Дизайн и ремонт на дизелово бутало D49
Федерална агенция за железопътен транспорт на Руската федерация
Московски държавен университет по комуникации
Институт по транспортна техника и организация на производството
Катедра: "Локомотиви и локомотивно стопанство"
"Дизелово бутало D49: Проектиране и ремонт"
Завършени: студент гр. TLT-451
Консултант Чл. учител
1. D49 дизелово бутало. Дизайн. Основни неизправности
1.1 Конструктивни характеристики на дизелово бутало тип D49
1.2 Основни повреди на буталата
2. Модернизация и ремонт на дизелово бутало тип D49
2.1 Опции за надграждане на дизелово бутало тип D49
2.2 Методи за отстраняване на въглеродни отлагания в буталото на дизелов двигател D49
2.3 Правила за ремонт на дизелово бутало тип D49
Заключение
Библиография
Дизелови двигатели 1A-5D49 с мощност 3000 к.с (2200 kW) започват да се произвеждат масово в завода за дизелови локомотиви в Коломна от 1975 г. Те са инсталирани на товарни двусекционни дизелови локомотиви 2TE116 от завода за дизелови локомотиви в Луганск. По-късно заводът в Коломна започва серийно производство на пътнически едносекционен дизелов локомотив TEP70 с дизелови двигатели 2A-5D49 с мощност 4000 к.с. (2940 kW).
Работният процес на дизеловите двигатели D49 е високоикономичен при режими на номинална мощност.
Общо в българските железници пристигнаха около 2 хиляди секции от дизелови локомотиви с дизелови двигатели тип Д49.
Групата свързващ прът-бутало е група от части на кинематична двойка - бутален прът, която играе важна роля в работния процес на дизеловия двигател.
Буталата могат да бъдат изработени от чугун, стомана и алуминиеви сплави, което се отразява на структурната им форма (алуминият има 2,5 пъти по-ниска плътност и 5 пътипо-висока топлопроводимост от чугуна).
Тази статия разглежда дизеловото бутало тип D49, неговите конструктивни характеристики, опциите за модернизация, както и основните неизправности и методите за тяхното отстраняване.
1. D49 дизелово бутало. Дизайн. Основен
1.1 Структурни характеристики на буталото
Буталото е един от основните и силно натоварени възли на дизелов двигател. Работата на буталото, заедно с капака на цилиндъра и лагерите на мотовилката, определя ресурса на дизеловия двигател преди ремонти, свързани с демонтажа на дизеловия двигател. При всички дизелови двигатели D49 се използва бутало от композитен дизайн и сравнително малка маса, което създава умерени инерционни натоварвания върху частите на мотовилково-мотовилковия механизъм. Главата на буталото е щампована от топлоустойчива стомана, охладена с масло за намаляване на температурата в съответствие с фигура 1.1.
Фигура 1.1 - Бутално устройство
1 фиби; 2,12-втулки; 3-пръст; 4 фиксиращ пръстен; 5-уплътнителен пръстен; 6-глава; 7-компресионни пръстени; 8.9-маслени скреперни пръстени; 10-разширител; 11 бутало бутало; 13-стъкло; 14-пружина; 15-тел; 16-гайка; а - кухина; b, c - канали.
Дизеловото бутало възприема силите на налягането на газа в цилиндъра и ги прехвърля към свързващия прът, уплътнява обема на цилиндъра, който се променя по време на движението му. Надеждната работа на буталната група зависи от осигуряването на ефективни методи за отстраняване на топлината от дъното на буталото и създаването на благоприятни условия за работа на буталните пръстени. Чрез буталото може да се отведе 4–7% от топлината, въведена с гориво в цилиндъра на двигателя [1].
1.2 Основни неизправности на буталата и цилиндровите глави
Анализът показва, че дизеловите локомотиви 1A-5D49 на дизеловите локомотиви 2ТЕ116 имат висока повреждаемост и замяна на части. Основните видове щети, например, след пет годиниексплоатацията на тези машини в депо Елец на Югоизточния път се разпределят като процент, както следва: пукнатини в капаците на цилиндрите - 6,1; изгаряния, прегъвания и огъвания на клапани - 33; пробив на газове в газовата връзка между капака на цилиндъра и втулката - 26,6; изтичане на вода през гумените уплътнения на ризи и цилиндрови втулки - 29,6; надраскване и разрушаване на буталата - 4.7.
Трябва да се отбележи, че за служителите на депата и ремонтните заводи са важни данните за подмяната на части за непланирани и планирани ремонти, както и за пробега на дизелови локомотиви преди планирано демонтиране на дизелови двигатели.
В съответствие с инструкциите на Министерството на железниците № M-2574, пробегът на дизеловите локомотиви 2TE116 и 2TE10U преди текущ ремонт на TR-2 е определен на 135 хиляди km, преди ремонт на TR-3 - 270 хиляди km и преди KR-1 - 800 хиляди km; за дизелови локомотиви 2TE10L и 2TE10V съответно 105, 210 и 630 хиляди км.
Трябва да се отбележи, че най-добрите образци на чуждестранни дизелови локомотиви имат значително по-голям пробег на локомотива преди разглобяване на дизелови двигатели. И така, дизеловите двутактови дизелови двигатели на компанията GeneralMotors (САЩ) модели 645 и 710 имат пробег преди разглобяване от 1 милион 200 хиляди километра.
Въпреки високата цена на основните части на дизеловите двигатели D49 (капаци на цилиндри, цилиндрови втулки, бутала), тяхната необходима надеждност не е осигурена; не е изпълнен установеният експлоатационен живот съгласно техническите условия за доставка на тези дизелови двигатели.
Срокът на експлоатация на капаците на цилиндрите трябва да бъде равен на експлоатационния живот на самите дизелови двигатели, т.е. 20 години или 3,6 милиона км. пробег на локомотива. Реалният експлоатационен живот на капаците е 800 хиляди км.
Средната подмяна на капачки по време на основен ремонт във Воронеж TRZ е 10 бр. при дизела, или 62,5%. Съгласно изискванията на техническите спецификации за дизел тип D49 е разрешено да се сменят само 15% от капаците или 2,4 капака за целия експлоатационен животдизел.
Според спецификациите експлоатационният живот на буталата и цилиндровите втулки трябва да бъде равен на експлоатационния живот на дизелов двигател преди основен ремонт (1 милион 200 хиляди километра). Всъщност средният им експлоатационен живот е от порядъка на 600 - 800 хил. км.
Особено големи щети на капаците на цилиндрите и втулките бяха на дизеловите двигатели 2ТЕ121 в депо Попасная на Донецкия път. И така, според това депо, 78 капака на цилиндъра са сменени на 30 дизелови двигателя за около 2 години работа, т.е. средно 2,6 капачки на дизел. При някои дизелови двигатели през този период са сменени до осем капачки едновременно. Сменени са три капака на цилиндъра на три дизелови локомотива с пробег под 100 хил. км. Общо през този период бяха сменени 20 капака с пробег от производството на дизелови двигатели под 200 хиляди км.
Поради пукнатини са установени случаи на смяна на до две цилиндрови втулки на дизелов двигател едновременно. Поради надраскване имаше случаи на смяна на до четири цилиндрови втулки (втулки) едновременно.
През 1993 г. депото Yelets беше напълно заменено: всички цилиндрови втулки на пет дизелови двигателя; ръкави на два дизелови двигателя; гумени пръстени за ризи и водни втулки на седемдесет дизелови двигателя и гумени пръстени за преливни тръби на цилиндрови втулки на петдесет дизелови двигателя.
Оперативните наблюдения показват, че дизеловите бутала от типа D49, които имат композитен дизайн, имат редица сериозни недостатъци в сравнение с твърдите бутала, използвани в местни и чуждестранни дизелови двигатели.
През 1995 г. от депото на пътя Дно Октябрьская, ВНИИЖТ получи съобщение, че в буталата на дизеловите двигатели от типа D49 в главите им се наблюдават значителни въглеродни отлагания.От депото на ВНИИЖТ бяха доставени 13 бутални глави.
Фигура 1.2 - Отлагане на сажди в буталните глави на дизелови двигатели D49 след пробег от 510 хилядикилометри
От фигурата може да се види, че въглеродните отлагания се отлагат в значителни количества в центъра на главата и по нейния ръб, като почти напълно блокират отворите за потока на маслото от централната част към ръба на главата (има 12 отвора с диаметър 5 мм за потока на маслото в главата).
Проверката на буталата показа, че въглеродните отлагания в центъра на дъното и по ръба на главата са най-малко, ако отворите за преливане на маслото са само частично запушени с въглерод. Това води до заключението, че отвор за преливане на масло с диаметър 5 мм е недостатъчен. Трябва да се увеличи до 8,5 mm, налични в главата на композитното бутало на дизеловите двигатели 11D45 и 14D40, в които няма такива въглеродни отлагания, както в буталата на дизеловите двигатели от типа D49.
В някои бутални глави, доставени от депо Dno, в средата на главите на главите за плочите на всмукателния клапан (в най-тънката точка, където дебелината на реброто е 2,8 mm), се получават термични пукнатини поради прегряване на главата по време на отлагането на сажди. По време на ремонт, за да се използват повторно главите, се препоръчва тези пукнатини да се отстранят чрез изрязване по цялата височина на джъмпера (приблизително 100 mm), на ширина в горната част до 6,0 mm и в основата на пукнатините до 3,0 mm с радиус 1,5 mm.
Големи отлагания на сажди бяха открити в буталните глави на дизеловите локомотиви 2ТЕ116 с номера 1315, 1316 и 1352, регистрирани в депо Жмеринка по време на ремонта на TR-2 след пробег в диапазона 214 - 294 хиляди км. Дебелината на въглеродните отлагания е в диапазона 15–20 mm, намаляването на площта на потока в отворите за преливане на масло достига 50–80%. В този случай е използвано масло клас M14G2.
По време на тестове на дизелови локомотиви 2TE116 в депата Основа и Полтава бяха открити значителен брой бутала (37 броя) на 14 секции на дизелови локомотиви, които нямаха изтичане на масло от буталата. Такиваслучаи са отбелязани в депата Кочетовка, Елец и Жмеринка. Липса на изтичане на масло възниква, когато отворите за потока на маслото от центъра към ръба на главата на буталото са напълно запушени със сажди в съответствие с Фигура 1.2.
2.Модернизация и ремонт на дизелово бутало тип D49
2.1 D49Опции за надграждане на дизелово бутало
При дизеловото бутало D49 главата на буталото е изработена от топлоустойчива стомана EI415, а багажникът е изработен от алуминиева сплав AK6. Охлаждането на това бутало се осигурява чрез разбъркване на масло, което се подава през отвор в свързващия прът и алуминиева чаша, първо в централната охладителна кухина на буталото, а след това в пръстеновидната периферна [1].
Използваният преди това дизайн на дизеловото бутало D49 се характеризира с разположението на всички пръстени над оста на щифта в съответствие с фигура 2.1.