Повышение эксплуатационной надёжности элементов системы охлаждения дизелей тепловозов

• Автор: Носов, Александр Никифорович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 243 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИИ

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ схем охлаждения тепловозных дизелей

1.1.1. Общие технические требования

1.1.2. Схемы систем охлаждения

1.1.3. Эксплуатационные условия и режимы работы

систем охлаждения

1.2. Анализ характеристик неконструктивных элементов

1.2.1. Требования к охлаждающей жидкости

1.2.2. Характеристика ингибиторов коррозии, используемых при подготовке охлаждающих жидкостей для дизелей тепловозов
1.3. Анализ результатов исследований систем охлаждения
тепловозных дизелей
1.4. Определений цели и задач исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
2.1. Математическая модель теплотехнического баланса, статических и динамических характеристик системы охлаждения
2.2. Динамические характеристики системы регулирования температуры охлаждающей жидкости тепловозных дизелей с автономным приводом водяного насоса
2.3. Математические модели полей температуры в потоке охлаждающей жидкости
2.3.1. Ламинарное течение с заданным профилем скорости
2.3.2. Теплообмен при турбулентном течении потока
2.4. Модель теплоотдачи при кипении
ВЫВОДЫ
3. РАСЧТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ С ОМЫВАЕМЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ЦИЛИНДРОВ ДИЗЕЛЕЙ ДН ,7 2.,4
3.1. Особенности системы охлаждения двигателей типа ДН,,4
3.2. Тепловое состояние стенки цилиндра дизеля при образовании накипи
3.3. Расчет нестационарного поля температуры в стенке цилиндра дизеля ДН ,.,4
ВЫВОДЫ
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
4.1. Факторы, влияющие на долговечность охлаждающей жидкости
4.1.1. Методика контроля изменения жесткости охлаждающей
жидкости
4.1.2. Начальные качества охлаждающей жидкости
4.1.3. Изменение жсткости охлаждающей жидкости от времени нахождения е в системе охлаждения тепловозов
4.1.4. Влияние доливов охлаждающей жидкости в процессе эксплу атации тепловозов
4.2. Совершенствования методов и средств контроля качества охлаждающей жидкости
4.2.1. Разработка метода контроля с использованием номограмм изменения жсткости охлаждающей жидкости в эксплуатации
4.2.2. Прогнозирование долговечности охлаждающей жидкости методом экспоненциального сглаживания
4.3. Разработка автоматизированной системы мониторинга качества охлаждающей жидкости в эксплуатируемом парке тепловозов
ВЫВОДЫ
5. РАЗРАБОТКА МЕР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ С ОМЫВАЕМЫМИ ПОВЕРХ1ЮСТЯМИ ЦИЛИНДРОВ ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ
5.1. Разработка конструкции и способа применения фильтра охлаждающей жидкости
5.2. Уменьшение накипи в каналах охлаждения дизеля путем алитирования и покрытия стенок эмалью
5.3. Гидродинамический способ удаления накипи с теплоотдающих поверхностей цилиндров
5.4. Очистка каналов охлаждения дизелей от накипи с использованием пульсирующих потоков жидкости
5.5. Техникоэкономическая эффективность от внедрения результатов исследований
5.5.1. Экономический эффект от повышения долговечности охлаждающей жидкости тепловых дизелей схем охлаждения для оптимизации тепловых процессов на переменных режимах работы дизелей
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В этом случае теплоноситель поступает в радиатор. Несколько необычна система охлаждения двигателя с наддувом и двумя кругами циркуляции воды США, приведенная на рис. По большому кругу вода проходит от наноса 5, приводимого от двигателя, в рубашку охлаждения и снова к наносу. По меньшему кругу циркуляции вода проходит через радиатор 8, затем через маслоохладитель 9 и теплообменник 1 охлаждения надувочного воздуха к наносу . Регулирование теплового режима двигателя осуществляется с помощью термостата 4, который часть воды из меньшего круга перепускает в большой круг циркуляции и термостата 7, перепускающего часть воды мимо маслоохладителя. Ц
Ч
Рис. Рис. Все рассмотренные системы охлаждения дизелей оборудованы обводными каналами, позволяющими замкнуть трубопроводы системы охлаждения накоротко и тем самым исключить переохлаждение двигателя при работе на малых нагрузках или при низкой температуре атмосферного воздуха, уменьшить время прогрева, причем регулирование теплового режима с помощью такого перепуска рассматривается как равнозначное регулированию изменением расхода воздуха. В дизелях с надувом проблема подогрева надувочного воздуха при работе на малых нагрузках и при низкой температуре атмосферного воздуха решается путем перепуска части воды, охлаждающей дизель, в контур циркуляции воды, охлаждающей наддувочный воздух. На тепловозах II0, У0, некоторых тепловозах фирмы Краусе Маффей ФРГ и 0 Великобритания применяют перепуск воды из контура охлаждения дизеля в контур охлаждения наддувочного воздуха. Это позволяет повысить температуру наддувочного воздуха при работе тепловоза на малых нагрузках в холодное время года. Фирма Дженерал электрик создала систему охлаждения для тепловозов серии В, в которой оптимальная температура теплоносителей поддерживается автоматически в любое время года на всех нагрузках за счт организации пропуска воды рис. Циркуляционный насос 6 подат охлаждающую воду из дизеля непосредственно в бак или через секции холодильника. Вода из секций холодильника возвращается в бак 3 и затем поступает в насос через водомасляный теплообменник 2. Количество воды, проходящее через секции, регулируется с помощью шести спаренных клапанов 5, работающих параллельно тремя группами. При низкой температуре охлаждающей воды клапаны закрыты и вся вода из двигателя поступает в бак в обход секций холодильника. С повышением температуры воды соответствующие термостаты срабатывают и открывают поочердно клапаны всех трх групп. Рис. Рис. Для систем охлаждения большинства тепловозов Великобритании и США характерно применение в контуре охлаждения воды дизеля избыточного давления закрытые системы охлаждения. Такие системы позволяют осуществить высокотемпературное охлаждение, при избыточном давлении 0,1 МПа температура кипения увеличивается до 1 С. На тепловозе Д мощностью кВт в контуре охлаждения воды дизеля применена закрытая система под избыточным давлением 0,2 МПа рис. Во втором, открытом контуре охлаждаются наддувочный воздух и масло дизеля. Оба контура оборудованы перепускными клапанами 6 и с термостатами. В открытой системе клапан пропускает воду мимо теплообменника до тех пор, пока температура масла на выходе из теплообменника не превысит С. В закрытой системе, до достижения определнной температуры, часть воды также пропускается в обход радиатора. В нашей стране закрытая система циркуляции воды впервые применена на отечественных тепловозах серии ТГ2 рис. При этом каждый дизель тепловоза оборудован автономной системой охлаждения, которая включает расширительный бак, предназначенный для восполнения утечек воды, удаления воды, удатения пара и воздуха из системы. На тепловозах фирмы Дженерал электрик, предназначенных для эксплуатации на Аляске, в систему охлаждения двигателя введн электрический подогреватель. В холодное время года, когда дизель работает в режиме холостого хода, напряжение от главного генератора податся на подогреватели, установленные в контуре воды охлаждения дизеля. Нагретая вода подогревает масло в смазочной системе дизеля.