Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Подвижной состав железных дорог. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
Лабораторная работа №3
Методы испытания дизелей
При выполнении различного объема ремонтов для оценки качества
выполненных работ по восстановлению технического состояния, а также при
обнаружении во время эксплуатации отклонения основных характеристик
кузовного оборудования от значений, установленных действующими
техническими нормативами, предусматривается проведение реостатных
испытаний. Приборное оснащение, периодичность и технология проведения
реостатных испытаний предусматривали контроль как предремонтного так и
послеремонтного технического состояния локомотивов.
При проведении послеремонтных испытаний тепловоза в депо решаются
следующие основные задачи:
Выполняется обкатка тепловоза с целью предварительной взаимной
приработки трущихся деталей, окончательной отладки и качественной
настройка регулируемых узлов дизеля, электрического оборудования и
вспомогательных агрегатов, а также устранения мелких недоделок
монтажа; оценивается качество ремонта и сборки;
Выполняется необходимый объем регулировочно-доводочных работ.
На современных тепловозах применяются щитовые
электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы
(амперметры и вольтметры, установленные на приборном щите пульта
управления машиниста), используемые для контроля тока и напряжения.
Кроме того, на тепловозах предусмотрены электродистанционные
приборы, измеряющие температуру воды и масла в системах дизеля, а также
давление в масляной системе. Параметры топлива, масла и воздуха
непосредственно в дизельном помещении контролируются с помощью
стандартных манометров и термометров, установленных либо на приборном
щите дизельного помещения, либо в специально предусмотренных для этого
технологических контрольных точках. Имеется значительная группа
параметров работы кузовного оборудования тепловоза, которые
контролируются визуально, на слух и на ощупь.
Нагрузочное устройство
Нагрузочное устройство для испытании тепловозных дизельгенераторов должно удовлетворять следующим основным требованиям:
-обеспечивать поглощение энергии на всех режимах работы;
-обеспечивать возможность измерения потребляемой энергии с заданной
точностью;
11
-иметь характеристики, обеспечивающие идентичность условий работы
Рисунок 3.1 - Принципиальная схема водяного реостата
тягового генератора, передающего энергию на тяговые электродвигатели или
нагрузочное устройство.
Наиболее полно этим требованиям отвечают водяные реостаты,
используемые для испытаний дизель-генераторов.
Принципиальная схема водяного реостата представлена на рисунке 3.1.
В металлической емкости 1 заземлены пластины 2. Между ними
размещаются подвижные пластины 3, имеющие возможность совершать
возвратно-поступательное движение за счет подъемного устройства 4.
Нижняя половина пластин 3 выполнена в виде трапеции (рисунок 3.1(б)), что
позволяет плавно регулировать величину сопротивления реостата. В качестве
электролита используется вода.
В качестве средств контроля в процессе проведения реостатных
испытаний применяют контрольно-измерительные приборы пульта
управления реостатом (см. рисунок 3.2) и бортовые контрольноизмерительные приборы тепловоза [4].
12
Рисунок 3.2 – Пульт управления
1 – кнопки управления; 2 – сигнальные лампы; 3 – тахометр «Число оборотов
дизеля»; 4 – пакетные выключатели; 5 – амперметры, вольтметры,
килоамперметры, миллиамперметры; 6 – панель для подключения
сопротивлений реле переходов.
Методы испытания дизелей
При создании новых и совершенствовании существующих конструкций
дизель-генераторов проводится большое количество различных испытаний.
Объем и характер испытаний устанавливают в зависимости от цели, с
которой они проводятся. Обычно, до поступления в эксплуатацию, серийный
дизель на заводе-изготовителе проходит обкаточные, регулировочные и
приемо-сдаточные испытания.
Обкатка двигателя необходима для приработки трущихся поверхностей.
При проведении регулировочных испытаний устанавливают требуемые по
техническим условиям фазы топливоподачи, газораспределения и показатели
рабочего процесса: мощность, частоту вращения коленчатого вала, расход
топлива, максимальное давление сгорания, давление наддувочного воздуха,
температуры выпускных газов по цилиндрам, частоту вращения ротора
турбокомпрессора и пр.
13
При выпуске дизеля с завода проводятся приемо-сдаточные испытания.
Наименование
Обозначение
Единица
измерения
Допускаемая
погрешность, %
Эффективная мощность
е
кВт [л.с.]
±2,0
Частота вращения
n
с
[об/мин]
±1,0
Давление сжатия в
цилиндре
кПа [кгс/см2]
±3,0
Максимальное давление
сгорания
кПа [кгс/см2]
±3,0
После установки дизеля на тепловозе проводятся реостатные и поездные
испытания.
Рисунок 3.3 – Пункт реостатных испытаний
Помимо указанных могут проводиться и другие виды испытаний со
специальными целями, например, для оценки величины мотороресурса
двигателя, проверки различного топлива, масла, надежности и изностойкости
отдельных агрегатов двигателя, исследования особенностей протекания
рабочего процесса и т.п.
Параметры, регистрируемые при проведении испытаний дизелей,
достаточно разнообразны. О количестве и разнообразии параметров можно
судить по данным, представленным в таблице 3.1, где приведены основные
измеряемые или рассчитываемые параметры, их условные обозначения,
единицы измерений и погрешности, допускаемые при проведении приемосдаточных испытаний тепловозных дизель-генераторов, а на рисунке 3.4
показаны точки, в которых производится регистрация указанных параметров
дизель-генератора 2-26ДГ.
Таблица 3.1 - Параметры, определяемые при приемо-сдаточных испытаниях
дизель-генераторов тепловозов
14
Наименование
Обозначение
Единица
измерения
Допускаемая
погрешность, %
Разрежение на
всасывании
Δвс
Па
[мм вод. ст.]
±2,0
Давление воздуха на
входе в дизель или
турбокомпрессор
Па
[мм рт. ст.]
±1,6
Давление наддувочного
воздуха после
охлаждения
кПа
[кгс/см2]
±2,5
Перепад давления
воздуха в воздушном
охладителе
Δ
Па
[мм вод. ст.]
±5,0
Давление смазочного
масла
м
кПа [кгс/см2]
±4,0
Давление топлива
кПа [кгс/см2]
±5,0
Температура воздуха на
входе в двигатель
К[0С]
±1,0
Температура
наддувочного воздуха
после охладителя
К[0С]
±4,0
Температура выпускного
газа на выходе из
цилиндра
ц
К[0С]
±5,0
Температура выпускного
газа на входе в турбину
К[0С]
±5,0
Температура охлаждающей воды
К[0С]
±4,0
Температура масла
м
К[0С]
±4,0
Температура топлива
К[0С]
±4,0
Расход топлива
G
кг/с [кг/ч]
±1,0
Удельный расход топлива
г/(кВт·ч)
[г/(л.с.ч)]
±3,5
Расход воздуха
возд
кг/с
±5,0
Расход охлаждающей
жидкости
в
кг/с
±5,0
15
Рисунок 3.4 - Расположение точек измерения параметров работы дизель-
Наименование и тип
прибора
Класс
точности
(погрешность)
Область применения
Примечания
Манометры и
вакуумметры
образцовые МО и
МТИ
Максиметры
манометрические
0,6; 1,0
(± 2,5%)
Измерение давлений воздуха,
масла, топлива, градуировка
электрических измерительных
систем, проверка технических
манометров
Измерение максимальных
давлений в цилиндре в период
горения и сжатия
-
*
генератора 2-26ДГ
Аппаратура, необходимая для измерения указанных параметров дизельгенераторов, выбирается исходя из требований точности (таблицу3.2), целей
испытаний и условий их применения.
В таблице3.2 приведен перечень приборов, используемых при
испытаниях дизель-генераторов на тепловозах (отмечено *) и стендах
заводов-изготовителей.
Таблица 3.2 - Приборы непосредственной оценки измеряемой величины
16
Наименование и тип
прибора
Класс
точности
(погрешность)
Область применения
Примечания
(специальной
разработки)
Манометры с
унифицированным
выходным сигналом
типа МЭД
то же
Измерение давлений в
комплекте со вторичными
приборами типа КСД
*
Термопары:
хромель-алюмелевые
хромель-копелевые
термокомплект
дизельный ТКД-018
1,5
1,5
1,5
Измерение температуры
воздуха, отработавших газов,
масла, топлива и т.д.
Применяются с милливольтметрами М64, ММП-06 и
электронными
потенциометрами типа КСП-4
*
Тахометр магнитный
Счетчик оборотов СК
Магнитоиндукционны
е электрические
тахометры
(± 1,5%) (1%)
1
Измерение частоты вращения
коленчатого вала дизеля.
То же
*
*
Секундомеры:
механические
электрические
(± 0,2 с)
(± 0,01 с)
При замере расходов воды,
масла, топлива и газов
*
*
Весы почтовые
ВЦП-25
Расходомеры:
объёмные
±50 г
(±5%)
Измерение расходов топлива
*
*
Диафрагма
(± 1,5%)
Измерение расходов газов,
воздуха, воды, масла
Милливольтметр,
вольтметр
Амперметр
Частотомеры
электронные
2,5
0,5;0,2
1,0
0,2;0,5
Измерение силы тока и
напряжения в электрических
цепях
Измерение частоты и периодов
электрических колебаний
17
Наименование и тип
прибора
Класс
точности
(погрешность)
Область применения
Примечания
цифровые
Осциллографы,
магнитографы
Управляемая ЦВМ
-
-
Регистрация механических и
электрических параметров при
работе в комплекте с
датчиками
Регистрация параметров и
обработка их по
установленной методике
Уникальные учебно-исследовательские комплексы дизель-генераторов,
имеющиеся на кафедре, оборудованы современными измерительными и
регистрирующими приборами, что дает возможность исследовать
практически все вопросы, связанные с настройкой, регулировкой, оценкой
мощности, теплонапряженности, экономичности и эффективности работы
отдельных элементов конструкции дизеля, и его вспомогательных систем.
Автоматизация испытаний дизель-генераторов с помощью ЭВМ
Развитие и совершенствование современных тепловозных дизельгенераторов связано с ростом их мощности, усложнением конструкции,
внедрением средств автоматизации при одновременном снижении массы и
габаритов, улучшении качества рабочих процессов, приемистости,
экономичности и т.п.
В условиях эксплуатации режим работы дизель-генераторной установки
тепловоза редко остается постоянным, установившимся. В зависимости от
профиля и состояния пути, метеорологических условий, температуры
охлаждающих теплоносителей (воды и масла) машинист локомотива
изменяет частоту вращения коленчатого вала и величину подачи топлива в
цилиндры двигателя. В этом случае для выхода двигателя на новый режим
работы необходимо определенное время, в течение которого происходят
переходные процессы, характеризующиеся резким изменением скоростного и
нагрузочного режимов работы дизеля. Помимо переходных режимов
немаловажным является исследование пусковых режимов работы дизельгенераторов.
В этих условиях для получения необходимой информации при испытаниях используются не только параметры, характеризующие работу
18
установки и ее элементов в явном виде (давления, температуры, угловые
скорости и др.), но и параметры, изменяющиеся в очень малые промежутки
времени (деформации, напряжения, перемещения и др.).
Следует также отметить, что большинство контрольно-измерительных
приборов, рассчитанных на длительную безотказную работу тепловоза, по
своим техническим характеристикам не отвечает требованиям,
предъявляемым к измерительной аппаратуре, используемой для контроля
переходных, быстропротекающих процессов.
Таким образом, для исследования, эксплуатационных режимов работы
дизеля необходимо моделировать не только установившиеся, но и
переходные режимы его работы с обязательной регистрацией рабочих
параметров. Такую сложную задачу в современных условиях можно решить
только с использованием специальных измерительных комплексов,
управляемых с помощью ЭВМ.
В настоящее время наибольшее распространение на сети железных
дорог ОАО «РЖД» получили комплексы «КИПАРИС», его аналог «ОКОАРАМИС» и «МАГИСТРАЛЬ».
Персональный компьютер является основой для построения
измерительных комплексов. Он выполняет по заданной программе обработку
результатов измерения и отображает их на дисплее или на бумажном
носителе. Кроме того, на его устройствах организуется хранение данных в
структурированном виде. На компьютер возлагаются функции согласования
работы отдельных элементов комплекса, организации пользовательского
интерфейса и управления процессом испытаний. Программное обеспечение
(ПО) системы представляет собой совокупность подпрограмм для
проведения реостатных испытаний тепловозов по заданному алгоритму, а
также ведение архива. Некоторые разработчики в состав ПО включают
справочные системы.
Все комплексы достаточно хорошо автоматизированы и обладают
схожими функциональными возможностями.
Функциональные возможности комплекса «КИПАРИС»:
реостатные испытания проводятся в автоматизированном режиме
в объеме, определенном Правилами ТО и ТР тепловозов;
ведение архива испытаний позволяет проводить оценку тенденции
изменения теплотехнического состояния энергетической
установки.
Согласно рисунке 3.4 система «КИПАРИС» использует для контроля
точки, предусмотренные конструкцией тепловоза. Следует отметить, что
19
набор контролируемых параметров, не всегда достаточен для разработки
Рисунок 3.4 – Расположение контрольных точек на тепловозе ТЭ10
1 – температура и давление перед воздухоохладителем; 2 – температура и
давление в ресивере; 3 – ход иглы форсунки; 4 – частота вращения
турбокомпрессора; 5 – частота вращения коленчатого вала дизеля; 6 –
температура выхлопных газов; 7 – выход рейки топливного насоса; 8 –
позиция контроллера машиниста (подключение контактов); 9 – температура
и разряжение на всасывание; 10 – температура и давление перед
нагнетателем второй ступени; 11 – температура и давление перед
турбокомпрессором.
алгоритмов диагностирования.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]