Техническая диагностика ПС / Методика обнаружения и устранения неисправностей Д49

1.2. Краткое описание устройства узлов и агрегатов дизеля 1.3. Системы дизеля 2. ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

2.1. Снижение мощности дизеля на 8-й позиции контроллера 2.2. Дымный выхлоп дизеля без снижения мощности на 8-й позиции контроллера

2.3. Дизель не набирает обороты по позициям контроллера или самопроизвольно снижает их под нагрузкой * 2.4. Дизель не запускается

2.5. Дизель запускается с большим трудом или останавливается сразу после запуска 2.6. Дизель сбрасывает нагрузку 2.7. Дизель самопроизвольно останавливается или снижает обороты 2.8. Дизель не останавливается

2.9. Неустойчивая работа дизеля на холостом ходу (дизель “водит”) 2.10. Неустойчивая работа дизеля под нагрузкой (дизель “водит”) 2.11. Сильная вибрация дизель-генератора и агрегатов дизеля 2.12. Посторонний стук и шум в дизель-генераторе и агрегатах 2.13. Дизель идет “в разнос” 2.14. Помпаж турбокомпрессора 2.15. Давление в картере дизеля

2.16. Ненормальная работа масляных фильтров, снижение давления масла 2.17. Топливо попадает в масло 2.18. Пробой газов в систему охлаждения

2.19. Вода уходит из системы охлаждения, вода попадает в масло 2.20. Дизельное масло попадает в воду 2.21. Вода попадает в дизельное топливо 2.22. Дизельное топливо попадает в воду

2.23. Повышенный расход масла дизелем, течи масла по дизелю 2.24. Течи топлива, подсос воздуха в топливную систему 2.25. Дизель постоянно греется

2.26. Неисправности, связанные с работой объединенного регулятора 3. УЗЛЫ И ДЕТАЛИ, НА СОСТОЯНИЕ КОТОРЫХ СЛЕДУЕТ ОБРАЩАТЬ ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ В ЭКСПЛУАТАЦИИ * 3.1. Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала

3.2. Шатуны и пальцы прицепных шатунов на наличие 3.3. Поршень 3.4. Блок цилиндров и коленчатый вал

3.5. Фильтр масла грубой очистки

3.6. Фильтр масла тонкой очистки

3.7. Маслозаборное устройство

4. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ 4.1. Проверка состояния коренных и шатунных подшипников, поршней и цилиндровых втулок 4.2. Выявление причин отказов в работе цилиндра 4.3. Методика отыскания причин недостаточной мощности дизеля

4.4. Определение проворота жаровой трубы выхлопного коллектора 4.5. Предварительная проверка состояния ротора турбокомпрессора

4.6. Определение наличия трещины в перемычке между масляным каналом и воздушным ресивером блока цилиндра 4.7. Определение ТНВД с трещиной втулки плунжерной пары (в случаях разжижения масла топливом)

4.8. Определение трещины днища крышки цилиндра или цилиндровой втулки 4.9. Определение трещин во внутренних водяных рубашках выхлопных коллекторов 4.10. Выявление причин повышенного расхода масла

5. ХАРАКТЕРНЫЕ ОШИБКИ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА, ПРИВОДЯЩИЕ К ТЯЖЕЛЫМ ПОВРЕЖДЕНИЯМ ДИЗЕЛЕЙ 5.1. Ошибки, приводящие к задирам подшипников коленчатого вала

5.2. Ошибки, приводящие к работе дизеля “в разнос” 5.3. Ошибки, приводящие к задирам поршней и втулок цилиндров

5.4. Ошибки, приводящие к разрушению деталей цилиндро-поршневой группы ЗАКЛЮЧЕНИЕ Библиографический список

©Издательство Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), 2002

©Кравчук В.В., 2002

©Понявкин Д.Ю., 2002

Предисловие

Всистеме Российских железных дорог, министерства угольной, горной, металлургической промышленности, морского и речного транспорта широко применяются дизель-генераторные установки, когда в качестве силовой установки используется дизель, а генератор, как преобразователь механической электроэнергии в электрическую, затем обеспечивает передачу этой энергии к потребителю. Так в качестве силовой установки на тепловозах применяются: дизель-генераторы 2-26ДГ (ТЭМ7) и 11-26ДГ, 12-26ДГ (ТЭМ7А), состоящие из четырехтактного 12-цилиндрового дизеля серии Д49 (типоразмер 12ЧН26/26) с V-образным их расположением с газотурбинным наддувом и двухконтурным охлаждением воды и масла и тягового генератора переменного тока ГС-515.

В[1] достаточно полно раскрыта сущность настройки дизельгенераторных установок тепловозов ТЭМ7 и ТЭМ7А мощностью 1470 кВт (2000 л.с.) с электрической передачей переменно-постоянного тока, которые

предназначены для выполнения тяжелой маневрово-вывозной работы на крупных железнодорожных станциях и узлах МПС с составами массой 4000– 6000 т, а также для вывозной работы в карьерах.

Обобщение многолетнего опыта эксплуатации дизель-генераторных установок тепловозов в суровых условиях угольного разреза "Лучегорский", где фактически отсутствует ремонтная база, позволило авторам на основе материалов технической документации, ранее издаваемых инструкций, содержащих практический опыт работы других локомотивных депо, а также статистических данных по отказам дизелей в Лучегорском угольном разрезе Приморского края, где с 1986 г. эксплуатируются тепловозы ТЭМ7 и ТЭМ7А, разработать методику обнаружения и устранения неисправностей дизельгенераторов типа Д49 в процессе эксплуатации.

Названная методика нашла применение на Уссурийском локомотиворемонтном заводе, Лучегорском угольном разрезе и других предприятиях, кроме этого она используется в учебном процессе Дальневосточного государственного университета путей сообщений.

Авторы настоящего пособия надеются, что предлагаемые методы обнаружения и устранения неисправностей позволят локомотивным и ремонтным бригадам, обслуживающему персоналу, принимать правильные решения при обнаружении и устранении неисправностей, а также сократить непроизводительные потери в процессе эксплуатации.

Авторы выражают глубокую благодарность руководству Лучегорского транспортного управления за спонсорскую поддержку при разработке и издании настоящего пособия.

Пожелания и замечания читателей просим направлять по адресу: 680021, Хабаровск, Серышева 47, Научно-исследовательская часть (НИЧ).

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее издание дополняет ранее выпущенную методику настройки дизель-генераторных установок тепловозов ТЭМ-7 и ТЭМ-7А [1], которая получила положительные отзывы читателей. Совокупность этих двух методик позволит будущим специалистам и обслуживающему персоналу получить необходимые навыки по обнаружению и устранению отказов при эксплуатации и ремонте дизель-генераторных установок данного класса.

При работе над этим пособием авторы ставили цель научить будущих специалистов и обслуживающий персонал распознавать признаки появления той или иной неисправности как дизеля, так и генератора и ориентировать их на принятие правильного решения при устранении неисправностей и возможных отказов.

В связи с изменением структуры ремонта и увеличением нормы пробегов между ремонтами для тягового подвижного состава [16] и его модернизацией (при вновь вводимом ремонте в объеме капитального ремонта с продлением срока службы) от обслуживающего персонала требуется не только повышение знаний и совершенствование навыков, но и своевременное обнаружение и устранение отклонений в работе дизель-генераторных установок, что позволит обеспечить их безаварийную работу. В большинстве случаев своевременное обнаружение отклонений в работе дизель-генераторных установок не требует значительных материальных затрат и времени. Так, отклонение от режимов работы может быть вызвано нарушением системы автоматического регулирования режимов формирования селективной характеристики генератора, описанных в [1], или неисправностями в самом дизеле типа Д49, анализу которых и посвящена настоящая работа. В обоих случаях эти неисправности или отказы, при определенных навыках, могут быть быстро устранены обслуживающим персоналом.

Успешное освоение дисциплин: “Электрические передачи локомотивов”, “Техническое обслуживание и ремонт”, “Управление эксплуатацией” и “Технология восстановления” студентами специальности “Локомотивы” немыслимо без четкого представления устройства, работы, износа и отказов любого дизель-генератора. Студенты этой специальности, а также обслуживающий персонал, должны знать, уметь и владеть практическими навыками вождения, технического обслуживания и ремонта локомотивов.

УКАЗАНИЯ ПО СОБЛЮДЕНИЮ ПРАВИЛ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

При осмотре дизель-генератора и выполнении ремонтных работ должны соблюдаться следующие правила техники безопасности.

1.При работающем дизеле осматриваются узлы и агрегаты, на слух определяется отсутствие посторонних стуков и шумов, проверяется герметичность соединений всех трубопроводов и выхлопной системы.

Запрещается во время осмотра работающего дизеля:

•прикасаться к вращающим валам, механизмам, электрическим машинам, компрессорам;

•заходить в холодильную камеру при включенном вентиляторе;

•прикасаться к токоведущим частям электрооборудования.

1.После остановки дизеля на ощупь проверяется температура деталей трущихся пар, подшипников, редукторов, гидромуфт. При необходимости, через открытые люки картера дизеля, осматривают состояние шатунно-поршневой группы, подшипников коленчатого вала и т.д. При прокачке дизеля маслом предельный выключатель должен быть выключен. Запрещено вскрывать люки картера дизеля сразу после его остановки, так как это может вызвать взрыв и пожар. Время выдержки после остановки должно быть не менее 10…15 мин.

2.Перед вращением коленчатого вала дизеля от стартер-генератора при открытых индикаторных кранах предупредить всех работников, находящихся на тепловозе, и убедиться, что предельный выключатель выключен, валопроворотный механизм выведен из зацепления с муфтой, ограждения вращающихся частей дизеля в исправном состоянии, и только после этого производить вращение.

3.При проверке работы и продувке цилиндров дизеля запрещено находиться против открытых индикаторных кранов. При измерении давления сгорания в цилиндрах следует обращать особое внимание на плотность крепления максиметров к индикаторным кранам.

4.Перед проверкой вращения ротора турбокомпрессора от руки сразу после остановки дизеля необходимо убедиться, что он не вращается в режиме выбега.

5.Начинать ремонтные работы на тепловозе, снимать ограждения валов механизмов можно только после остановки дизеля.

6.Приступая к ремонту, слесари должны проверить устойчивое положение передвижных площадок, отсутствие масла и топлива на их поверхности, открыть верхние люки кузова. При крупных ремонтах двери и верхние люки дизельного помещения, мешающие при ремонте, должны быть уложены в контейнер и сняты с тепловоза.

7.Масло из картера необходимо слить в специальную емкость, которая должна убираться в определенное место [11]. Масло и топливо, пролитое на пол, должны быть немедленно убраны.

8.Вынимать тяжелые и громоздкие детали из тепловоза можно только с помощью кран-балки. Не следует влезать на крышу тепловоза, неся на

себе какую-либо тяжесть. Поднимать и опускать тяжелые предметы с площадок тепловоза можно только с помощью другого работника.

9.При сварочных работах на тепловозе необходимо принять дополнительные противопожарные меры. Должны быть подготовлены огнетушители и выделено мастером специальное лицо, которое должно следить за недопущением очагов пожара.

11.Спрессовку с валов фланцев, шестерен и других деталей разрешается производить только при помощи съемников. Выпресовка и запрессовка подшипников должны производиться на специальных прессах, с соблюдением допускаемых усилий при запрессовке. Запрещается забивать подшипники кувалдой.

12.Снимать и устанавливать цилиндровые крышки и цилиндровые комплекты с дизеля можно только при помощи специальных приспособлений. Для предотвращения сползания рубашки со втулки цилиндра при транспортировке цилиндрового комплекта к месту ремонта необходимо ввернуть монтажный болт в резьбовое отверстие на нижнем бурте втулки. Разборку и сборку цилиндровых комплектов производить на стендах с кантователем.

13.Снимать и одевать поршневые кольца разрешается только специальным приспособлением. Снимать и одевать кольца, стопорящие поршневой палец в поршне, необходимо только специальными щипцами. Запрещается выбивать поршневой палец.

14.Перед вращением коленчатого вала дизеля вручную валопроворотным механизмом необходимо предупредить всех работников, находящихся на тепловозе, о провороте, после чего производить вращение.

15.Подъем дизель-генератора, выемка охладителя наддувочного воздуха производится с помощью чалочных приспособлений, а демонтаж привода распределительного вала, антивибратора и других узлов – при помощи рымболтов и других приспособлений, разработанных заводом-изготовителем. Выемка и постановка дизель-генератора и других крупных агрегатов должна производиться в присутствии мастера.

16.Перед сборкой и установкой на тепловоз все сборочные единицы и детали очистить от нагара, грязи, герметика, тщательно промыть в дизельном топливе или керосине и проверить, нет ли в них (на них) посторонних предметов.

Масло- и топливоподающие каналы промыть и продуть сжатым воздухом, а пробки удалить.

17.Во время сборки детали крепления надежно затянуть и застопорить, а где требуется – зашплинтовать.

18.По окончании ремонтных работ на тепловозе должны быть убраны грязная ветошь и другие отходы производства, а поверхности дизеля, других агрегатов и кузова обтерты.

19.Во время запуска дизеля по окончании ремонта запрещается находиться персоналу, занимающемуся ремонтом, на крыше тепловоза, а также посторонним лицам и лицам, непосредственно не связанным с приемкой тепловоза из ремонта, на самом тепловозе.

20.На электрифицированных участках железных дорог категорически запрещается подъем на крышу тепловоза [12].

21.Не запускать дизель с неисправными или отключенными аварийными защитами.

22.Все работы, связанные с регулировкой или устранением обнаруженных утечек воды, масла, топлива, а также проверку нагрева подшипников, механизмов и агрегатов тепловозов, допускается производить только при остановленном дизеле.

23.Слесарь или помощник машиниста, заметивший неисправность, должен немедленно доложить мастеру или машинисту и, при необходимости, остановить дизель.

24.Компенсаторы и расширительные патрубки выхлопной системы должны иметь термоизоляцию, а выхлопная система быть герметичной. Неисправная выхлопная система является главной причиной пожаров на тепловозах в пути следования.

25.Средства пожаротушения, защитные сетки, ограждения, сигнализация, освещение и инвентарь, закрепленный за тепловозом, должны быть в исправном состоянии и находиться на своих местах.

26.Согласно [13] для тушения пожара обслуживающий персонал должен иметь индивидуальные средства защиты органов дыхания и глаз. Комплектование средствами индивидуальной защиты производится эксплуатирующими организациями.

27.Согласно [14], обслуживающий персонал, занятый на работах с нефтепродуктами, должен обеспечиваться защитными пастами и мазями, разрешенными к применению Минздравмедпромом России.

1. УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЯ

1.1. Расположение оборудования на дизеле

Все перспективные потребности железнодорожного транспорта в дизелях в диапазоне от 550 до 4400 кВт могут перекрываться единым мощностным рядом унифицированных четырехтактных дизелей [2].

Мощностной ряд унифицированных дизелей Д49 имеет многоцелевое назначение и применяется на тепловозах, судах, большегрузных карьерных автосамосвалах, стационарных установках и др. Изменение номинальной

агрегатной мощности различных моделей дизеля Д49 обеспечивается изменением числа кривошипов коленчатого вала от 4 до 10, числа цилиндров, степени газотурбинного наддува и других компоновочных схем. Возможность изменения номинальной частоты вращения составляет от 750 до 1100 об/мин. Модификации этих дизелей в диапазоне мощности от 590 до 4400 кВт с 8, 12, 16 и 20 цилиндрами установлены на тепловозах и прошли эксплуатационную проверку и доводку. Внешний вид и разрез дизеля типа Д49 [3] приведен на рис. 1 и 2.

Дизель-генераторы 2-26ДГ (тепловоз ТЭМ7) и 11-26ДГ, 12-26ДГ (тепловоз ТЭМ-7А) являются одной из модификаций мощностного ряда дизеля типа ЧН26/26 и представляют собой четырехтактный 12-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров, газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха.

Все оборудование, обслуживающее дизель-генераторы, кроме фильтра грубой очистки топлива, маслопрокачивающего насоса и полнопоточных фильтров тонкой очистки масла, установлено непосредственно на дизеле.

Торец дизеля со стороны турбокомпрессора условно считается передним, а торец со стороны генератора – задним. Если смотреть на дизель со стороны генератора, то ряд цилиндров, расположенных справа, принято называть правым рядом, а слева – левым.

К нижней части переднего торца блока цилиндров прикреплен привод насосов, который получает вращение от коленчатого вала и приводит во вращение два водяных насоса и имеет вал отбора мощности для нужд тепловоза. В верхней части переднего торца дизеля на кронштейне размещены охладитель наддувочного воздуха и турбокомпрессор, под охладителем установлены реле давления.

Слевой стороны дизеля расположены фильтр масла грубой очистки, регулятор частоты вращения, пусковой сервомотор и тахометр.

Справой стороны дизеля расположены фильтр масла тонкой очистки топлива, предельный выключатель и маслоотделительный бачок с заслонкой системы вентиляции картера.

1.2. Краткое описание устройства узлов и агрегатов дизеля

Описание устройства узлов и агрегатов дизеля Д49 и компоновка его вспомогательного оборудования приводится на примере тепловозов ТЭМ7 и

ТЭМ7А [3].

Рама дизель-генератора сварная, предназначена для установки на ней дизеля, генератора, размещения масла для смазки дизеля, охладителей масла и центробежных фильтров масла, а также крепления дизель-генератора

к раме тепловоза. К боковым и торцевым листам приварен поддон, образующий емкость для масла. С правой стороны рамы имеется горловина для слива масла и щуп для замера его уровня. С левой стороны в раме находится полость со сливным краном для сбора отстоя из ресивера.

Блок цилиндров сварнолитой V-образной формы. Для размещения втулок цилиндров блок разделен на шесть секций. Нижняя картерная часть блока сварена из литых стоек, верхняя – из листов. Шпильки крепления крышек цилиндров установлены в нижнюю картерную часть блока. В развале блока находится ресивер для наддувочного воздуха, а ниже канал для подвода масла к подшипникам коленчатого вала. Подвод воды для охлаждения цилиндровых комплектов осуществляется водяными коллекторами, расположенными с левой и правой стороны блока. В нижней части боковых продольных листов блока против каждого цилиндра имеется отверстие для контроля герметичности полости охлаждения втулки цилиндра. В отверстиях, расположенных в стойках блока и подвесках, установлены вкладыши коренных подшипников. На седьмой стойке и подвеске установлены полукольца упорного подшипника, ограничивающего перемещение коленчатого вала в осевом направлении в пределах 0,1…0,35 мм. Доступ в картер дизеля обеспечивается через люки, закрытые крышками. С правой стороны блока крышки имеют предохранительные клапаны, открывающиеся в аварийных случаях при повышении давления в картере дизеля.

Коленчатый вал дизель-генератора 2-26ДГ [3] (рис. 3) отлит из высокопрочного чугуна. Шейки вала азотированы, что повышает усталостную прочность вала и износостойкость шеек. На первой, шестой, седьмой и двенадцатой щеках имеются противовесы е, отлитые за одно целое со щеками. У коренной шейки XIII имеются бурты ж, которые ограничивают осевое перемещение коленчатого вала. На фланец д устанавливается демпфер. Шлицевая втулка 4 через шлицевой вал передает вращение шестерням привода насосов. Между XIII и XIV коренными шейками вал имеет фланец, к которому крепится шестерня 9, привода распределительного вала. К фланцу и крепится соединительная муфта. Масло для смазки шатунных подшипников поступает из коренных подшипников по отверстиям в шейках коленчатого вала. На дизель-генераторах 11-26ДГ и 12-26ДГ применены стальные штампованные коленчатые валы с противовесами, закрепленными на всех щеках.

Рис. 3. Коленчатый вал: 1 – вал коленчатый; 2, 14 – болты; 3 – пластина; 4, 10, 11 – втулки; 5, 6,

12, 13, 17 – кольца уплотнительные стопорные; 7 – заглушка; 8 – штифт; 9 – шестерня; 15 – гайка; 16 – шплинт; I – XIV – шейки коренные шатунные; а, б – отверстия; в, г – полости; д – фланец для установки демпфера; е – противовес; ж – бурты упорные; и – фланец отбора мощности

Коренной подшипник (рис. 4) состоит из верхнего 1 и нижнего 2 стальных тонкостенных вкладышей, залитых тонким слоем свинцовистой бронзы, на поверхности которых для лучшей приработки наносится тонкий слой сплава олова и свинца. Верхний вкладыш на рабочей поверхности имеет канавку в и отверстие с, через которые поступает масло из канала блока цилиндров в подшипник. Прилегание вкладышей к постели всей поверхностью обеспечивается установкой их с гарантированным натягом. Положение верхнего и нижнего вкладышей фиксируется штифтом 3, запрессованным в подвеску. Упорный подшипник состоит из бронзовых полуколец 4, прикрепленных винтами 5 к седьмой стойке и подвеске блока. Опорная поверхность полуколец покрыта тонким слоем сплава олова со свинцом [3]. Демпфер предназначен для уменьшения напряжений, возникающих вследствие крутильных колебаний в коленчатом вале и связанных с ним механизмах. Демпфер установлен на фланце коленчатого вала со стороны привода насосов.

Муфта соединительная обеспечивает соединение коленчатого вала дизеля с ротором генератора и состоит из ведущего и ведомого дисков, между которыми установлен пакет тонких стальных пластин. Ведущий диск имеет зубья для проворачивания коленчатого вала валоприводным механизмом.

Втулка цилиндра [3] (рис. 5) изготовлена из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью и необходимыми антифрикционными свойствами. На втулку 1 напрессована рубашка 2, и между ними образована полость К для прохода охлаждаемой воды. К крышке цилиндра втулка крепится шпильками 4. Стык между крышкой и втулкой цилиндра уплотнен стальной омедненной прокладкой 8. В блоке втулка фиксируется верхним Ж