6. Влияние износа тнвд на работу дизеля.

Влияние износа топливной аппаратуры на изменение показателей работы тепловозною дизеля можно установить по результатам сравнительных испытаний, проведенных на одноцилиндровом отсеке дизелей типа Д100 и дизель-генераторе Д50. Для испытаний на отсеке были подобраны четыре группы комплектов топливной аппаратуры (табл. 1). Комплект 1 составлен из новых прецизионных пар и показатели работы дизеля с ним приняты в качестве исходных. Остальные комплекты имели различные сочетания изношенных в эксплуатации прецизионных пар, в том числе достигших предельных значений плотности дизеля, например, при наиболее неблагоприятном сочетании (комплект 4), так же как и изменения характеристик впрыскивания топливной аппаратуры, складываются из суммы отклонений, выявленных при раздельных испытаниях (комплекты 2, 3). Изменения мощностных и экономических показателей дизеля четко проявляются только при наличии в комплектах прецизионных пар с предельными значениями плотностей. Так, значения р_z при работе дизеля с постоянным и переменным вращающими моментами показывают, что максимальная разница для комплектов 1 и 4 составляет приметно 0,3 МПа. Испытания, проведенные с комплектами, имевшими прецизионные пары с плотностью выше предельной (комплекты 2а, 26, За), показали, что индикаторные диаграммы практически совпадают на всех участках с индикаторной диаграммой контрольного комплекта 1, а снижение максимальных давлений сгорания находится в пределах точности измерений – 0,1 МПа. Незначительность изменений в рабочем процессе при использовании комплектов с изношенными прецизионными парами в допредельном интервале плотностей подтверждается данными и по расходу топлива. Удельные расходы практически различаются только для комплектов 1 и 4; при этом имеющиеся расхождения не превышают 1,3 г/(кВт · ч) во всем диапазоне нагрузок и частоты вращения.

Особое внимание при исследовании влияния изношенных распылителей на рабочий процесс было уделено работе дизеля на холостом ходу. Осциллографированием процессов впрыскивания установлено, что у всех исследованных комплектов на режимах 610-850 об/мин (подача 0,08-0,10 г за цикл), как правило, наблюдается устойчивая работа форсунок, обеспечивающая удовлетворительное распыливание и одинаковые с контрольными вариантами расходы топлива. На режиме 400 об/мин при работе одной форсунки (подачи 0,11 – 0,125 т за цикл) топливная аппаратура также обеспечивает устойчивую работу, не зависящую от плотности распылителя в исследуемых пределах. При работе одновременно двух форсунок, а следовательно, снижении цикловой подачи вероятность появления цикловой неравномерности резко возрастает в комплектах с предельной плотностью распылителей.

Таблица 1.

Результаты сравнительных испытаний

Комплект	Варианты сочетаний прецизионных пар	Плунжерные пары
		ρn, с	δср, мкм
1	Контрольный	23-22	1,2
2	С изношенными плунжерными парами	1,1-0,8	15-19
2а	То же	2,1-1,4	10,5-12
2б	То же	3,4-3,1	8,5-8,0
3	С изношенными распылителями	23-20	1,2-1,5
3а	То же	23-20	1,2-1,5
4	С износом всех деталей	1,1-1,8	15-19

Для оценки влияния плотности плунжерных пар на работу дизель-генератора типа Д50 были проведены испытания с последовательной установкой трех комплектов топливных насосов с плотностями 50 – 5 с,12 – 10 с и 6 – 5 с (δ_ср = 6,5 мкм). В диапазоне частот вращения от 750 до 355 об/мин удельный расход топлива для всех трех комплектов почти не отличается. При 270 об/мин удельный расход топлива выше у комплектов с плотностью плунжерных пар ρ_n = 6 – 5 с. При дальнейшем снижении плотности плунжерных пар, как показали аналогичные испытания, проведенные в ХИИТе, экономичность дизеля ухудшается и на режиме номинальной мощности. Так, при установке на дизель топливных насосов с предельной плотностью плунжерных пар (4 ±0,5) с (δ_ср = 8 мкм) удельный расход топлива может увеличиться на 5,4 г/(кВт·ч). Результаты испытаний также показали, что удельный расход топлива начинает увеличиваться и при постановке нагнетательных клапанов с заторами по пояску более 40 мкм. При диаметральном зазоре 100 мкм на режиме номинальной мощности удельный расход повышается на 4 г/(кВт·ч). Ухудшение экономичности дизеля на номинальной мощности и частичных нагрузках наступает и при установке в форсунки распылителей с предельной плотностью распылителей (δ_р ≥ 8 – 10 мкм).

Комплектовка топливной аппаратуры изношенными до предельной плотности прецизионными парами сказывается и на равномерности распределения нагрузки по цилиндрам на различных режимах работы. Так, особенно трудно добиться на холостом ходу равномерной, без пропусков работы всех цилиндров, а затем при переходе на номинальную частоту вращения под нагрузкой получить полную мощность дизель-генератора.

Результаты приведенных исследований показывают, что эксплуатационные износы прецизионных деталей, изменяющие на 2 – 7 % такие параметры процесса впрыскивания, как цикловая подача, угол опережения, продолжительность впрыскивания, максимальные давления циклов, могут ухудшить мощностные и экономические показатели работы дизеля. Кроме того, связанные с износом изменения характеристик топливоподачи неизбежно влекут за собой увеличение цикловой и цилиндровой неравномерности, что в свою очередь приводит к трудностям регулировки дизеля и снижению его эксплуатационной надежности. Поэтому условия, обеспечивающие стабильную и бесперебойную работу тепловозных дизелей в эксплуатации на всех режимах, а также трудоемкость при обслуживании топливной аппаратуры – это главные факторы, определяющие нормы содержания прецизионных деталей топливной аппаратуры тепловозных дизелей.

Нормальные темпы нарастания износов прецизионных поверхностей, как это было показано выше, позволяют эксплуатировать топливную аппаратуру до достижения предельных значений плотности достаточно длительные сроки, соизмеримые со сроками службы основных деталей и узлов тепловозного дизеля. Так, срок службы плунжерных и клапанных пар может быть более 1 млн. км, а распылителей – 500 – 700 тыс. км пробега тепловоза, что кратно пробегам между капитальными ремонтами. Все это позволяет сделать вывод о целесообразности при разработке норм содержания руководствоваться показателями, при которых еще не проявляются изменения характеристик топливоподачи. Установленные в этом случае предельные нормы плотности не требуют дополнительной проверки их влияния на работу дизеля. В случае необходимости выявления степени работоспособности топливной аппаратуры при предельных и запредельных значениях плотностей испытания на дизеле по оценке возможных изменений его мощностных, экономических и пусковых характеристик обязательны.