СПОСОБ ОБКАТКИ ДИЗЕЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ТЕПЛОВОЗА
METHOD FOR RUNNING-IN OF DIESEL ENGINE IN DIESEL-GENERATOR PLANT OF DIESEL LOCOMOTIVE

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 P<sub>Z</sub>; 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 P<sub>Z</sub>; 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