[01-2006] Совершенствуй эксплуатацию тепловоза ТЭ10М

[Admin]

Совершенствуй эксплуатацию тепловоза ТЭ10М

Публикуемая статья подготовлена на основе коллективного опыта машинистов, которые водят грузовые поезда тепловозами ТЭ10М в суровых климатических условиях. Она содержит рекомендации, которые уже много лет используют локомотивные бригады в различных депо Дальневосточной дороги.


На тепловозах ТЭ10М имеются узлы, содержание которых в эксплуатации требует определенных навыков, можно даже сказать, некоторого жизненного опыта, который достигается, как известно,

«методом синяков и шишек». Один из таких узлов — охлаждающее устройство (холодильник) дизеля. Как показывает практика, наибольшие проблемы при его работе возникают, в основном, зимой, когда температура наружного воздуха опускается до минус 30 °С и ниже. В технической литературе подробные рекомендации по обслуживанию холодильника не приводятся, а те, что есть, носят общий характер. Не претендуя на всю полноту освещения данной темы, попробую в какой-то мере восполнить этот пробел.

сновной неисправностью холодильника на тепловозе в зимнее время, как известно, является течь водяной секции. Рассмотрим физическую суть ее возникновения. Причина течи — образование трещины в трубке секции или ее пайке к трубной коробке. Прежде всего, это результат пе-ремерзания трубки, имеющей низкую проходимость воды (вследствие отложения накипи или шлама на стенках и уменьшения площади проходного сечения).

В другом случае трещина образуется из-за появления в трубке секции знакопеременных напряжений растяжения-сжатия. Но в обоих примерах трещина появляется по причине быстрого охлаждения секции в зимних условиях потоком наружного воздуха (боковые жалюзи открыты), вызывающего перепад температур, особенно при высокой частоте вращения вентилятора холодильника, а затем последующего нагревания секции (боковые жалюзи открыты).

В то же время, водяные секции, имеющие слабую пропускную способность, наиболее склонны к возникновению течи воды. Так как локомотивная бригада в поездке не может непосредственно влиять на достаточно сложный процесс отложения накипи в трубках водяных секций, то приходится изыскивать нетрадиционные способы и приемы управления холодильником тепловоза, которые позволяют избегать повреждения радиаторов и обеспечивать устойчивую работу всего силового оборудования.

В течение многолетних наблюдений несколькими поколениями машинистов разных депо, которым приходилось работать в суровых климатических условиях Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока на различных сериях тепловозов (от ТЭ2 до 2ТЭ116), установлено, что течь водяных и масляных секций не появляется даже при сильных морозах в случае отсутствия перепадов температуры воды (масла) дизеля.

В связи с этим следует, очевидно, признать ошибочными рекомендации при управлении охлаждающим устройством тепловоза поддерживать перепад температур воды и масла (между верхним и нижним установившимися пределами) не более 5 °С. Для сохранности секций холодильника необходимо обеспечивать его работу таким образом, чтобы перепадов температур вообще не было. Достигается это как регулировкой САРТ, так и соответствующей подготовкой шахты холодильника.

Не рассматривая общий перечень работ, выполняемых при подготовке тепловоза для эксплуатации зимой (на осеннем комиссионном осмотре), остановимся на мерах, которые доступны локомотивной бригаде в поездке.

Осмотр и подготовка холодильника в процессе при-При остановленном дизеле машинист и его помощник проверяют: состояние секций (наличие или отсутствие замороженных или заглушенных, а также течь воды — на ощупь и визуально); плотность прилегания створок верхних и боковых жалюзи (если имеются щели, то необходимо отрегулировать механизм привода жалюзи вращением вилок на тягах, снимая предварительно валики шарниров); открытие заслонок диффузора (для перепуска горячего воздуха из шахты в дизельное помещение); величину выхода рейки гидромуфты привода вентилятора холодильника. Ориентировочно выход рейки устанавливают при температурах наружного воздуха до минус 30 °С в пределах 25 — 30 мм, при минус 30 — 40 °С — до 20 — 25 мм, ниже минус 40 °С — до 15 — 20 мм.

Когда осматривают тепловоз, контролируют также работу САРТ при включенном автомате «Управление холодильником» и нахождении реверсивной рукоятки контроллера в одном из рабочих положений. Стоит отметить что при включении тумблера ТХ в положение «Автоматическое управление» и температуре воды, масла ниже плюс 70 °С жалюзи шахты открываться не должны, а штоки пневмоцилиндров сервомотора управления выходом реики гидромуфты должны находиться в нерабочем положении.

В случае перевода тумблера ТХ в положение «Ручное управление» и включения тумблеров открываются соответствующие жалюзи, а при включении тумблера «Вентилятор холодильника» (после включение одного из тумблеров жалюзи) шток золотника сервомотора перемещается в крайнее рабочее положение — на максимальную частоту вращения главного вентилятора.

Затем проверяют ограничение открытия створок верхних жалюзи и положение вентилей межконтурного перепуска воды. Ограничение открытия верхних жалюзи (достигается размещением штыря в отверстия по сектору под рукоятку ручного привода) устанавливают ориентировочно: при морозах до минус 30 °С — наполовину; от минус 30 до минус 40 °С — на 2/з; от минус 40 °С и ниже — почти полностью. Величины выхода рейки гидромуфты и ограничения открытия верхних жалюзи, как будет отмечено в статье дальше, могут быть различными по секциям тепловоза (вследствие индивидуальных различий по теплорассеивающей способности водяных секций холодильника и водомасляного теплообменника).

Вентили межконтурного перепуска воды при отстое тепловоза в горячем состоянии на территории депо (в ожидании работы) и при выезде из депо под поезд должны быть открыты (для подогрева воды в водяных секциях 2-го контура). В этих же случаях должны быть открыты смотровые люки шахты холодильника, чтобы предупредить переохлаждение секций во время остаточного вращения главного вентилятора (при недостаточной плотности запорного клапана гидромуфты). Попутно обращают внимание на положение вентилей аварийной подачи масла в гидромуфту. Данные вентили должны быть закрыты (при нормальной работе на открытие и закрытие запорного клапана).

Когда температура наружного воздуха опускается ниже минус 30 °С и предстоит следовать с легким поездом (грузовым порожним, пассажирским и др.), полностью исключают из работы боковые жалюзи больших водяных секций, устанавливая штыри непосредственно под рукоятки ручных приводов жалюзи, когда они находятся в закрытом положении). Частичное ограничение открытия боковых жалюзи не допускается (существует версия, что при этом режущий поток холодного воздуха, поступающий к фронту водяных секций по косой, способствует их замерзанию). В процессе приемки тепловоза одновременно с осмотром экипажной части проверяют зачехление боковых жалюзи, а также отсутствие течи воды из-под шахты и в других местах.

Как правило, зимой с наступлением устойчивых температур наружного воздуха от минус 10 до минус 15 °С закрывают чехлы механического эачехления малых водяных секций. В случае дальнейшего снижения температуры до минус 20 — 30 °С и ниже закрывают чехлы больших жалюзи и открывают чехлы малых. При температурах ниже минус 40 °С и следовании по участкам с относительно благоприятным профилем пути или с легкими поездами малые чехлы боковых жалюзи дополнительно закрывают наполовину (можно и полностью со стороны охлаждения 2-го контура, чтобы не допустить переохлаждения масла). Если тепловоз ТЭ10М следует резервом по всему участку или с короткосоставным пассажирским поездом, а также его отставляют в депо, то чехлы боковых жалюзи при температурах ниже минус 20 °С закрывают полностью.

Цель приведенных мероприятий — качественная подготовка холодильника тепловоза к устойчивой работе в течение предстоящей поездки. Залогом этого является сохранение максимально возможного количества теплоты, выделяемой сгорающим топливом в цилиндрах дизе-
ля, в кузове и системах тепловоза при минимально возможной отдаче ее во внешнюю среду. В случае правильно настроенной и отрегулированной системы охлаждения дизеля во время поездки (за счет минимально необходимой частоты вращения вентилятора холодильника и как можно более продолжительного по времени открытого состояния боковых жалюзи, а также перепуска горячего воздуха из шахты) в кабине машиниста и дизельном помещении практически отсутствуют сквозняки, губительно действующие на здоровье локомотивной бригады. При этом обеспечивается сохранность цилиндровых втулок дизелей 10Д 100.

Кроме того, в дизельном помещении устойчиво поддерживается температура воздуха плюс 25 — 30 °С (в районе шахты холодильника — до плюс 45 °С) при любых морозах. Такой температурный режим благоприятно влияет на процессы сгорания топлива в цилиндрах дизеля и охлаждения тягового генератора. Питание дизеля подогретым воздухом из дизельного помещения позволяет избежать повышенного нагарообразования в выхлопном тракте, обеспечить устойчивую работу турбокомпрессоров в течение всего зимнего периода. А охлаждение тягового генератора воздухом нормальной температуры исключает перегрузку дизеля генератором и в целом повышает их кпд. Наконец, снижается расход топлива тепловозом.

Итак, подготовка к поездке завершена. Когда тепловоз находится под составом (во время опробования тормозов и передаче документов) рекомендуется прогреть дизели в течение 3 — 5 мин на 11 -й позиции холостого хода, раскрутив одновременно роторы турбокомпрессоров, которые на холостом ходу до восьмой-девятой позиции практически не вращаются. Помощник машиниста в это время обходит дизельные помещения для осмотра оборудования. Попутно он закрывает вентили межконтурного перепуска (чтобы погонять воду по секциям перед работой дизелей под нагрузкой) и ставит по своим местам съемные крышки смотровых люков шахты холодильника.

( ности упра е> ля холодильнике»/ в пути

При трогании поезда с места включают тумблер автоматического управления холодильником. Довольно распространенная ошибка у машинистов (особенно при сильных морозах или при следовании с легкими поездами) — включение САРТ после прохождения составом стрелочной улицы (в начале разгона). При этом охлаждающая вода 1-го контура успевает нагреться до 75 — 80 °С, а после включения САРТ на 4 — 6-й позициях, особенно при температурах наружного воздуха ниже минус 30 °С, температура теплоносителей начинает довольно резко снижаться, даже при правильно настроенной автоматике. Происходит это из-за того, что нагрузка дизеля еще мала, жалюзи уже открыты, а частота вращения вентилятора холодильника сразу вырастает до максимальной, установленной выходом рейки гидромуфты и позицией контроллера машиниста.

Как правило, на первом перегоне от станции отправления увеличивают скорость поезда для опробования автотормозов. Нагрузка дизелей тепловоза для прогрева обмоток тяговых генераторов, по возможности, должна быть не выше 9— 11-й позиций. При этом внимательно наблюдают за работой САРТ. Если она функционирует нормально, особенно при следовании с тяжелым поездом, температура воды по секциям тепловоза устанавливается вблизи одинаковых величин, с колебаниями 3 — 5 °С, как и температура масла. Например, на первой секции — 70 — 75 °С, на второй 77 — 80 °С и на третьей — 74 — 78 °С.

Следующий этап — регулировка ограничения открытия верхних жалюзи. Перед уходом помощника в дизе/.^ное помещение ему дают указание — переставить штыри ограничения открытия вверх по секторам ручного привода: на первой и третьей секциях — на два отверстия, на второй — на одно. Переставлять штыри желательно в период кратковременного отключения САРТ (на позициях контроллера не выше 4-й). При известной сноровке штыри можно переставлять по отверстиям без закрытия жалюзи, используя хорошую отвертку или бородок. Допустим, после перемещения штырей температура воды установилась следующая: на первой секции 78 °С (перепад ±1,5 °С), на второй 82 °С (перепад О °С), на третьей — 81 °С (перепад ±1,0 °С).

Снова следует переставить штыри на первой и третьей секциях (на одно отверстие вверх). В результате на первой и второй секциях температура воды, скажем, установилась по 82 °С без перепадов, а на третьей секции начинает медленно повышаться (для упрощения считаем, что температуры масла также установились без перепадов, в пределах 72 — 75 °С). Если позволяют масса поезда и профиль пути, то можно на третьей секции приоткрыть на 1/4 — 1/г оборота вентили межконтурного перепуска воды — температура воды после некоторого снижения установится стабильной и несколько возрастет температура масла.

Когда грузовой состав тяжелый, а впереди затяжной подъем, приведенная мера не поможет, так как начнет перегрев; пъся масло в системе дизеля. В этом случае на третьей секции надо увеличить частоту вращения вентилятора холодильника добавлением на 3 — 5 мм выхода рейки гидромуфты (вращениям стакана).

Иногда в процессе регулировок бывает так, что при одном положении штыря ограничения вода интенсивно охлаждается (перепад температуры составляет 5 — 7 °С), а после перестановки его вверх по сектору на одно отверстие температура воды превышает установленный предел. В этом случае целесообразно ограничить при первоначальном положении штыря частоту вращения вентилятора холодильника уменьшением на 3 — 5 мм выхода рейки гидромуфты (вращением стакана).

Возможна также ситуация, когда не хватает пределов регулировки ограничения открытия створок верхних жалюзи по сектору, что выполняют перестановкой штыря, или завышена (занижена) установившаяся температура воды или масла. При этом необходимо снизить (поднять) установившуюся температуру теплоносителя поворотом на 1/4 — 1/г грани регулировочного болта соответствующего пневмоцилиндра устройства обратной связи сервомотора.

По окончанию регулировок ограничения открытия створок верхних жалюзи и величины выхода рейки гидромуфты установившиеся температуры теплоносителей (с нулевым в режиме автоматического управления холодильником перепадом) остаются стабильными в течение всей поездки. Из-за особенностей профиля пути конкретных участков или суточных колебаний температуры наружного воздуха возможно изменение установившихся температур воды или масла на 1 — 2 °С в ту или другую сторону.

Критерием оптимальной работы холодильника (по наблюдениям помощника машиниста, периодически осматривающего дизельное помещение) является отсутствие сквозняков в переходных тамбурах при открытии торцовых дверей со стороны шахты холодильника. Если правильно выполнять приведенные работы, в шахтах холодильника устанавливается такой температурный режим, что ни одна водяная секция (даже самая непроходимая) не замерзнет и не потечет — ее снабжают теплом как соседние секции, так и воздух от нагретых стенок шахты холодильника. Одновременно благодаря повышенной температуре воздуха в районе шахты исключается неустойчивая работа САРТ при сильных морозах, что может вызвать загустевание масла на подаче к сервомотору (в трубках, уложенных по настильному листу пола шахты — под половицами слева по ходу секции).
Довольно часто в пути следования наблюдается такое явление: при полностью закрытых вентилях межконтурного перепуска воды масло дизеля переохлаждается (температура его не поднимается выше 70 °С), а вода перегревается (температура ее поднимается до 90 °С). Причина — разная интенсивность отложения накипи в водяных секциях. При более высокой температуре воды 1-го контура накипь образуется быстрее, и наоборот. Вследствие этого в данном случае теплорассеивающая способность секций у 1 -го контура намного ниже, чем у 2-го.

Понятно, что при этом секции 1-го контура будут склонны к замерзанию и последующей течи воды, а в летнее время, возможно, п( требуется ограничение мощности дизеля по охлаждению. В эксплуатации необходимо такие тепловозы выявлять и отправлять для внеочередной промывки секций

1-го контура на ближайшее ТО-3 или текущий ремонт, исходя из возможностей цехов депо приписки локомотива.

Иногда сстпечается обратная си' уация: при нормальной температуре воды перегревается масло дизеля (при закрытых вентилях перепуска). Подозрения на низкую теплопередачу теплообменника в данном случае, как правило, необоснованны — происходит пропуск воды по прокладке запорного клапана одного из вентилей перепуска. Ревизия вентилей на ТО-2 все ставит на свои места. Кстати, оба вентиля перепуска (на одном дизеле) должны быть или одновре-меню открыты, или одновременно закрыты. Если открывается только один вентиль, то возможен подсос воздуха в водяную систему по сальнику водяного насоса.

При следовании по затяжному подъему с тяжелым поездом и возрастании температуры масла более 80 °С необходимо особенно внимательно наблюдать за его давлением в системе дизеля. Если давление масла по причине его перегрева станет ниже 2 кгс/см2 на 13-й и выше позициях контроллера, то возрастает вероятность возникновения трещин и, в дальнейшем, прогара в днищах поршней из-за недостаточного их охлаждения.

Кроме того, возможны подплавление коренных и шатунных вкладышей (у верхнего коленчатого вала), а также остановка с последующим заклиниванием ротора одного из турбокомпрессоров (при сбросе позиций в конце подъема с выходом поезда через перевал на спуск или перед остановкой на станции) из-за недостаточного количества масла на смазку подшипников. Чтобы предупредить указанные явления и обеспечить достаточное давление масла, необходимо в обязательном порядке перед каждой поездкой при заглушенном дизеле проворачивать не менее чем на три оборота рукоятки пластинчатых щелевых фильтров грубой очистки масла.

При сбросе позиций до нулевой отключать САРТ желательно на 4-й позиции, после некоторой выдержки, когда уменьшится частота вращения вентилятора холодильника. Это позволяет избежать переохлаждения теплоносителей и, соответственно, подмерзания водяных секций. Иногда в поездке приходится переходить на ручное управление холодильником. Здесь следует быть особенно внимательным — при сильных морозах и работе дизеля на позициях выше 9 — 11-й жалюзи воды или масла (при открытых верхних) следует открывать не более чем на 5 — 8 с, не допуская перепадов температуры. При этом, как правило, для охлаждения воды и масла хватает частоты вращения главного вентилятора, устанавливающейся только за счет открытия запорного клапана гидромуфты (с открытием одних из жалюзи).

В редких случаях, например, летом при следовании с тяжелым поездом на затяжной подъем приходится устанавливать максимальную частоту вращения вентилятора холодильника включением тумблера «Вентилятор холодильника» (при открытых жалюзи) Необходимо избегать включения вентилятора тумблером при открытии одних лишь верхних жалюзи, поскольку в этом случае в дизельном помещении и кабине машиниста возникают сильные сквозняки. При таком режиме работы холодильника в период сильных морозов возможно «прихватывание» как малых водяных секций по всему фронту, так и отдельных больших водяных секций, особенно в углах шахты холодильника, из-за сильного подсоса холодного наружного воздуха.

При наличии на участке чередующихся затяжных подъемов и спусков, которые характерны для холмисто-горной местности или водораздельных участков, целесообразно в конце подъема, перед сбросом позиций до нулевой, переходить на ручное управление холодильником и какое-то время следовать под нагрузкой (на 4 — 7-й позициях) при закрытых жалюзи. После сброса позиций до нулевой по возможности надо перекрывать вентили перепуска воды. Последующее их открытие следует выполнять в конце спуска, при наборе позиций перед выходом поезда на подъем (перед включением САРТ).

Приведенная мера за счет некоторого подогрева воды и масла дизеля перед сбросом нагрузки, а также из-за большей теплоемкости масла (по сравнению с водой) позволяет сохранять установившийся тепловой режим холодильника дизеля при значительных перепадах нагрузки в период низких температур наружного воздуха. Таковы основные приемы управления холодильником тепловоза ТЭ10М, обеспечивающие сохранность водяных секций в зимних условиях.

В заключение — несколько рекомендаций для летнего периода работы. При приемке тепловоза с весеннего комиссионного осмотра в обязательном порядке необходимо проверять: отсутствие заглушенных водяных секций; установку на место верхних наружных уголков шахты холодильника (снимаемых на зимний период при переводе шахты на рециркуляцию воздуха); регулировку механизмов привода
жалюзи на полное открытие; закрытие заслонок диффузора шахты; перестановку щитов механического зачехления с боковых жалюзи шахты на кузов тепловоза

При постановке тепловоза на ТО-3 в обязательном порядке продувают водяные секции изнутри шахты паром или сжатым воздухом, открыв боковые жалюзи. На ТР-1 дополнительно рекомендуется промывать водяные секции без снятия с тепловоза. На машинах, имеющих в эксплуатации склонность к нехватке охлаждения при следовании с тяжелыми поездами, перед расчетными и затяжными подъемами участка необходимо охлаждать воду и масло дизеля до 65 — 70 °С с тем, чтобы обеспечить температуру теплоносителей в конце подъемов не выше предельно допустимых значений.

Аналогично следует охлаждать воду и масло дизеля при заходе тепловоза в депо на ТО-2 (ТО-3, ТР-1) перед постановкой в корпус, чтобы создать нормальные условия для работы ремонтников в кузове. Регулировать выход рейки гидромуфты на увеличение, когда повышается температура наружного воздуха, и, наоборот, на уменьшение целесообразно по мере необходимости.

Изложенные в статье особенности подготовки холодильника тепловоза и управления им в зимних условиях, а также способы устранения неисправностей применимы, кроме тепловозов ТЭ10М, и к остальным его модификациям, имеющим аналогичную конструкцию шахты холодильника (2ТЭ10Л, 2ТЭ10В) или несколько измененную (ТЭ10С, ТЭ10У). Представленные принципы управления холодильником могут быть рекомендованы и для тепловозов других основных серий, в частности, 2ТЭ116, М62 и их модификаций, а также ТЭМ2 всех индексов.

Инж. С.А. МОСОЛ, г. Омск

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin