Удосконалення способів діагностування паливної системи тепловозних дизелів

Abstract

Залізничний транспорт України відіграє важливу роль у перевезеннях вантажів та пасажирів. Його робота залежить від справності тягового рухомого складу. Значна частка роботи припадає на дизельні тепловози. Паливна система дизельного тепловоза залізничного транспорту є відповідальним вузлом, який виконує критичну функцію для забезпечення стабільної роботи енергетичної установки тепловозу. Крім цього, стан паливної системи впливає на потужність тепловозу та його економічність і екологічність у процесі роботи. Паливна система дизельного двигуна тепловоза залізничного транспорту має бути стійкою до перепадів температури, дії вібраційних навантажень, а також якості пального та вологості. В умовах експлуатації тепловозів необхідно проводити контроль стану форсунок та фільтрів, тиск палива та герметичність з'єднань. При забрудненому паливі в паливній системі може відбутися порушення процесу впорскування, що призводить до зниження потужності двигуна, або навіть його вихід із роботи. Тому задачі із удосконалення способів діагностики паливної системи тепловозів є важливим напрямом досліджень. Для цього у кваліфікаційній роботі розглядається задача удосконалення способів діагностування паливної системи тепловозів. Об’єкт дослідження – паливна система тепловозу. Предмет дослідження – способи діагностики паливної системи тепловозу. Мета дослідження – провести дослідження та удосконалити способи діагностування паливної системи тепловозних дизелів. Для досягнення зазначеної мети у кваліфікаційній роботі виконано такі задачі досліджень: 6 -проведено аналіз конструктивних особливостей паливної системи тепловозів; -проведено аналіз основних проблем роботи паливної системи в умовах експлуатації тепловозів; -проведено аналіз способів діагностування паливної системи тепловозних дизелів; -удосконалено спосіб діагностування паливної системи тепловозного дизеля із застосуванням вібродіагностики. -отримано результати експериментальних досліджень віброприскорень, які виникають на форсунці тепловозного дизеля при його роботі. Проведено аналіз науково-дослідних робіт із способів та методів діагностування паливної системи дизельних тепловозів. Встановлено, що більшість методів діагностування паливної системи побудовані на проведені вимірювань температури, віброприскорень та тиску. Застосування сучасних методів діагностики дозволяє проводити віддалений централізований контроль технічного стану паливної системи тепловозу. Це забезпечує контроль відхилень у роботі паливної системи від нормативних вимог та контроль витрат палива у залежності від режимів руху тепловозу. Встановлено, що для підвищення надійності та економічності роботи дизеля тепловозу необхідно вчасно встановлювати технічний стан паливної системи. У роботі запропоновано спосіб оцінювання технічного стану форсунок паливної системи тепловозу із використанням вібродатчиків прискорень. Для цього проведено вимірювання прискорень на форсунці паливної системи, які виникають при роботі дизельного двигуна тепловозу у лабораторних умовах. Встановлено, що при запуску дизельного двигуна максимальна величина прискорень у повздовжньому напрямі форсунки склала 5 м/с2, у поперечному напрямі – 5,9 м/с2 та у вертикальному напрямі прискорення склали 7,1 м/с2. Для вставлення діагностувальних параметрів роботи форсунки, за результатами 7 вимірювань прискорень, слід проводити додаткові дослідження та при різних типах двигунів рухомого складу залізниці.Rail Transport in Ukraine plays an important role in the transportation of both freight and passengers. Its operation largely depends on the reliability of the traction rolling stock. A significant share of the workload falls on diesel locomotives. The fuel system of a diesel locomotive in rail transport is a critical component that performs an essential function in ensuring the stable operation of the locomotive’s power unit. Moreover, the condition of the fuel system affects the locomotive’s power output, as well as its fuel efficiency and environmental performance during operation. The fuel system of a diesel engine in a railway locomotive must be resistant to temperature fluctuations, vibration loads, as well as fuel quality and moisture. Under operational conditions, it is necessary to monitor the condition of injectors and filters, fuel pressure, and the tightness of connections. If the fuel is contaminated, the injection process in the fuel system may be disrupted, which leads to reduced engine power or even engine failure. Therefore, improving diagnostic methods for locomotive fuel systems is a critical area of research. This qualification thesis addresses the problem of improving diagnostic methods for locomotive fuel systems. Object of the research – the fuel system of a locomotive. Subject of the research – methods for diagnosing the locomotive fuel system. 8 Purpose of the research – to conduct a study and improve diagnostic methods for locomotive diesel fuel systems. To achieve this goal, the following research tasks were performed in the qualification work: -Analyzed the design features of locomotive fuel systems; -Analyzed the main operational issues of the fuel system under locomotive operating conditions; -Reviewed existing methods for diagnosing the fuel systems of locomotive diesel engines; -Improved a diagnostic method for diesel locomotive fuel systems using vibration diagnostics; -Obtained experimental results on vibration acceleration occurring at the injector of a locomotive diesel engine during operation. A review of scientific studies on diagnostic methods for diesel locomotive fuel systems was conducted. It was established that most diagnostic methods are based on measurements of temperature, vibration acceleration, and pressure. The use of modern diagnostic techniques enables remote centralized monitoring of the technical condition of the locomotive's fuel system. This ensures control of deviations in fuel system performance from regulatory standards, as well as monitoring of fuel consumption based on locomotive operating modes. It has been established that, in order to enhance the reliability and efficiency of locomotive diesel engine operation, it is essential to promptly assess the technical condition of the fuel system. The thesis proposes a method for evaluating the technical condition of locomotive fuel system injectors using vibration acceleration sensors. For this purpose, measurements of acceleration on the fuel injector, which occur during the operation of the diesel engine, were carried out under laboratory conditions. It was found that, during engine startup, the maximum acceleration in the longitudinal direction of the injector was 5 m/s?, in the transverse direction – 5.9 m/s?, and in the vertical direction – 7.1 m/s?. In order to determine the diagnostic 9 parameters for injector operation based on acceleration measurements, additional research must be conducted using different types of engines in railway rolling stock.