Диагностирование дизелей рефрижераторных вагонов и вагонов-электростанций

7. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДИЗЕЛЕЙ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ВАГОНОВ И ВАГОНОВ-ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

7.1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДИЗЕЛЕЙ

На вагонах применяются в основном дизель-генераторные установки, которые предназначены для централизованного энергоснабжения систем электрооборудования и кондиционирования воздуха. Поэтому эти установки должны иметь повы­шенную надежность и бесперебойно (по мере надобности) вы­рабатывать электроэнергию с минимальными затратами топ­лива.

Дизель-генераторные установки (рис.7.1) состоят из дизе­ля I, передачи II и генератора III. Дизель представляет собой силовую установку, состоящую из следующих укрупненных блоков: I - системы пуска дизеля; 2 - топливной аппаратуры; 3 — газовоздушного тракта; 4 - цилиндропоршневой группы; 5 – кривошипно-шатунного механизма. Причем каждый из этих блоков имеет достаточно сложную структуру. Например, газо­воздушный тракт дизелей подвижного состава состоит из взаи­мосвязанных элементов: воздушных фильтров, компрессоров, приводного нагнетателя, охладителей.

Транспортировка топливного заряда в цилиндры двигателя, а также подготовка его для наиболее полного сгорания осуществляются топливной аппаратурой. В состав топливной аппа­ратуры входят топливный насос высокого давления, топливопровод высокого давления и форсунки. От их исправной каче­ственной работы и правильного регулирования в большой сте­пени зависят равномерная работа цилиндров, надежность и экономичность всего дизеля.

Топливная аппаратура должна обеспечивать равномерное распределение топлива по цилиндрам, необходимое давление впрыска, хорошее распыление на выходе из форсунки, необходимое регулирование подачи топлива в зависимости от режима работы дизеля.

Подача топлива должна осуществляться в строго определенные моменты времени в соответствии с фазами рабочего цикла.

Дизель

Рис. 7.1. Структурная схема дизель-генераторной установки:

Отклонение от этих требований приводит к нарушениям в работе дизеля. Так, излишняя подача топлива в отдельные цилиндры обуславливает неполное его сгорание, дымление, повышенное отложение нагара в выхлопном тракте дизеля.

Не менее сложной является структура и других блоков дизеля, что значительно затрудняет разработку методов, алгоритмов и средств диагностирования этого оборудования ва­гонов.

Опыт эксплуатации дизель-генераторных установок показы­вает, что одной из главных причин снижения сроков службы основных узлов и деталей дизелей является неравномерность работы отдельных цилиндров.

Неравномерная загрузка цилиндров вызывает значительные локальные термические и механические перегрузки цилиндропоршневой группы, которые ведут к преждевременному износу отдельных деталей и узлов более запруженных цилиндров, а также к увеличению нагарообразования. Кроме того, по этой причине происходит неравномерное распределение крутильных колебаний и, как следствие, выход из строя коленчатых валов.

Из-за неравномерности работы цилиндров очень часто наблюдаются выгорание и наклеп уплотнительных фасок седел клапанов, вследствие чего нарушается плотность прилегания клапанов и, следовательно, компрессия.

Известно, что на воспламеняемость топливного заряда, полноту и характер его горения оказывают большое влияние дав­ление и температура в камере сгорания в конце сжатия, что во многом зависит от компрессии. В свою очередь компрессия зависит от правильных геометрических форм цилиндровых втулок, отсутствия чрезмерных износов рабочих поверхностей цилиндров, плотности прилегания компрессионных маслосъемных поршневых колец и их достаточной упругости, нормальных геометрических зазоров на стыках колец, плотности прилегания и отсутствия износов на боковых поверхностях канавок го­ловки поршня и т. д.

Уменьшение компрессии часто является причиной прорывов газа через уплотняющие устройства цилиндропоршневой группы дизеля, что приводит к понижению давления в конце сжа­тия, запаздыванию воспламенения вирпыскнутой части топлива. Все эти факторы влияют на рабочее состояние дизеля и вызывают преждевременный износ и разрушение отдельных сто узлов.

Пропуски газа через любые неплотности цилиндровой и клапанной групп вызывают не только понижение давления и все перечисленные выше дефекты, но также и аэродинамическое изменение движения сжимаемого заряда воздуха, потери части топливного заряда, уменьшение полноты сгорания топли­ва, разжижение масла в двигателе и увеличение его расхода.

Наличие сложной структуры дизель-генераторной установки и существенное взаимное влияние работоспособности его блоков предопределило много­уровневую стратегию диагностирования технического состояния и применение разнообраз­ных методов и средств технического диагностирования.

На ремонтных предприяти­ях используют методы общей диагностики дизель-генератор­ных установок с определением интегральных характеристик, например, реализуемой мощ­ности, среднего индикаторного давления, температуры и дав­ления газов и т. д., и локаль­ной (поэлементной) многоуров­невой диагностики.

Один из вариантов алгоритма общего диагностирования технического состояния дизель-генераторной установки приве­ден на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Блок-схема алгоритма обще­го диагностирования дизель-генера­торной установки

На первом этапе (процедура I) подготовляют к контролю оборудование объекта диагностирования, а также выполняют процедуры, предусмотренные в нормативных документам на испытание дизеля. После пуска дизеля и перевода дизель-генераторной установки на нормальное возбуждение выполняется процедура 2, т. е. сравнивают частоту вращения дизеля с за­данной. Если отклонение частоты вращения превышает норму, то регулируют или заменяют регулятор (процедура 3).

Процедура 4 предусматривает измерение и сравнение мощ­ности генератора с заданной. Если отклонение параметров превышает допустимые пределы, то регулируют уровень мощ­ности (процедура 5) по специальному алгоритму.

Процедура 6 предусматривает контроль внешней характе­ристики дизель-генераторной установки в соответствии с нор­мативными документами на испытания дизеля.

На седьмом этапе (процедура 7) сравнивают отклонения мощности на гиперболическом участке внешней характеристики с заданными ограничениями. Затем (процедура 8) контроли­руют полярность подключения регулировочной обмотки, тока и диапазон перемещения индуктивного датчика. Анализ этих данных и сопоставление с нормативными параметрами преду­сматриваются процедурой 9. Если отклонения превышают нор­му, то регулируют ток, восстанавливают цепи на индуктивный датчик или заменяют датчик в случае его заедания или дру­гих причин (процедура 10). Для измерения эффективной мощ­ности используют нагрузочные устройства. Наибольшее распространение из них при испытании дизелей получили электриче­ские тормоза. Они подразделяются на тормоза постоянного и переменного тока. В качестве электрического тормоза рефрижераторных дизелей может быть использован генератор пере­менного тока, соединенный непосредственно с коленчатым ва­лом дизеля. Подводимая к генератору эффективная мощность дизеля превращается в электрическую энергию, которая затем преобразуется в тепловую энергию в нагрузочных реостатах. Регулирование мощности, потребляемой генератором, осуществ­ляется ступенями с помощью нагрузочного реостата. Эффек­тивная мощность определится из следующего выражения:

где - число фаз;

-  сила тока;

-  фазовое напряжение;

-  угол сдвига фаз;

-  к. п.д. генератора

Общее состояние дизелей контролируют по спектральному анализу и наличию воды и топлива в масле, по показателям дымности, по параметрам теплового и вибрационного полей. Сущность метода спектрального анализа масла заключается в том, что в дизелях во время работы происходят сложные процессы взаимодействия смазочного масла с трущимися дета­лями, продуктами сгорания и активными химическими соеди­нениями. В результате этих процессов в масле накапливаются различные примеси и изменяются его смазывающие свойства. Одновременно вследствие работы маслоочистителей, угара и долива происходит удаление примесей и восстановление неко­торых свойств масла. Концентрация примесей находится в за­висимости от интенсивности их поступления и удаления, а так­же от времени работы дизеля. С повышением износа деталей при прочих равных условиях концентрация соответствующих элементов увеличивается. Предаварийное состояние дизелей со­провождается резким возрастанием продуктов износа и приме­сей в масле. Такая особенность изменения концентрации эле­ментов в масле используется для оценки технического состоя­ния агрегата. Для этого производится планомерный контроль состава масла спектральным методом. Эмиссионный спектраль­ный анализ основан на наблюдении и измерении интенсивно­сти излучения, получаемого при сгорании вещества в квантометрах. Спектральный анализ масла включает следующие опе­рации: отбор проб масла, непосредственно спектральный ана­лиз, расшифровка данных контроля и оценка технического со­стояния диагностируемого механизма.

Регламентация отбора проб масла состоит в том, что пробы следует отбирать с разогретого двигателя с помощью специального клапана, вакуумного насоса, стекающей струи. Специаль­ный клапан для отбора масла встраивается в маслопровод и позволяет получить пробу между сменами масла без остановки двигателя.

Вакуумный отбор выполняют с помощью ручного насоса с гибким шлангом из картера или других частей двигателя. Метод стекающей струи попользуется при анализе остатка во время смены масла. Частота отбора проб устанавливается опытным путем, так как зависит от изменения концентрации продуктов износа в масле, стоимости оборудования и требований к его надежности, времени с момента последнего ремонта, режима эксплуатации, нагрузочных характеристик, скорости развития неисправности с момента обнаружения и др. Для спектрального анализа масла создана сеть лабораторий с оборудованием для спектрального анализа, которые периодически получают пробы смазочного масла с дизелей, выполняют их анализ и по телетайпной связи передают сведения в вычисли­тельные центры железных дорог. Вычислительные центры обрабатывают результаты анализов по специальной программе, оценивают техническое состояние дизелей и сообщают окончательные сведения в депо. Депо принимает решение о возмож­ности дальнейшей эксплуатации дизеля или необходимости постановки его на техническое обслуживание или ремонт.

Существует несколько методов диагностирования по содержанию воды и топлива в масле дизеля. Увеличение водосодер­жания в масле оказывает сильное влияние на износ подшип­ников. Воду в смазочном масле можно обнаружить различны­ми способами. При добавлении соответствующих химикатов этот дефект выявляется через тепловыделение, т. е. через пере­ход химической энергии в тепловую, или через газовыделение. Такими химикатами могут быть карбид кальция, солеподобные гидриды и др.

Находит применение установка для контроля диэлектрических свойств масла. Относительная диэлектрическая постоян­ная воды близка к 80, а для масла порядка 3—5. Однако точ­ность измерений этим способом сильно зависит от наличия в масле других загрязнений. В связи с этим применяются другие методы.

Разработан, например, малогабаритный датчик с источником света и детектором. Датчик опускается через отверстие для щупа в картер дизеля. Лучи света, проходящие через си­ний светофильтр источника света, поглощаются маслом, но от­ражаются водой. По этим отраженным лучам, регистрируемым детектором, и судят о наличии воды в масле. Точность этого метода довольно высока.

Перспективными являются способы определения содержа­ния механических примесей в масле, основанные на свойствах электрофореза. По способу электрофореза создается электрическое поле между двумя опущенным в масло электродами, один из которых совершает возвратно-поступательное движе­ние, имитируя движение части механизмов дизели. Под дейст­вием разности потенциалов примеси в масле получают заряд и оседают на движущемся электроде. По толщине массы и со­держанию осадка можно судить о загрязненности масла и, сле­довательно, об износе деталей дизеля.

Метод диагностирования дизелей по показателям дымности и сажесодержания отработанных газов основан на анализе состава газов, представляющих мелкодисперсный аэрозоль.

Как дымность, так и содержание сажи зависят от конструк­ции двигателя, режима его работы, рода используемого топли­ва, а также от технического состояния дизеля и его регулиро­вания. Последнее оправдывает использование анализируемых показателей в качестве диагностических параметров. На практике имеет место их раздельное применение. Для общей диагностики оно обычно является достаточным. Однако углублен­ная диагностика требует комплексного анализа аэрозоля одно­временно по двум показателям: дымности и сажесодержанию.

Исследования, проведенные в МИИТе, показали, что отработавшие газы дизелей представляют мелкодисперсный аэро­золь, фазу которого составляют твердый фильтрат из углерод­ных образований (сажи), капли топлива, масла, воды, а средой является смесь более 200 видов элементов химических соеди­нений (азот, кислород, окись и двуокись углерода, водород, окись азота, альдегиды, кетоны, углеводороды, сернистые со­единения и др.). Для оценки количественного содержания в отработавших газах составляющих фазы аэрозоля используют дымность, т. е. оптическую плотность многокомпонентной смеси или сажесодержания (концентрацию твердых частиц). Эти по­казатели измеряют с помощью дымомеров с непрерывным по­перечным просвечиванием отработавших газов на выходе из выпускной трубы или с просвечиванием в мерной трубе и сажемеров.

Принцип работы последних заключается в дискретном отборе проб аэрозоля на фильтры с последующей оценкой степени почернения сравнением с тоновыми шкалами или фотометрически. Однако однозначной зависимости между показа­ниями дымомеров и сажемеров во всем диапазоне нагрузок дизеля не существует, равно как и однозначной зависимости между дымностью и сажесодержанием.

Если дымность определяется наличием в отработавшем газе твердых и жидких частиц (из жидких прежде всего частиц топлива), то сажесодержание является функцией только концентраций твердого фильтрата. Пары воды и других составля­ющих аэрозоля поглощают свет в узком диапазоне спектра и практически не влияют на его прозрачность. В силу этого пропорциональная зависимость между показаниями дымомеров и сажемеров имеет место лишь в области больших нагрузок, когда масло сгорает полностью и отсутствует в отработавшем газе.

При малых нагрузках дымомеры начинают сильно реагиро­вать на концентрации жидкой фазы, а заметное влияние ее на показания сажемеров отсутствует.

В последнее время быстро развиваются методы диагностирования дизелей по параметрам теплового и вибрационного полей. Сущность этих методов состоит в измерении и анализе состава и динамики теплового (вибрационного) поля, отражаю­щих техническое состояние как целых подсистем, так и работу отдельных соединений.

В качестве средств технического диагностирования используют диагностическую и прогнозирующую систему, которая предназначена для проверки технического состояния широкого круга машин, в том числе дизелей. Такая система выполняет
следующие функции: преобразование неэлектрических сигналов в аналоговые электрические, а затем в дискретные, обработку электрические сигналов по заданному алгоритму, сравнение их с допускаемыми значениями, цифровую индикацию результатов и их регистрацию с помощью цифропечатающего устройства;
прогнозирование остаточного ресурса диагностируемых агрегатов; непрерывный контроль значений параметров, характеризующий режим работы объектов диагностирования.

Процесс диагностирования проходит в автоматизированном режиме по программе, записанной на магнитную ленту. Одной из особенностей этой диагностической системы является наличие блока виброакустических измерений с использованием накладных ускорениемеров. Система работает следующим образом. По команде пуск с пульта управления в блоке управления записывается номер исследуемого параметра, набранного на пульте управления. С магнитной ленты считывается программа для этого параметра. Программа записывается в буферное запоминающее устройство блока управления.

В соответствии с программой блок управления задает режим работы всем остальным блокам, пределы измерения, струк­туру измерительного тракта, вид обработки информации, режим работы объекта диагностирования, предельные значения пара­метра, а также подключает соответствующие входы коммута­торов.

Через коммутаторы информация подается на первичные и вторичные преобразователи, где она представляется в удобном для анализа виде. Далее информация поступает на вход цифрового преобразователя. Результат измерения с выхода цифро­вого преобразователя направляется на вход масштабирующего преобразователя, где осуществляется усреднение или масшта­бирование результатов измерения или другая математическая обработка. Отсюда информация может быть подана на вход цифрового компаратора или на цифровой индикатор. Цифро­вой компаратор оценивает значение параметра по принципу меньше-норма-больше. Выносной пульт обеспечивает воз­можность ввода в цифровой; регистр результатов внешнего осмотра в виде заключений годен-негоден.

7.2. ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ И КРИВОШИПНО-ШАТУННАЯ ГРУППЫ ДИЗЕЛЕЙ

Цилиндропоршневая и кривошипно-шатунная группы являются одними из основных узлов дизеля. Поэтому диагностиро­ванию их состояния уделяют максимальное внимание.

Сущность этих методов состоит в следующем. Многочисленные исследования показали, что по угару масла можно опреде­лить техническое состояние цилиндропоршневой группы дизеля. Однако этот показатель в течение длительного времени изме­няется достаточно медленно и лишь при близких к предельным значениям начинает резко возрастать. Поэтому как диагности­ческий параметр угар масла может использоваться в основном для определения предельных состояний износа, что само по се­бе тоже очень важно. Обычно в условиях эксплуатации об угаре масла судят по общему его расходу, взятому в процен­тах от расхода топлива за определенное, достаточно длитель­ное время работы дизеля (10—24 ч). Известны разработки по экспресс-методам измерения расхода масла, но пока эти мето­ды еще не доведены до широкого практического внедрения.

К недостаткам этого метода можно отнести и то, что он дает представление об общем износе цилиндропоршневой группы. Выяснить состояние каждого цилиндра по этому параметру невозможно. Влияние на расход масла также оказывают ряд факторов, не связанных с износом, а именно: тепловой и нагрузочный режимы работы дизеля, работа системы охлажде­ния, состояние уплотнительных устройств, степень разжижения масла топливом и др.

На измерении утечек смазочного масла основан метод диагностирования технического состояния подшипников коленчатого вала. Для этого определяют калибратором количество масла, протекающего через зазоры в подшипниках за единицу времени при заданном режиме работы двигателя, т. е. при одинаковых температурах и давлениях масла. Падение давления ниже нормы свидетельствует об увеличении зазоров между шейками коленчатого вала и вкладышами подшипников. Однако этим методом невозможно определить изношенность отдельных подшипников, так как калибратор дает оценку суммарной неплотности всех подшипников вала дизеля. Давление масла может упасть и по другим причинам, например: из-за неисправности или износа масляного насоса, снижения вязкости масла и т. д.

Индикаторная диаграмма показывает, как изменяется давление газов в цилиндре от начала до конца рабочего цикла в зависимости от изменения объема цилиндра или, что то же са­мое, в зависимости от хода поршня. Форма этой диаграммы меняется в соответствии с характером протекания рабочего про­цесса в цилиндре, что является основой для ее использования при контроле технического состояния двигателя или компрес­сора.

При этом сравнение индикаторных диаграмм производят при одинаковых параметрах нагрузки, частоте вращения вала и внешних условиях.

Обычно по индикаторным диаграммам определяют среднее индикаторное давление, индикаторную мощность и общий рабочий цикл. К основным дефектам, которые могут быть выявлены с помощью индикаторных диаграмм, можно отнести: неплотность клапанов и поршневых колец; повышенные гидравлические сопротивления протеканию пара в клапанах и каналах компрессоров; увеличение объема мертвого пространства рабочей полости цилиндра; дрожание всасывающего и нагнетательного клапанов; недостаточную площадь сечения проходных каналов всасывающей и нагнетательной линий; большую жесткость пружин всасывающего и нагнетательного клапанов.

В лаборатории МИИТа создано устройство (рис. 7.3), обеспечивающее регистрацию цикловых значений индикаторного давления. Для этого сигнал от датчика давления I, установ­ленного в цилиндре дизеля 2, преобразуется усилителем 3 и поступает на интегратор 4 через электронные ключи 5 и 6. При помощи этих ключей происходит изменение направления и времени подачи тока на интегратор 4 в зависимости от поло­жения поршней. Вследствие этого зависимость «давление-время» преобразуется в функцию «давление – ход поршня» с вычитанием среднеинтегральных значений давлений сжатия и расширения. В конце каждого цикла конденсатор интегратора разряжается ключом 7 и сигнал поступает на осциллограф.

Рис. 7.3. Схема устройства регистрации индикаторного давления.

Для установки датчиков давлений используют отверстия н крышках цилиндров для пусковых устройств.

Метод диагностирования по прорыву газов из камеры сгорания в картер состоит в следующем. При износе цилиндров, поршневых колец и поршней часть газов прорывается из надпоршневого пространства в картер дизеля и не участвует в рабочем процессе, но повышается давление в картере.

Существуют различные методы определения общего количества газов, прорывающихся в картер.

В вагонных депо используют специальную установку. Чтобы намерить количество газов, прорывающихся в картер, пускают и прогревают двигатель до температуры охлаждающей воды и картерного масла (65—80 °С). Расход газов измеряют при ра­боте на заданных режимах и путем регулирования дросселя, создавая давление в картере, равное атмосферному, о чем су­дят по показаниям жидкостного манометра. Газы, прорываю­щиеся в картер через кольцевое уплотнение цилиндров, отсасы­ваются из него через расходомер и дроссель под действием разрежения, создаваемого вакуум-насосом или эжектором. В настоящее время разработан специальный счетчик для измере­ния прорыва газов (выпускается серийно).

Техническое состояние цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения каждого отдельного цилиндра дизеля можно определить измерением давления свежего заряда воз­духа в конце такта сжатия. Этот метод диагностирования, получивший название компрессия, применяется достаточно широ­ко. Он основан на явлении снижения давления (компрессии) в конце хода сжатия при увеличенной изношенности деталей цилиндропоршневой группы или клапанного механизма газо­распределения. Этот метод особенно информативен при пуске дизеля. Поэтому диагностирование производят при частоте вращения холостого хода дизеля (при вращении коленчатого вала с помощью стартера). Как показывают исследования, при предельном износе цилиндропоршневой группы компрессия на этой частоте вращения уменьшается на 25—30 % в сравнении с номинальным значением.

Однако надо учитывать, что компрессия во многом зависит
от состояния клапанов механизма газораспределения, температуры охлаждающей среды (вода или воздух) и масла в дизеле, частоты вращения коленчатого вала, от состояния воздушного фильтра и изменения фаз газораспределения. Следовательно, при измерении компрессии необходимо соблюдать по­стоянство условий проведения контрольных измерений. Выделение той части компрессии, которая характеризует предельное (износное) состояние цилиндропоршневой группы или клапанов механизма газораспределения, не представляется возможным. Поэтому данный метод позволяет выявить только наличие ава­рийных износов в отдельных цилиндрах дизелей.

Для оценки деталей цилиндропоршневой группы двигателей применяют методы, основанные на подаче воздуха в цилиндр и измерении его утечки при закрытых клапанах. Относительную неплотность цилиндропоршневой группы измеряют пневматическими калибраторами, принцип действия которых основан на том, что утечка (расход) воздуха через контролируемое сопря­жение определяют по разности давлений до и после калибро­ванного отверстия. Так как давление воздуха перед калибро­ванным отверстием устанавливается при всех замерах одинако­вое, то о значении неплотности судят по снижению давления после калиброванного отверстия, т. е. внутри проверяемого цилиндра. Для получения высокой точности в широком диапа­зоне измеряемых неплотностей калибратору придаются смен­ные шайбы с калиброванными отверстиями равного диаметра. Для определения плотности сопряжения поршневых колец с зеркалом цилиндровой втулки применяют метод контроля утеч­ки воздуха через пневматический калибратор в картер ком­прессора. Проверку ведут по каждому цилиндру. При этом крышку цилиндра и ложную крышку с компрессора демонти­руют и в поршень на место всасывающего клапана ставят за­глушку. Отверстие в головке цилиндра к нагнетательному кол­лектору перекрывают специальной струбциной с резиновой прокладкой, а на место крышки ставят технологическую крыш­ку со штуцером для подвода воздуха от калибратора. При по­даче воздуха в надпоршневое пространство происходит его утечка через неплотности в картер. Величину утечки фиксируют пневмокалибратором, отградуированным на величину зазора в этом сочленении.

Для диагностирования кривошипно-шатунной группы широ­ко используют контроль структурных параметров, главным об­разом, зазоров в сопряжении деталей. Зазоры в кривошипно-шатунном механизме дизеля проверяют в следующем порядке. Сливают после остановки двигателя масло из картера. Снимают смотровые лючки со станины для доступа к шатунным подшип­никам коленчатого вала. Устанавливают поршень проверяемо­го цилиндра в мертвой точке на такте сжатия и фиксируют в этом положении коленчатый вал от проворачивания. Надевают на гайку шатунного болта установочную стойку монтажной пли­ты. На стойке закрепляют индикаторы для замера смещения поршня относительно шатуна и шатуна относительно шейки коленчатого вала. Испытание производят следующим образом. Сначала в надпоршневую полость подается давление и тем самым поршень опускается вниз, выбирая зазоры. Это положение поршня принимается за исходное (нулевое). Затем в надпоршневом пространстве создается вакуум и поршень поднимается вверх на величину зазоров. На индикаторах фиксиру­ются величины зазоров между поршневым пальцем и верхней головкой шатуна, между шатунным подшипником и шейкой ко­ленчатого нала.

На работу цилиндропоршневой группы большое влияние оказывает отклонение фактического угла опережения впрыска топлива (ФУОВТ) от регламентируемых пределов. Отклонение угла от допуска может определяться следующими причинами: изменением структурных параметров, в частности, неправиль­ной подборкой прокладок, загрязнением посадочных мест, изменением гидравлических характеристик элементов и другими дефектами.

Для диагностирования фактического угла опережения впры­ска топлива используют специальный прибор, функциональная схема которого приведена на рис. 7.4. Диагностирование осу­ществляется следующим образом. После полного оборота ко­ленчатого вала дизеля сигнал с датчика фиксированной точки 2В, преобразованный в стандартный вид усилителем-фор­мирователем 6, устанавливает счетчик 10 в исходное положе­ние. После этого сигналы с датчика фиксированных угловых отметок (датчик номера цилиндра) 2Б, сформированные по амплитуде и длительности с помощью усилителя-формирователя 5, поступают на вход счетчика 10. Предварительно набран­ный на переключателе 14 номер диагностируемого цилиндра анализируется блоком 13. Как только содержимое счетчика 10 совпадает с номером, зафиксированным с помощью переклю­чателя 14, на вход синхронизации осциллографа 12 поступает управляющий импульс, включающий его развертку. Сигналы с датчика градусных отметок 2А, преобразованные по форме и амплитуде формирователем 4, приходят на один из входов сме­сителя 8. Исследуемый сигнал, получаемый с помощью акселе­рометра 1, установленного на корпус форсунки, пропускается через фильтры 3 и 7, поступает на вход смесителя 8, выход которого связан с осциллографом 12. Одновременно на экране электронного осциллографа отображается сигнал, характери­зующий процесс впрыска топлива и градусные отметки. По углу поворота коленчатого вала и расстоянию между двумя соседними отметками подсчитывает­ся фактический угол опереже­ния впрыска топлива, а по ам­плитуде и длительности сигна­ла впрыска топлива характе­ризуется техническое состоя­ние форсунки. Сигналы с вы­хода формирователя 4 допол­нительно поступают на вход делителя частоты 9, где мас­штабируются и на выходе считываются с помощью частотомера 11.

Рис. 7.4. Схема установки для контроля фактического угла опережения

впрыска топлива в цилиндры дизеля

Количество импульсов, накопленных в частотомере за временной интервал (1с), численно равно частоте вращения дизеля.

Блоки этого прибора работают в автоматическом режиме, питаются от сети переменного тока напряжением 220 В, удоб­ны в обслуживании и эксплуатации.

8. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ

8.1. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ

Электрическое оборудование пассажирских и рефрижера­торных вагонов является важнейшей подсистемой этого подвиж­ного состава, так как обеспечивает функционирование большин­ства других подсистем. Современные системы электроснабже­ния вагонов выполнены с использованием полупроводниковой техники, что, с одной стороны, позволяло повысить надежность функционирования системы в штатных и аварийных ситуациях, улучшить качество вырабатываемой электроэнергии, а с дру­гой - привело к увеличению капитальных вложений, затрат на эксплуатацию и ремонт, потребовало значительного повышения квалификации обслуживающего и ремонтного персонала.

На все виды плановых ремонтов и устранение текущих не­исправностей электрооборудования затрачивается свыше 30 % стоимости деповского ремонта всех систем пассажирского ва­гона.

Анализ различных конструкций электрооборудования ваго­нов показал, что все они включают следующие блоки: источни­ки электроэнергии, потребители, пускорегулирующие, защитные и распределительные устройства, приборы автоматики и ди­станционного управления, электрические магистрали и линии.

Электроснабжение вагонов обеспечивается в основном тре­мя способами: генераторной установкой, которая приводится в действие от оси колесной пары; отбором энергии от высоко­вольтной контактной сети электроснабжения электровозов; дизельно-генераторной установкой. В соответствии с этим разли­чают автономное и централизованное распределение электри­ческой энергия между вагонами. К потребителям электроэнер­гии относятся приборы освещения, электродвигатели, калори­феры, нагреватели и др. В качестве пускорегулирующих, за­щитных и распределительных устройств используют различные автоматические выключатели, магнитные пускатели, переклю­чатели, реостаты, предохранители, тепловые реле, распредели­тельные щиты, силовые шины и т. д.