ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время дизельные двигатели успешно используются в различных областях техники. Достаточно широко спектр их применения представлен транспортом: железнодорожным, судовым, автомобильным. Без качественной системы технического обслуживания и ремонта систем дизеля его дальнейшая эксплуатация представляется экономически нецелесообразной. Одной из основных дизельных систем является топливная аппаратура (ТА), которой уделяется особое внимание, ввиду ее важности влияния на экономические и экологические показатели работы всей системы. И как следствие большое внимание уделяется проблемам диагностики и оценки технического состояния (ТС) ТА.

В области диагностики ТА тепловозных дизелей широкое применение нашли стендовые методы, которые позволяют оценивать ТС элементов ТА, а также производить их настройку в условиях ремонтных подразделений.

Наибольший интерес для развития стендовых методов диагностики ТА представляют механотестеры ТА, так как их внедрение в ремонтный процесс приведет к уменьшению затрат рабочего времени на проведение испытаний. Это станет возможным только при использовании программных средств, позволяющих производить автоматизированную оценку ТС испытуемых форсунок.

В дипломном проекте разрабатывается компактный переносной механотестер, предназначенный для диагностирования системы топливоподачи высокого давления дизельных двигателей типа Д49. Данный прибор позволяет произвести диагностику, не снимая форсунки с двигателя, что очень удобно. С помощью механотестера можно сделать экспресс диагностику всех форсунок дизеля, а потом снять, с двигателя только не исправные форсунки, для дальнейшего ремонта.

При разработке механотестера было произведено математическое моделирование процесса впрыска топлива на дизеле типа Д49. Результаты расчетов занесены в таблицу. Также были проделаны экспериментальные исследования, для этого сняты осциллограммы процесса впрыска топлива эталонной, рабочей и неисправных форсунок. Путем наложения осциллограмм одну на другую произведен сравнительный анализ.

В экономической части был произведен расчет себестоимости форсунки дизеля типа Д49.

Так же разрабатываются вопросы по БЖД ,где внимание уделено организации и проверке знаний по охране труда. Произведен расчет искусственного освещения цеха.

1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ СТЕНДОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Надежность, экономичность и устойчивость работы дизелей в значительной степени определяется техническим состоянием топливной аппаратуры. В случае некачественной работы топливной аппаратуры происходит неравномерная подача топлива по цилиндрам и, как следствие этого, неравномерное распределение нагрузок на основные детали кривошипно-шатунного механизма, температурное перенапряжение, дополнительная вибрация, преждевременный износ двигателя, перерасход топлива. Все это приводит к интенсивному снижению ресурса, мощности, а порой и к аварии дизеля. [1]

 Особую актуальность приобретает проблема повышения эффективности использования локомотивного парка. Обеспечить высокую эффективность возможно только за счет поддержания локомотивов в работоспособном состоянии. Поэтому важная роль в решении данной проблемы отводится диагностированию, которое позволяет управлять техническим состоянием тепловозов и процессом поддержания этого состояния при эксплуатации. Существующая система технического обслуживания и ремонта включает в себя процесс диагностирования при различных видах технического обслуживания.

По результатам диагностирования назначаются различные технологические воздействия в процессе технического обслуживания, что позволяет снизить затраты на поддержание работоспособности машин и повысить их надежность при эксплуатации.

Современное состояние системы ремонта локомотивов предъявляет свои специфические требования к диагностическим системам.

В первую очередь это универсальность диагностического оборудования, применимость его к различным типам двигателей. Во-вторых, это возможность выполнения диагностических работ на частичных режимах работы двигателей или даже на холостом ходу.

При выборе метода диагностики топливной аппаратуры традиционно рассматриваются три метода: виброакустический, по ходу иглы форсунки и по давлению в топливопроводе высокого давления .[2]

1. Виброакустический метод

Виброакустическая диагностика - это один из методов неразрушающего контроля, назначением которого является оценка степени отклонения ТС объекта от нормы по косвенным признакам, т.е. по изменению виброакустических процессов, возникающих в объекте и зависящих от характера взаимодействия его деталей и узлов.

Сущность метода состоит в разработке и реализации алгоритмов оценки технического состояния объекта без его разборки по характеристикам виброакустического процесса, сопровождающего его работу.

Объектами виброакустического диагностирования могут быть любые технические системы, работа которых сопровождается возбуждением колебаний. Метод имеет особое значение на всех этапах жизненного цикла машин и оборудования: от разработки и изготовления до снятия с эксплуатации, но методы и средства диагностирования, применяемые на этих этапах, существенным образом различаются.

С точки зрения оценки машин и оборудования наибольший интерес представляет этап эксплуатации, а именно оценка фактического ТС и прогнозирование остаточного ресурса.

В процессе эксплуатации машин и оборудования основными задачами являются:

- текущая оценка ТС объекта;

- определение трендов основных параметров объекта;

- прогнозирование поведения отдельных узлов и объекта в целом.

Возможны два подхода реализации контроля ТС по виброакустическим характеристикам.

Первый подход заключается в организации постоянного контроля изменений (тренда) параметров, характеризующих топливную систему в зависимости от наработки объекта; установлении времени, когда скорость ухудшения ТС достигнет критического значения.

Стендовая характеристика позволяет:

- прогнозировать момент наступления катастрофических изменений топливной системы объекта:

- прогнозировать остаточный ресурс;

- планировать время физически обоснованного ремонта.

Данный подход рекомендуется для контроля топливной системы:

- дорогостоящих и уникальных объектов;

- объектов, нарушение работоспособности которых может привести к катастрофическим последствиям.

Второй подход (контрольная проверка) основан на эпизодическом контроле параметров топливной системы и сравнении их с пороговыми (допустимыми) значениями. Метод контрольной проверки целесообразно использовать для оценки топливной системы однотипных объектов. [3]

На рисунке 1.1 изображены диаграммы неисправности форсунки.

а – поломка пружины; б – защемление иглы в направляющей распылителя

Рисунок 1.1 – Неисправности форсунки

1.2 Диагностирование топливной аппаратуры по анализу импульса

давления в топливопроводе

1.2.1 Диагностирование топливной аппаратуры с использованием

накладного пьезоэлектрического датчика давления