Запис Детальніше

Розвиток наукових основ підвищення довговічності дизелів спеціального самохідного рухомого складу залізниць.

eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Розвиток наукових основ підвищення довговічності дизелів спеціального самохідного рухомого складу залізниць.
Развитие научных основ повышения долговечности дизелей специального самоходного подвижного состава железных дорог
Development of Scientific Bases of Increase of Longevity of Diesels of the Special Self-Propelled Mobile Composition of Railways
 
Creator Барановський, Денис Миколайович
Барановский, Денис Николаевич
Baranovskiy, Denis N.
Baranovsky, Denis M.
 
Subject довговічність
долговечность
longevity
дизелі
дизели
diesels
ресурс
resource
інтенсивність зносу
интенсивность износа
intensity of wear
лазерне модифікування
лазерная модификация
laser modification
прискорення процесів припрацювання
ускорение процессов приработки
acceleration of processes of burn-in
надійність
надежность
reliability
система технічного обслуговування та ремонту
система технического обслуживания и ремонта
system of technical service and repair
 
Description Барановський, Д. М. Розвиток наукових основ підвищення довговічності дизелів спеціального самохідного рухомого складу залізниць: авт. дис. д-ра т. н.: 05.22.20 / Д. М. Барановський ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Д., 2012
UK: Дисертація присвячена питанням розробки наукових основ підвищення довговічності дизелів ССРС залізниць. У дисертації наведено результати досліджень працездатності, ефективності експлуатації та довговічності дизелів ССРС залізниць. Математичне моделювання довговічності дизелів проведено на основі синергетичного принципу з використанням термодинамічного аспекту. Отримано модель для прогнозування довговічності дизелів на основі синергетичного підходу та кінетичної концепції руйнування матеріалів ТС, яка враховує показники безвідмовності, систему ТОР і умови роботи ССРС залізниць, застосування різних технологічних методів підвищення довговічності та процеси припрацювання в ТС. Модель включає вираз для прогнозування залишкового ресурсу дизелів при наявності даних про їх технічний стан, проходження процесів самоорганізації в ТС та від розподілення часу їх роботи; а також залежність інтенсивності зносу ТС дизелів з урахуванням експлуатаційних факторів при використанні різних методів підвищення їх довговічності, яка дозволяє обрати раціональний технологічний метод для відповідних умов експлуатації ССРС залізниць при забезпеченні найнижчого значення інтенсивності зносу ТС.
Для підвищення працездатності та довговічності дизелів, теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено застосування лазерного модифікування поверхонь відповідальних ТС із подачею у зону опромінення вуглекислого газу чи природного графіту з ніобієм. При цьому, показники працездатності та довговічності дизелів збільшились до 37 %.
Запропоноване прискорення процесів припрацювання у дизелях ССРС дозволяє забезпечити їх високий рівень працездатності та ефективності експлуатації. При додаванні природного графіту з ніобієм до моторного масла, ресурс дизелів до капітального ремонту підвищується до 14 %, а при експлуатаційній модифікації – до 20 %.
При проведенні запропонованих заходів показано, що система ТОР дизелів змінює свою структуру. Крім того, для дизелів запропоновано новий підхід до визначення термінів проведення технічного обслуговування та ремонту в залежності від їх експлуатаційних параметрів та отримано математичні моделі термінів проведення ТОР, міжремонтного ресурсу та довговічності дизелів ССРС залізниць у залежності від експлуатаційних параметрів: годинної, питомої витрати палива і ефективної потужності з урахуванням ймовірності безвідмовної роботи, фіксуючи які в процесі експлуатації та порівнюючи із значенням їх граничної величини можна визначити терміни проведення ТО, а знаючи кількість номерних ТО та КР – надати оцінку міжремонтному ресурсу та довговічності дизелів.
RU: Диссертация посвящена вопросам разработки научных основ повышения долговечности дизелей специального самоходного подвижного состава (ССПС) железных дорог. В диссертации приведены результаты исследований работоспособности, эффективности эксплуатации и долговечности дизелей ССПС железных дорог. Математическое моделирование долговечности дизелей проведено на основе синергетического принципа с использованием термодинамического аспекта. Получена модель для прогнозирования долговечности дизелей на основе синергетичного подхода и кинетической концепции разрушения материалов ТС, которая учитывает показатели безотказности, систему технического обслуживания и ремонта (ТОР) и условия работы ССПС железных дорог, применения разных технологических методов повышения долговечности и процессы приработки в трибосистемах (ТС). Модель включает выражение для прогнозирования остаточного ресурса дизелей при наличии данных об их техническом состоянии, прохождении процессов самоорганизации в ТС и от распределения времени их работы; а также зависимости интенсивности износа ТС дизелей с учетом эксплуатационных факторов при использовании разных методов повышения их долговечности, которая позволяет избрать рациональный технологический метод для соответствующих условий эксплуатации ССПС железных дорог при обеспечении самого низкого значения интенсивности износа ТС.
На основе термодинамического аспекта с учетом второй вариации энтропии (избыточное производство энтропии) получено уравнение, которое является критерием возможности протекания процессов самоорганизации подсистем второго уровня, то есть ответственных ТС дизелей, с учетом конструктивных особенностей цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма. Внешним проявлением самоорганизации в таких ТС есть стабилизация интенсивности изнашивания, которая устанавливается в последнюю очередь после полной стабилизации всех силовых, тепловых и микрогеометрических параметров. Последнее возможно, если структура материала сопряжённых поверхностей ТС находится в неравновесном состоянии.
Предложен метод прогнозирования остаточного ресурса дизелей по диагностическим параметрам, который включает мониторинг их технического состояния и позволяет с высокой вероятностью определить предельный, остаточный и использованный ресурс, наиболее обосновано принимать конкретные технические решения по восстановлению технического состояния дизелей в конкретные моменты эксплуатации, то есть определять оптимальные сроки и объём работ технического обслуживания (ТО), текущего ремонта (ТР), среднего ремонта (СР) и капитального ремонта (КР) дизелей ССПС железных дорог.
Для разных эксплуатационных режимов работы ССПС, применяя гармоничную функцию для описания информационной энтропии, было получено выражение для определения интенсивности износа ТС дизелей, которое позволяет определять их возможное техническое состояние в течение всего жизненного цикла, а также моделировать процессы эксплуатации.
Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено применение дискретной лазерной модификации рабочих поверхностей ТС дизелей с основным элементом для модификации углеродом, в виде углекислого газа и природного графита с модификатором – ниобием, что вводятся в зону лазерного излучения. Несмотря на высокую стоимость применения лазерной модификации, эксплуатационные исследования подтверждают целесообразность его применения, поскольку ресурс дизелей в среднем увеличивается на 28…37 %, а
технико-эксплуатационные параметры улучшаются до 25%. Теоретические предпосылки ускорения процессов приработки ТС дизелей ССПС железных дорог предоставили возможность получить выражение для определения интенсивности их износа в процессе приработки, которое получено на основе теорий трения и изнашивания с использованием основных положений теории дислокационно-вакансионного механизма. Кроме того, для ускорения процессов приработки предложено добавлять природный графит с ниобием к моторному маслу и вводить его в камеру сгорания на такте впуска, что в эксплуатации приводит к повышению ресурса дизелей на 12...20 % и к улучшению технико-эксплуатационных характеристик до 20 %.
При проведении предложенных мероприятий показано, что система технического обслуживания и ремонта дизелей изменяет свою структуру.
Последующее развитие приобрела математическая модель для описания оптимальных сроков проведения ТОР дизелей на основе регенерирующих, марковских и полумарковских процессов, которая включает зависимости вероятности безотказной работы, коэффициента готовности и вероятности выполнения задач в зависимости от часовой функции для последующего выбора стратегии ТОР и указывает на необходимость учета полноты информации, которая принадлежит к категории отказов ответственных ТС.
Кроме того, для дизелей предложен новый подход к определению сроков проведения технического обслуживания и ремонта в зависимости от их эксплуатационных параметров. При этом, получены математические модели сроков проведения ТОР, межремонтного ресурса и долговечности дизелей ССПС железных дорог в зависимости от эксплуатационных параметров: часового, удельного расхода топлива и эффективной мощности с учетом вероятности безотказной работы, фиксируя которые в процессе эксплуатации и сравнивая со значением их предельной величины можно определить сроки проведения ТО, а зная количество номерных
ТО и КР – получить оценку межремонтному ресурсу и долговечности дизелей.
EN: Dissertation is devoted to the questions of development of scientific bases of rise of longevity of diesels of the special self-propelled mobile composition (SSMC) of railways. In dissertation the results of researches of capacity, efficiency of exploitation and longevity of diesels of the SSMC railways are resulted. The mathematical design of longevity of diesels is conducted on the basis of synergetic principle with the use of thermodynamics aspect. A model for prognostication of longevity of diesels on the basis of synergetic approach and kinetic conception of destruction of the TS materials, which takes into account the indexes of faultless, system of TSR and terms of work of the SSMC railways, applications of different technological methods of rise of longevity and processes of earning extra money in TS, is got. A model includes expression for prognostication of remaining resource of diesels at presence of data about their technical state, passing of processes of independent organization in TS and from distributing of time of their work; and also dependences of intensity of wear of the TS diesels taking into account operating factors at the use of different methods of rise of their longevity which allows to choose a rational technological method for the proper external environments of the SSMC railways at providing of the lowest value of intensity of the TS wear.
For the rise of capacity and longevity of diesels, in a theory it is grounded and application of laser modification of surfaces of responsible TS is experimentally confirmed with the serve in the area of irradiation of carbon dioxide or natural graphite with niobium. Thus, the indexes of capacity and longevity of diesels were multiplied to 37 %.
The offered acceleration of processes of burn-in in the diesels of the SSMC allows to provide their high level of capacity and efficiency of exploitation. At addition of natural graphite with niobium to the motor oil, the resource of diesels to major repairs rises to 14 %, and at operating modification – to 20 %.
It is shown during conducting of the offered measures, that the system of technical service and repair of diesels changes the structure. In addition, for diesels new approach to determination of terms of conducting of technical service and repair depending on their operating parameters is offered. The mathematical models of terms of conducting of TSR, between repair resource and longevity of diesels of the SSPS railways depending on operating parameters are got: sentinel, specific expenditure of fuel and effective power taking into account probability of faultless work, fixing which in the process of exploitation and comparing to the value of their maximum size it is possible to define the terms of conducting, and knowing the quantity of containing a number TS and KR – to get estimation to the between repair resource and longevity of diesels.
 
Date 2012-05-17T08:00:43Z
2012-05-17T08:00:43Z
2012-05
 
Type Article
 
Identifier УДК 629.424.3:621.436 Б 24
http://eadnurt.diit.edu.ua:82/jspui/handle/123456789/1046
 
Language other
 
Publisher Видавництво Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна