Патент на изобретение №2371696

(54) СПОСОБ ОБКАТКИ ДИЗЕЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ТЕПЛОВОЗА

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обкатке дизеля K6S310DR тепловоза ЧМЭ-3, оборудованного при прохождении капитального ремонта, сталеалюминиевыми вкладышами подшипников коленчатого вала. Способ заключается в том, что назначают режимы обкатки – частоту вращения коленчатого вала и величину нагрузки. Выбирают параметр окончания приработки на каждом режиме обкатки. Запускают дизель и прогревают его на холостом ходу до установленных значений температур теплоносителей. Устанавливают первый режим обкатки. Контролируют величину параметра приработки и по достижении ею заданного значения осуществляют переход к следующему режиму обкатки. В качестве параметра приработки принимают промежутки времени, необходимые для стабилизации процесса износа в трибосистемах дизеля, полученные при опытной обкатке. Величину нагрузки на каждом режиме обкатки назначают из условий постоянства относительной части запаса мощности двигателя до его паспортной характеристики, реализуемой нагрузочным агрегатом в эксплуатации, а при номинальной частоте вращения коленчатого вала до номинальной мощности. При номинальной частоте вращения коленчатого вала, начиная с мощности равной 4/5 от номинальной, после каждого режима обкатки осуществляют полные сбросы нагрузки на дизель и выдержку без нагрузки в течение 2-5 мин. Технический результат заключается в улучшении процесса приработки, сокращении времени обкатки и уменьшении вероятности образования задира трибосопряжений дизеля. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обкатке дизеля K6S310DR тепловоза ЧМЭ-3, оборудованного при прохождении капитального ремонта сталеалюминиевыми вкладышами подшипников коленчатого вала.

Известен способ приработки механизма, заключающийся в том, что при постепенном ступенчатом увеличении нагрузки с убывающей скоростью приработку осуществляют при поддержании постоянной эффективной величины реализуемой части нагрузочной способности материалов трущихся сопряжений механизма и введением кратковременных частичных разгрузок на заключительных ступенях приработки, что обуславливает проведение приработки с гарантированным запасом нагрузочной способности материалов до заедания. В этом случае условиям трения в прирабатывающихся сопряжениях свойственно однонаправленное изменение режима трения в сторону облегчения при возрастающем нагрузочном воздействии. При приработке в таких условиях на сопряженных поверхностях формируется диссипативный поверхностный слой, характеризуемый положительным градиентом механических свойств и особым напряженным состоянием поверхностей (см. SU, авт. св. 1617171, F02В 79/00, 1990).

Недостатки известного способа состоят в том, что частичные разгрузки на заключительных ступенях приработки не предусматривают полного сброса нагрузки, переводящего трибосопряжения в режим статического трения. Кратковременные разгрузки осуществляются только на заключительных ступенях приработки, что не является достаточным.

Наиболее близким техническим решением является способ обкатки транспортного двигателя, в котором при проведении обкатки в тяжелонагруженных сопряжениях трения двигателя реализуются эффективные триботехнические процессы, обуславливающие формирование диссипативного слоя, характеризуемого особым напряженным состоянием, положительным градиентом сдвигового напряжения материалов по глубине. Это достигается при ступенчатом росте нагрузки с убывающим размером ступеней, когда каждое приращение тормозной мощности назначают таким образом, что поддерживается постоянная относительная часть запаса мощности до эксплуатационной характеристики, а на завершающих этапах обкатки – до номинальной мощности (см. SU, Патент 1776348, G01М 15/00, 1992).

В известном способе при высокой степени нагружения, превышающей более чем на половину номинальную тормозную мощность, приработка не всегда успевает пройти, что иногда приводит к задирам. Например, во время обкатки дизеля K6S310DR тепловоза ЧМЭ-3 при нагрузке, близкой к номинальной, имеет место повышенный выход из строя поршней, связанный с образованием задиров.

Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, заключается в улучшении процесса приработки, сокращении времени обкатки и уменьшении вероятности образования задира трибосопряжений дизеля.

Указанный технический результат достигается в способе обкатки дизеля дизель-генераторной установки тепловоза, заключающемся в том, что назначают режимы обкатки – частоту вращения коленчатого вала и величину нагрузки, выбирают параметр окончания приработки на каждом режиме обкатки, запускают дизель, прогревают его на холостом ходу до установленных значений температур теплоносителей, устанавливают первый режим обкатки, контролируют величину параметра приработки и по достижении ею заданного значения осуществляют переход к следующему режиму обкатки, при этом в качестве параметра приработки принимают промежутки времени, необходимые для стабилизации процесса износа в трибосистемах дизеля, полученные при опытной обкатке, причем величину нагрузки на каждом режиме обкатки назначают из условий постоянства относительной части запаса мощности двигателя до его паспортной характеристики, реализуемой нагрузочным агрегатом в эксплуатации, а при номинальной частоте вращения коленчатого вала, до номинальной мощности, причем при номинальной частоте вращения коленчатого вала, начиная с мощности, равной 4/5 от номинальной, после каждого режима обкатки осуществляют полные сбросы нагрузки на дизель и выдержку без нагрузки в течение 2-5 мин.

Приращение нагрузки на каждом последующем режиме обкатки осуществляют с равным или убывающим размером ступеней.

Введение кратковременных остановок дизеля позволяет осуществить жесткий кратковременный режим смешанной смазки, при котором ускоряется процесс приработки и создается мягкий поверхностный слой.

В таблице представлены режимы обкатки и регулировки дизель-генераторной установки, поддерживаемые в соответствии с предложенным способом обкатки дизеля дизель-генераторной установки тепловоза.

На чертеже представлен график изменения мощности на стенде в течение обкаточных испытаний, где по оси абсцисс время (час); по оси ординат нагрузка (кВт).

В заявленном способе обкатки дизеля кратковременные полные сбросы нагрузки вместо частичных разгрузок дизеля обеспечивают работу трибосопряжений в режиме статического трения, что улучшает процесс приработки на заключительных тяжелонагруженных ступенях обкатки, создавая при этом на поверхностях трения вторичные структуры, характеризуемые положительным градиентом сдвигового напряжения. Удается получить приработанные трибосистемы (подшипник-коленчатый вал, цилиндропоршневая группа) за меньший период времени обкатки, снижается расход топлива и масла.

Таблица
п/ п	Положение рукоятки контроллера	Частота вращения коленчатого вала дизеля, об/мин	Мощность на стенде, кВт	Мощность на тепловозе, кВт	Ток, А	Напряжение В	Время обкатки, мин
1	2	3	4	5	6	7	8
1	0	340-355	–	–	–	–	60
Остановка для осмотра дизеля, промывки фильтра регулятора
2	0	340-355	–	–	–	–	10
3	2	410-430	100	70-80	1000	100	10
4	4	450-470	200	170-180	1000	200	10
5	5	500-520	300	250-270	1000	300	10
6	5	500-520	350	300-320	1000	350	10
7	6	550-570	400	340-360	1140	350	15
8	6	550-570	450	390-410	1200	375	15
10	0-8/9*	340-760	–	–	–	–	10
Остановка для осмотра дизеля, промывки фильтра грубой очистки масла, фильтра регулятора, замены технологических форсунок, проверки затяжки гаек крепления крышек цилиндра, проверка регулировки зазора в клапанах
11	0	340-355	–	–	–	–	10
12	2	410-430	100	70-80	1000	100	10
13	4	450-470	200	170-180	1000	200	10
14	5	500-520	300	250-270	1000	300	10
15	5	500-520	350	300-320	1000	350	10

1	2	3	4	5	6	7	8
16	6	550-570	400	340-360	1140	350	15
17	6	550-570	450	390-410	1200	375	15
Остановка для регулировки PZ; t°; осмотра дизеля
18	0-2	340-390	–	–	–	–	5
19	2	410-430	100	70-80	1000	100	5
20	4	450-470	200	170-180	1000	200	5
21	5	500-520	300	250-270	1000	300	5
22	5	500-520	350	300-320	1000	350	5
23	6	550-570	400	340-360	1140	350	10
24	6	550-570	450	390-410	1200	375	10
25		550-570	500	440-470	1250	400	10
26	7	650-670	550	490-510	1290	425	10
27	7	650-670	600	570-580	1410	425	15
28	8	740-760	650	590-610	1480	440	15
29	8	740-760	700	640-660	1590	440	20
30	8/9	740-760	750	740-760	1630	460	20
Остановка при необходимости для регулировки PZ; t°
31	0-3	340-430	–	–	–	–	5
32	4	450-470	200	170-180	1000	200	5
33	6	550-570	400	340-360	1140	350	5
34	7	650-670	600	570-580	1410	425	5
35	8	740-760	700	640-660	1590	440	5
36	8/9	740-760	750	740-760	1630	460	5
37	8/9	740-760	0	–	–	–	5
38	8	740-760	800	740-760	1750	460	10

1	2	3	4	5	6	7	8
39	8/9	740-760	0	–	–	–	0
40	8/9	740-760	850	740-760	1800	470	10
41	8/9	740-760	0	–	–	–	10
42	8/9	740-760	900	840-890	1800	500	15
43	8/9	740-760	0	–	–	–	5
44	8/9	740-760	935	840-890	1850	505	15
45	8/9	740-760	0	–	–	–	5
46	8/9	740-760	935	840-890	1850	505	15
47	0-8/9	340-760	0-935	0-890	Медленное приращение	Медленное приращение	10
	9 часов
* – Примечание:
Рукоятка контроллера устанавливается в положение 8 при использовании
8-ми позиционного регулятора;
Рукоятка контроллера устанавливается в положение 9 при использовании
9-ти позиционного регулятора

Формула изобретения

1. Способ обкатки дизеля дизель-генераторной установки тепловоза, заключающийся в том, что назначают режимы обкатки – частоту вращения коленчатого вала и величину нагрузки, выбирают параметр окончания приработки на каждом режиме обкатки, запускают дизель, прогревают его на холостом ходу до установленных значений температур теплоносителей, устанавливают первый режим обкатки, контролируют величину параметра приработки и по достижении ею заданного значения осуществляют переход к следующему режиму обкатки, при этом в качестве параметра приработки принимают промежутки времени, необходимые для стабилизации процесса износа в трибосистемах дизеля, полученные при опытной обкатке, причем величину нагрузки на каждом режиме обкатки назначают из условий постоянства относительной части запаса мощности двигателя до его паспортной характеристики, реализуемой нагрузочным агрегатом в эксплуатации, а при номинальной частоте вращения коленчатого вала до номинальной мощности, отличающийся тем, что при номинальной частоте вращения коленчатого вала, начиная с мощности, равной 4/5 номинальной, после каждого режима обкатки осуществляют полные сбросы нагрузки на дизель и выдержку без нагрузки в течение 2-5 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приращение нагрузки на каждом последующем режиме обкатки осуществляют с равным или убывающим размером ступеней.

РИСУНКИ