В течение какого времени запрещается длительная работа дизеля на минимально устойчивой частоте

Skip to content

Условия работы на тепловозе

Режимы работы дизеля на тепловозе характеризуют следующими основными особенностями: длительной работой на холостом ходу в режиме прогрева и поддержания рабочей температуры теплоносителей; большим относительным временем работы дизеля на переходных режимах; относительно низким коэффициентом использования мощности, доходящим для магистральных тепловозов мощностью 2200-3000 кВт в секции до 0,4, а для маневровых тепловозов — до 0,2.

Тепловозы эксплуатируются в условиях широкого диапазона изменения внешних условий и прежде всего температуры окружающей среды (от +45 до -60 °С). При этом регулировка дизеля, подобранная для нормальных условий, остается неизменной. Эти особенности режимов и условий эксплуатации требуют определенных навыков в вождении поездов и обслуживании дизелей.

Длительная работа дизелей на холостом ходу в зимнее время связана с необходимостью их прогрева при отстое в депо, на станционных путях и в ожидании разрешающего сигнала светофора. Нижняя температура газов в цилиндре на холостом ходу, особенно при отрицательных температурах окружающего воздуха, приводит к тому, что масло, попавшее в камеру сгорания, не сгорает. Оно частично окисляется и сбрасывается в картер поршневыми кольцами со втулки цилиндра при ходе поршня к н. м. т., частично попадает в ресивер наддувочного воздуха и выпускной тракт дизеля. В результате масло загрязняется продуктами неполного окисления, растет его вязкость и падает оптическая плотность масла, т. е. снижаются его физико-химические показатели.

При длительной работе на холостом ходу масло может скапливаться в выпускных трактах и при последующем нагружении дизеля воспламеняться. Это может приводить к местному перегреву коллекторов, газоприемных патрубков турбины, глушителя тепловоза и снижению их долговечности. Для устранения вредных последствий работы дизеля на холостом ходу необходимо стремиться не только к сокращению времени работы, но и стараться обеспечивать прогрев двигателя на минимальной частоте вращения холостого хода, так как с ростом частоты вращения все эти отрицательные последствия возрастают и увеличивают непроиз водительный расход топлива. В зимнее время целесообразно прогрев двигателя вести с забором воздуха в дизель из кузова тепловоза и охлаждающий воздух из генератора направлять в кузов тепловоза. Должен осуществляться переток воды из горячего в холодный контуры охлаждения двигателя и холодильная шахта должна иметь необходимое зачехление.

После длительной работы дизеля на холостом ходу желательно постепенно увеличивать его нагрузку. Работа на 1-й -3-й позициях контроллера под нагрузкой позволяет продуть выпускной тракт дизеля без воспламенения масла в местах его скопления. При работе на холостом ходу масло, как уже указывалось, попадает в ресивер наддувочного воздуха и оттуда частично стекает в специальный бак, размещенный в раме дизель-генератора. Наиболее эффективно масло из ресивера удаляется при небольшом избыточном давлении наддувочного воздуха. Поэтому, если позволяет место стоянки тепловоза, перед его движением открывают кран на трубе слива масла из бака в раме на 30-40 мин. Дренажное отверстие бака всегда должно быть чистым, что определяется по выходу из отверстия воздуха при избыточном давлении наддува.

Тепловозные дизели типа Д49 оборудованы механизмом отключения части цилиндров. Поэтому при прогреве дизеля необходимо работать в режиме автоматического включения тормозного компрессора тепловоза, так как падение давления воздуха в тормозной магистрали приведет к выключению механизма отключения части цилиндров. Прогрев дизеля на повышенной частоте вращения, когда механизм отключения не работает, следует ограничивать.

Работа на холостом ходу с отключенными цилиндрами характеризуется большей цикловой подачей топлива, следовательно, лучшим его распылом и более полным сгоранием; при подаче того же количества топлива во все цилиндры ухудшается качество распыла, в отдельных цилиндрах может иметь место пропуск воспламенения топлива, которое попадая в масло, снижает его вязкость, что в эксплуатации называют осоляриванием масла.

⇐ | Предельный выключатель, вентилятор | | Тепловозные дизели типа Д49 | | Возможные неисправности | ⇒

Понятие о технической эксплуатации СЭУ. Под технической эксплуатацией СЭУ понимается комплекс организационных и производственно-технических мероприятий, обеспечивающих постоянную готовность установок к действию, эффективное использование и содержание их в исправном состоянии при минимальных затратах труда, материалов, времени и финансовых средств.

Техническая эксплуатация установок включает:
— техническое использование — мероприятия по поддержанию постоянной готовности СЭУ к работе с заданными показателями;
— техническое обслуживание — производственно-технические операции по соблюдению исправного технического состояния СЭУ в течение длительного времени работы с заданными технико-экономическими характеристиками;
— ремонт — комплекс работ для восстановления частично или полностью утраченных проектных технико-экономических характеристик СЭУ.

Техническую эксплуатацию СЭУ осуществляют судовые экипажи в соответствии с действующими правилами. Непосредственное руководство технической эксплуатацией СЭУ возлагается на капитанов-механиков (механиков) судов, права и обязанности которых определены Уставом службы на судах Минречфлота РСФСР.

Командный состав, непосредственно отвечающий за исправность установки, должен:
— иметь четкое представление о физической сущности процессов, происходящих в отдельных элементах установки при различных условиях работы судна;
— знать и учитывать влияние различных факторов на работу главных и вспомогательных дизелей;
— хорошо знать методы обнаружения возможных неисправностей, быстро устранять их и своевременно проводить плановый ремонт отдельных элементов установки для поддержания ее технико-эксплуатационных показателей на уровне проектных данных.

Контроль за технической эксплуатацией флота осуществляют работники специальных служб пароходств и бассейновых управлений пути (БУП), Главного управления судового хозяйства и судоремонтных предприятий (Глав-флота Минречфлота РСФСР), органы технического и государственного надзора (Речного Регистра РСФСР, Регистра СССР, судоходных инспекций, отделов военизированной охраны, санитарных инспекций, инспекций по охране водных ресурсов), технические инспекторы бассейновых комитетов профсоюза рабочих морского и речного флота.

Всю работу в области технической эксплуатации флота и по надзору за ним в пароходствах выполняют службы судового хозяйства (ССХ), а в бассейновых управлениях (БУП) и в управлениях судоходных каналов (УСК) — механико-судовые службы (МСС), подчиненные главному инженеру пароходства и заместителю начальника БУП (УСК).

Службы судового хозяйства пароходств и механико-судовые службы БУП (УСК) организуют работу судовых экипажей по выполнению ими установленных плановых заданий, повышению технического состояния и улучшению содержания флота; разрабатывают мероприятия по автоматизации и механизации процессов для облегчения труда плавсостава и повышения его производительности. Непосредственную связь с судами и технический надзор за ними указанные службы осуществляют через механиков-наставников, групповых инженеров-механиков, линейных механиков.

Основным документом, отражающим особенности конструкции и технического состояния дизеля, является формуляр. Его составляет завод-изготовитель. 3 процессе эксплуатации дизелей в формуляр заносят результаты обмера основных деталей дизелей, неисправности последних и меры их предотвращения, принимаемые судовым экипажем; технические усовершенствования, внесенные в конструкцию тех или иных деталей, и т. п.

На сосуды, находящиеся под давлением (баллоны, котлы), на судне ведут специальные книги, в которые записывают результаты наружных и внутренних освидетельствований и гидравлических испытаний сосудов, проводимых инспекторами Регистра СССР и Речного Регистра РСФСР. Старший по вахте в машинном помещении ежедневно фиксирует техническое состояние механизмов в специальном вахтенном журнале.

На судах, работающих с совмещением профессий, вахтенный начальник ведет единый вахтенный журнал. По дизельным установкам в вахтенный журнал записывают показания контрольно-измерительных приборов; сведения о всех обнаруженных дефектах в работе установки и мерах, принятых для их устранения; время проведения и перечень работ при техническом обслуживании; данные о приеме на судно топлива и масла; время смены масла, пуска и остановки механизмов и другие сведения.

Обслуживание СЭУ в эксплуатационных условиях сводится к выполнению следующих основных операций:
— подготовке к пуску и пуску дизеля;
— производству маневровых работ, т. е. остановке, реверсированию, пуску на противоположный ход (если дизель реверсивный) и изменению частоты вращения коленчатого вала;
— управлению СЭУ при различных условиях работы судна;
— остановке дизеля на непродолжительное и продолжительное время;
— проведению мероприятий по своевременному предупреждению, выявлению и устранению возникающих неисправностей;
— производству необходимых работ, предусмотренных планом.

Подготовка дизеля к работе после продолжительной стоянки. Содержание и последовательность выполнения операций по подготовке дизеля к пуску определяются конструктивными особенностями СЭУ и регламентируются инструкциями по их эксплуатации. Прежде чем приступить к производству операций по подготовке дизеля к пуску, необходимо проверить работу устройств связи машинного помещения с ДПУ, аварийного освещения, водоотливных, осушительных и противопожарных средств. Полнота и тщательность проведения всех подготовительных операций в значительной степени влияют на надежность и безопасность пуска и последующей работы дизеля. Фактический объем подготовительных работ зависит от того, в каком состоянии находился дизель перед пуском.

После продолжительной стоянки и ремонта подготовку дизеля к пуску начинают с его расконсервации (удаления с поверхностей деталей консерва-ционных масел) и внешнего осмотра. Для удаления консервационных масел с внутренних поверхностей (при подготовке к пуску) дизель подогревают водой с температурой 90—95 °С, прокачиваемой через систему охлаждения; картер и маслосборник промывают дизельным топливом; масло из цилиндров удаляют сжатым воздухом (при открытых пусковых клапанах и и.ндикатор-ных кранах); детали, смазанные кон-сервационным маслом вручную, протирают ветошью или промывают керосином либо дизельным топливом. При этом проверяют надежность крепления разъемных соединений; удаляют находящиеся поблизости от дизеля и ненужные для пуска инструмент, приспособления и другие детали; убеждаются в отсутствии посторонних предметов в картере, впускных и выпускных коллекторах, на крышках цилиндров, приводах навешенных механизмов и других движущихся частях дизеля. Через отверстия для форсунок осматривают внутренние полости цилиндров, убеждаются в легкости хода управляемых клапанов и золотников.

После завершения внешнего осмотра и контроля правильности сборки готовят к работе системы дизеля. При проверке системы охлаждения определяют герметичность охладителей, трубопроводов, резиновых уплотнений в нижних поясах втулок цилиндров; устанавливают краны, клинкеты и вентили в рабочее положение и прокачивают систему резервным насосом до полного удаления из нее воздуха. При необходимости расширительный бак заполняют до установленного уровня умягченной водой и опрессовывают систему под давлением, превышающим рабочее не менее чем на 20%.

При подготовке топливной системы к работе проверяют качество очистки цистерн, фильтров, сепараторов, подогревателей, заполняют топливом или определяют уровень топлива в расходных цистернах, удаляют из них отстой воды и механические примеси, определяют правильность сборки фильтров и сепараторов, устанавливают краны на топливном трубопроводе в рабочее положение и выясняют, поступает ли топливо к ТНВД. Прокачивают топливную магистраль высокого давления до полного удаления воздуха, проверяют ее герметичность, качество рас-пыливания топлива форсунками, угол опережения подачи топлива, нулевое положение реек и подвижность деталей регулятора скорости коленчатого вала.

После выполнения необходимых работ по подготовке к действию систем охлаждения и топливной приступают к проверке смазочной системы. При такой очередности проведения подготовительных операций исключается возможность попадания воды и топлива в смазочную магистраль дизеля. При подготовке смазочной системы проверяют герметичность соединений, уровень масла в расходных цистернах и маслосборниках, качество их очистки, удаляют из системы воздух, устанавливают клапаны в рабочее положение, включают резервный насос и, проворачивая коленчатый вал валоповоротным устройством на 2—3 оборота, убеждаются в подводе масла ко всем узлам трения и в свободном перемещении подвижных деталей дизеля. Если элементы системы работают нормально, выключают резервный насос, заполняют маслом корпуса реверс-редуктора, регулятора угловой скорости коленчатого вала, ванны турбокомпрессора и других механизмов, смазывают вручную детали, не подключенные к циркуляционной смазочной системе. Когда температура наружного воздуха ниже 8 °С, масло подогревают до 30—35 °С.

Перед пуском дизеля определяют давление сжатого воздуха в баллонах и, если оно недостаточно, включают компрессор. После удаления из системы воды и масла устанавливают в рабочее положение клапаны на воздушном трубопроводе. Подготовку системы пуска электростартером начинают с обследования аккумуляторных батарей. Уровень электролита и напряжение на зажимах батарей должны быть в пределах установленных норм, а стартер и его привод — в исправности.

Перестановкой органов управления из положения «Вперед» в положение «Назад» и обратно проверяют легкость передвижения и правильность действия всех приводов от местного поста управления; убеждаются в наличии пломб на КИП, аппаратуре системы СПАСЗО, упорах ограничения максимальной подачи топлива и других средствах контроля.

Если система ДАУ исправна, уточняют согласованность указателей местного и дистанционного постов управления в положениях «Стоп», «Работа», «Пуск», проводят пробное проворачивание коленчатого вала и реверсирование дизеля при открытых индикаторных кранах и выключенных ТНВД. Переводят все органы управления в положение «Стоп». При отсутствии неполадок дизель считают подготовленным к пуску.

Подготовка к пуску после кратковременной стоянки. При непродолжительной стоянке (не свыше 12 ч) дизель подготовляют к пуску в следующем порядке:
— убеждаются в отсутствии посторонних предметов на крышках цилиндров, валопроводе и вблизи других движущихся деталей;
— проверяют, не закрыты ли приемный и отливной краны забортной воды, уточняют уровень умягченной воды в расширительном баке системы охлаждения и при необходимости доводят его до установленного значения;
— осматривают топливную систему;
— определяют, достаточно ли топлива в расходном баке, и спускают из него отстой воды и механических примесей;
— открывают воздушные краны и пробки на топливных фильтрах, ТНВД и трубопроводе для удаления из системы воздуха;
— прокачивают топливные насосы и форсунки, если на стоянке демонтировалась нагнетательная магистраль системы;
— проверяют наличие смазочного масла в расходном баке, картере, маслосборнике, в корпусе турбокомпрессора, реверс-редуктора и других механизмов (уровень масла в расходном баке должен составлять не менее 3/4 его объема);
— удаляют отстой из маслосборников;
— убеждаются, что краны и вентили находятся в рабочем положении, прокачивают масляную магистраль резервным насосом и смазывают вручную трущиеся детали, не включенные в циркуляционную смазочную систему;
— определяют давление воздуха в баллонах, при необходимости включают резервный компрессор и доводят давление в системе до значения, при котором возможен пуск холодного дизеля;
— продувают баллоны и соединят их с пусковой магистралью;
— проворачивают коленчатый вал дизеля валоповоротным устройством на 2—3 оборота и убеждаются в отсутствии препятствий для перемещения подвижных деталей (особенно реек ТНВД и органов управления ДАУ);
— проводят пробное проворачивание коленчатого вала и при отсутствии неполадок считают дизель подготовленным к работе.

Порядок пуска дизеля. При пуске холодного дизеля в цилиндрах создаются неблагоприятные условия для самовоспламенения топлива. Сгорание его характеризуется большой скоростью возрастания давления, что приводит к увеличению механических напряжений в деталях ЦПГ и КШМ. Периоды пуска и маневрирования, связанные с остановками и реверсированием, являются наиболее напряженными, на них приходится наибольшее число аварийных повреждений дизелей. Для облегчения пуска (повышения надежности самовоспламенения топлива и снижения механических напряжений в деталях) дизели обычно подогревают перед пуском горячей водой, прокачиваемой через систему охлаждения. Некоторые дизели для этой же цели оборудованы подогревателями масла, смонтированными в маслосборнике смазочной системы. В двухкамерных дизелях запальные устройства (электрические спирали) подогревают воздух перед поступлением его в цилиндры. Дизель обязательно должен быть прогрет перед пуском в холодное время года, когда температура воздуха в машинном помещении ниже 8 °С. Некоторые дизели, например 12ЧСН 18/20 и др., вообще запрещается пускать без предварительного подогрева. Перед пуском дизеля следует убедиться, что подготовка к нему полностью завершена, смазочная система прокачана маслом, индикаторные краны закрыты, валоповоротное устройство отключено, а рукоятки (маховики) управления находятся в положениях «Стоп».

Для пуска дизеля рейки ТНВД устанавливают в положение такой подачи топлива, при которой обеспечивается минимально устойчивая угловая скорость коленчатого вала, и переводят рукоятку (маховик) управления в положение «Пуск». При появлении первых вспышек топлива в цилиндрах дизеля рукоятку (маховик) управления переводят в положение «Работа». Органы управления из положения «Пуск» в положение «Работа» необходимо переводить только в том случае, если коленчатый вал дизеля начнет вращаться с заданной частотой. При задержке в переводе органов управления возникает повышенный расход воздуха, а при преждевременном переводе органов управления в положение «Работа» дизель может остановиться. Если при подаче топлива в цилиндры дизель останавливается, орган управления ставят в положение «Стоп», выясняют причины остановки и только после их устранения повторяют пуск. Неудавшийся пуск не рекомендуется повторять более двух-трех раз.

Нереверсивные дизели пускают без нагрузки, т. е. при отключенных реверс-редукторах, реверсивных муфтах или генераторах. Пускают реверсивные дизели в зависимости от обстановки (по согласованию с вахтенным начальником) на передний или задний ходы. После непродолжительной стоянки (менее 1,5 ч) пуск дизеля можно осуществлять с ДПУ без предварительной подготовки. Надежность пуска дизеля зависит от того, насколько быстро создаются благоприятные условия для самовоспламенения и сгорания топлива в его цилиндрах. При нормальных условиях продолжительность пуска обычно составляет 3—5 с. Режим работы (условия эксплуатации) дизеля на сжатом воздухе в период до перехода на топливо называют пусковым, а время работы на этом режиме — временем разгона. С завершением пуска выключают насос предварительной прокачки смазочной системы и закрывают вентиль на пусковом баллоне.

Режим работы дизеля после пуска характеризуется неустановившимся тепловым состоянием. Одни детали нагреваются быстро, другие — медленно. Тепловое состояние дизеля считают установившимся, если температура охлаждающейся воды и смазочного масла стабилизировалась и прекратилось ее изменение. Режим работы дизеля после пуска до установившегося теплового состояния называют прогревом. Продолжительность прогрева зависит от мощности, угловой скорости коленчатого вала, конструктивных особенностей дизеля, начальной температуры воды, масла и других факторов.

Обычно время прогрева высокооборотных дизелей составляет 10—15 мин, среднеоборотных—15—25 и малооборотных — 30—50 мин. В летнее время продолжительность прогрева дизелей может быть уменьшена. Длительная работа дизеля на холостом ходу (без нагрузки) запрещается, так как при этом происходит закоксовывание отверстий распылителей форсунок, ухудшается процесс сгорания топлива, пригорают поршневые кольца и клапаны.

В инструкциях по эксплуатации дизелей, как правило, указывают допустимую температуру охлаждающей воды и смазочного масла, при которой по окончании прогрева можно нагружать дизель. При достижении температуры умягченной воды на выходе из дизеля 50—55 °С и смазочного масла 40— 45 °С СЭУ считают подготовленной к работе на 100%-ной нагрузке.

Остановка дизеля. Перевод СЭУ с одной нагрузки на другую, в том числе и при снижении ее, связан с изменением теплового состояния дизеля. Особенно опасна быстрая остановка дизеля, работающего с полной нагрузкой. Остановка дизеля без предварительного охлаждения его может привести к перегреву головок поршней, крышек и втулок цилиндров, задирам поршней, отложению нагара на рабочих поверхностях втулок цилиндров и накипи в полостях охлаждения, появлению трещин в деталях, взрыву паров масла в картере и другим дефектам. Для предупреждения повреждений, возможных при резком изменении теплового состояния дизеля, останавливать его следует постепенно в течение 10—15 мин с определенной выдержкой времени на каждой ступени нагрузки. Вначале дизель переключают на облегченный тепловой режим с 30%-ной нагрузкой, а затем — на режим малого хода. Рукоятку управления в положение «Стоп» устанавливают только при снижении температуры воды, выходящей из дизеля, до 50— 60 °С. Нереверсивные дизели должны для этого 3—5 мин проработать вхолостую.

Немедленное выключение СЭУ допускается только в исключительных случаях, когда ее работа угрожает жизни людей или сохранности груза. Если дизель был остановлен на полном ходу средствами защиты (при срабатывании СПАСЗО), обслуживающий персонал должен принять меры для постепенного охлаждения его деталей (прокачать смазочную магистраль резервным насосом, провернуть коленчатый вал валоповоротным устройством и др.).

Обслуживание неработающего дизеля. После остановки дизеля некоторое время в нем необходимо поддерживать циркуляцию воды и смазочного масла, прокачивая соответствующие системы с помощью резервных насосов. Прокачивание систем прекращают при понижении температуры воды на выходе до 30—35 °С. При остановке дизеля более чем на 12 ч закрывают вентили пусковых баллонов и запорный клапан воздушной магистали, перекрывают топливопровод и магистраль забортной воды в системе охлаждения, открывают индикаторные краны и спускные краны на воздушных ресиверах и наддувочных коллекторах. По мере остывания дизеля коленчатый вал проворачивают на два-три оборота, проводят наружный осмотр СЭУ, обтирают дизели снаружи и смазывают вручную все детали, не обслуживаемые циркуляционной смазочной системой.

Для осмотра внутренних частей дизеля вскрывают крышки картерных люков. В картере могут образоваться пары масла взрывоопасной концентрации, поэтому вскрывать крышки разрешается только через 10—15 мин после остановки дизеля. Осматривают и проверяют крепление маслопроводов, коренных и шатунных подшипников, других деталей и соединений, расположенных в картере, устраняют обнаруженные неисправности и закрывают крышки.

Если дизель остановлен на продолжительный срок (свыше 5 сут), удаляют воду из системы охлаждения и отстой из топливных и смазочных систем, смазывают наружные неокрашенные поверхности деталей и при необходимости заменяют масло. Не менее одного раза за 5 сут проворачивают коленчатый вал на несколько оборотов, причем после каждого проворачивания вал должен быть остановлен в новом положении. Для выполнения этой операции смазочную систему прокачивают маслом и проворачивание коленчатого вала начинают только после возрастания давления —в магистрали после фильтра. При длительном бездействии дизель через каждые 7—10 сут включают в работу на 10—15 мин с малой нагрузкой.

Консервация. При подготовке дизеля к длительной стоянке в межнавигационный период удаляют воду из системы охлаждения и продувают ее сжатым воздухом; заполняют топливную систему обезвоженным дизельным топливом; сливают смазочное масло из системы; промывают и очищают картер и фильтры; освобождают от загрязнения и масла внешние поверхности деталей и насухо протирают их чистой ветошью, после чего проводят антикоррозионную обработку (консервацию) дизеля.

В судовых условиях консервацию (покрытие рабочих и неокрашенных поверхностей деталей защитной пленкой) чаще всего выполняют смазочным маслом, обезвоженным при нагреве до 110—120 °С. Антикоррозионной смазкой дизель обрабатывают не раньше чем через 10 ч после остановки и при температуре в машинном отделении не ниже 10 °С. Для консервации дизеля отсоединяют приемную трубу резервного насоса от масляной магистрали, крепят к нему шланг, второй конец которого опускают в бак с подогретым до 30—40 °С консервационным маслом. Затем прокачивают резервным насосом масляную магистраль до тех пор, пока не убедятся в подаче консервационного масла ко всем трущимся деталям, при этом коленчатый вал проворачивают на два-три оборота. Одновременно через гнезда снятых форсунок заливают консервационное масло в каждый цилиндр (по порядку их работы) и ставят на место форсунки. После смазывания рабочих поверхностей втулок цилиндров проворачивать коленчатый вал не рекомендуется, так как это может привести к повреждению масляной пленки. Неокрашенные поверхности шатунов, нижних частей втулок цилиндров, торцы коренных и шатунных подшипников, распределительный вал, штанги клапанного привода, шестерни и другие детали в картере смазывают пульверизаторами или кистью. По окончании антикоррозионной обработки сливают из маслосборника остаток консервационного масла, закрывают крышки люков картера, индикаторные краны и наружные отверстия впускных и выпускных коллекторов. Оставшиеся незакрытыми впускные и выпускные клапаны освобождают от рычагов клапанного привода.

Все детали, снятые с дизеля, и запасные части промывают дизельным топливом или керосином и покрывают консервационным маслом. Резиновые детали покрывают меловым раствором. Качество антикоррозионной обработки дизеля проверяют ежемесячно и при необходимости (с появлением коррозии) зачищают пораженные места, промывают дизельным топливом и снова покрывают консервационным маслом.