Результаты опытной эксплуатации СМД в депо Елец

В период с 2012 по 2014 год специалистом кафедры «Электропоезда и локомотивы» МИИТа Лобановым И.И. были проведены испытания системы СМД на базе депо ТЧР-21 Елец ЮВЖД. В процессе выполнения работы была произведена оценка технического состояния дизелей тепловозов ТЭП70-0400, ТЭП70БС-043, ТЭП70-0424, ТЭП70-0548 и др.

Диагностика выполнялась согласно плану (рис. 4.2), при этом контролировались параметры дизеля, указанные в таблице 8.

		Правый ряд
			8			7			6			5			4				3			2			1
																													12,0
ТСГ
	ТНВД				ТНВД			ТНВД			ТНВД			ТНВД				ТНВД			ТНВД			ТНВД					ТК
	ТНВД				ТНВД			ТНВД			ТНВД			ТНВД				ТНВД			ТНВД			ТНВД
																23,7
			8			7			6			5				4			3			2			1
	Левый ряд
ТСГ – тяговый синхронный генератор; ТНВД – топливный насос высокого давления; ТК - турбокомпрессор

Рисунок 4.2 – План диагностики дизеля Д49

Ниже приведены полученные результаты, к каждому из которых прилагаются сводные отчеты диагностирования. Образец отчета, наиболее показательный с точки зрения полученных результатов, приведен в Приложении 1.

Таблица 8

Основные контролируемые параметры дизеля 2А-5Д49

            Продолжение таблицы 8

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭМ7-0204

Была проведена диагностика цилиндров 1ПР и 2ПР дизель-генераторной установки тепловоза ТЭМ7-0204 системой мониторинга дизельных двигателей СМД для сопоставления результатов и подтверждения данных визуального осмотра на режиме 5ПКМ-х.х. при прохождении реостатных испытаний.

Анализ данных, полученных с помощью системы СМД, указывает на то, что в результате прорыва цилиндровых газов в картер дизеля резко снизились значения всех основных параметров рабочего процесса цилиндра 1ПР по сравнению с цилиндром 2ПР, работающим исправно.

После смены цилиндрового комплекта была проведена повторная диагностика цилиндров 1ПР и 2ПР дизель-генераторной установки тепловоза системой СМД.

Анализ данных повторной диагностики показал исправную работу 1ПР цилиндра дизеля после смены цилиндрового комплекта.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0181

При проведении реостатных испытаний тепловоза ТЭП70-0181 после проведения планового ремонта в объеме ТР-3 была проведена диагностика дизель-генераторной установки тепловоза системой мониторинга дизельных двигателей СМД с целью оценки технического состояния топливной аппаратуры, цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения.

Диагностирование проводилось на режиме 2ПКМ-нагрузки.

Анализ результатов диагностирования показал следующее:

- Равномерность распределения мощностей по цилиндрам в пределах нормы.

- Качество работы всех форсунок, оцениваемое по вибродиаграммам впрыска, удовлетворительное.

- Качество работы клапанных механизмов всех цилиндров, оцениваемое по вибродиаграммам закрытия клапанов, удовлетворительное.

- Согласно полученным индикаторным диаграммам рабочего процесса все цилиндры имеют разрегулировку фаз газораспределения – угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl), угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh).

- По результатам выявленных замечаний необходимо произвести перерегулировку фаз топливоподачи и газораспределения:

- проверить и отрегулировать выход рейки ТНВД (цикловую подачу) цилиндров 1ПР, 7ПР, 3Л, 5Л, 7Л, 8Л;

- уменьшение угла опережения подачи топлива (Alf inj) цилиндров 3Л – на 3⁰ п.к.в., 8Л - на 1⁰ п.к.в.;

- увеличение угла опережения подачи топлива (Alf inj) цилиндров 1ПР – на 1⁰ п.к.в., 1Л - на 1⁰ п.к.в., 7Л - на 3⁰ п.к.в.; 

- увеличение угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl):

Правый ряд

1Ц – на 4⁰ п.к.в., 2Ц – на 10⁰ п.к.в., 3Ц – на 12⁰ п.к.в., 5Ц – на 8⁰ п.к.в., 6Ц – на 6⁰ п.к.в., 7Ц – на 8⁰ п.к.в., 8Ц – на 8⁰ п.к.в.

Левый ряд

1Ц – на 18⁰ п.к.в., 2Ц – на 5⁰ п.к.в., 3Ц – на 9⁰ п.к.в., 4Ц – на 3⁰, 5Ц – на 4⁰ п.к.в., 6Ц – на 10⁰ п.к.в., 7Ц – на 12⁰ п.к.в., 8Ц – на 8⁰ п.к.в.

- увеличение угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh):

 Правый ряд

1Ц – на 12⁰ п.к.в., 2Ц – на 18⁰ п.к.в., 3Ц – на 12⁰ п.к.в., 4Ц – на 8⁰, 5Ц – на 16⁰ п.к.в., 6Ц – на 9⁰ п.к.в., 7Ц – на 5⁰ п.к.в., 8Ц – на 8⁰ п.к.в.

Левый ряд

1Ц – на 10⁰ п.к.в., 2Ц – на 14⁰ п.к.в., 3Ц – на 9⁰ п.к.в., 4Ц – на 10⁰, 5Ц – на 12⁰ п.к.в., 6Ц – на 10⁰ п.к.в., 7Ц – на 12⁰ п.к.в., 8Ц – на 10⁰ п.к.в.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0282

При проведении технического обслуживания в объеме ТО-5 (после заводского ремонта) тепловоза ТЭП70-0282 в депо ТЧР-21 Елец ЮВЖД при визуальном осмотре было зафиксирован выброс масла 1Л цилиндрового комплекта. Также наблюдался дымный выхлоп из индикаторного крана 1Л цилиндра характерный при горении масла внутри цилиндра.

Были продиагностированы 1Л и 2Л цилиндры, для сопоставления результатов и подтверждения данных визуального осмотра, на режимах холостого хода (0ПКМ) и под нагрузкой при проведении реостатных испытаний.

Анализ данных, полученных с помощью системы СМД, указывает на то, что вследствие заброса масла в полость цилиндра и дальнейшего его сгорания резко увеличились значения основных параметров рабочего процесса, таких как среднее индикаторное давление (MIP), индикаторная мощность (Pi), cкорость нарастания давления по углу поворота коленчатого вала (Vm) и степень повышения давления (Lmd) цилиндра 1Л по сравнению с цилиндром 2Л работающим исправно.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0427

Во время реостатных испытаний тепловоза ТЭП70-0427 после проведения планового ремонта в объеме ТР-3 29-30 апреля 2013 г. была проведена диагностика дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0427 системой мониторинга дизельных двигателей СМД с целью оценки технического состояния топливной аппаратуры, цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения.

Проведены следующие работы:

- при первичной проверке работы ДГУ выявлена неправильная клапанов 8ПР и 6Л цилиндровых комплектов – присутствие посторонних стуков при работе клапанного механизма данных комплектов;

- для подтверждения выявленного замечания цилиндры 8ПР и 6Л были продиагностированы системой СМД. По результатам диагностики замечание подтвердилось;

- при дальнейшем проведении реостатных испытаний ДГУ тепловоза не выдала номинальную мощность. Было принято решение о проверке общего угла опережения подачи топлива. По результатам проверки общий угол опережения подачи составил 14⁰ п.к.в. при нормативном значении 19-20⁰ п.к.в.;

- по результатам диагностирования системой СМД цилиндров 8ПР и 6Л до регулировки общего угла опережения подачи топлива действительный угол опережения подачи топлива (Alf inj) составил для цилиндра 8ПР – 8⁰ п.к.в., для цилиндра 6Л – 1⁰ п.к.в. при нормальном значении 12-14⁰ п.к.в. Максимальное давление сгорания Pmax на режиме 0ПКМ-х.х. составило для цилиндра 8ПР – 39,7 кгс/см², для цилиндра 6Л – 37 кгс/см²;   

- после регулировки общего угла опережения подачи (увеличение на 4⁰ п.к.в.) было проведено повторное диагностирование системой СМД, по результатам которой были получены следующие данные - действительный угол опережения подачи топлива (Alf inj) составил для цилиндра 8ПР – 12⁰ п.к.в., для цилиндра 6Л – 4,5⁰ п.к.в. Максимальное давление сгорания Pmax на режиме 0ПКМ-х.х. составило для цилиндра 8ПР – 40,5 кгс/см², для цилиндра 6Л – 41 кгс/см²

После устранения всех замечаний было проведено итоговое диагностирование системой СМД на режиме 10ПКМ-нагрузки, по результатам которого были сделаны следующие выводы:

- равномерность распределения мощностей по цилиндрам в пределах нормы.

- качество работы всех форсунок, оцениваемое по вибродиаграммам впрыска, удовлетворительное.

- качество работы клапанных механизмов всех цилиндров, оцениваемое по вибродиаграммам закрытия клапанов, удовлетворительное.

- согласно полученным индикаторным диаграммам рабочего процесса все цилиндры имеют разрегулировку фаз газораспределения – угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl), угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh).

По результатам выявленных замечаний необходимо произвести перерегулировку фаз газораспределения:

- увеличение угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl):

Правый ряд

1Ц – на 6⁰ п.к.в., 2Ц – на 10⁰ п.к.в., 3Ц – на 8⁰ п.к.в., 4Ц – на 8⁰, 5Ц – на 6⁰ п.к.в., 6Ц – на 8⁰ п.к.в., 7Ц – на 7⁰ п.к.в., 8Ц – на 8⁰ п.к.в.

Левый ряд

1Ц – на 8⁰ п.к.в., 2Ц – на 9⁰ п.к.в., 3Ц – на 9⁰ п.к.в., 4Ц – на 8⁰, 5Ц – на 7⁰ п.к.в., 6Ц – на 10⁰ п.к.в., 8Ц – на 8⁰ п.к.в.

- увеличение угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh):

 Правый ряд

1Ц – на 8⁰ п.к.в., 2Ц – на 8⁰ п.к.в., 3Ц – на 8⁰ п.к.в., 4Ц – на 8⁰, 5Ц – на 8⁰ п.к.в., 6Ц – на 9⁰ п.к.в., 7Ц – на 8⁰ п.к.в., 8Ц – на 9⁰ п.к.в.

Левый ряд

1Ц – на 10⁰ п.к.в., 2Ц – на 9⁰ п.к.в., 3Ц – на 9⁰ п.к.в., 4Ц – на 10⁰, 5Ц – на 10⁰ п.к.в., 6Ц – на 8⁰ п.к.в., 8Ц – на 9⁰ п.к.в.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0508

При проведении межпоездного ремонта тепловоза ТЭП70-0508 по причине смены цилиндрового комплекта цилиндра 1Л из-за течи воды по контрольному отверстию были проведены реостатные испытания с нагружением ДГУ на тормозные резисторы.

Была проведена диагностика дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70 - 0508 системой мониторинга дизельных двигателей СМД с целью оценки технического состояния топливной аппаратуры, цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения.

Проведены следующие работы:

1.  При первичной проверке работы ДГУ выявлена жесткая работа 1Л и 8Л цилиндровых комплектов по отсечке подачи топлива ТНВД.

2. Для подтверждения выявленного замечания цилиндры 1Л и 8Л были продиагностированы системой СМД. В качестве контрольного был продиагностирован цилиндр 4Л. Диагностирование проводилось на режиме 2ПКМ-нагр. По результатам диагностики замечание подтвердилось.

3. По результатам диагностирования системой СМД цилиндров 1Л и 8Л действительный угол опережения подачи топлива (Alf inj) составил для цилиндра 1Л – 24,5–29,3⁰ п.к.в., для цилиндра 8Л – 22,1–27,1⁰ п.к.в. при нормальном значении 13-15⁰ п.к.в. Максимальное давление сгорания Pmax на режиме 2ПКМ-нагр. составило для цилиндра 1Л – 68,3 кгс/см², для цилиндра 8Л – 68-71 кгс/см².

4. По результатам диагностирования системой СМД контрольного цилиндра 4Л действительный угол опережения подачи топлива (Alf inj) составил 17-18,5⁰ п.к.в.. Максимальное давление сгорания Pmax на режиме 2ПКМ-нагр. составило для цилиндра 47 кгс/см².   

5. По результатам анализа индикаторных диаграмм рабочего процесса и вибродиаграмм работы форсунок и механизма газораспределения были сделаны следующие выводы:

- параметры рабочего процесса цилиндров 1Л и 8Л завышены по сравнению с цилиндром 4Л;

- качество работы всех форсунок, оцениваемое по вибродиаграммам впрыска, удовлетворительное;

- качество работы клапанных механизмов всех цилиндров, оцениваемое по вибродиаграммам закрытия клапанов, удовлетворительное;

- согласно полученным индикаторным диаграммам рабочего процесса все продиагностированные цилиндры имеют разрегулировку фаз газораспределения – угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl), угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh).

По результатам выявленных замечаний необходимо произвести перерегулировку фаз топливоподачи и газораспределения:

- проверку и регулировку выхода рейки ТНВД (цикловой подачи) цилиндров 1Л и 8Л;

- уменьшение угла опережения подачи топлива (Alf inj) 1Л цилиндра – на 10-11⁰ п.к.в., 8Л цилиндра – на 6⁰ п.к.в.;

- увеличение угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl):

1Л цилиндр – на 12⁰ п.к.в., 4Л цилиндр – на 18-20⁰ п.к.в., 8Л цилиндр – на 10⁰ п.к.в.;

- увеличение угла запаздывания закрытия выпускных клапанов (Fi exh):

1Л цилиндр – на 12-14⁰ п.к.в., 4Л цилиндр – на 12-14⁰ п.к.в., 8Л цилиндр – на 16⁰ п.к.в.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0400

Тепловоз ТЭП70-0400 (депо приписки ТЧ-19 Котлас Сев. ж.д.) проходил реостатные испытания после проведения ТР-3 в депо ТЧР-21 Елец Ю.-В. ж.д. 3.05.2012 г.

Оценка технического состояния дизеля проводилась с помощью Системы мониторинга дизельных двигателей СМД на режиме 5ПКМ-х.х.

Индикаторный кран цилиндра 3ПР был забит, поэтому снятие показаний было невозможно. Кроме того было обнаружено ослабление крепления индикаторного крана цилиндра 5Л, а также нарушение герметичности по запорному конусу индикаторного крана цилиндра 8Л из-за чего возникли некоторые трудности при снятии показаний с этих цилиндров.

Анализ полученных данных позволяет установить следующее:

1. Величина давления сжатия Pcomp по всем цилиндрам находится в норме.

2. При работе на режиме холостого хода максимальная разность давлений сгорания Pmax по всем цилиндрам дизеля находится в норме (при максимально допустимой величине 10 кгс/см²).

3. Качество работы форсунок и клапанов по всем цилиндрам дизеля удовлетворительное.

4. Фазы газораспределения (запаздывание закрытия впускных клапанов Fi inl и запаздывание закрытия выпускных клапанов Fi exh) находятся в пределах допускаемых значений.

5. При работе на режиме холостого хода по всем цилиндрам дизеля наблюдается позднее опережение подачи топлива – величина действительного угла опережения подачи топлива Alf inj составляет 3-9 ⁰п.к.в. при норме 14-15 ⁰п.к.в.

Для приведения к нормативным показателям требуется увеличение угла опережения подачи топлива.   

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0424

Тепловоз ТЭП70-0424 проходил реостатные испытания после проведения ТР-3 в депо ТЧР-21 Елец Ю.-В. ж.д. 6.05.2012 г.

Оценка технического состояния дизеля проводилась с помощью Системы мониторинга дизельных двигателей СМД на режиме 0ПКМ-х.х..

Были продиагностированны цилиндры 5-8 левого и правого рядов т.к. на режиме 0ПКМ-х.х. у цилиндров 1-4 левого и правого рядов отключается топливоподача.

Анализ полученных данных позволяет установить следующее:

1. Низкое значение давления сжатия Pcomp цилиндров 6-8ПР, 6-7Л.

2. Качество работы форсунок и клапанов по всем цилиндрам дизеля удовлетворительное.

3. При работе на режиме холостого хода по всем цилиндрам дизеля наблюдается позднее опережение подачи топлива – величина действительного угла опережения подачи топлива Alf inj составляет 9-11 ⁰п.к.в. при норме 14-15 ⁰п.к.в.

4. На режиме 0ПКМ-х.х. отсутствует сгорание в цилиндрах 7Л и 8Л по причине малой цикловой подачи ТНВД на режиме х.х..

5. Увеличенная цикловая подача х.х. цилиндра 7ПР, уменьшенная цикловая подача цилиндра 6ПР.

6. Фазы закрытия впускных и выпускных клапанов левого ряда находятся в допускаемых пределах.

7. Раннее запаздывание закрытия впускных клапанов цилиндра 5ПР, а также выпускных клапанов цилиндров 6-8ПР. 

Для приведения к нормативным показателям требуется:

- проверка и увеличение угла опережения подачи топлива проверенных цилиндров;

- проверка и регулировка (увеличение) угла запаздывания закрытия впускных клапанов цилиндра 5ПР, выпускных клапанов цилиндров 6-8ПР;

- увеличение цикловой подачи топлива х.х. цилиндров 6ПР, 7Л и 8Л, уменьшение цикловой подачи топлива х.х. цилиндра 7ПР.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70БС-043

Тепловоз ТЭП70БС-043 (депо приписки ТЧ-11 Саратов Прив. ж.д.) проходил реостатные испытания с нагружением на блоки сопротивлений ЭДТ после проведения ТР-3 в депо ТЧР-21 Елец Ю.-В. ж.д. 5.05.2012 г.

Оценка технического состояния дизеля проводилась с помощью Системы мониторинга дизельных двигателей СМД на режиме 5ПКМ-нагр. Были продиагностированны цилиндры правого ряда.

 Анализ полученных данных позволяет установить следующее:

1. Качество работы форсунок и клапанов по всем цилиндрам дизеля удовлетворительное.

2. Величина давления сжатия Pcomp по всем цилиндрам находится в норме.

3. Фазы топливоподачи по всем проверенным цилиндрам в норме.

4. Раннее запаздывание закрытия впускных (Fi inl) и выпускных (Fi exh) клапанов у всех цилиндров.

5. Разность максимальных давлений сгорания Pmax больше нормативных значений – цилиндры 2ПР, 7ПР и 8ПР.

Для приведения к нормативным показателям требуется:

- проверка и регулировка (увеличение) угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl) и выпускных клапанов (Fi exh) всех цилиндров;

- увеличение цикловой подачи топлива цилиндров 7ПР и 8ПР.

Результаты диагностики дизель-генераторной установки тепловоза ТЭП70-0548

Тепловоз ТЭП70-0548 проходил реостатные испытания с нагружением на блоки сопротивлений ЭДТ после смены блоков УСТА (межпоездной) в депо ТЧР-21 Елец Ю.-В. ж.д. 6.05.2012 г.

Оценка технического состояния дизеля проводилась с помощью Системы мониторинга дизельных двигателей СМД на режиме 5ПКМ-нагр. Были продиагностированны цилиндры левого и правого рядов.

Индикаторные краны цилиндров 1ПР, 1Л и 7Л были забиты, в следствие чего снять показания с этих цилиндров не было возможности.

Анализ полученных данных позволяет установить следующее:

1. Величина давления сжатия Pcomp по всем цилиндрам находится в норме.

2. Качество работы форсунок цилиндров 2, 3, 5-8 правого ряда и всех форсунок левого ряда в норме. Качество работы форсунки цилиндра 4ПР неудовлетворительно.

3. Поздний угол опережения подачи топлива Alf inj цилиндров 4ПР и 8Л.

4. Раннее закрытие впускных клапанов (Fi inl) цилиндров 2ПР, 4-8ПР, 2-8Л, выпускных клапанов (Fi exh) всех цилиндров левого и правого рядов.  

Для приведения к нормативным показателям требуется:

- заменить индикаторные краны цилиндров 1ПР, 1Л и 7Л;

- проверка и регулирование форсунки цилиндра 4ПР;

- увеличение угла опережения подачи топлива Alf inj цилиндров 4ПР и 8Л на 2 ⁰п.к.в.;

- проверка и регулировка (увеличение) угла запаздывания закрытия впускных клапанов (Fi inl) цилиндров 2ПР, 4-8ПР, 2-8Л и выпускных клапанов (Fi exh) всех цилиндров левого и правого рядов.

Давая оценку проделанной работе необходимо следующее:

- система СМД является эффективным средством для оценки технического состояния тепловозных дизелей;

- система СМД позволяет сделать заключение о качестве рабочего процесса в цилиндрах дизеля, о качестве работы топливной аппаратуры высокого давления и механизма газораспределения;

- данная система выгодно отличается от других подобных систем диагностирования дизелей оперативностью, надежностью и точностью получения требуемой информации;

- система может быть применена для оценки технического состояния дизелей в процессе эксплуатации, при проведении реостатных испытаний тепловозов, а так же в случаях, когда требуется оперативно определить причины ухудшения показателей работы тепловоза и в частности его дизеля.

Методика применения ПДК

Начиная с 2005 года комплекс диагностики ПДК неоднократно проходил опытную эксплуатацию в депо ОАО РЖД и предприятий промышленного железнодорожного транспорта. Наиболее масштабными были испытания комплекса на базе депо Елец Юго-восточной железной дороги. Опытная эксплуатация показала целесообразность использования ПДК в локомотивных депо, что послужило поводом для принятия решения о массовом внедрении данной системы диагностики.

Как было показано в дипломной работе Королева А.Д. “Совершенствование систем сервисного обслуживания автономного подвижного состава”, переносной комплекс диагностики ПДК может применяться как для диагностирования подвижного состава старой постройки (без встроенных бортовых систем диагностики), так и для оценки состояния современного и модернизированного подвижного состава, оборудованного МСУ.