Стенды и оборудование для испытания топливной аппаратуры

В тепловозных ремонтных депо большое внимание уделяется стендам настройки топливной аппаратуры, других узлов дизель-генераторной установки (рис. 2.2). 

Рисунок 2.2 – Автоматизированный стенд для обкатки и настройки топливных насосов высокого давления

Стенды создаются для диагностирования, испытания и настройки топливных насосов, плунжерных пар насосов, форсунок, трубок высокого давления и др. [7].

Кроме стационарного оборудования для диагностики, в настоящее время планируется к внедрению переносной диагностический комплекс.

 Переносной диагностический комплекс (ПДК) разработан для оценки и управления техническим состоянием дизелей и их топливной аппаратуры с целью обеспечения эффективной и надежной работы в процессе эксплуатации.

В состав ПДК входят:

- система экспресс диагностики транспортных дизелей (СМД), обеспечивающая оценку технического состояния дизеля по показателям рабочего процесса в цилиндрах двигателя;

- механотестер топливной аппаратуры (МТА-2), используемый для оценки технического состояния топливной аппаратуры дизелей (форсунок и топливных насосов высокого давления) без снятия их с двигателя;

- анализатор герметичности цилиндров (АГЦ-2) – устройство для оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы, определяемому по степени износа цилиндровых втулок, износу и «закоксовыванию» поршневых колец, неисправностям клапанов газораспределения (рис. 2.3 а, б);

- индикатор герметичности плунжерных пар (ИГП) – устройство для оценки технического состояния плунжерных пар (степени их износа) без снятия ТНВД с дизеля и его разборки;

- устройство для контроля избыточного давления картерных газов дизеля.

Краткая характеристика и функциональные возможности каждого из составляющих ПДК приведены в разделе 3.

а - проведение измерений анализатором герметичности цилиндров АГЦ-2

1- корпус; 2 - вакуумный клапан; 3 - подвижной элемент; 4 - стопорная гайка; 5 - крышка корпуса; 6 - корпус клапана с вакуумным каналом; 7 - вакууметр; 8 - уравнительный клапан.

б – устройство АГЦ-2

Рисунок 2.3 – Анализатор герметичности цилиндров АГЦ-2

В системе использован уникальный высокоэффективный алгоритм «безфазовой синхронизации» - определение «мертвых» точек (ВМТ и НМТ), а также последующая синхронизация полученных данных без использования различных датчиков, устанавливаемых на маховике двигателя. Параметры рабочего процесса конкретного цилиндра тепловозного дизеля определяются по трем информационным каналам:

- процесс и фазы сгорания топлива;

- процессы и фазы впрыскивания топлива по ТНВД и форсунке;

- фазы газораспределения выпускного и впускного клапанов.

Основным измерительным элементом системы СМД является неохлаждаемый датчик объёмного типа PS-16 давления газов в цилиндре дизеля. Данные используются для последующего расчета индикаторной мощности цилиндра и определения основных параметров рабочего процесса.

Вибродатчик VS-20 является вспомогательным датчиком системы. Анализ виброимпульсов различных узлов топливной аппаратуры и механизма газораспределения дизеля позволяет определить параметры топливоподачи и газораспределения.

Важнейшей особенностью является принцип так называемого «разделенного мониторинга». Здесь блок МРВ отделен от расчетного модуля (РМ) и выполнен на базе специализированного контроллера. Связь между модулями МРВ и РМ осуществляется по последовательному интерфейсу. Система позволяет производить мониторинг рабочего процесса 2-х и 4-тактных дизелей (во всех диапазонах частот вращения с разрешением не менее 0,5 градусов поворота коленчатого вала).

МТА-2 позволяет производить безразборную оценку состояния форсунок (рис. 2.4), нагнетательных клапанов и плунжерных пар (последнее при достаточном уровне квалификации обслуживающего персонала локомотивного депо).

Рисунок 2.4 – Оценка состояния форсунки при помощи механотестера МТА-2

Рисунок 2.5 - Проведение испытания дизеля 3А-6Д49 с помощью СМД

Стрелками показаны места установки вибродатчика – на болте цилиндровой крышки и на корпусе форсунки.

Целью проведения экспресс-диагностики является выявление неисправностей ТНВД и форсунок без их демонтажа с дизеля. Кроме того, в процессе диагностики выявляются скрытые дефекты, допущенные при очередной сборке прецизионных пар: распылителей, игл, плунжерных пар и нагнетательных клапанов.

Все измерения проводятся без разборки дизеля через индикаторные краны во время «прокрутки» двигателя стартером или пусковым устройством.

Из основных достоинств системы ПДК следует выделить простоту и удобство применения, компактность приборов, простое устройство и надежность МТА-2 и АГЦ-2, а также широкий диапазон применения системы. Кроме проведения систематического мониторинга дизельных двигателей ПДК может применяться и при мелком текущем ремонте дизеля, например, при замене одной или нескольких форсунок, когда требуется провести контроль параметров работы дизеля, а реостатные испытания нецелесообразны. С помощью СМД будет возможным проведение проверки работы отдельно взятых цилиндров (рис. 2.5).

Кроме того, в отличие от вышеперечисленных переносных систем контроля и диагностики ПДК обладает значительным количеством получаемых параметров, достаточных для точной оценки работы дизеля и прогнозирования его остаточного ресурса [17].

Таким образом, система ПДК отвечает требованиям к переносным системам диагностики, а именно:

- позволяет получать необходимую информацию, не требуя изменения сроков эксплуатации и технического обслуживания подвижного состава;

- для проведения снятия и обработки полученных результатов не требуется наличие высококвалифицированного персонала;

- измерения проводятся одним человеком;

- полностью автономна.

Таким образом, оперативная диагностика является универсальным и прогрессивным методом диагностирования, так как она позволяет получать диагностическую информацию по ограниченному числу параметров без изменения сроков эксплуатации и технического обслуживания в межремонтные периоды, а это экономически выгодно и дает более точные рекомендации при применении математических расчетов, написанных на программном языке. Так же данный метод не требует наличия высококвалифицированных кадров при проведении снятия и обработки полученных результатов.

Кроме этого, переносные средства диагностики могут использоваться на любом подвижном составе – современном и устаревшем – так как для них не требуется наличия диагностической информации от датчиков и МСУ. Это особенно актуально, в связи со значительным процентом тягового подвижного состава старой постройки, оборудование МСУ которого требует больших затрат и в большинстве случаев невозможно.

Переносные средства контроля и диагностики позволят проводить мониторинг всех типов тягового подвижного состава и дополнительную (помимо МСУ) информацию о работе дизеля, в частности его топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы.