ГЛАВА VI
ИСПЫТАНИЕ ТЕПЛОВОЗА
§ 41. Испытание основных агрегатов
Цель и задачи испытаний.
По окончании ремонта основные агрегаты тепловоза обкатывают, проверяют и испытывают для того, чтобы:
а) приработать трущиеся поверхности деталей;
б) проверить качество ремонта и сборки, а также определить параметры двигателя;
в) отрегулировать узлы и агрегаты;
г) проверить герметичность соединений трубопроводов воды, топлива, масла и воздуха;
д) проверить пусковые качества двигателя.
Различают стендовые испытания, которые выполняют после ремонта в депо и на заводах, испытания на тепловозах и с поездом.
Дизель-генераторную установку тепловоза испытывают нагружением на реостат или с отдачей электроэнергии в сеть, а дизелей с гидропередачей — нагружением на гидротормоз или гидротрансформатор самой гидропередачи.
В зависимости от вида ремонта и осмотра испытания подразделяются на три категории: полные, контрольно-реостатные и контрольные без нагрузки.
Полные испытания проводят после заводского, подъемочного и большого периодического ремонта, при этом различают два этапа: обкаточный и сдаточный.
Контрольно-реостатные испытания проводят после малого периодического ремонта у тепловозов типа ТЭК), а также при замене двух и более поршней при деповском ремонте у дизелей типа 2Д100 и одного поршня у дизелей типа 10Д100.
Контрольные испытания без нагрузки выполняются после профилактического осмотра. Продолжительность испытаний при различных видах ремонта и осмотра имеет разную величину. При заводском ремонте тепловозов ТЭЗ часть отремонтированных двигателей подлежит переборке для проверки качества ремонта. Общая продолжительность стендовых (полных) испытаний этих двигателей составляет 21 ч, из которых 9 ч выделены для обкатки и регулирования, 3 ч для сдаточных испытаний, а затем после переборки вновь для обкатки 6 ч и 3 ч для контрольно-сдаточных испытаний. Двигатели, не подлежащие переборке, обкатывают и регулируют в течение 12 ч; сдаточные испытания их продолжаются 3 ч. На тепловозе проводят вновь сдаточные испытания в течение 4 ч. Обкаточные испытания и регулирование после подъемочного и большого периодического ремонта продолжаются 3,5—4 ч и сдаточные испытания — 1 ч. Контрольно-реостатные испытания продолжаются в течение 1—2 ч.
Во время обкаточных испытаний проверяют и регулируют:
а) число оборотов коленчатого вала двигателя при нулевой и максимальной позициях рукоятки контроллера машиниста; срабатывание предельного регулятора и аварийной кнопки (рукоятки); продолжительность пуска двигателя и работу регулятора числа оборотов;
б) давление сжатия по цилиндрам на нулевой позиции контроллера;
в) эффективную мощность, давление сгорания газов, температуру отработавших газов по цилиндрам и перед турбокомпрессором, а также температуру воды и масла на максимальной позиции контроллера машиниста;
г) давление масла и топлива при нулевой и максимальной позициях контроллера машиниста;
д) давление воздуха в ресивере (наддувочном коллекторе) на максимальной позиции;
е) работу дифференциального манометра, выключающего двигатель при появлении давления в картере вместо разрежения;
ж) выключение левого ряда топливных насосов на холостых оборотах (2Д100) на всех позициях контроллера машиниста. Кроме того, проверяют отключение пяти насосов правого ряда на нулевой и первой позициях контроллера машиниста; срабатывание термореле;
з) регулятор напряжения на всех позициях контроллера машиниста. Если регулятор не удовлетворяет нормам поддержания напряжения, его снимают и регулируют на стенде;
и) внешнюю характеристику главного генератора, узел автоматического регулирования мощности и узел ограничения тока на максимальной позиции контроллера машиниста у тепловозов ТЭЗ, селективную и внешнюю характеристику, аварийную схему возбуждения, напряжение не лампе прожектора, схему управления холодильником у тепловозов типа ТЭК);
к) срабатывание реле перехода.
В процессе обкаточных испытаний предусмотрены кратковременные остановки для проверки состояния отдельных узлов; разрешается устранение мелких недостатков, не вызывающих разборки.
Если во время сдаточных испытаний выявится необходимость замены важнейших деталей (цилиндровые гильзы, вкладыши, поршни и их кольца), узлов или агрегатов, то производят повторные испытания, продолжительность которых зависит от заменяемых деталей. Перед повторными испытаниями делается приработка вновь установленных деталей. Время приработки также зависит от замененных деталей и регламентируется Правилами ремонта.
При контрольно-реостатных испытаниях проверяют и регулируют узлы и агрегаты в таком же порядке, как и при обкаточных испытаниях по сокращенной программе. При этих испытаниях не измеряют давление сжатия и температуру сгорания газов по цилиндрам.
При контрольных испытаниях без нагрузки (после профилактического осмотра) проверяют работу двигателя и вспомогательных агрегатов, а также плотность тормозной и напорной воздушной сети, величину выхода штоков тормозных цилиндров, работу крана машиниста, вспомогательного тормоза, форсунок песочниц, дифференциального манометра и регулятора напряжения.
Окончательную проверку и регулирование двигателя и электрического оборудования на тепловозах всех серий выполняют на режиме номинальной мощности, указанной в паспорте тепловоза.
Для тепловозов ТЭЗ номинальная мощность дизеля 2Д100 по Правилам ремонта составляет 1 180—1 240 квт, а у двигателей типа Д50—600—620 квт, 10Д100—1 825 кв. При этом номинальную величину мощности принимают при температуре окружающего воздуха 15° С и давлении 760 мм рт. ст. При другой температуре и барометрическом давлении регулируют на приведенную мощность. Так, у дизеля типа Д100 изменение температуры на 10° С изменяет мощность примерно на 20 квт, а изменение барометрического давления на 10 мм рт. ст. — на 5 квт. При температуре ниже 15° С величина мощности определяется положением упора максимальной подачи топлива. При испытании на стендах завода измеряют удельный расход топлива, который на приведенный к стандартным условиям при номинальном режиме для двигателей 2Д100 должен быть не более 180 г/э. л. с. ч. и 10Д100—163 г/э. л. с. ч.
Реостаты для испытаний тепловозов могут быть металлические в виде сопротивлений и жидкостные. В условиях депо и заводов преимущественное распространение получили жидкостные реостаты, где электрическая энергия генератора расходуется на нагрев воды в баке реостата.
Испытание нагрузкой на реостат.
Жидкостный реостат имеет резервуар объемом 20—30 м3, заливаемый водой через напорную трубу. Для стока лишней воды служит сливная труба, а для измерения уровня воды — поплавковое устройство. В резервуар погружаются стальные подвижные пластины-ножи, соединенные между собой. К подвижным пластинам через кабель присоединяется один провод генератора (+). Второй провод (—) от генератора присоединяется к неподвижным пластинам. В связи с большой величиной тока каждый провод состоит из нескольких кабелей. Резервуар заземляют.
Рис. 227. Принципиальная схема станции рекуперации при испытании дизель- генератора:
РУ6 — распределительное устройство; ВМГ133 — выключатель масляный; НТМК6 — трансформатор напряжения для собственных нужд; РВМ-1А — регулятор возбуждения с моторным приводом; РВ—5200 — регулятор возбуждения с ручным приводом
Для подъема пластин служит подъемный механизм, а для ограничения передвижения пластин — конечные выключатели. Поднимая и опуская пластины, можно менять омическое сопротивление реостата, а следовательно, ток генератора. Пластины делают трапецеидальной формы для гибкого регулирования — меньшее основание располагается внизу.
Подъем и опускание пластин в баке осуществляются при помощи привода, состоящего из электродвигателя переменного тока, редуктора, барабана для троса и электромагнитного тормоза. Вес пластин уравновешивают грузом. Около реостата в помещении установлен пульт управления, на котором смонтированы аппараты, сигнальные лампы и измерительные приборы постоянного тока. Во избежание погрешностей в показаниях измерительных приборов, связанных с температурой, зимой помещение пульта отапливается.
Рекуперация электроэнергии.
На заводах и в депо (Юдино) испытание дизель-генераторной группы ведут с использованием электрической энергии, вырабатываемой главным генератором тепловоза в силовой сети, т. е. применяют принцип рекуперации. Всего при одном заводском испытании одной секции тепловоза ТЭЗ вырабатываемая электроэнергия составляет 14 000 квт-ч, при подъемочном и большом периодическом ремонте 6 500 квт-ч, а при малом периодическом ремонте — 2 000 квт-ч. Существует несколько схем преобразования энергии, учитывая, что главный генератор тепловоза вырабатывает постоянный ток, а в сеть должен отдаваться переменный ток с постоянным напряжением нормальной частоты.
В схеме для испытания тепловозов при заводском и деповском ремонте (рис. 227) предусматривается пятимашинный агрегат, состоящий из двух главных генераторов, работающих как электродвигатели, синхронного двигателя СГ мощностью 2 500 квт, включаемого в сеть и работающего как генератор, и двух возбудителей В1 и В2.
На станции имеются два таких комплекта. Один предназначается для рекуперации электроэнергии от генераторов, испытываемых на стендах испытательной станции, а другой— для отдачи электроэнергии в сеть при испытании на тепловозах. Для нагрузки до 200 квт на испытательной стадии предусматривается комплект металлических реостатов в виде сопротивлений, а на станции реостатных испытаний — два жидкостных реостата.
Для питания цепей возбуждения, управления и защиты синхронного генератора и приводных двигателей каждого агрегата рекуперации установлены два трехмашинных агрегата. Расчеты показывают, что от одной секции тепловоза ТЭЗ при двух циклах испытания возможно реализовать 19 250 квт-ч электроэнергии, что при капитальных затратах на станцию рекуперации в сумме 135 тыс. руб. дает окупаемость ее в течение полугода.