Разработка технологии тепловизионного контроля технического состояния секций холодильников тепловозных дизелей

• Автор: Балагин, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Условия работы тепловозов и эксплуатационные факторы, влияющие на надежность и техническое состояние системы охлаждения.
1.2. Анализ методов и технических средств контроля работоспособности системы охлаждения тепловозов.

1.3. Постановка цели и задач исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ СЕКЦИЙ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ТЕПЛОВОЗОВ

2.1. Постановка задач исследования.

2.2. Характеристика состояния секций холодильников эксплуатируемых тепловозов

2.2.1. Нарушение пайки трубок с охлаждающими пластинами

2.2.2. Смятие пластин оребрения секций.
2.2.3. Укорочение трубок секций.
2.2.4. Увеличение зазора в свету между секциями
в 2.2.5. Загрязнение внутренней поверхности трубок секций холодильников
2.2.6. Загрязнение наружной теплопередающей поверхности
секций холодильников
2.3. Тепловизионная диагностика основные положения и
применение в локомотивном хозяйстве
2.4. Основные выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ .
3.1. Постановка задач исследования.
3.2. Математическая модель системы охлаждения тепловоза 2ТЭ1 ОМ
3.2.1. Гидравлический расчет контуров системы охлаждения
3.2.2. Расчет коэффициента теплопередачи водовоздушной секции
3.2.3. Тепловой расчет охлаждающего устройства
3.2.4. Расчет аэродинамических характеристик охлаждающего
устройства
3.2.5. Расчет температурных полей поверхности секций холодильника
3.3. Алгоритм моделирования системы охлаждения.
3.4. Результаты моделирования системы охлаждения тепловоза
3.4.1. Результаты гидроаэродинамического расчета и сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными
3.4.2. Результаты расчета температурных полей секций холодильника в исходном и эксплуатационном состояниях.
3.5. Обоснование нового диагностического параметра и проверка соответствия результатов моделирования и экспериментальных
данных.
3.6. Определение критического количества загрязненных секций холодильника в системе охлаждения тепловоза
3.7. Основные выводы.
ф 4. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА
ТЕХНОЛОГИИ ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ СЕКЦИЙ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
4.1. Постановка задач исследования
4.2. Технология тепловизионного контроля технического состояния
секций холодильников тепловозов
4.3. Эксплуатационные испытания разработанной технологии контроля 8 Ф 4.3.1. Результаты испытаний по оценке технического состояния системы
охлаждения тепловоза после ТР3
4.3.2. Результаты испытаний по оценке технического состояния системы
охлаждения тепловоза на ТР2.
4.4. Основные технические требования по обеспечению контролепригодности системы охлаждения для целей диагностирования в эксплуатации
4.5. Основные выводы
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ
РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТЕПЛОВИЗИОННОГО
КОНТРОЛЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Г. Жалкина ХИИТ, А. И. Володина, П. М. Егунова, Е. Е. Коссова ВНИИЖТ, А. П. Третьякова, Н. И. Панова, В. Д. Кузьмича, Р. X. Алимбаева МИИТ, В. Г. Григоренко ДВГУПС, А. И. Володина, В. А. Четвергова, А. В. Чулкова ОмГУПС и других 4. На железных дорогах Российской Федерации тепловозы работают в различных климатических условиях, которые оказывают значительное влияние на работоспособность тепловоза в целом, а также на надежность и долговечность его узлов и деталей. Климатические особенности полигонов эксплуатации тепловозов в их конструкции учитываются лишь частично. Севера, Сибири, Забайкалья, где температура наружного воздуха достигает минус С и ниже, не возникает трудностей в обеспечении теплорассеивающей способности, при которой возможна реализация номинальной мощности дизеля без ограничений. Для этих районов в зимних условиях наиболее остро стоит вопрос о мерах предохранения элементов СО от размораживания, а в конечном итоге о поддержании на минимальном допустимом уровне температуры теплоносителей. Известные в этом плане мероприятия направлены на то, чтобы приблизить температуру воды, масла и наддувочного воздуха к значениям, оптимальным для режима номинальной мощности дизеля. Исследования ВНИИЖТа и МИИТа 5, показывают, что в определенных пределах различный уровень температуры воды на входе в дизель практически не оказывает влияния на топливную экономичность дизеля. Напротив, температура масла в значительной степени влияет на расход топлива дизелем, темп увеличения которого неодинаков для различных диапазонов температуры масла. Для четырехтактных дизелей 5Д и Д средний темп увеличения расхода топлива при уменьшении температуры масла с до С составляет 1,,б на С. При изменении температуры масла с до С расход топлива увеличивается с темпом 1,,1 на С. Увеличение расхода топлива при снижении температуры масла вызывается снижением механического коэффициента полезного действия к. Требования к уровню температуры наддувочного воздуха противоречивые. На режиме номинальной мощности стремятся снизить температуру наддувочного воздуха, так как, например, для четырехтактных тепловозных дизелей средний темп снижения расхода топлива при уменьшении температуры воздуха составляет 1,2 гкВтч на С. Вышеизложенное свидетельствует о том, что температура теплоносителей в системе охлаждения тепловоза должна поддерживаться на некотором оптимальном уровне. Следует отметить, что в условиях пониженной температуры наружного воздуха может не возникать ограничений по теплорассеивающей способности секций холодильника охлаждающего устройства ОУ. Дело обстоит иначе при работе тепловозов в районах, где температура наружного воздуха зачастую достигает плюс С и выше Северный Кавказ, Поволжье, Западная Сибирь и т. СО тепловозов рассчитывается. Экспериментальные исследования ВНИИЖТа, ВНИТИ показывают, что чем выше температура наружного воздуха, тем выше температура теплоносителей, достигающая максимального значения при расчетной температуре наружного воздуха 5, . Отсюда следует, что при работе тепловозов в зонах с повышенной температурой наружного воздуха всегда будет иметь место повышенная температура теплоносителей, при длительном воздействии которой резиновые уплотнения дизеля и системы теряют эластичность и могут разрушиться. С другой стороны в результате повышения температуры масла уменьшается его вязкость и давление в системе смазки, что снижает эффективность охлаждения поршней и увеличивает степень лакообразования омываемых маслом поверхностей, ухудшает условия работы подшипников коленчатого вала, способствует возникновению режима полужидкостного трения. Кроме того, уменьшение коэффициента избытка воздуха приводит к повышению температуры выпускных газов и росту тепловой напряженности цилиндропоршневой группы и агрегата наддува. Отрицательное воздействие повышенной температуры теплоносителей на надежность и экономичность работы дизеля может осуществляться и при температуре наружного воздуха меньше расчетного значения. Это связано с действием других эксплуатационных факторов.