Повышение параметрической надежности работы турбокомпрессоров тепловозных дизелей в эксплуатации

• Автор: Щербицкая, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ эксплуатационной надежности турбокомпрессоров

тепловозных дизелей

1.2. Причины снижения надежности турбокомпрессоров.

1.3. Анализ основных факторов и причин повреждаемости узлов и

деталей турбокомпрессоров

1.4. Обзор существующих методов и средств контроля качества

ремонта турбокомпрессоров

1.5. Основные выводы, постановка задач исследования и
последовательность их решения
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. Регулирование центробежного компрессора
2.2. Неустойчивые режимы работы компрессоров
3. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ
3.1. Разработка диагностической модели
3.2. Расчет диагностических матриц
3.3. Расчетное исследование влияния изменения параметров на
диагностические признаки
4. МЕТОДОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ТУРБОКОМПРЕССОРА ПОСЛЕ РЕМОНТА И
В ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1. Стратегия поддержания работы турбокомпрессора, после ремонта и в эксплуатации
4.2. Методика испытания турбокомпрессора после ремонта и в эксплуатации
4.3. Локальные и комплексные средства контроля турбокомпрессора при испытании
5. РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРА
5.1. Оценка эффективности работы вариантов стенда
5.2. Разработка схемы стенда
5.3. Принцип действия стенда
6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ СОЗДАНИЯ
И ВНЕДРЕНИЯ В ЛОКОМОТИВНОМ ХОЗЯЙСТВЕ СТЕНДА
ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ
ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ
6.1. Характеристика мероприятия
6.2. Определение прибыли экономии текущих расходов
6.3. Расчет интегрального экономического эффекта и сроки
окупаемости затрат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для повышения эксплуатационной надежности турбокомпрессоров и снижения величины удельного расхода топлива дизелем необходимо постоянно контролировать их техническое состояние с периодическим восстановлением параметров рабочих характеристик турбокомпрессора в эксплуатации. Диссертационная работа подготовлена на основании исследований, проведенных автором в соответствии с «Программой энергоснабжения на железнодорожном транспорте на - г. МПС N Б-у от . Достигнутый уровень ремонта агрегатов газовоздушного тракта и, в частности, тепловозных турбокомпрессоров не обеспечивает желаемого уровня функционирования этих узлов. Вследствие низкой надежности турбокомпрессоров в локомотивных депо выполняется большой объем неплановых ремонтных работ, что влечет за собой значительные финансовые затраты. Изложенное выше, позволяет считать тему диссертационной работы актуальной /7,8/. Цель работы: Повышение надежности работы турбокомпрессора путем контроля технического состояния и характеристики турбокомпрессора как в эксплуатации так и после ремонта. Выполнить анализ эксплуатационной надежности турбокомпрессоров тепловозных дизелей. Выявить основные структурные дефекты и причины их возникновения. Установить причины возникновения помпажа при работе дизеля на повышенных режимах и в условиях низких температур и давлений. Разработать диагностическую модель для оценки запасов устойчивости турбокомпрессора по помпажу. Разработать методику и средства контроля и диагностирования технического состояния турбокомпрессора. Разработать стратегию повышения надежности работы турбокомпрессора в эксплуатации. Разработать методику' и средства повышения надежности работы турбокомпрессора. Выбрать схему и спроектировать стенд для испытания турбокомпрессора. Методика исследования. Научная новизна. Разработана стратегия повышения надежности работы турбокомпрессора в эксплуатации, заключающаяся в мониторинге технического состояния турбокомпрессора в эксплуатации и стендовых испытаниях после ремонта. Установлены причины и механизм возникновения помпажа в тепловозных дизелях, связанные с закоксовыванием сопловых и рабочих лопаток и низкими запасами устойчивости турбокомпрессора. Разработана диагностическая модель оценки запасов устойчивости турбокомпрессора по помпажу, основанная на методе малых отклонений. Предложена методика оценки технического состояния и параметрической надежности турбокомпрессора с помощью разработанной системы коэффициентов. Практическая ценность. Установлены причины и выявлена природа возникновения помпажа турбокомпрессора. Разработаны методы и средства контроля и диагностирования и также повышения надежности технического состояния турбокомпрессора. Выбрана схема и спроектирован стенд для испытания турбокомпрессора. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технической конференции СамИИТа (Самара, ); на второй международной отраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении» (Ростов-на-Дону, г. Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири» (Иркутск, ); научно-технической конференции «Новые технологии -железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств» (Омск, ); и на семинарах электромеханического факультета СамИИТа (Самара, -г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ. Структура н объем работы. Работа состоит из введения, 6 разделов, выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Содержит: 1 страницу текста, таблиц, рисунка, 8 приложений, 8 наименований использованных источников. ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. Надежность и экономичность работы тепловозного дизеля с турбонаддувом во многом определяется работоспособностью агрегатов системы воздухоснабжения. Известно, что около % отказов тепловоза составляют отказы по дизелю, около 9% из которых приходится на агрегаты наддува /,/. Причем основная доля отказов связана с неисправностями тепловозных турбокомпрессоров (ТК). В табл. ТКН дизеля типа Д0, выпускаемых Пензенским заводом дизельного машиностроения. Таблица 1. Наименование узла Число отказов на 1 млн.