ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА РАБОТЫ СЕКЦИЙ ХОЛОДИЛЬНИКА

АННОТАЦИЯ

В статье приведен анализ эффективности работы секций холодильника путем снятия показании с поверхностей теплообмена секций холодильника и по результатам замеров оценить эффективность работы секций холодильника.

ABSTRACT

The article analyzes the efficiency of the refrigerator sections by taking readings from the heat exchange surfaces of the refrigerator sections and, based on the measurement results, evaluate the efficiency of the refrigerator sections.

Ключевые слова: секций холодильника, поверхность теплообмена, оценка эффективности

Keywords: refrigerator sections, heat exchange surface, efficiency evaluation

В отечественном тепловозостроении особенно важным является комплекс мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности и экономичности работы тепловозов. На современных тепловозах потери мощности на собственные теплообменные нужды составляют около 10...12% от номинальной мощности дизеля, из которых до 7% расходуется на функционирование системы охлаждения дизеля тепловоза. Эта мощность обеспечивает циркуляцию теплоносителей в системе охлаждения и работу вентиляторов холодильной камеры тепловоза. Одним из путей снижения энергопотребления системы охлаждения дизеля тепловоза и уменьшения габаритов ее элементов является повышение теплопередающей способности радиаторов.

В современных условиях эксплуатации система охлаждения не позволяет эффективно поддерживать оптимальные температурные режимы работы двигателя из-за значительного изменения условий эксплуатации и технического состояния узлов охлаждения и агрегатов локомотива, что приводит к увеличению энергетических издержек, а также объемов ремонта, и требует дополнительных затрат при эксплуатации в различных регионах страны [1 - 6].

Так, например, для всего расчетного температурного диапазона, невозможно обеспечить прогрев дизельного двигателя выше 70°С без нагрузки. Снижение температуры воды от рекомендованного значения 85 - 105°С на 10 °С приводит к увеличению расхода топлива на 1 %. В свою очередь, без прогретых теплоносителей невозможно использовать тепловоз выше чем на 8 позиции контроллера машиниста, для магистральных тепловозов, и выше 5 для маневровых [7 - 10].

За период с 2015 по 2018 гг. в тепловозном парке ОАО «РЖД» произошло 1470 отказов клапанных крышек двигателей типа Д49, из них 470 из-за температурных деформаций, вызванных низким теплоотводом ввиду неудовлетворительного технического состояния системы охлаждения, а также остановкой дизеля с температурой теплоносителя выше 60 °С [11].

Процессы теплового обмена в тепловозных радиаторах по -прежнему недостаточно изучены, и рассчитанные зависимости часто основаны на эмпирических данных из -за неполноты и упрощения теоретических моделей.

Для того, чтобы повысить эффективность работы тепловоза, необходимо оперативно оценивать работу системы охлаждения. В процессе эксплуатации по различным причинам эффективность работы системы охлаждения может снижаться, что, в свою очередь, может привести к перегреву дизеля из-за повышенной температуры теплоносителей, снижению надежности работы и топливной экономичности.

Одним из технических средств контроля оценки качества работы секций холодильника является тепловизор. Тепловизионный контроль – это безконтактный способ контроля температуры, который позволяет снять показания с поверхностей теплообмена секций холодильника тепловоза и оценить по результатам контроля эффективность работы секций охлаждения и системы охлаждения тепловоза в целом.

Кроме того, использование тепловизионного контроля позволяет определить техническое состояние водовоздушных секций холодильника перед постановкой тепловоза на ремонт. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить время на диагностирование при ремонте и увеличить качество ремонта. Секции холодильника являются одним из основных узлов системы охлаждения тепловоза, поэтому от технического состояния этих узлов зависит надежность и эффективность работы тепловоза в целом.

Для проведения диагностирования необходима предварительная подготовка объекта исследования (секций холодильника), которая заключается в следующем:

• продувка сжатым воздухом секций холодильника;
• устранение подсоса воздуха в шахту холодильника;
• проверка закрытости запорной арматуры межконтурного перепуска.

После подготовки объекта исследования проводится настройка тепловизора. При выполнении съемки необходимо следить за тем, чтобы поверхность объекта измерения находилась в прямой видимости под углом не менее 60°. Измерения проводятся после прогревания дизеля на максимальной позиции. Исследования проводились при реостатных испытаниях тепловоза ТЭМ18ДМ тепловизором Testo 875i.

Результаты исследований позволяют сделать вывод о состоянии секций холодильника тепловоза. На приведенных рисунках видно, судя по температуре внешней поверхности, что состояние секций холодильника удовлетворительное (рисунки 1-2)

температуры точек [°C]: М1 – 90,4; М2 – 90,8; М3 – 89,7; М4 – 89,8

Рисунок 1. Термограмма верхней части секции холодильника горячего контура

температуры точек [°C]: М1 – 89,4; М2 – 87,0; М3 – 89,3; М4 – 86,0; М5 – 84,2

Рисунок 2. Термограмма нижней части секции холодильника горячего контура

При измерении температуры поверхности водяных секций тепловоза ТЭМ2 №7540 перед постановкой на ремонт тепловизором Testo 875i были получены результаты, которые отражены на рисунке 3.

а) температура в верхней части секций; б) номера секций; в) температура в нижней части секций

Рисунок 3. Температура в водяных секциях охлаждения

По результатам исследований видно, что в секциях №№2, 5, 6, 7, 11 разница температур в верхней и нижней частях составляет больше 10ºС. Это означает, в этих секциях часть трубок засорены грязью и мелкими частицами, переносимыми циркулирующей водой.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что для определения состояния секций холодильников тепловоза перед ремонтом, а также выявления ресурса работы можно использовать тепловизионный способ.

Список литературы:

1. Бабел, М. Теоретические основы и методология выбора объемов и технологий модернизации тепловозов по критерию стоимости жизненного цикла: дис. док. техн. наук: 05.22.07 [Текст] / Бабел Марек. —М.: 2014. —266 с.
2. Гогричиани, Г.В. Метод расчета вероятности перегрева теплоносителей систем охлаждения тепловозных дизелей [Текст] / Г.В. Гогричиани, А.В. Горин // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. — 2013. — №1. — С. 60 – 66.
3. Иванов, В.Г. Промывка радиаторных секций охлаждающей системы тепловозов: проблемы и пути их решения [Текст] / В.Г.Иванов, А.С.Ремезов, В.Б.Кровяков // Локомотив. — 2015. — №1. — С. 34 – 38.
4. Путинцев, С. В. Снижение механических потерь в автотракторных двигателях внутреннего сгорания: дис. докт. Техн. Наук: 05.04.02 [Текст] / Путинцев Сергей Викторович. — М., 1997 — 391 с.
5. Руководство по техническому обслуживанию и текущему ремонту тепловозов 2ТЭ116: ТЭ116 ИО [Текст]. — ОАО «РЖД», 2007. — 250 с.
6. Тепловоз 2ТЭ116У. Руководство эксплуатации 2ТЭ116.00.00.008-01 РЭ3: в 4 ч. [Текст] — Луганск: Лугансктепловоз, 2008 — Ч.4. Техническое обслуживание и текущий ремонт. — 239 с.
7. Горин, В.И. Отличительные признаки секций водовоздушного радиатора тепловоза [Текст] / В.И.Горин, А.В.Горин // Локомотив. — 2014 — №7. — С. 36 – 38.
8. Горин, В.И. Охлаждающее устройство для современных тепловозов: каким ему быть? [Текст]/ В.И. Горин // Локомотив. — 2013. — №7. — С. 27 – 29.
9. Коссов, Е.Е. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов [Текст]/ Е.Е. Коссов, С.И. Сухопаров. —М.: Интекст,1999. —184 с.
10. Некрасов, Г. И. Принципы модульности проектирования и обслуживания локомотивов [Текст] / Г.И. Некрасов, В.Н. Балабин // Мир транспорта. — 2019. — №2 — С. 80 – 90.
11. Куликов, Ю.А. Системы охлаждения силовых установок тепловозов [Текст] / Ю.А.Куликов. – М.: Машиностроение.1988. — 280 с.
12. С. М. Овчаренко, А. А. Метелев, В. А. Минаков, В. Р. Ведрученко Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск, Российская Федерация. Оперативный контроль эффективности работы системы охлаждения тепловоза. - Известия Транссиба, №4, 2019.