References

vestnikvniizht

Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)

RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL

2223-97312713-2560

Joint Stock Company "Railway Research Institute"

10.21780/2223-9731-2017-76-2-101-109

vestnikvniizht-139

Research Article

Другое

Miscellaneous

Проблемы повреждаемости силовых и теплонапряженных узлов тепловозных дизелей. Аналитический обзор

Damaging problems of power and heat-stressed assemblies of locomotive diesels. Analytical review

Сиротенко

И. В.

Sirotenko

I. V.

sirotenko.igor@vniizht.ru

Гогричиани

Г. В.

Gogrichiani

G. V.

noemail@neicon.ru

Акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)РоссияJoint Stock Company “Railway Research Institute” (JSC “VNIIZhT“)Russian Federation

2017

28042017

762101109

2017

Сиротенко И.В., Гогричиани Г.В.

Sirotenko I.V., Gogrichiani G.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/139

Проблеме обеспечения безотказности и ресурса тепловозных дизелей посвящен цикл статей, данная работа его завершает. Среднеоборотные тепловозные дизели, о которых идет речь, были впервые построены в 1960-х гг. как базовые для новых тепловозов, в перспективе они должны были быть форсированы, на их основе созданы мощные многоцилиндровые модификации. Реализации этих планов помешали многочисленные повреждения важных узлов, проявившиеся в результате конструктивных и технологических просчетов. Проанализированы результаты работ по доводке поршней, крышек цилиндров, коленчатого вала и его подшипников. Рассмотрены конструктивные изменения, статистика отказов до и после их введения. Показатели повреждаемости для ряда узлов были значительно снижены, для других мероприятия принесли меньший эффект. Проанализированы причины.

Medium-speed diesel engines were developed in the 1960s for a wide range of applications, the main of which was the replacement of obsolete power plants on diesel locomotives and the increase in the efficiency of diesel locomotives. The main structural elements of the engine had to have reserves of strength and durability, allow achieving high power of a single engine due to forcing the work process and increasing the number of cylinders. During the trial operation, numerous cases of damage and failure of the most important power and heat-stressed components were noted. The article critically analyzes the results of studies to improve the reliability and resource life of pistons, cylinder covers, assemblies “crankshaft - bearing”.As a result of work to improve the reliability of pistons was introduced cooling the piston head by shaking, in the area of the piston rings the circulation of motor oil was added in place of the previously used jet cooling. For the cylinder cover, the most effective was the introduction of structural changes in the bottom profile, which allowed to lower the levels of cyclic thermal stresses. Performance of the “crankshaft - bearings” assembly was guaranteed due to the transition from the shaft suspension with the geared connector to the suspension structure with the flat joint and the load tightening of the joint, and to the completely balanced steel crankshaft. The indicator of the bearing width is increased in relation to the diameter of the shaft neck of the main and connecting rod bearings. The article provides an analysis of published data on cylinder head and crankshaft bearing failures on diesel locomotives for several years of operation prior to the introduction of changes and after. The study showed the effectiveness of the structural and technological measures taken.

тепловозные дизеливажнейшие узлыповрежденияотказыконструктивные и технологические просчетырезультаты исследований

locomotive dieselsimportant assembliesdamagesfailuresconstructional and technological miscalculationsresearch results

References1

Сиротенко И. В., Гогричиани Г. В. Ресурс тепловозных дизелей: ретроспективный анализ // Мир транспорта. 2014. № 6. С. 212 - 221.

Sirotenko I. V., Gogrichiani G. V. Resurs teplovoznykh dizeley: retrospektivnyy analiz [Resource of diesel locomotives: a retrospective analysis]. Mir transporta [World of transport], 2014, no. 6, pp. 212 – 221.

Сиротенко И. В., Гогричиани Г. В. Ресурс тепловозных дизелей: ретроспективный анализ // Мир транспорта. 2015. Т. 13. № 1. С. 258 - 264.

Развитие и совершенствование тепловозной тяги / Н. А. Фуфрянский [и др.]; под ред. Н. А. Фуфрянского. М.: Транспорт, 1969. 304 с.

Fufryanskiy N. A., Volodin A. I., Dombrovskiy K. I., Drozdov N. A., Platonov E. V., Popov G. V. Razvitie i sovershenstvovanie teplovoznoy tyagi [Development and improvement of diesel traction]. Moscow, Transport Publ., 1969, 304 p.

Звонов В. А., Петров Н. Н. О температуре деталей двигателя Д70 на форсированном режиме // Тепловозные двигатели: сб. тр. ХИИТ им. С. М. Кирова. М.: Транспорт, 1964. Вып. 69. С. 32 - 39.

Zvonov V. A., Petrov N. N. O temperature detaley dvigatelya D70 na forsirovannom rezhime [On the temperature of D70 engine parts on forced mode]. Teplovoznye dvigateli. Sb. tr. Khar'kovskogo instituta inzh. zh.-d. transp. im. S. M. Kirova [Diesel engines. Proc. of works of the Kharkov Institute of Engineers of transport named after S. M. Kirov]. Moscow, Transport Publ., 1964, no. 69, pp. 32 – 39.

Петров Н. Н. Прочность основных узлов двигателя Д70 при форсировании // Тепловозные двигатели и локомотивные компрессоры: сб. тр. ХИИТ им. С. М. Кирова. Харьков, 1970. Вып. 132. С. 32 - 34.

Petrov N. N. Prochnost' osnovnykh uzlov dvigatelya D70 pri forsirovanii [Strength of the main D70 engine components at forcing]. Teplovoznye dvigateli i lokomotivnye kompressory. Sb. tr. Khar'kovskogo instituta inzh. zh.-d. transp. im. S. M. Kirova [Diesel engines and locomotive compressors. Proc. of works of the Kharkov Institute of Railway Engineers named after S. M. Kirov].Kharkov, 1970, no. 132, pp. 32 – 34.

Нетюхайло С. П., Петров Н. Н., Романчук Г. Н. Влияние давления наддувочного воздуха на основные показатели тепловозного дизеля 12ЧН24/27 (12Д70) // Тепловозные двигатели и локомотивные компрессоры: сб. тр. ХИИТ им. С. М. Кирова. М.: Транспорт, 1970. Вып. 119. С. 11 - 15.

Netyukhaylo S. P., Petrov N. N., Romanchuk G. N. Vliyanie davleniya nadduvochnogo vozdukha na osnovnye pokazateli teplovoznogo dizelya 12ChN24/27 (12D70) [Influence of the charge air pressure on the main indicators of diesel engine 12ChN24/27 (12D70)]. Teplovoznye dvigateli i lokomotivnye kompressory. Sb. tr. Khar'kovskogo instituta inzh. zh.-d. transp. im. S. M. Kirova [Diesel engines and locomotive compressors. Proc. of works of the Kharkov Institute of Railway Engineers named after S. M. Kirov].Moscow, Transport Publ., 1970, no. 119, pp. 11 – 15.

Синенко Н. П., Турчак Е. В., Резник И. И. Тепловозные дизели типа Д70. М.: Транспорт, 1977. 216 с.

Sinenko N. P., Turchak E. V., Reznik I. I. Teplovoznye dizeli tipa D70 [D70 type diesel for diesel locomotives]. Moscow, Transport Publ., 1977, 216 p.

Зайончковский В. Н., Быстриченко А. В., Ковалев В. Ю. Двигателестроение на Харьковском заводе транспортного машиностроения - ГП «Завод им. Малышева» (1946 - 2011 гг.) // Двигатели внутреннего сгорания. Харьков: НТУ «ХПИ», 2011. № 1. С. 33 - 41.

Zayonchkovskiy V. N., Bystrichenko A. V., Kovalev V. Yu. Dvigatelestroenie na Khar'kovskom zavode transportnogo mashinostroeniya – GP ”Zavod im. Malysheva” (1946 – 2011 gg.) [Engine building at the Kharkov plant of transport engineering – SP ”Plant named after Malyshev” (1946 – 2011)]. Dvigateli vnutrennego sgoraniya [Internal combustion engines]. Khar’kov, NTU “KhPI” Publ., 2011, no. 1, pp. 33 – 41.

Чайнов Н. Д., Заренбин В. Г., Иващенко Н. А. Тепломеханическая напряженность деталей двигателей. М.: Машиностроение, 1977. 152 с.

Chaynov N. D., Zarenbin V. G., Ivashchenko N. A. Teplomekhanicheskaya napryazhennost' detaley dvigateley [Thermomechanical stress of engine parts]. Moscow, Mashinostroenie [Machine buildung] Publ., 1977, 152 p.

Разработка и применение моделей разных уровней для расчета рабочих напряжений в крышках цилиндров транспортных дизелей / Н. Д. Чайнов [и др.] // Двигателестроение. 1987. № 4. С. 10 - 14.

Chaynov N. D., Saltykov M. A., Raenko M. I., Sal'nikov M. A. Razrabotka i primenenie modeley raznykh urovney dlya rascheta rabochikh napryazheniy v kryshkakh tsilindrov transportnykh dizeley [Development and application of models of different levels for the calculation of operating stresses in the covers of cylinders of transport diesels]. Dvigatelestroenie, 1987, no. 4, pp. 10 – 14.

Салтыков М. А., Сальников М. А. Оценка сопротивления разрушению чугуна с шаровидной формой графита при температурных циклических нагрузках для прогноза ресурса деталей цилиндропоршневой группы двигателей транспортного назначения / Двигателестроение. 1983. № 6. С. 35 - 38.

Saltykov M. A., Sal'nikov M. A. Otsenka soprotivleniya razrusheniyu chuguna s sharovidnoy formoy grafita pri temperaturnykh tsiklicheskikh nagruzkakh dlya prognoza resursa detaley tsilindroporshnevoy gruppy dvigateley transportnogo naznacheniya [Estimation of the resistance to the destruction of cast iron with a spherical shape of graphite under temperature cyclic loads for the prediction of the resource of the parts of the cylinder-piston group of engines of transport purpose]. Dvigatelestroenie, 1983, no. 6, pp. 35 – 38.

Никитин Е. А., Матусевич С. А., Богданов Б. И. Исследование теплового и напряженного состояния крышки цилиндров дизеля ЧН26/26 / Вопросы повышения надежности деталей: сб. тр. ЦНИДИ. Л: Центр. научно-иссл. дизельн. инст., 1979. Вып. 76. С. 42 - 47.

Nikitin E. A., Matusevich S. A., Bogdanov B. I. Issledovanie teplovogo i napryazhennogo sostoyaniya kryshki tsilindrov dizelya ChN26/26 [Investigation of the thermal and stressed state of the cylinder head of the diesel engine ChN 26/26]. Voprosy povysheniya nadezhnosti detaley. Sb. tr. TsNIDI [Questions of increasing the reliability of parts. Proc. of works of TSNIIDI]. Saint- Petersburg, Tsentr. nauch.-issled. dizel'n. inst. [Central Research and Development Institute of Diesel] Publ., 1979, no. 76, pp. 42 – 47.

Крылов B. А., Коваль А. В. Результаты эксплуатации дизелей 5Д49 на тепловозах 2ТЭ116 / Совершенствование тепловозных дизелей и охлаждающих устройств: сб. науч. тр. ВНИИЖТ /под ред. П. М. Егунова. М.: Транспорт, 1986. С. 111 - 115.

Krylov V. A., Koval’ A. V. Rezul'taty ekspluatatsii dizeley 5D49 na teplovozakh 2TE116 [Results of operation of 5D49 diesel engines on locomotives 2TE116]. Sovershenstvovanie teplovoznykh dizeley i okhlazhdayushchikh ustroystv. Sb. nauch. tr. OAO ”VNIIZhT” [Improvement of diesel locomotives and cooling devices. Proc. of works of JSC “VNIIZhT”]. Moscow, Transport Publ., 1986, pp. 111 – 115 .

Насыров Р. А., Чичин А. В. Дизели типа Д49: пути снижения повреждаемости деталей / Локомотив. 2000. № 10. С. 26 - 31.

Nasyrov R. A., Chichin A. V. Dizeli tipa D49: puti snizheniya povrezhdaemosti detaley [Diesel engines of type D49: ways to reduce the damageability of parts]. Lokomotive, 2000, no. 10, pp. 26 – 31.

Ролле И. А. Оценка долговечности цилиндровых крышек дизелей / Развитие отечественного локомотивостроения: межвуз. сб. науч. тр. СПб.: ПГУПС, 2005. С. 106 - 111.

Rolle I. A. Otsenka dolgovechnosti tsilindrovykh kryshek dizeley [Estimation of longevity of cylinder covers of diesel engines]. Razvitie otechestvennogo lokomotivostroeniya: mezhvuz. sb. nauch. tr. [The development of domestic locomotive construction: intercollegiate collection of works]. Saint-Petersburg, PGUPS Publ., 2005, pp. 106 – 111.

Schläpfer Oscar. Eine neue Serie von Sulzer-Lokomotivmotoren mit V-Anordnung der Zylinder. MTZ. 1965. Vol. 26. No. 6 (Juni). P. 269 - 277.

Schläpfer Oscar. Eine neue Serie von Sulzer-Lokomotivmotoren mit V-Anordnung der Zylinder. MTZ, 1965, Vol. 26, no. 6 (Juni), pp. 269 – 277.

Гидродинамический расчет подшипников коленчатого вала на ЭЦВМ / А. И. Володин [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 1973. № 2. С. 1 - 6.

Volodin A. I., Zakharov S. M., Nikitin A. P., Tsyretorov K. B., Erdman V. F. Gidrodinamicheskiy raschet podshipnikov kolenchatogo vala na ETsVM [Hydrodynamic calculation of bearings of a cranked shaft on the computer]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 1973, no. 2, pp. 1 – 6.

Захаров С. М., Эрдман В. Ф. К расчету нестационарно-нагруженных подшипников скольжения на ЭВМ / Вестник машиностроения. 1976. № 7. С. 31 - 36.

Zakharov S. M., Erdman V. F. K raschetu nestatsionarnonagruzhennykh podshipnikov skol'zheniya na EVM [To the calculation of non-stationary-loaded plain bearings on a computer]. Vestnik mashinostroeniya, 1976, no. 7, pp. 31 – 36.

Захаров С. М., Эрдман В. Ф. Метод гидродинамического и теплового расчета подшипников коленчатого вала поршневого двигателя / Вестник машиностроения. 1978. № 5. С. 24 - 28.

Zakharov S. M., Erdman V. F. Metod gidrodinamicheskogo i teplovogo rascheta podshipnikov kolenchatogo vala porshnevogo dvigatelya [Method of hydrodynamic and thermal calculation of bearings of a cranked shaft of the reciprocating engine]. Vestnik mashinostroeniya [Bulletin of Machine Building], 1978, no. 5, pp. 24 – 28.

Захаров С. М., Никитин А. П., Загорянский Ю. А. Подшипники коленчатых валов тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1981. 181 с.

Zakharov S. M., Nikitin A. P., Zagoryanskiy Yu. A. Podshipniki kolenchatykh valov teplovoznykh dizeley [Crankshaft bearings of diesel locomotives]. Moscow, Transport Publ., 1981, 181 p.

Захаров С. М. Гидродинамические характеристики подшипников дизеля 2Д100 / Вестник ВНИИЖТ. 1965. № 2. С. 25 - 28.

Zakharov S. M. Gidrodinamicheskie kharakteristiki podshipnikov dizelya 2D100 [Hydrodynamic characteristics of bearings of diesel engine 2D100]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 1965, no. 2, pp. 25 – 28.

Развитие локомотивной тяги / Н. А. Фуфрянский [и др.]; под ред. Н. А. Фуфрянского и А. Н. Бевзенко. М.: Транспорт, 1982. 303 с.

Fufryanskiy N. A., Nestrakhov A. S., Dolganov A. N., Kamenev N. N., Pakhomov E. A. Razvitie lokomotivnoy tyagi [Development of locomotive traction]. Moscow, Transport Publ., 1982, 303 p.

Крылов B. А., Власова Т. В. Износ основных узлов и деталей дизелей 5Д49 при пробеге до 400 тыс. км / Совершенствование системы и методов технического обслуживания и ремонта тепловозов: сб. тр. ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1981. Вып. 637. С. 58 - 65.

Krylov V. A., Vlasova T. V. Iznos osnovnykh uzlov i detaley dizeley 5D49 pri probege do 400 tys. km [Wear of main components and details of 5D49 diesels after operating up to 400 thousand km]. Sovershenstvovanie sistemy i metodov tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta teplovozov. Sb. tr. OAO “VNIIZhT“ [Improvement of the system and methods of maintenance and repair of diesel locomotives. Proc. of works JSC “VNIIZhT“]. Moscow, Transport Publ., no. 637, pp. 58 – 65.

Терещенко К. И., Лобанов О. Н., Конарев Ю. Н. Исследование надежности коленчатых валов дизелей 11Д45 / Совершенствование системы и методов технического обслуживания и ремонта тепловозов: сб. тр. ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1981. Вып. 637. С. 66 - 84.

Tereshchenko K. I., Lobanov O.N., Konarev Yu. N. Issledovanie nadezhnosti kolenchatykh valov dizeley 11D45 [Research of reliability of crankshafts of 11D45 diesel engines]. Sovershenstvovanie sistemy i metodov tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta teplovozov. Sb. tr. OAO “VNIIZhT“ [Improvement of the system and methods of maintenance and repair of diesel locomotives. Proc. of works JSC “VNIIZhT"]. Moscow, Transport Publ., no. 637, pp. 66 – 84.

Салтыков М. А., Гинзбург М. А., Горбунов М. Н. Опыт создания и развития расчетно-экспериментальной базы в ПО «Коломенский завод» по обеспечению прочности выпускаемых дизелей (К 125-летию завода) / Двигателестроение. 1988. № 11. С. 46 - 50.

Saltykov M. A., Ginzburg M. A., Gorbunov M. N. Opyt sozdaniya i razvitiya raschetno- eksperimental'noy bazy v PO “Kolomenskiy zavod“ po obespecheniyu prochnosti vypuskaemykh dizeley (K 125-letiyu zavoda) [Experience in creating and developing a calculation and experimental base in the Kolomensky Zavod to ensure the durability of produced diesel engines (to the 125th anniversary of the plant)]. Dvigatelestroenie, 1988, no. 11, pp. 46 – 50.

Салтыков М. А., Сиротенко И. В. Концептуальный подход к конструированию среднеоборотных форсированных дизелей / Вестник машиностроения. 2014. № 12. С. 26 - 30.

Saltykov M. A., Sirotenko I. V. Kontseptual'nyy podkhod k konstruirovaniyu sredneoborotnykh forsirovannykh dizeley [Conceptual approach to the design of medium-speed forced diesels]. Vestnik mashinostroeniya, 2014, no. 12, pp. 26 – 30.

Котельников Л. Д., Ермолаев А. А. Опыт доводки узла шатунного подшипника тепловозного дизеля ЧН26/26 / Двигателестроение. 1987. № 6. С. 51 - 54.

Kotel’nikov L. D., Ermolaev A. A. Opyt dovodki uzla shatunnogo podshipnika teplovoznogo dizelya ChN26/26 [Experience of fine-tuning of the connecting unit bearing assembly of diesel locomotive diesel CHN26/26]. Dvigatelestroenie, 1987, no. 6, pp. 51 – 54.

Рыжов В. А. Новое поколение дизелей типоразмерного ряда Д49 / Двигателестроение. 2006. № 3. С. 3 - 5.

Ryzhov V. A. Novoe pokolenie dizeley tiporazmernogo ryada D49 [The new generation of D49 series of diesels]. Dvigatelestroenie, 2006, no. 3, pp. 3 – 5.

Осяев А. Т., Никифоров В. А., Холомин Ю. И. Вопросы эксплуатационной надежности форсированного тепловоза 2ТЭ25К / Вестник ВНИИЖТ. 2013. № 6. С. 66 - 73.

Osyaev A. T., Nikiforov V. A., Kholomin Yu. I. Voprosy ekspluatatsionnoy nadezhnosti forsirovannogo teplovoza 2TE25K [Issues on operational reliability of the forced diesel locomotive 2ТE25К]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2013, no. 6, pp. 66 – 73.

Раенко М. И., Рыжов В. А. Оценка прочностной надежности крышек цилиндров транспортных дизелей по критерию долговечности / Двигателестроение. 2012. № 1 (247). С. 7 - 17.

Raenko M. I., Ryzhov V. A. Otsenka prochnostnoy nadezhnosti kryshek tsilindrov transportnykh dizeley po kriteriyu dolgovechnosti [Evaluation of the strength of the reliability of the cylinder caps of transport diesel engines by the criterion of durability]. Dvigatelestroenie, 2012, no. 1 (247), pp. 7 – 17.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.