На правах рукописи

КОЧЕРГА ВЛАДИМИР ГЕННАДЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФОРСУНОК ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ РЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.22.07 – «Подвижной состав

железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Хабаровск – 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель –

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация – ГОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Защита состоится «26 » мая 2010 г. в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 218.003.06 при ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» 7, ауд. 204.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан «……» апреля 2010 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета ДМ 218.003.06.

Тел./; e-mail: *****@***khv. ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экономические и экологические показатели работы тепловозного дизеля во многом определяются качеством распыливания топлива, которое в свою очередь зависит от технического состояния (ТС) форсунок. Известно, что топливная аппаратура (ТА) является наименее надежной системой дизеля. При этом порядка 35% отказов ТА, исключающих нормальную работу двигателя, приходится на долю форсунок. К дефектам, вызывающим эти отказы, относятся: зависание иглы форсунки, поломка пружины форсунки и другие неисправности, сравнительно легко диагностируемые существующими методами. Значительно сложнее обнаружить частичную потерю работоспособности форсунок, вызванную постепенно изменяющимся во времени износом в сопряжении игла – корпус распылителя, износом или закоксовыванием сопловых отверстий соплового наконечника, износом поверхности запорного конуса иглы распылителя, а также уменьшением жесткости пружины форсунки. На практике не редки случаи, когда после ремонта на двигатель устанавливаются форсунки с отклонениями ТС, не выявленными при традиционных стендовых испытаниях. Как следствие, это ведет к завышенному расходу топлива, увеличению дымности, сложностям настройки дизель-генераторной установки и т. д.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Существующая система проверки форсунок в локомотивных депо и топливных цехах локомотиворемонтных заводов производится с применением специальных опрессовочных стендов, технология и оснащение которых не претерпевали изменения в течение нескольких десятилетий.

Несмотря на разнообразие существующих стендов для проверки форсунок дизелей, их оснащение и технология проверки позволяют относительно объективно определить только такие показатели ТС, как давление начала подачи топлива и гидравлическую плотность распылителя. Состояние сопловых отверстий и локализация неплотностей определяются на основании интегрального показателя – качества распыливания топлива, опираясь на визуальные и слуховые ощущения оператора. Как следствие, качество выполнения операций по проверке форсунок при стендовых испытаниях во многом зависит от квалификации и опыта оператора.

Актуальность настоящей работы заключается в устранении субъективных факторов имеющих место в существующей технологии проверки форсунок, в расширении перечня оцениваемых параметров при стендовых испытаниях форсунок в ремонтных подразделениях, а также в разработке научных основ, которые могут быть использованы при диагностировании форсунок непосредственно на двигателе.

Цель работы. Совершенствование методов диагностирования ТА тепловозных дизелей при стендовых испытаниях.

Научная новизна.

1.  На основе теории идентификации разработан новый метод количественного оценивания параметров форсунок по результатам исследования процессов в трубопроводе опрессовочного стенда.

2.  Предложена методика расчета гидравлических сил, действующих на клапан топливного насоса высокого давления (ТНВД) и иглу форсунки, учитывающая неравномерное распределение давления в объемах проточной части клапанного узла и распылителя.

Практическую ценность представляют: алгоритмы и компьютерные программы, реализующие разработанный метод оценивания параметров форсунок; результаты уточнения сил, действующих на клапан ТНВД и иглу форсунки дизелей 10Д100 и Д49, а также выполненная модернизация опрессовочного стенда типа А106.

Реализация работы. Модернизированный стенд с соответствующим программным обеспечением внедрен в учебный процесс кафедры «Тепловозы и тепловые двигатели» ДВГУПС, а также предложен для внедрения на предприятиях Дальневосточной железной дороги – филиалах .

Апробация результатов работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на Пятой международной конференции творческой молодежи (г. Хабаровск, ДВГУПС, 17-19 апреля 2007 г.), 45-й Международной научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки (г. Хабаровск, ДВГУПС, 7-9 ноября 2007 г.), Международной научно-технической конференции посвященной 80-летию (г. Санкт-Петербург, СПбГАУ, 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Двига» (г. Хабаровск, ТОГУ, 15-19 сентября 2008 г.), XI краевом конкурсе молодых ученых (г. Хабаровск, ТОГУ, 21 января 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Хабаровск, ДВГУПС, 22-24 апреля 2009 г.), Межвузовских семинарах по проблемам ДВС (г. Хабаровск, ТОГУ, 2007-2009 гг.), Научно-техническом семинаре кафедры «Локомотивы» ОмГУПС (г. Омск, 18 марта 2010 г.), заседаниях кафедры «Тепловозы и тепловые двигатели» ДВГУПС (г. Хабаровск, 2007-2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендуемых ВАК – 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 118 наименований и содержит 169 страниц текста, включая 20 таблиц и 57 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы.

В первой главе рассмотрен опыт отечественной и зарубежной промышленности в области производства стендов для проверки ТА в целом и в частности ­ форсунок. Известны в этой области работы коллективов ВНИИЖТа, ЦНИТА, ОмГУПСа, МИИТа, завод», ПКБ ЦТ. Значительный вклад в развитие теории и практики совершенствования эксплуатации топливных систем тепловозов внесли Гуревич А. Н., Володин А. И., Четвергов В. А., Федотов Г. Б., Левин  Г. И. и др.

В современных системах стендовой проверки ТА широко применяются микропроцессорная техника, электронные компоненты, элементы автоматизации трудоемких работ. Но, ни один из существующих или предлагаемых стендов для испытания форсунок не повышает степень автоматизации процедуры постановки диагноза. Предполагается, что эта функция выполняется исключительно оператором.

Помимо стендовых методов диагностики рассмотрены диагностические сигналы, используемые в системах безразборной диагностики, к которым относятся: сигнал вибрации элементов ТА; сигнал хода иглы форсунки; сигнал давления топлива в проточной части топливоподающей аппаратуры, а также методы на основе анализа рабочего процесса дизеля. Особое внимание уделено методам диагностики форсунок по сигналу давления в топливопроводе высокого давления (ТВД), к которым относятся методы на основе визуального сравнения диаграмм, матричные методы анализа диаграмм и др. Показано, что наибольшее количество информации о ТС ТА несет в себе сигнал давления в ТВД. При этом, всем существующим методам свойственны те или иные недостатки и ограничения.

В связи с тем, что предложенный метод оценивания ТС ТА базируется на математическом моделировании процесса впрыскивания, в работе представлен обзор методов математического описания процессов топливоподачи. Отмечено, что в данной области накоплен значительный теоретический и экспериментальный опыт. Расмотренны работы Голубкова Л. Н., Астахова И. В., Фомина Ю. Я., Пугачева Б. П., Гуревича А. Н., Грехова Л. В., Володина А. И., Горелика Г. Б. и других исследователей. Все предложенные модели разрабатывались и применяются для условий работы ТА на дизеле. Процесс впрыскивания на стенде характеризуется в десятки раз меньшими скоростями движения плунжера, применением дополнительных аккумуляторов, увеличивающих объем магистрали и другими особенностями. Поэтому ни одна из этих моделей не может быть применена без соответствующих доработок.

На основании выполненного анализа была сформулирована цель исследования, для достижения которой были поставлены и решены следующие задачи:

1)  разработка метода оценивания параметров ТС форсунок дизелей по результатам осциллографирования сигнала давления в ТВД опрессовочного стенда;

2)  адаптация и уточнение математической модели процесса впрыскивания при стендовых испытаниях форсунок;

3)  модернизация типового опрессовочного стенда для практической реализации разрабатываемого метода;

4)  разработка алгоритмов и программная реализация предлагаемого метода оценивания параметров ТС форсунок;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4