Обоснование необходимости проведения исследований. Факторы, влияющие на экономичность тепловозов

1 Общий раздел

1.1  Обоснование необходимости проведения исследований

В настоящее время на Белорусской железной дороге основу локомотивного парка составляют локомотивы типа ТЭ10, оборудованные дизелями 10Д100. Многолетний опыт подтверждает пригодность этих дизелей для тепловозной тяги. Вместе с тем, в процессе эксплуатации выявлен ряд недостатков двигателя, которые снижают надежность и экономичность дизелей, увеличивают трудоемкость обслуживаний и ремонтов [2,3,4].

В последние годы отмечается ухудшение технического и теплотехнического состояния тепловозных дизелей 10Д100. Основными причинами этого является старение парка двигателей. Значительно усложняет ремонт наличие большого числа модификаций данного двигателя, для которых применяются разные виды турбокомпрессоров, редукторов приводных нагнетателей, кулачковых валов топливных насосов.

В ближайшее время на Белорусской железной дороге не предусматривается производить закупки локомотивов серии 2ТЭ10 или проводить модернизацию тепловозов 2ТЭ10 установкой на них двигателей Д 49, как это делается в Российской Федерации. Следовательно, для повышения экономичности и надежности тепловозов целесообразно проводить модернизацию дизелей 10Д100, направленную на повышение технического уровня и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Заводами-изготовителями ведутся работы, направленные на повышение надежности деталей цилиндро-поршневой группы, вертикальной передачи, улучшение работы масляной системы дизеля и турбокомпрессора. Предусматривается ряд мероприятий по усовершенствованию работы объединенного регулятора частоты вращения и мощности. Не остаются без внимания и мероприятия по совершенствованию работы топливной аппаратуры в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

Из-за постоянного повышения цен на дизельное топливо, модернизация дизеля 10Д100, направленная на повышение его экономичности, является весьма актуальной. Один из способов модернизации – это совершенствование работы топливной аппаратуры с одновременным снижением объемов материальных вложений, что диктуется современными экономическими условиями.

В 1987 г на Белорусской железной дороге стали эксплуатироваться тепловозы 2ТЭ10У с модернизированным дизелем 10Д100М. Модернизация дизеля заключалась в снижении частоты вращения коленчатого вала на нулевой и первой позициях с 400 до 270 об/мин, а по топливной аппаратуре – в изменении профиля кулачков топливных насосов высокого давления и замене однорежимных форсунок на двухрежимные. Эти мероприятия привели к снижению часового расхода топлива на режиме холостого хода с 24 до 16 кг/ч. Наряду с положительными моментами, за годы эксплуатации были выявлены и недостатки, в частности повышенная дымность на режимах холостого хода и малых нагрузок и закоксовывание выхлопных окон.  Это объясняется, в том числе, и  снижением давления впрыска топлива по сравнению с дизелем 10Д100. В связи с этим в дипломной работе исследуется вопрос повышения эффективности работы дизеля 10Д100М путем повышения давления впрыска топлива.

1.2  Факторы, влияющие на экономичность тепловозов

Расход топлива тепловозом в эксплуатации зависит от многих факторов, в частности эксплуатационных и конструкционных [2]. Из этих факторов можно выделить такие как режимы работы силовой установки, ее теплотехническое состояние, техническое состояние топливной аппаратуры и качество ее регулировки.

В эксплуатации экономичность работы тепловоза оценивается удельным расходом дизельного топлива, представляющим отношение массы топлива сожженного за поездку, к числу измерителей поездной работы. Эксплуатационные факторы играют важную роль в процессе потребления тепловозами топлива. Увеличение расхода топлива тепловозами зависит прежде всего от следующих факторов:

- увеличения продолжительности работы дизеля на режимах холостого хода и повышенная величина расхода топлива при работе на этих режимах, особенно в зимнее время;

- наличия переходных процессов, во время которых, как известно, уменьшается индикаторный КПД дизеля.

Таким образом, наибольший интерес с точки зрения повышения экономической эффективности тепловозов представляет оптимизация рабочего процесса двигателя на вспомогательных режимах, к которым относится работа дизеля на холостом ходу, пуски, остановки, провороты коленчатого вала, работа дизеля в процессе ремонта и обслуживания; кроме того, необходимо уменьшать количество и продолжительность переходных процессов.