Холодильное оборудование рефрижераторных вагонов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО  ТРАНСПОРТА

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

 

 

Ярославский филиал МИИТ

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

 

 

по дисциплине: ОСНОВЫ  ТЕХНИЧЕСКОЙ  ДИАГНОСТИКИ

 

 

по теме: Холодильное оборудование рефрижераторных вагонов

 

 

 

Выполнил: студент 4 курса:  ______________________

 

шифр: _____________________

 

проверил: доцент      Бухтеев В.Ф.

 

 

 

 

 

г. Ярославль, 2012

Холодильное оборудование рефрижераторных вагонов

 

Рефрижераторный вагон (от лат.  охлаждаю) - универсальный крытый вагон для перевозки скоропортящихся грузов, длительное хранение которых возможно только при пониженных температурах (часто при ниже 0°C). Для соблюдения условий, при которых груз не подвергается воздействию физико-химических и биогенных факторов снабжён холодильной подсистемой.

Рефрижераторные вагоны  - это изотермические вагоны, имеющие цельнометаллический кузов с хребтовой балкой и термоизоляционной прослойкой, защищающей внутреннее пространство вагона от теплового воздействия извне. Основным отличием от других изотермических вагонов является наличие машинного охлаждения и электрического отопления. В холодильных машинах рефрижераторного подвижного состава используют в качестве хладагентов аммиак, хладон, а также энергию, вырабатываемую дизель - генераторами.

Автономные рефрижераторные  вагоны имеют автоматизированное холодильное и энергетическое оборудование. Делится на грузовое помещение и два машинных отделения в торцовых частях.

рис. 1  Схема рефрижераторного вагона

 

Дизель-генератор и  топливный бак смонтированы на общей  выдвижной раме, что позволяет  демонтировать агрегат через  боковую дверь машинного отделения. Нагревательный прибор, работающий на жидком топливе, предназначен для подогрева дизеля перед запуском при низких температурах. На дизель - генераторе смонтирован распределительный щит с приборами контроля и автоматики. Холодильная установка размещена под крышей вагона в перегородке, которая отделяет грузовое помещение от машинного отделения. Со стороны грузового помещения расположен воздухоохладитель с вентиляторами и электронагревателем, а со стороны машинного отделения - компрессорно-конденсаторный агрегат с распределительным щитом. Холодильную установку при необходимости можно через дверцы в торцовой стене демонтировать.

В одном из машинных отделений  около топливного бака на продольной стене вагона расположен главный  распределительный щит для управления работой оборудования, а также для установки температурного режима в грузовом помещении. Холодный воздух нагнетается вентиляторами в пространство между крышей вагона и ложным потолком и через щели в нём попадает в грузовое помещение. Он обтекает груз, под напольными решётками проходит к вертикальному каналу между щитами и торцовыми стенами вагона, засасывается вытяжными вентиляторами и, пройдя через воздухоохладитель, вновь нагнетается в пространство под ложным потолком. Аналогично циркулирует воздух и при отоплении вагона, только в этом случае вместо холодильных машин включаются электропечи. Свежий воздух засасывается вентиляторами через отверстия в торцовых стенах, удаляется через дефлекторы. Для удаления воды и конденсата в полу грузового помещения расположены сливные отверстия. Автономные рефрижераторные вагоны оборудованы пролётной электромагистралью для электропневматического тормоза, что позволяет прицеплять его к пассажирскому поезду, и стояночным тормозом.

Колебания температуры  при перевозке мороженых грузов могут вызвать перекристаллизацию замёрзшей в них воды, в результате чего ледяные кристаллы увеличиваются в размерах и вызывают изменение структуры тканей, а, следовательно, и качества продуктов. При более значительных колебаниях может произойти оттайка и порча груза. Поэтому, основной задачей технического обслуживания рефрижераторного подвижного состава является обеспечение постоянной температуры в грузовых помещениях вагонов. Колебания температуры воздуха в рефрижераторных вагонах возникают из-за двухпозиционной системы регулирования температуры в грузовых помещениях (пуск и остановка холодильных установок), оттайки снеговой «шубы» с воздухоохладителя, а также ручного способа управления работой холодильных машин.

Хотя во всех типах  рефрижераторного состава, имеются  термостаты в грузовых вагонах, на поездах и секциях они практически не используются, так как при автоматическом управлении требуется непрерывная работа дизель - генераторов с ручным запуском. В этом случае увеличивается расход топлива, износ дизелей, требуется непрерывное наблюдение за работой оборудования.

Температуру в грузовых вагонах дежурный механик проверяет  через каждые 4 часа дистанционно с  помощью центральной термостанции, расположенной в вагоне дизель-электростанции. Не реже чем через каждые 12 часов замеряют температуру наружного воздуха по термометрам, установленным с обеих сторон служебного вагона. Данные о фактической температуре наружного воздуха и в грузовых вагонах, о вентилировании, а также о работе оборудования записывают в рабочий журнал. На 5-вагонных секциях БМЗ температура в грузовых вагонах контролируется, кроме того, автоматически электронным самописцем установленным в служебном вагоне. Датчики температуры расположены в грузовых помещениях.

Заводской ремонт РПС  выполняется на специализированных вагоноремонтных заводах, а деповской — в рефрижераторных вагонных депо приписки этих вагонов. Для рефрижераторных вагонов установлена следующая периодичность ремонтов:

• заводской ремонт 1-го объёма выполняется через 8 лет после постройки или заводского ремонта 2-го объёма;
• заводской ремонт 2-го объёма — через 6 лет после первого заводского ремонта.

На рефрижераторных  вагонах применяются в основном дизель-генераторные установки, которые  предназначены для централизованного  энергоснабжения систем электрооборудования и кондиционирования воздуха. Поэтому эти усгановки должны иметь повышенную надежность и бесперебойно (по мере надобности) вырабатывать электроэнергию с минимальными затратами топлива.

Дизель-генераторные установки (рис. 2) состоят из дизеля /, передачи II и генератора III. Дизель представляет собой силовую установку, состоящую из следующих укрупненных блоков: 1 — системы пуска дизеля; 2 — топливной аппаратуры; 3 — газовоздушного тракта; 4 — цилиндропоршневой группы; 5 - кривошипно-шатунного механизма. Причем каждый из этих блоков имеет достаточно сложную структуру.

рис. 2   Схема дизель-генераторной установки

 

Транспортировка топливного заряда в цилиндры двигателя, а также  подготовка его для наиболее полного  сгорания осуществляются топливной аппаратурой. В состав топливной аппаратуры входят топливный насос высокого давления, топливопровод высокого давления и форсунки. От их исправной качественной работы и правильного регулирования в большой степени зависят равномерная работа цилиндров, надежность и экономичность всего дизеля.

Топливная аппаратура должна обеспечивать равномерное распределение топлива по цилиндрам, необходимое давление впрыска, хорошее распыление на выходе из форсунки, необходимое регулирование подачи топлива в зависимости от режима работы дизеля.

Подача топлива должна осуществляться в строго определенные моменты времени в соответствии с фазами рабочего цикла. Отклонение от этих требований приводит к нарушениям в работе дизеля. Так, излишняя подача топлива в отдельные цилиндры обуславливает неполное его сгорание, дымление, повышенное отложение нагара в выхлопном тракте дизеля.

Не менее сложной является структура  и других блоков дизеля, что значительно затрудняет разработку методов, алгоритмов и средств диагностирования этого оборудования вагонов.

Опыт эксплуатации дизель-генераторных установок показывает, что одной из главных причин снижения сроков службы основных узлов и деталей дизелей является неравномерность работы отдельных цилиндров. Неравномерная загрузка цилиндров вызывает значительные локальные термические и механические перегрузки цилиндропоршневой группы, которые ведут к преждевременному износу отдельных деталей и узлов, более загруженных цилиндров, а также к увеличению нагарообразования. Кроме того, по этой причине происходит неравномерное распределение крутильных колебаний и, как следствие, выход из строя коленчатых валов.

Известно, что на воспламеняемость топливного заряда полноту и характер его горения оказывают большое  влияний давление и температура в камере сгорания в конце сжатия, что во многом зависит от компрессии. В свою очередь, компрессия зависит от правильных геометрических форм цилиц. дровых втулок, отсутствия чрезмерных износов рабочих поверхностей цилиндров, плотности прилегания компрессионных маслосъемных поршневых колец и их достаточной упругости, нормальных геометрических зазоров на стыках колец, плотности прилегания и отсутствия износов на боковых поверхностях канавок головки поршня и т.д.

Уменьшение компрессии часто является причиной прорывов газа через уплотняющие устройства цилиндропоршневой группы дизеля, что приводит к понижению давления в конце сжатия, а также запаздыванию воспламенения впрыснутой части топлива. Все эти факторы влияют на рабочее состояние дизеля, и вызывают преждевременный износ и разрушение отдельных его узлов.

Пропуски газа через  любые неплотности цилиндровой  и клапанной групп вызывают не только понижение давления и все  перечисленные выше дефекты, но также  и аэродинамическое изменение движения сжимаемого заряда воздуха, потери части топливного заряда, уменьшение полноты сгорания топлива, разжижение масла в двигателе и увеличение его расхода.

Наличие сложной структуры  дизель-генераторной установки и существенное взаимное влияние работоспособности его блоков предопределило многоуровневую стратегию диагностирования технического состояния и применение разлиных методов технического диагностирования.

На ремонтных предприятиях используют методы обшей диагностики  дизель-генераторных установок с определением интегральных характеристик, например, реализуемой мощности, среднего индикаторного давления, температуры и давления газов и локальной (поэлементной) многоуровневой диагностики.

Один из вариантов  алгоритма общего диагностирования состояния дизель-генераторной установки приведен на рис. 3

рис. 3  Алгоритм общего диагностирования состояния дизель-генераторной установки

На первом этапе (процедура 1) готовят к контролю оборудование объекта диагностирования, а также выполняют процедуры, предусмотренные в нормативных документах на испытание дизеля. После пуска дизеля и перевода дизель-генераторной установки на нормальное возбуждение выполняется процедура 2, т.е. сравнивают частоту вращения дизеля с заданной. Если отклонение частоты вращения превышает норму, то регулируют или заменяют регулятор (процедура 3).

Процедура 4 предусматривает  измерение и сравнение мощности генератора с заданной. Если отклонение параметров превышает допустимые пределы, то регулируют уровень мощности (процедура 5) по специальному алгоритму.

Процедура 6 предусматривает  контроль внешней характеристики дизель-генераторной установки в соответствии с нормативными документами на испытания дизеля.

На седьмом этапе (процедура 7) сравнивают отклонения мощности на гиперболическом участке внешней характеристики с заданными ограничениями. Затем (процедура 8) контролируют полярность подключения регулировочной обмотки тока и диапазон перемещения индуктивного датчика.

Анализ этих данных и  сопоставление с нормативными параметрами предусматриваются процедурой 9. Если отклонения превышают норму, то регулируют ток, восстанавливают цепи на индуктивный датчик или заменяют датчик в случае его заедания или других причин (процедура 10).

Для измерения эффективной мощности используют нагрузочные устройства. Наибольшее распространение из них при испытании дизелей получили электрические тормоза, которые подразделяются на тормоза постоянного и переменного тока. В качестве электрического тормоза рефрижераторных дизелей может быть использован генератор переменного тока, соединенный непосредственно с коленчатым валом дизеля. Подводимая к генератору эффективная мощность дизеля превращается в электрическую энергию, которая затем преобразуется в тепловую энергию в нагрузочных реостатах. Регулирование мощности, потребляемой генератором, осуществляется ступенями с помощью нагрузочного реостата.

Общее состояние дизелей  контролируют по спектральному анализу  и наличию воды и топлива в  масле, по показателям дымности, по параметрам теплового и вибрационного полей. Сущность метода спектрального анализа масла заключается в том, что в дизелях во время работы происходят сложные процессы взаимодействия смазочного масла с трущимися деталями, продуктами сгорания и активными химическими соединениями. В результате этих процессов в масле накапливаются различные примеси и изменяются его смазывающие свойства.

Одновременно вследствие работы маслоочистителей, угара и долива происходит удаление примесей и восстановление некоторых свойств масла. Концентрация примесей находится в зависимости от интенсивности их поступления и удаления, а также от времени работы дизеля. С повышением износа деталей при прочих равных условиях концентрация соответствующих элементов увеличивается. Предаварийное состояние дизелей сопровождается резким возрастанием продуктов износа и примесей в масле. Для этого производится планомерный контроль состава масла спектральным методом. Эмиссионный спектральный анализ основан на наблюдении и измерении интенсивности излучения, получаемого при сгорали вещества в квантометрах. Спектральный анализ масла включает следующие операции: отбор проб масла, непосредственно спектральный анализ, расшифровка данных контроля н оценка технического состояния диагностируемого механизма.