Совершенствование системы диагностирования топливной аппаратуры тепловозных дизелей

       Электрогидравлический привод клапанов интегрирует достоинства  гидравлического и электромагнитного способов управления по требуемому быстродействию и возможности регулирования фаз газораспределения (или закона движения клапанов). Основные конструктивные преимущества такого типа привода заключаются в упрощении компоновки крышки цилиндра, снижении динамических нагрузок, уровня шума и затрат металла, повышении уровня автоматизации за счет регулирования в требуемом диапазоне фаз газораспределения и закона движения клапанов [1].

       На  рис. 1.5. показана схема установки силовых гидроцилиндров электрогидравлического привода на дизеле ЧН 26/26 (Д49), находящегося на уровне лучших зарубежных аналогов. Гидравлические цилиндры расположены на общей пластине, которая, в свою очередь, крепится к постелям подшипников кулачкового вала, что обеспечивает требуемую унификацию деталей привода и удобство обслуживания. На каждом   цилиндре двигателя установлены по два впускных и выпускных клапана. Привод осуществляют четыре гидравлических цилиндра, имеющие общие подводящие трубопроводы от исполнительных электрогидравлических клапанов, расположенных в развале цилиндров. Возможен также вариант привода двух одноименных клапанов от одного гидроцилиндра через траверсу.

       Плунжер гидроцилиндра при этом имеет  увеличенный диаметр. В предложенной схеме для обеспечения полной симметрии работы одноименных гидроцилиндров подводящие трубопроводы расположены между ними. Всего было проработано 6 вариантов взаимного расположения оборудования электрогидравлического привода на головке цилиндров.

       При размещении гидравлического оборудования вместо распределительного вала во всю длину дизеля в развале цилиндров размещают гидравлический аккумулятор высокого давления. От него получают питание приводы клапанов всех цилиндров. По трубкам высокого давления топливо поступает к электрогидравлическим клапанам. Вместо колонки крепления коромысел выпускных клапанов установлена стойка силовых гидроцилиндров. От общего гидравлического аккумулятора осуществляется также питание форсунок с электрическим управлением. 

                

       Рис. 1.6. Схема установки силовых гидроцилиндров электрогидравлического привода клапанов и форсунки на цилиндровой крышке дизеля ЧН 26/26 

       Предварительное определение габаритов показало, что вписывание гидроцилиндров вместо типовых верхних распределительных валов увеличит высоту крышки клапанов на 20-30 мм из-за верхнего расположения подводящих трубопроводов. Изменение конструкции гидроцилиндров при применении боковых подводящих штуцеров позволит не только не менять высоту крышки, по даже уменьшить ее на 10-20 мм.

       Результаты  испытаний показали, что электрогидравлический привод функционирует стабильно на всех режимах от холостого хода до выхода дизеля на внешнюю характеристику. Общее время работы экспериментального привода на дизельном стенде составило свыше 450 м-ч. Несмотря на сложную конструкцию альтернативного привода клапанов газораспределения оптимизация фаз газораспределения и закона движения клапанов позволяет снизить среднеэксплуатационный расход топлива транспортным дизелем не менее чем на 8-12%.

       Альтернативный  электрогидравлический привод газораспределения может быть применен на всех перспективных локомотивных энергетических установках. Для дизелей типа Д49 уже подготовлены конструкторские проработки, позволяющие улучшить компоновку цилиндровых крышек. Исследования в данном направлении являются перспективными и с точки зрения повышёния технико-экономических показателей дизелей нового поколения [1]. 

1.5. Стенды для регулирования топливной аппаратуры дизелей 

1.5.1. Стенд ДД 10-06 
 

       Предназначен для регулирования ТНВД дизелей большой мощности с цикловой подачей до 1000 мм/цикл и диаметром плунжера до 16 мм, типа БЕЛАЗ (120т) с двигателями 8ДМ, 6ДМ, В8РА, а также ТНВД судовых и тепловозных дизелей. Диагностика производится путем воспроизведения частоты вращения приводного вала топливного насоса высокого давления (ТНВД). 

       В стенде ДД10-06 используются: гидропривод, система термостабилизации топлива, система высокой и низкой подачи топлива, количество одновременно испытываемых секций не более 8, установленная мощность привода 15 кВт, управление с электронного тахосчетчика, базовая комплектация (комплект кронштейнов, муфт и трубок высокого давления к отечественным ТНВД). 

       На  стенде ДД 10-06 можно проводить следующие операции: 
 испытание и регулировку рядных топливных насосов высокого давления с самостоятельной системой смазки (для испытания насосов с циркуляционной системой смазки требуется подключение станции), с количеством секций до восьми, а также ТНВД распределительного типа с количеством питающих штуцеров до восьми. Стенд позволяет контролировать следующие параметры и характеристики: величина и равномерность подачи топлива секциями (производительность насосных секций), частота вращения вала ТНВД в момент начала действия регулятора, частота вращения вала ТНВД в момент прекращения подачи топлива, давление открытия нагнетательных клапанов, угол начала нагнетания и конца подачи топлива по повороту вала ТНВД и чередование подачи секциями ТНВД, характеристика автоматической муфты опережения впрыска, поддержание заданной температуры топлива.  

       Стенд ДД 10-06 (КИ-15711М-06) предназначен для эксплуатации в закрытом помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями при температуре окружающего воздуха от +100⁰ до +350⁰С и верхним значением относительной влажности до 80% при температуре 250⁰С. В качестве жидкости для регулировки топливных насосов должно использоваться дизельное топливо по ГОСТ 305-82 с температурой вспышки паров (ТАП) свыше 450⁰С. В случае использования дизельного топлива или технологической жидкости с ТВП ниже 450⁰С над стендом необходимо иметь вытяжной зонт (рис. 1.6.).  

       В модельный ряд выпускаемых стендов  входят: ДД 10-00 (КИ-15711М-01), установленная  мощность 15 кВт, гидропривод, диагностика ТНВД до 12 секций, КИ-15711-05 установленная мощность 7,5 кВт, электропривод, состоящий из асинхронного электродвигателя и преобразователя частоты MITSUBISHI ELECTRICS, диагностика ТНВД до 8 секций. 
 

      

Рис. 1.7. Стенд ДД 10-06 для испытания и регулировки ТНВД дизелей 
 
 
 

       Таблица 1.4

       Технические характеристики стенда ДД 10-06

 
 

Окончание табл. 1.4.

 

1.5.2. Стенд ДД 2110 

       Стенд ДД-2110 предназначен для испытания и регулировки форсунок дизельных двигателей отечественного и импортного производства на станционных и передвижных диагностических и ремонтных установках. Технические характеристики стенда ДД-2110 представлены в таблице 1.5.

        

       Таблица 1.5.

       Технические характеристики стенда ДД-2110

 
 
 

Окончание табл. 1.5. 

 

       Стенд позволяет проверить следующие параметры: давление начала впрыска и качество распыления топлива, герметичность запорного конуса (по появлению капли топлива на носике распылителя), гидроплотность по запорному конусу и направляющей цилиндрической части (по времени падения).

       Стенд состоит из плиты, на которой установлен бак для топлива с камерой впрыска, стойки с держателем плунжерного насоса, гидроаккумулятора, дросселя, манометра, фильтра и трубопроводов. Все приборы, кроме манометра и трубопроводов, закрыты кожухами (рис. 1.7.).

       .  

       

       Рис. 1.8. Стенд ДД-2110 для испытания и регулировки дизельных форсунок