CC BY
21
region on 31.10.2016. [Electronic resource]. URL: http://www.gks.ru/dbscripts/cbsd/DBInet.cgi (date accessed: 02.11.2016).
7. Pevnev N. G. Ensuring the efficiency of LPG cars in the conditions of negative temperatures of ambient air / N. G. Pevnev, L. S. mills, M. B. Banquet // gas Filling Complex +Alternative fuel, international scientific and technical journal. -2012. - №5(65) . - S. 12-15.
8. Device, generation HBO. [Electronic resource].URL: http://www.lpg.ru/auto/alternative/ types (date accessed: 12.10.2016).
9. Erokhov V. I. Gas vehicles (design, calculation, diagnostics): textbook for universities / V. I. erokhov. - M.: Hot line-Telecom, 2011. -598 p.
10. VIALLELPdi - LPG for engines with direct injection. [Electronic resource].URL: http:// gas-energy.ru/informatsiya/vialle-lpdi-gbo-dlya-dvigatelej-s-neposredstvennym-vpryskom (date accessed: 15.10.2016).
11.Instructionpointer. Wheel mo^hocthom-
CTeHflLPS 3000 [Text]: D1 0524BA1-RU01 from 22.08.2013. - 108 p.
12 Rykov V. V. Mathematical statistics and experiment planning: monograph / V. V. Rykov, V. Y. Itkin. - M.: Russian state University of oil and gas. I. M. Gubkin, 2009. - 303 p.
13. Pashchenko, I. G. Excel 2007 / I. G. Pashchenko. - M.: Eksmo, 2009. - 496 p
Банкет Михаил Викторович (Омск, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры Эксплуатация и ремонт автомобилей ФГБОУ ВПО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, 158а, e-mail: mikhail_banket@mail. ru)
Mikhail V. Banket (Omsk, Russian Federation) - Candidate of technical Sciences, Associate professor of Department of Exploitation and repair of cars of Federal state fiscal educational institution of higher education "Siberian state automobile and highway Academy (SibADI)" (644080, Mira, 5 prospect, 158a, Omsk, Russian Federation, e-mail: mikhail_banket@mail.ru)
IIII III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III M
УДК 629.423 (075.8): 519.234
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ МАСЕЛ НА НАДЕЖНОСТЬ РАБОТЫ КОМПРЕССОРНЫХ АГРЕГАТОВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
В.Г. Даньшин, О. Г. Гателюк, C.B. Швецов Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), Россия, г. Омск
Аннотация. Авторами проведены исследования группы компрессорных агрегатов, установленных на обновленный парк локомотивов. В работе авторами проведен анализ причин снижения надежности компрессорных установок, новых серий электровозов 2ЭС-6 «Синара», по сравнению с аналогичными установками подачи сжатого воздуха на электровозах старых серий ВЛ-10. Рассмотрено влияние качества смазывающих веществ на работу трущихся деталей компрессорного агрегата. Показано, что основным фактором снижения надежности, является изменение свойств смазывающих материалов в процессе эксплуатации компрессорных агрегатов.
Ключевые слова: электровоз, агрегаты компрессорные, смазывающие вещества, сравнительная надежность, расходы на ремонт.
ВВЕДЕНИЕ
В связи с обновлением парка локомотивов, в ремонтных структурах возникли проблемы с обслуживанием оборудования установленного на локомотивах новых серий 2ЭС-6 «Синара». Решение возникшей проблемы авторы видят в непосредственном внедрении коррек-
тирующих мероприятий в технологию ремонта и непосредственно изменение самого процесса обслуживания новейшего, дорогостоящего оборудования. Внедрение в практику работы депо и других ремонтных структур, позволит сэкономить значительные средства на обслуживание и продлить период безотказной работы оборудования.
АНАЛИЗ ПРИЧИН ОТКАЗОВ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК
Развитие подвижного состава электрических железных дорог идет по пути увеличения силовых и скоростных характеристик при одновременном снижении их материалоемкости. Вследствие этого возникают проблемы с надежностью дорогостоящего оборудования, установленного на них. Особенно серьезной является проблема надежности установок подачи сжатого воздуха в тормозные устройства железнодорожного транспорта [8, 9].
Во-первых, она связана с суровыми климатическими условиями в Уральском и Сибирском регионах. Во-вторых, новое оборудование требует большего внимания и затрат на проведение текущих ремонтов, что является проблемой в условиях ограниченного финансирования ремонтных предприятий. В-третьих, объем выделяемых средств на ремонт новых электровозов значительно ниже требуемого для его качественного выполнения.
Рассмотрим обозначенную выше проблему на примере компрессорных установок серий ДЭН и ВВ, установленных на электровозах 2ЭС6.
Как показали авторы в [1], средний пробег до отказа по компрессорным установкам электровозов приведенной выше серии за 20122013 годы составляет 130 тыс. км. Доля отказов компрессорных агрегатов нового типа на электровозах 2ЭС6 достаточно велика (рис.1),
поэтому актуальными являются вопросы повышения их надежности и ремонтопригодности.
Рассматривая работу новых компрессорных агрегатов и проводя наблюдения, авторы отмечают, что старые нерешенные проблемы, которые присутствуют во всех агрегатах трения и связанных со смазывающими веществами также не решены. Анализируя собранные статистические данные, можно отметить, что отказов компрессорных агрегатов типа КТ-6 Эл, на 300 тыс. км пробега устанавливаемых на старых электровозах серии ВЛ-10 было в два раза меньше [1]. Основные причины этой ситуации рассмотрены в данной статье.
По нашим наблюдениям из ста поставленных на текущий ремонт электровозов 2ЭС6 «Синара», 40 локомотивов были с записью в бортовом журнале ТУ-152 «задымления в машинном отделении электровоза при работе компрессорной установки».
Причинами такой неисправности, являются, во-первых, недостаточный уровень масла или вовсе его отсутствие картере компрессора, а во-вторых - его перегрев. В этих случаях можно предположить, что в шнековом узле компрессора присутствовало масляное голодание, либо вскипание и изменение полезных свойств масла [2]. Из-за того, что компрессорная установка значительное время работает с недостаточным уровнем смазывающего вещества, в устройстве происходят необратимые процессы в местах наибольшего нагрева [7]:
ПРОЦЕНТНОЕ СООТНОШЕНИЕ ОТКАЗОВ ПО ВИДАМ ОБОРУДОВАНИЯ
компрессорное 25%
I тормозное оборудование 15%
I механическое оборудование 10%
I тяговые двигатели 15%
I вспомогательные машины 10%
электрическая аппаратура 15%
Рис. 1. Доля отказов компрессорного оборудования
1) выкипание рабочих присадок масла (эффект попадания масла на раскаленную сковороду), присутствие которых и характеризует масло как специальную жидкость для компрессорных установок. Без этих присадок необходимые свойства масла отсутствуют. Данные установки очень чувствительны к составу и номинальному уровню масла в шнеко-вом узле. В [3] отмечено, что происходит при кратковременном отклонении рабочей температуры масла на 10 градусов.
2) также при перегреве происходит разрыв масленой пленки, что неминуемо приводит к так называемому «сухому» трению, которое повреждает рабочую поверхность шнека.
Эти причины приводят к тому, что компрессорный агрегат не подлежит ремонту, поскольку поверхность шнека обрабатывается с высокой точностью. В этом случае требуется замена всего компрессорного агрегата. Еще одной, связанной с изменениями свойств масла причиной выхода из строя установки, является нарушение времени ее рабочего цикла. В руководстве по эксплуатации [4] описан алгоритм работы компрессора, но время одного цикла работы не указано. В нем лишь имеется не совсем понятная фраза «Работа кратковременная циклическая».
Авторы провели эксперимент и замерили температуру сжатого воздуха на выходе (рис.2). В результате получены следующие результаты:
При первом цикле температура за 2 минуты поднимается от 20° до 800 С. Если через 10 минут еще раз включить компрессор на 2 минуты, то температура повышается уже до 950 С. В [3] отмечено, что при такой температуре масло не сохраняет свои смазывающие свойства, а температура воспламенения составляет 1100 С. По рекомендации руководства по эксплуатации, в компрессорных установках ДЭН и ВВ нужно использовать масла только марок SHELL CORENA и MOBIL EXTRA. Из технических условий [5, 6] данных смазывающих веществ следует, что эксплуатация в компрессорных установках локомотивов перечисленных выше марок масел практически невозможна.
После нескольких циклов работы компрессора с низким уровнем масла мы получаем:
1) местный перегрев трущихся поверхностей деталей, и тем самым усиливающийся износ наиболее напряженных мест работающего узла;
2) превращение масла в лак, который прилипает к поверхности металла и уже не отво-
Рис. 2. Замер температуры нагнетаемого воздуха компрессора
дит тепло, а сохраняет его, т.е. полностью теряется смазывающая функция масла.
Рассматривая проблемы технических характеристик масел рекомендованных заводом изготовителем, для надежной работы установок, авторы могут с уверенностью утверждать следующее.
Во-первых, при работе компрессора масло подается под давлением из поддона шнеково-го блока и превращается в масловоздушную эмульсию, которая служит для образования масляного клина в сопряжениях шнека и отвода тепла от нагретых частей валов шнека. Во-вторых, при этом температура масло-воздушной смеси поднимается до значения (190210) градусов цельсия, а при нарушении алгоритма работы и выше, что категорически недопустимо. В-третьих, по приведенной выше причине изменяется химический состав масла (интенсивное окисление, выгорание присадок, угар). Поэтому, следующий цикл работы компрессора будет происходить с нарушением норм температурного состояния, поскольку масло с измененным химическим составом не способно своевременно отводить тепло от деталей и создавать необходимый масляный клин. И в последних, при последующих включениях компрессорного агрегата, время нагнетания сжатого воздуха, до номинального давления (9,2 ATM) увеличивается, в связи с этим еще более нарушается температурный режим работы установки, влекущий за собой дальнейшее увеличение износа компрессора.
В процессе эксплуатации сужаются или закупориваются отверстия для прохода масла, тем самым на шейке опоры создается сухое вращение, а в местах его отсутствия появляется местный наклеп более мягкого металла к более твёрдому. Например, на подшипниках
скольжения это выглядит так, как будто на поверхности нанесены риски. Тем самым уменьшается площадь опоры вала, и шнековый узел очень быстро выводится из строя (за несколько оборотов). Но этим не заканчиваются проблемы, связанные с маслом для компрессорных установок электровозов 2ЭС6. Известно, что одна из самых важнейших назначений масла в компрессоре - вынос продуктов износа.
В руководстве по эксплуатации [4] неконкретно пишется о периоде замены масла. Насколько оно пригодно для дальнейшего использования после 300 тысяч километров пробега неизвестно, так как химический анализ не проводится. Поскольку стоимость одной компрессорной установки составляет 4 миллиона рублей, стоит задуматься над тем, сколько можно сэкономить на ремонте при правильном подходе к эксплуатации, содержанию и обслуживанию компрессорных установок.
Стоимость масла и полной его замены составляет 30000 рублей, данная статья расхода не включена в смету ремонта, поскольку предприятие руководствуется старой программой, в которой на обслуживание одной компрессорной установки выделяется всего 1000 рублей. Проведена случайная выборка 7 электровозов, поставленных на ремонт (8.10.2015) в «СТМ-Сервис», которая показала, что во всех бортовых журналах ТУ-152 была произведена бригадой эксплуатации одна или несколько записей: «Низкий уровень масла компрессора», «Долить масло в компрессор», «Течь масла компрессора» и т.п.
По утверждению завода - изготовителя, работа дорогостоящей компрессорной установки является достаточно надежной и адаптированной к сибирским и уральским климатическим условиям. Однако, ее эксплуатация в экстремальных климатических и технических условиях показывает существенные недостатки и недоработки.
Многие специалисты рассматривали данную проблему и предлагали свои решения. Завод-изготовитель, поставляя компрессорные установки, учел многие замечания и включил их в особенности алгоритма работы установки. Но авторами были изучены статистические материалы, на основании которых можно с уверенностью утверждать, что уже в первый год (2011) эксплуатации локомотивов 2ЭС6 «Синара» [1], выявлен ряд недостатков и недоработок. Эти недоработки привели к снижению заявленного заводом-изготовителем срока наработки до отказа локомотивов, в том числе по компрессорным установкам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании вышеизложенного необходимо внести как в алгоритм работы компрессорной установки, так и в технологический процесс ее обслуживания следующие коррективы и изменения, а именно: ввести статью расходов на обслуживание установки; при проведении глубокого технического обслуживания, необходимо контролировать качество выполненных работ специально созданной службой качества; расходные материалы и запчасти закупать только у надежных поставщиков и при этом организовывать внутренний контроль качества материалов и деталей; необходимо провести технические занятия с локомотивными бригадами по устройству, обслуживанию и правилам эксплуатации компрессорных установок.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гателюк, О. В. Эксплуатационная надежность компрессорных винтовых агрегатов электровозов 2ЭС6 «СИНАРА» [Текст] / О. В. Гателюк, В. Г. Даньшин // Вестник СибАДИ. -2015. - №2(42). - С. 11-15.
2. Чудновский, А. Л. Моторное масло как важный объект химмотологии [Текст] / А. Л. Чудновский, Б. П. Тонконогов, В. Л. Лашхи// Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний.- 2014. - №2.-С.23-27.
3. Третьяков, К. В. Анализ влияния масляного голодания на работоспособность ДВС [Текст] / К. В. Третьяков, К. А. Вадиков // Проблемы функционирования систем транспорта : материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Тюмень, 2015. - С. 197-202.
4. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации 2ЭС6.00.000.000 РЭ.
5. «Шелл» в России. - Режим доступа: Сир://ааа.зСе11.сот.ги/Шелл-для-бизнеса/ Смазочные-материалы-для-бизнеса/Ассорти-мент-смазочных-материалов/БСеП-согепа-ком-прессорные-масла.Мт! (Дата обращения 09.02.2017).
6. «Mobil». - Режим доступа: https://www. mobil.com/Russian-RU/Commercial-Vehicle-Lube/pds/GLXXMobil-Agri-Extra-10W40 (Дата обращения 09.02.2017).
7. Гателюк, О. В. Проблемы надежности компрессорных агрегатов электровозов нового
поколения [Текст] / О. В. Гателюк, С. В. Швецов, В. Г. Даньшин / Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы второй всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Омск, 2014. -С. 19-25.
8. Пат. 106197 Российская Федерация, МПК В 60 Т 17 02,В 60 Т 13 26. Компрессорный агрегат для пневматических систем подвижного состава железнодорожного транспорта
/ Г. П. Дашутин, Г. В. Кирик, П. Е. Жарков, В. И. Ивашов, П. В. Косенко, В. И. Лещенко; № 2010151886/11; дата per. 17.12.2010.
9. Пат. 106676 Российская Федерация, МПК F 04 В 41 00. Блочный компрессорный агрегат для пневматических систем подвижного состава железнодорожного транспорта / Г. П. Дашутин, Г. В. Кирик, П. Е. Жарков, В. И. Ивашов, П. В. Косенко, В. И. Лещенко; № 2011101703/28; дата per. 18.01.2011.
THE IMPACT OF CHANGES TO THE PROPERTIES OF THE OILS ON THE RELIABILITY OF RAILWAY ROLLING STOCK
Abstract. The authors studied a group of compressor units mounted on an updated fleet of electric locomotives. In the work of the authors of the analysis of the causes of decline in the reliability of compressors, the new series electric locomotives 2ES-6 «Sinara», compared with similar installations of compressed air on old series locomotives VL-10. It is shown that the major factor in reducing reliability, is changing oilings properties of materials during the operation of the compressor units. It is shown that the main factor reducing the reliability is to change the properties of lubricating materials during the operation of the compressor units.
Keywords: electric locomotiv, compressor unit, lubricants, comparative reliability, repair costs.
REFERENCE
1. Gatelyuk O. V., Danshin V. G. Jekspluatacionnaja nadezhnost' kompressornyh vintovyh agregatov jelektrovozov 2JeS6 «SINARA» [Operational reliability of compressor screw units of electric locomotives 2ÈS6 "Sinara"]. Vestnik SibADI, 2015, no. 2 (42), pp. 11-15.
2. Chudnovskij A. L., Tonkonogov B. P., Lashhi V. L. Motornoe maslo kak vazhnyj obekt himmotologii [Engine oil as an important object Chemmotology]. Mir nefteproduktov. Vestnik neftjanyh kompanij, 2014, no 2, pp. 23-27.
3. Tret'jakov K. V., Badikov K. A. Analiz vlijanija masljanogo golodanija na rabotosposobnost' DVS [Analysis of the impact of oil starvation on the performance of ICE]. Problemy funkcionirovanija sistem transporta: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchjonyh [Problems of functioning of transport systems: proceedings of the international scientific-practical conference of students, graduate students and young scientists], 2015, pp. 197-202.
4. Jelektrovoz gruzovoj postojannogo toka 2JeS6 s kollektornymi tjagovymi jelektrodvigateljami [Electric truck DC 2ES6 with collector traction motors]. Rukovodstvo po jekspluatacii 2JeC6.00.000.000 RJe [Operating manual 2EC6.00.000.000 ER].
5. «Shell» v Rossii ["Shell" in Russian].
- Rezhim dostupa: http://www.shell.com.ru/ Ue^^-fl^a-6M3Heca/CMa30HHwe-MaTepMa-^H-fl^a-6M3Heca/AccopTMMeHT-CMa30HHwx-Ma-TepMa^ob/shell-corena-KOMnpeccopHbie-Mac^a. html (Reference date 02.09.2017).
6. «Mobil». - Rezhim dostupa: https://www. mobil.com/Russian-RU/Commercial-Vehicle-Lube/pds/GLXXMobil-Agri-Extra-1 0W40 (Reference date 09.02.2017).
7. Gateljuk O. V., Shvecov S. V., Dan'shin V. G. Problemy nadezhnosti kompressornyh agregatov jelektrovozov novogo pokolenija [Problems of reliability of the compressor units of the new generation of electric locomotives]. Jekspluatacionnaja nadezhnost' lokomotivnogo parka i povyshenie jeffektivnosti tjagi poezdov: materialy vtoroj vserossijskoj nauchno-tehnicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem [The operational reliability of the locomotive fleet and improving the efficiency of train traction: Proceedings of the Second All-Russian scientific conference with international participation], 2014, pp. 19-25.
8. Dashutin G. P., Kirik G. V., Zharkov P. E., Ivashov V. I., Kosenko P. V., Leshhenko V. I. Kompressornyj agregat dlja pnevmaticheskih sistem podvizhnogo sostava zheleznodorozhnogo transporta [The compressor unit for pneumatic rolling stock railway transport systems]. Patent RF, no 2010151886/11, 2010.
9. Dashutin G. P., Kirik G. V., Zharkov P.
E., Ivashov V. I., Kosenko P. V., Leshhenko V. I. Blochnyj kompressornyj agrégat dlja pnevmaticheskih sistem podvizhnogo sostava zheleznodorozhnogo transporta [Block compressor unit for pneumatic rolling stock railway transport systems]. Patent RF, no 2011101703/28, 2011.
Гателюк Олег Владимирович (Россия, г. Омск) - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Высшая математика», Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС) (644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, e-mail: GatelukOV@omgups.ru).
Даньшин Вадим Гзннадьевич (Россия, г. Омск) - инженер Сервисное Депо Московка (644058, г. Омск, Деповская 1, e-mail: D.W.ru@ mail.ru).
Швецов Семен Васильевич (Россия, г. Омск) - кандидат технических наук, доцент
кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС) (644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, e-mail: sevashvetsov@yandex.ru).
Gatelyuk Oleg Vladimirovich (Russia, Omsk) -candidate of physical and mathematical sciences, the associate professor "Higher mathematics", Omsk state transport university (OSTU) (644046, Omsk, Marx Ave., 35, e-mail: GatelukOV@ omgups.ru).
Danshin Vadim Gennadevich (Russia, Omsk)
- Service Depot of Moskovk (644058, Omsk, Depot 1, e-mail: D.W.ru@mail.ru).
Shvetsov Semyon Vasilyevich (Russia, Omsk)
- candidate of technical sciences, the associate professor "A rolling stock of the electric railroads" Omsk state transport university (OSTU) (644046, Omsk, Marx Ave., 35, e-mail: sevashvetsov@ yandex.ru).
Ill III II III III II III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III MM
УДК 629.331
ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ
C.B. Корнеев1, В.Д. Бакунина1, Р.В. Буравкин2, В.И. Гурдин3 1ФГОУ ВО «Омский государственный технический университет», Россия, г.Омск
2ОАО «Сургутнефтегаз», Россия, г.Сургут 3ФГБОУ ВО «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»,
Россия, г. Омск
Аннотация. В статье рассматривается проблема образования отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания. Описаны основные виды отложений в двигателях и причины их образования. Проведен анализ влияния окисления моторных масел на техническое состояние двигателей внутреннего сгорания. Автором предложено краткое описание программы-методики лабораторных исследований моторных масел, включающей в себя оценку изменений свойств моторных масел при попадании в них различных концентраций дизельных топлив.
Ключевые слова: двигатели внутреннего сгорания; моторные масла; смазочные материалы; окисление моторных масел; техническое обслуживание.
ВВЕДЕНИЕ
Основные требования, применяемые в настоящее время к эксплуатации техники с двигателями внутреннего сгорания, затрагивают энерго- и ресурсосберегающие, технико-эксплуатационные, экологические и экономические показатели.
Увеличение ресурса двигателей при сокращении расхода потребляемого топлива и уменьшение вредных выбросов в окружающую среду - основные задачи энерго- и ре-
сурсосбережения при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. Для решения этих задач необходимо провести изучение причин возникновения отложений на деталях двигателей во взаимосвязи с техническим состоянием топливной системы [1].
Цель работы: Повышение эффективности эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.
Основными задачами работы являются:
1. Оценка изменений физико-химических
