Исследование гидродинамики и разработка автоматизированной системы фильтрации масла форсированных тепловозных двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Шутков, Александр Евгеньевич

• Шутков, Александр Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шутков, Александр Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ.

1-1. Тонкость фильтрации и износ.

1-2. Обзор типовых вариантов конструкции СОФ

1-3. Гидродинамическая несимметрия течения в канале с путевым расходом: Обзор.

1-4. Обзор типовых вариантов топологической структуры системы смазки.

1-5. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ГИДРОДИНАМИКА ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРУЮЩИХ КАНАЛОВ.

2-1. Основное уравнения гидродинамики течения в канале с проницаемыми стенками и постановка задачи.

2-2. Решение для раздающего коллектора.

2-2-1. Случай линейной характеристики проницаемой поверхности

2-2-2. Случай квадратичной характеристики

2-2-3. Случай линейно-квадратичной характеристики

2-3. Решение для сборного коллектора.

2-4 Экспериментальное исследование гидродинамики течений

2-5 Применение модели к фильтроэлементам Воьь&Ктсн и яеььим1х

2-6 Зависимость скорости жидкости, необходимой для отрыва частиц, от их размера

2-7 Конструкторские решения, учитывающие эффект гидродинамической несимметрии

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ПО СИСТЕМЕ СМАЗКИ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ НА ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ МАСЛА.

3-1. Случай отсутствия утилизации загрязнений.

3-2. Утилизация путем организации специального контура сепарации масла

3-3. Утилизация при помощи центрифуги, включенной байпасно перед СОФ

3-4. Утилизация при помощи сепаратора, установленного в канале регенерации СОФ

3-5. Применение центробежного очистителя и самоочищающегося фильтра в качестве средства для дегазации масла в ДВС

3-6. Варианты по рациональной компоновке системы смазки, повышающие эффективность работы СОФ и усиливающие системные эффекты

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОФ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ СМАЗКИ.

4-1. эксплуатационные испытания самоочищающихся фильтров СМ250А34/12815 и СМ99780 (Моаттг) с дизелями 12ЧН26/26 и 16ЧН26/

4-2. Лабораторные и стендовые испытания самоочищающихся фильтров типа 6.46 (Воьь&Клясн), и ЬАМ280 (МоаттО

4-3. Оценка полезного эффекта от внедрения на тепловозах автоматизированной системы полнопоточной фильтрации масла

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование гидродинамики и разработка автоматизированной системы фильтрации масла форсированных тепловозных двигателей»

В современных условиях грузоперевозок на железнодорожном транспорте возросла роль ресурсосберегающих технологий. В частности, необходим режим экономии эксплуатационных затрат при использовании тягового подвижного состава в связи с повышением цен на запасные части и с прекращением функционирования ряда предприятий, выпускавших необходимые комплектующие. Это делает актуальной проблему уменьшения износа деталей тепловозной энергоустановки - дизеля. Современный подход к данной проблеме -применение автоматизированных фильтровальных устройств, позволяющих уменьшить износ за счет уменьшения тонкости отсева, сократить затраты на обслуживание системы смазки и устранить I проблему утилизации сменных фильтроэлементов. Диссертационная работа связана с тематикой НИР ВНИИЖТ МПС.

Задачами проведенного исследования являлись следующие:

1. Разработка инженерного метода расчета и рационального выбора параметров фильтрующих каналов, используемых в современных СОФ. Экспериментальная проверка теоретических результатов исследования. Разработка конструкторских решений, направленных на рациональное использование особенностей гидродинамики (гидродинамической несимметрии) этих каналов.

2. Исследование схемных решений по системе смазки с целью выбора рациональной схемы, минимизирующей уровень загрязнений масла, и выявления системных эффектов применения СОФ. Разработка конструкторских средств усиления этих системных эффектов.

3. Экспериментальное исследование различных схем системы смазки тепловозного дизеля с СОФ. 5

В результате исследования:

1. Разработан инженерный метод расчета параметров фильтрующих каналов призматической формы с учетом особенностей их гидродинамики. По результатам испытаний идентифицированы параметры математической модели (компоненты сил трения при работе канала в режиме раздаточного коллектора)

2. Выявлено определяющее влияние продолжительности промывки участков фильтрующей поверхности на уровень загрязнений масла и фильтрационную нагрузку СОФ.

3. Впервые применен СОФ в качестве средства для дегазации масла на основе позитивного использования явления фильтрационного эффекта.

4. Выявлена возможность использования схемных решений по системе смазки для создания и усиления позитивных системных эффектов, сопровождающих применение СОФ для ДВС.

В диссертации использованы материалы научно-исследовательских работ за период с 1995 по 1999 годы по договору со Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта, по договору с ОАО "Коломенский завод", по договору с Центральным аэрогидродинамическим институтом.

Автор глубоко признателен заместителю руководителя отделением "Тепловозов" Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, кандидату технических наук В. А. Лаптеву, заведующему лабораторией Всероссийского научно-исследовательского института тепловозов и путевых машин, кандидату технических наук Е. А. Шуткову, начальнику сектора систем ОГКМ ОАО "Коломенский завод" А. В. Шепелеву, заместителю начальника 6 отделения гидродинамики Гос НИЦ ЦАГИ, академику РАЕН, доктору технических наук О. П. Шорыгину и коллегам за организационную и научную помощь при проведении настоящей исследовательской работы, а также за активный и живой интерес к ней.