17.6Стационарные системы диагностирования
Диагностика активно развивается применительно к тяговому подвижному составу. Создаются диагностические комплексы для различных видов оборудования. Одна из первых отечественных систем диагностирования была создана учеными ТашИИТ для диагностирования колесно-моторных блоков (КМБ) тепловозов [98], был разработан метод распознавания неисправностей КМБ, разработана оригинальная методика проведения испытаний с измерениями на резонансных частотах вращения тягового двигателя. Система была внедрена на Ташкентской ж.д. для диагностирования КМБ тепловозов. Система проходила опытную эксплуатацию на Красноярской ж.д. Другая система технического диагностирования и настройки электрооборудования создана применительно к электровозам серии ЧС2 [51]. Применительно к системам управления электровозов ВЛ8 методика диагностирования разработана в депо Туапсе.
Отдельно следует выделить диагностирование дизель-генераторной установки тепловоза. Это направление активно развивалось с 1946 года – уже в 1977 году выходит обобщающая накопленный опыт монография [97]. В настоящее время создаются встроенные системы диагностирования дизеля и обслуживающих его систем с выводом соответствующей информации на экран бортового компьютера.
Современные диагностические стенды и технологии для нужд ПТОЛ и ремонтных локомотивных депо активно разрабатываются одним из лидеров в области диагностирования электровозов – НИИ технологий, контроля и диагностики железнодорожного транспорта (НИИТКД) [73]. Также следует отметить большой вклад в развитие компаний ОМИКС [75] и ВАСТ [8] и др..
Первые работы в области диагностирования существенно сдерживались ограниченными возможностями измерительной и вычислительной техники. Автоматизация испытаний была ограничена. Первый опыт автоматизации эксперимента с использованием ЭВМ (позже – персонального компьютера) был накоплен в МИИТ в начале 80-х годов 20 века [18]: принципиально новым этапом стало создание и внедрение автоматизированной системы технического диагностирования (АСТД) для электровозов переменного тока серии ВЛ80р. Современные системы технического диагностирования (как бортовые, так и стационарные и переносные) строятся по общему принципу, который был заложен в начале 80-х годов прошлого века в АСТД.
Основу аппаратных средств АСТД составлял информационно-вычислительный комплекс (Рис.5.1 (а)), реализованный на базе персонального компьютера и дистанционно управляемых вольтметра, частотомера, коммутатора сигналов и блока тестовых воздействий. Подключение к цепям электровоза осуществлялось по стационарно проложенным и переносным кабелям (Рис.5.1 (б)). Внедрение АСТД повысило надежность электровозов ВЛ80р в 3,5 -5 раз, фактически дав жизнь принципиально новым локомотивам переменного тока. Сейчас по заложенным в ВЛ80р принципам управления работают электровозы серий ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, ЭП1М, 2ЭС5К и его модификации.
б - Схема подключения к локомотиву ВЛ80р
Рисунок 5.1 – Первая АСТД отечественных локомотивов
Наряду с разработкой аппаратно-программных средств был разработан новый подход к организации ремонта. Внедрение АСТД позволило принципиально поменять порядок технического обслуживания, сохранив при этом привязку к существующей системе ТО и ТР.
При неработоспособном состоянии оборудования на основании полученной диагностической информации обслуживающий персонал АСТД по критерию объема предстоящих работ принимал решение о возможности устранения дефекта собственными силами. При невозможности устранения дефекта составлялся план работ, который передавался мастеру ремонтного цеха.
Принципы АСТД легли в основу всех современных систем технического диагностирования локомотивов, а термином АСТД теперь обозначаются все виды компьютерных и микропроцессорных систем технического диагностирования. В настоящее время выпускается целый ряд стационарных АСТД для большинства узлов локомотивов. Далее приводится краткое описание основных из них.
Силовые полупроводниковые приборы выпрямительных установок. Пример современной стационарной АСТД показан на Рис.5.2 - это стационарная автоматизированная система технического диагностирования выпрямительных установок локомотивов на базе измерительного прибора АДИП.
Рисунок 5.2 - АПК ТИР на базе АДИП (АСТД силовых тиристоров)
АПК ТИР позволяет автоматизировать испытания по Правилам ремонта электровозов переменного тока ЦТ-635П13.6.14. При этом проверяются:
Для ВИП2200: класс тиристоров в плечах 3,4,5,6 не ниже 14, класс тиристоров в плечах 1,2,7,8 не ниже 15;
Для ВИП4000: класс тиристоров в плечах 3,4 не ниже 32, класс тиристоров в плечах 1,2,5,6,7,8 не ниже 28.
Использование АПК ТИР в локомотивных депо существенно повысило эффективность практического использования приборов типа АДИП.
Реостатные испытания. Наиболее известным видом стационарной АСТД можно считать станции реостатных испытаний дизель-генераторных установок (ДГУ) тепловозов (Рис.5.3), используемых как на заводах, так и в депо. В настоящее время в большинстве ремонтных локомотивных депо стоят станции типа «КИПАРИС» и «Алмаз». Разрабатывается станция типа «АРАМИС».
Реостатные испытания тепловоза ведутся на типовых водяных реостатных установках, обеспечивающих реализацию максимальной мощности дизель-генератора, работу во всех точках внешней характеристики тягового генератора, возможность измерения необходимых параметров для настройки дизеля и электрической схемы.
На заводах при изготовлении и ремонте реостатные испытания тепловоза позволяют проверить качество монтажа взаимосвязанных составных частей его оборудования, отрегулировать и довести электрическую схему для получения требуемых мощностных характеристик тягового генератора при одновременной проверке работы дизель-генераторной и холодильной установок и других сборочных единиц, размещенных на раме тепловоза. В депо после текущих ремонтов ТР-2 и ТР-3 на реостатных испытаниях производится обкатка, доводка, регулировка дизель-генераторной установки под нагрузкой, регулировка и доводка электрической схемы с одновременной проверкой качества монтажа и работы всех сборочных единиц, размещенных на раме тепловоза.
Электрические машины. Второй не менее распространенный вид АСТД – автоматизированные нагрузочные стенды для испытания электрических машин – прежде всего – тяговых электродвигателей (ТЭД) и вспомогательных машин. Стенд работает по принципу взаимной нагрузки (Рис.5.4). АСТД автоматически или в диалоговом режиме задает режимы работы электрических машин и фиксирует все необходимые параметры (ток, напряжение, скорость вращения, искрение коллектора, вибрацию и др.). В результате автоматически формируется отчет о результатах испытаний.
а
- Рабочее
место мастера реостатных испытаний
КИПАРИС
б - Набор датчиков для проведения реостатных испытаний
д - Тепловоз на реостатных испытаниях
Рисунок 5.3 – Станция реостатных испытаний
Рисунок 5.4 – Испытательная станция ТЭД
Тормозное оборудование. В каждом депо также есть стенды для испытания тормозного оборудования локомотивов. Сейчас эти стенды тоже автоматизируются, и, по сути, представляют собой автоматизированные АСТД (Рис.5.5). Стенды необходимы для проверки воздухораспределителей, кранов машинистов, автостопов, компрессоры, резервуаров и другого тормозного оборудования.
Рисунок 5.5 – Стенд проверки воздухораспределителей
Т
опливная
аппаратура.
В тепловозных ремонтных депо большое
внимание уделяется стендам настройки
топливной аппаратуры, других узлов
дизель-генераторной установки (Рис.5.6).
Стенды создаются для диагностирования,
испытания и настройки топливных насосов,
плунжерных пар насосов, форсунок, трубок
высокого давления и др.
Рисунок 5.6 – Автоматизированный стенд для обкатки и настройки топливных насосов высокого давления
Механическое оборудование. Постепенно вместо ручных стендов внедряются АСТД и для проверки механического оборудования: пружин, рессор, гидрогасителей и др. (Рис.5.7).
Рисунок 5.7 – Автоматизированный стенд для контроля листовых рессор
АСТД по видам оборудования. В качестве других стационарных АСТД, распространенных в депо можно назвать АСТД для следующих видов оборудования локомотива:
щеточный аппарат электродвигателей (прежде всего ТЭД);
остовы и якоря ТЭД;
аппараты защиты;
реле и релейные цепи;
групповые переключатели, реверсоры
силовые электрические аппараты;
токоприемники;
подшипники;
другое оборудование локомотива.