Износы и отказы узлов аппаратуры

Большое значение для эксплуатации тепловозных дизелей имеют обоснованные нормативные сроки и объемы ремонтов топливной аппаратуры. Эти вопросы могут быть оптимально решены только на основе статистических и экспериментальных данных о характере и темпах нарастания в зависимости от продолжительности и условий эксплуатации, преобладающих видов износа рабочих поверхностей деталей топливных систем. Выявление механизма износа и причин преждевременного разрушения сопряженных поверхностей позволяет наметить мероприятия по снижению или устранению эксплуатационных дефектов. Износ прецизионных пар при определенных значениях приводит к нарушению регулировочных характеристик работы топливной аппаратуры, а следовательно, и ухудшению мощностных и экономических показателей работы дизеля. Длительное и надежное сохранение работоспособности топливной аппаратуры - весьма важное качество для обеспечения бесперебойной эксплуатации тепловозов. Интенсивность отказов топливных си стем по зарегистрированным случаям порч и неплановых ремонтов в среднем составляет 1,6 -2,2 случая (при наибольших отказах до 4 -7 случаев) на 1 млн км пробега тепловоза, или 8,5-14% всех отказов по дизелю. В том числе приходится на отказы топливных насосов 38,3% случаев, форсунок-10,6%, фильтров, топливоподкачивающих насосов и арматуры системы низкого давления-11,9%, регуляторов частоты вращения и системы управления топливоподачей - 39,2 %. Отказы в эксплуатации говорят о необходимости дальнейшего совершенствования в равной мере как конструкции отдельных узлов, так и системы периодичности их планово-предупредительных ремонтов.

Экспериментальные данные по замене плунжерных пар на плановых и неплановых ремонтах при работе тепловозов ТЭЗ до заводского ремонта показывают, что в выборках контрольных партий насосов из совокупности комплектации их только новыми плунжерными парами количество отказов на этапах пробегов тепловозов 50, 130, 280, 382, 502 и 630 тыс. км соответственно составляет 2,2; 5; 12; 15 и 25%. В выборках насосов с комплектацией деталей на заводском ремонте тепловозов количество отказов и замен плунжерных пар в период работы 110-135 тыс. км, включая первый ТР-2, возрастает до 25%, составляя на следующих этапах пробега между плановыми ремонтами ТР-2 и ТР-3 16 - 23%. По интенсивности отказов плунжерных пар в эксплуатации экспериментальные материалы согласуются со среднестатистическими данными, приведенными в табл. 16. Данные подсчитаны на основании расходов запасных частей за период 1971 - 1978 гг. для всего эксплуатируемого парка тепловозов с дизелями типа Д100.

Так, среднегодовой расход плунжерных пар на всех видах ремонтов в депо составляет 15,5% к количеству топливных насосов, находящихся в работе. При этом средний срок службы плунжерных пар на тепловозах, работающих в грузовом движении, составляет 515 - 630 тыс. км, что говорит о необходимости полной их замены при заводском ремонте тепловозов. В то же время на ремонтных заводах заменяются на новые только 24% плунжерных пар. Это приводит к увеличенной интенсивности отказов в эксплуатации. Полная замена плунжерных пар на новые при заводских ремонтах позволит повысить на 5-10% эксплуатационную надежность узла топливного насоса и значительно сократить расход плунжерных пар на ремонтах в депо.

Обследованием на заводских ремонтах топливных насосов, в том числе и других дизелей, установлено, что средний срок службы плунжерных пар при эксплуатации дизелей в грузовом движении составляет 12,5 - 14,5 тыс. ч, а часть плунжерных пар топливных насосов дизелей, эксплуатирующихся в пассажирском движении, работает до 20 тыс. ч. Данные по срокам службы плунжерных пар находятся в пределах значений, достигнутых по опубликованным материалам для ряда судовых дизелей отечественного и зарубежного производства.

Срок службы распылителей дизелей типа Д100 по среднестатистическим данным составляет 365 - 420 тыс. км или для тепловозов, работающих в грузовом движении, более 10000 ч. Такой срок службы обеспечивается принятой системой технического обслуживания и ремонтов, когда после пробега тепловоза 7,5-15 тыс. км (200 - 420 ч работы) все форсунки снимают с дизеля и опрессовывают, а неисправные распылители ремонтируют взаимной притиркой деталей. Количество выбракованных форсунок при каждом осмотре составляет 7-14 %. Из них отказы, связаншле с некачественным распыливанием или потерей герметичности распылителя, составляют 6-12%, с несоответствием технических требований по давлению начала впрыскивания 3 - 9%, с дефектами уплотнений и непрецизионных деталей до 0,5%. В 50-70% случаев восстановление качества распыливания топлива достигается путем переборки форсунки с целью устранения возникших деформаций, в остальных случаях проводится соответствующий ремонт распылителя. Количество распылителей, не поддающихся восстановлению, достигает 0,5-1%, что в целом по сети железных дорог приводит к необходимости замены в год 26,3% распылителей, находящихся в эксплуатации. Примерно такое же количество сопловых наконечников заменяют из-за износа или загорания рас-пыливающих отверстий.

Т аблица 16

Сборочная единица Отношение среднегодового расхода узлов к находящимся в работе или ремонте, %
в депо на ремонтных заводах
Топливный насос 0,85 2,15
Плунжерная пара 15,5 24
Клапанная пара 5,5 2,4
Форсунка 2,7 3,6
Распылитель 26,3 23
Сопловый наконечник 26 47
Топливоподкачивающий 8,6 28,5
насос

Проведение ряда организационно-технических мероприятий в депо, направленных на совершенствование технологии ремонта форсунок, при строгом выполнении инструктивных указаний МПС, как показали исследования Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта (ТАШИИТа), может значительно увеличить срок службы распылителей и снизить на 15 - 25% интенсивность отказов форсунок. Так, в контрольных партиях, находящихся под наблюдением, срок службы распылителей достигал 450- 650 тыс. км, а годовая сменяемость распылителей снизилась до 14-19%. Зависимость вероятности безотказной работы контрольной партии новых серийных распылителей дизелей типа Д100 от наработки представлена на рис. 46. Вероятность безотказной работы резко падает при пробеге 15 - 20 тыс. км.

Низкая надежность в первый период эксплуатации объясняется выходом из строя распылителей с наиболее некачественно выполненным сопряжением прецизионных поверхностей в силу случайных законов, проявляющихся при сборке пары методом взаимной притирки. В дальнейшем количество отказов, носящих случайный характер, все больше уменьшается, и только выборка из этих распылителей в количестве до 25%, имеющих наиболее благоприятное сочетание параметров сопряжения, работает надежно достаточно длительное время. Применение при ремонте в депо технологических операций взаимной притирки прецизионных поверхностей при менее простой, чем на заводах, технологической оснащенности приводит к увеличению количества распылителей с неблагоприятным сочетанием геометрических параметров сопряжения, а следовательно, и к меньшей надежности их в эксплуатации. Поэтому для поддержания в исправном состоянии форсунок тепловозных дизелей типа Д100 с вероятностью их безотказной работы более 0,9 их контролируют на каждом ТО-3 и всех видах ТР. Норма пробега пассажирских тепловозов ТЭП60 между осмотрами форсунок дизелей 11Д45 составляет 37,5 тыс. км, при этом от 15 до 30% форсунок оказываются неисправными, требующими ремонта распылителя или подрегулировки давления начала впрыскивания.

Сменяемость распылителей форсунок других типов дизелей, по данным ряда депо, составляет в год 15 - 28% от находящихся в эксплуатационной работе.

Топливные насосы | Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытания, совершенствование. | Характер износов прецизионных деталей