа дизеля, чтобы не вызвать усиленного уноса масла в воздушные ресиверы. В противном случае масло из ресиверов будет поступать в камеру сгорания цилиндров, что приведет к повышенному нагарообразованию, которое вызывает перегрев поршней, пригорание поршневых колец, подгорание клапанов, засорение газового тракта. Кроме того, обильное попадание масла в камеру сгорания может быть причиной разноса дизеля.
Значительно опаснее для работы дизеля недостаточное разрежение в картере. При определенных условиях это может привести к появлению давления, вызванного большой концентрацией паров масла, топлива и поступлением в картер газов из камеры сгорания. Создается опасность взрыва. Работа дизеля при появлении давления в картере категорически запрещается.
В пути следования осуществляют визуальный контроль за качеством рабочего процесса дизеля по цвету выпускных газов. Газы должны иметь серый цвет или быть бесцветными при работе дизеля под нагрузкой. Появление газов темного цвета указывает на неполное сгорание топлива, вызванное такими причинами, как неисправность форсунок, малый угол опережения подачи топлива, недостаточное воздухоснабжение дизеля, перегрузка дизеля и др. Голубой цвет отработавших газов указывает на сгорание масла, белый – на попадание в камеру сгорания воды.
При эксплуатации дизеля наблюдаются случаи появления разноса (разгона). Под разносом дизеля следует понимать неуправляемый процесс его работы с частотой вращения коленчатого вала, значительно превышающей номинальную. Создается опасность разрушения дизеля и его вспомогательного оборудования. Локомотивная бригада должна остановить дизель, для чего немедленно прекратить подачу топлива в цилиндры и по возможности поставить дизель под нагрузку.
Во всех случаях выполнения локомотивной бригадой на дизеле работ, связанных с открытием люков картера, необходимо тщательно проверить состояние шплинтовки, крепление шатунных болтов, болтов подвесок, пальцев прицепных шатунов и убедиться, нет ли посторонних предметов в картере (на сетке картера).
При необходимости удаления скопившегося масла из камеры сгорания следует открыть индикаторные краны на всех цилиндрах и, убедившись, что предельный выключатель выключен, валоповоротный механизм выведен из зацепления, ограждение вращающихся частей дизеля в исправном состоянии и против индикаторных кранов в дизельном помещении никого нет, произвести генератором проворот коленчатого вала.
При работающем дизеле локомотивная бригада должна проверять исправную работу оборудования, нет ли течи топлива, воды и масла, правильность показаний измерительных приборов, ритмичность работы дизеля.
Контрольные вопросы:
1. Соблюдения локомотивными бригадами каких условий требует процесс пуска дизеля?
2. Как осуществляется контроль за работой дизеля и его системами?
3. В пути следования л.б. осуществляют визуальный контроль за качеством рабочего процесса дизеля по цвету выпускных газов. Что пол ним можно определить?
4. Что следует понимать под определением разнос (разгон) дизеля?
5. Что следует предпринять при необходимости удаления скопившегося масла из камеры сгорания?
6. Что контролируют по показанию дифманометра?
IV. Домашнее задание:
Проработать текст С.П. Присяжнюк Управление тепловозом и его обслуживание стр. 66-73.
Ответить на контрольные вопросы. Фото вопросов с ответами на вопросы отправить сообщением в группе в Вконтакте https://vk.com/club194189853
( Гр.46 ЯЦПТО. Дистанционное обучение) или отправить на электронный адрес vvovk1964@gmail.com или выложить сообщением в здесь в группе
Литература:
1. С.П. Присяжнюк Управление тепловозом, М.Транспорт,1987. 312с.;