автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Надежность тепловозных дизелей в условиях Эфиопии

ВВЕДЕНИЕ .-.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ И ЗАДАЧИ

ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ.

1-1. Обзор литературы по теме

1-2. Теория надежности технических устройств

ГЛАВА Д . ФИЗИКА ОТКАЗОВ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.

2-1. Физические основы надежности.

2-2, Социальные аспекты надежности

2-3. Случайные процессы и их влияния на локомотивные системы

ГЛАВА Ш. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ

ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ.

3-1. Особенности процесса теплоотдачи от газов к стенкам цилиндров двигателя.•—«."

3-2. Параметры рабочего процесса дизеля

3-3. Перегрев дизелей в условиях эксплуатации

3-4. Режимы работы тепловозных двигателей.•••••

ГЛАВА IV. НАДЕЖНОСТЬ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ В ТРОПИКАХ

4-1. Особенности эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в тропиках.

4-2. Климат и эксплуатационные материалы двигателя.

4-3. Особенности работы системы охлаждения двигателя

4-4. Особенности работы дизелей в высокогорных условиях.

4-5. Влияние климатических факторов и атмосферных явлений на систему человек - машина - объект воздействия машины

ГЛАВА V. НАДЕЖНОСТЬ И СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЛОКОМОТИВОВ, ПУТИ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

5-1. Система технического обслуживания

5-2. Развитие системы технического обслуживания и ремонта Тепловозов за рубежом

5-3. Развитие системы технического обслуживания и ремонта тепловозов на железных дорогах России.

5-4. Исследование состояния надежности тепловозного парка в зависимости от организации и системы ремонта

Эфиопия государство в северо-восточной Африке. Наиболее распространена версия о происхождении названия «страна людей с обоженными (солнцем) лицами» (Большая советская энциклопедия). На северо-востоке она граничит с Эритреей и Джибути, на востоке и юго-востоке с Сомали, на юго-западе с Кенией, на западе и северо-западе с Суданом.

Площадь страны около 1,13 млн. км2 . Расположенная в наиболее приподнятой части восточной Африки (40% ее территории находится выше 1500м над уровнем моря), Эфиопия отличается чрезвычайным разнообразием рельефа и природных условий.

Климат Эфиопии в значительной степени зависит от высоты над уровнем моря. В тропическом зоне, расположенной ниже 1830 м над уровнем моря, среднегодовая температура составляет около 27°С, а среднегодовая норма осадков - около 510мм. В субтропическом зоне (1830-2440м над уровнем моря) среднегодовая температура около 22°С, а норма осадков от 510 до 1530 мм. Выше 2440 м над уровнем моря лежит зона умеренного климата со средней годовой температурой около 16°С и средней нормой осадков от 1270 до 1780 мм.

Эфиопия имеет огромный потенциал - по численности населения (58,09 млн. человек), территории и гидроресурсов. Одной из причин, затрудняющих реализацию этого потенциала, является чрезвычайно слабое развитие инфраструктуры, особенно транспорт и связь, в том числе и железнодорожный транспорт.

В Эфиопии имеется узкоколейная железная дорога (1000 мм), протяженностью 785 км - Аддис-Абеба - Дыре-Дава - Джибути.

Понимая роль железной дороги в развитии экономики страны, еще в 1894г Император Менелик II представил компании имперских железных дорог Эфиопии концепцию на строительство железной дороги от Джибути (Французское Сомали) до Харар и до Энтото (8 км севернее Аддис-Абебы), бывшего в то время столицей и далее к Белому Нилу.

Строительство началось в октябре 1897г, и в июне 1900г дорога было доведена до границы Сомали - Абисиния (протяженностью 107 км). Трудности строительство не позволили продолжить дорогу по ту сторону Харарских гор, поэтому была построена временная конечная станция, получившая впоследствии название «Дыре - Дава».

В 1907г компания было ликвидирована и в 1908г была создана существующая компания , пользующаяся поддержкой Французского правительства. В январе 1914г дорога была продолжена до Ауче, а в 1917г до Аддис - Абебы.

В1981 г сформирована новая Эфиопско - Джибутийская железнодорожная корпорация на основе равных партнеров.

По данным «Railway gazette year book» на 1993г в стране имеются:

- 15 дизель локомотивов; - 31 пассажирский вагон

- 481 грузовых вагонов; - 6 автодрезин.

Нагрузка на ось (до 12,5 т) так как рельсы устаревшего типа. В Эфиопии имеются дизель-локомотивы с электрической передачей постоянного тока мощностью:

Пассажирские - 900 л.с.(662кВт), конструкционная скорость - 110 км / ч; Грузовые - 1200 л.с.(882,6кВт), конструкционная скорость - 70 км / ч.; Средний вес поезда нетто - 85,5 тон; Максимальный весь поезда - 400 тон; Среднее число вагонов в грузовом поезде - 10.

Характеристики верхнего строения пути: Тип рельсов - широкоподошвенные весом 30,20 Кг/погон. M длинной 12м и 10м соответственно.

Шпалы - стальные, длина:

1900мм при весе рельсов 30 Кг/погон. М; 1700мм при весе рельсов 20 Кг/погон. М; Число шпал на 1км - 1250; Рельсовое скрепление - скобы и болты. Баласт - в основном дробленная вулканическая порода. Максимальный уклон - 25%о Минимальный радиус - 150 м Максимально допустимая скорость: пассажирские поезда - 70 км/ч грузовые поезда - 40 км/ч.

Несмотря на относительную маломощность и растущую конкуренцию со стороны автотранспорта железная дорога сохраняет весьма определенное экономическое значение.

Особенно сейчас, когда Эфиопия не имеет выхода к морю, железная дорога является главным средством транспорта, обеспечивающая развитие экономики страны.

В настоящее время главные причины невыполнения графика движения поездов:

Несвоевременная подача тепловозов к поездам или отсутствие тепловозов, а также из-за низкой организации работы персонала. В основном отказы возникают из-за не удовлетворительной конструкции, а также из-за недостаточного учета влияния эксплуатационных факторов, что связано со значительными материальными, трудовыми и финансовыми затратами и увеличением простоя тепловозов в ремонте. Поэтому, исследование факторов влияющих на надежность тепловозных дизелей и плановое повышение их показателей является актуальной задачей.

Цель настоящей работы - это исследование влияния эксплуатационных и метеорологических факторов на надежность тепловозных дизелей в климатических условиях Эфиопии и на этой основе разработка предложении для планового повышения показателей надежности, составление рекомендации по улучшению показателей надежности тепловозных дизелей.

Мероприятия охватывают процесс эксплуатации тепловозов, и имеет в основном технический, организационный и эксплуатационный характер. Они отражают влияние факторов внешней среды, режим работы тепловозов, уровень подготовки обслуживающего персонала и качество ремонтного производства.

В работе ставятся следующие задачи:

- Анализ различных работ по повышению надежности тепловозов в целом и их узлов,

- Изучение влияния климата на надежность тепловозных дизелей,

- Изучение влияния режима работы тепловозных дизелей на их надежность и выбор рекомендации по учету этих влиянии,

- Изучение влияния человеческого фактора на надежность,

- Анализ существующих систем ремонтного обслуживания тепловозов и разработка методов улучшения их надежности,

- Разработка систем ремонтного обслуживания тепловозных дизелей с учетом влияния окружающей среды и режима работы.

Для решения поставленных задач выполнены следующие этапы:

- Теоретические и методологические обоснования исследования,

- Сбор статистических данных для тепловозов 2ТЭ116 и др. по сети Октябрьской железной дороги,

- Обработка статистических материалов.

Результаты исследований найдут применение при корректировке методику Российской системы технического обслуживания тепловозов в Эфиопии и в странах с подобными климатическими условиями.

Основные выводы по работе

1. Выполнен анализ, современного состояния проблемы надежности тепловозных дизелей с учетом социально- экономических условий для Эфиопии.

2. Рассмотрены причины возникновения отказов в локомотивах.

3. Изучены процессы, происходящие в дизеле и режимы его работы (особенности процесса теплоотдача от газов к стенкам цилиндров двигателя).

4. Разработан математическая модель для определения зависимости мощности дизеля от параметров окружающей среды (коэффициент избытка воздуха, температура окружающей среды и др.).

5. Рассмотрена проблема надежности двигателей внутреннего сгорания и взаимодействующих факторов в тропиках в том числе:

141 а) влияние тропического климата на эксплуатационные материалы двигателя; б) влияние климата на систему охлаждения двигателя; в) влияние топографии местности на работу двигателя (горные условия); г) влияние климатических факторов и атмосферных явлений на систему человек - машина - объект воздействия машины.

6. Проведен статистический анализ внеплановых ремонтов тепловозов в депо А и Б, Октябрьской железной дороги. Изучены причины возникновения внеплановых отказов, определены наиболее характерные повреждения. Определены основные эксплуатационные показатели надежности.

7. На оснований теоретических и статистических результатов определено направление совершенствования систем технического обслуживания и ремонта локомотивов.

1. Айзинбуд С. Я. и др. Эксплуатация локомотивов.

2. М., «Транспорт», 1980. 248с.

3. Алехин С. В. и др. Определение эксплуатационной надежности подвижного состава и выбор методов её повышения.1. Л., «ЛИИЖТ», 1967. 84с.

4. Антропов В. С. Совершенствование системы ремонта и технического обслуживания тепловозов. М. 1995.172с.

5. Антюнкин А. Г. «1000000 км без заводского ремонта». Жур. «Электрическая и тепловозная тяга», №2,1957.

6. Арыкин Н. А., Гурский П. А. Вопросы надежности и повышения эксплуатационных свойств тепловозов. М. Вып.№49, 1970.

7. Астафьев А. Ф. Окружающая среда и надежность радиоэлектронной аппаратуры. М. Л., «Энергия», 1965.

8. Балакин В. И. Повышение надежности и улучшение технико-экономических показателей тепловозных дизелей. Л., «ЦНГЩИ»,1984. 200с.

9. Баранов В. Б., Сибиркин В. Н. Зависимость основных показателей двигателя от параметров наддувочного воздуха. «НИИИНФОРМТЯЖМАШ», М., Вып. 4-71-8, стр.(17-24), 1972.

10. Бахолдин В. И., Собенин Л. А. Контроль качества обработки деталей локомотивов. СПб, ИГУ ПС, 1996.

11. Белинский А. Д. , Дмитриев Н. И. и др. Эксплуатация тепловозов в различных климатических условиях. М., «Транспорт», 1970. 120с.

12. Берг А. И. Кибернетика и надежность. М., «Знание», 1964.

13. Варава В. И. Анализ переменных режимов эксплуатации тепловозных дизелей. «Труды ЛИИЖТа», Вып. 206,1963.

14. Венцель Е. С. и др. Теория случайных процессов и её инженерные приложения. М., «Наука», 1991. 384с.

15. Вознюк В. Н. И др. Надежность тепловозов. М., «Транспорт», 1991.

16. Володин А. И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. М., «Транспорт», 1990.

17. Вобликов Д. Р. и др. Современная Эфиопия: «Справочник», М., 1988.

18. Галькин В. Г., Парамзин В. П. и Четвергов В.А. Надежность тягового подвижного состава. М., «Транспорт», 1981.

19. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., «Высшая школа», изд. 4-ое,1972.

20. Гнеденко Б. В. Вопросы математической теории надежности. М., «Радио и Связь», 1983.

21. Головатый А. Т. и др. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов за рубежом. М., «Транспорт», 1977. 159с.

22. Голинкевич Т. А. Прикладная теория надежности. М., «высшая школа», 1985. 157с.

23. Гуревич А. Н. И Платонов Е. В. Повышение мощности тепловоза ТЭ2. М., «Трансжелдориздат»,1956. 60с.

24. Гост 27. 15895-77. Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.

25. Гост 27. 004- 85. Надежность в технике. Термины и определения.

26. Гост 27. 002- 89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

27. Гост 13377-75. Надежность в технике. Термины и определения. М., 1975.

28. Денисов А. Ф. «304000км без подъемного ремонта», Журнал «Электрическая и тепловозная тяга», №7,1957.

29. Домбровский К. И. Организация ремонта паровозов и оптимальный срок их службы, «техника железных дорог», № 5,6, 1944.

30. Дьяченко Н. X. , Дашков С. Н. , Костин А. К. Бурин М. М. Теплообмен в двигателях и теплонапряженность их деталей. Л., 1969. 246с.

31. Дьяченко Н. X. , Костин А. К. и др. Теория двигателей внутреннего сгорания. Л., Изд. 2-ое, 1974.

32. Епифанов А. Д. Надежность автоматических систем. М., «Машиностроение», 1964.

33. Ермолов Л.С., Кряжков В.М., Черкун В.Е. Основы надежности сельско хозяйственной техники. М., «Колос», 1982 271с.

34. Жалкин С. Г. Влияние температуры наддувочного воздуха на параметры тепловозного двигателя 10Д100 на не номинальных режимах работы. В сборнике : «труды ХИИТа», М., Вып. 138,1973., Стр. 60-66.

35. Жалкин С. Г. Основы подготовки тепловозов к сезонной эксплуатации. Харьков, «ХИИТ»,1986.

36. Иванов В.Н. Вопросы конструкции, эксплуатации и ремонта тепловозов. М., «МИИТ», 1978.

37. Исаев И. П. Проблемы повышения надежности технических устройств железнодорожного транспорта. М., «Транспорт»,1968.

38. Исаев И.П., Журавлев С. Н., Седов В. И. Разработка оптимальной системы ремонта локомотивов. «Железнодорожный транспорт», 32, М., 1970.

39. Каля вин В. П. , Мозгалевский А. В. , Галка В. Л. Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики. Санкт Петербург., «Элмор», 1996. 295с.

40. Колыхан Л. Н. Повышение эффективности тепловозных воздухоочистителей. М.,«ВНИИТИ», №10(52), 1958.

41. Костин А. К. , Пугачев Б. П. И др. Работа дизелей в условиях эксплуатации. Ленинград., «Машиностроение»,1989., 284с.

42. Кох П. И. Климат и надежность машин. М., «Машиностроение»,1981.

43. Краткие сведения о системах ремонта локомотивов (США, Голландия). «Электрическая и тепловозная тяга», №7, 1962. стр. 39.

44. Кричевский Ю. И. Влияние климата на надежность машин и механизмов. Минск., «Наука и техника», 1968. 92с.

45. Куаныш Б. К. Ремонт локомотивов с учетом реального состояния. Журнал, локомотив, №2,1998.

46. Кудряш А. П. Надежность и рабочие процессы транспортного дизеля. Киев.,«Наук, думка»,1981. 136с.

47. Кузнецов В. А. Надежность и эффективность в технике. Том 10, справочные данные по условиям эксплуатации и характеристикам надежности. М., «Машиностроение», 1990.

48. Кузнецов Т. Ф. Повышение надежности эксплуатации и ремонта локомотивов. Днепропетровск., «Днепроп. ИИЖТ »,1990.

49. Куриц А. А. Тепловозные дизели и их мощностные ряды. М., «Машиностроение», 1967. 252с.

50. Ломов Б. Ф. Основы инженерной психологии. М., 1986. 448С. (СТР. 325-333).

51. Малоземов Н. А. Вопросы надежности и повышения эффективности эксплуатации и ремонта подвижного состава. Ростов н/д, 1974. 171с.

52. Масленников М.М., Рапипорт М.С. Авиационные поршневые двигатели. М., «Оборонгиз», 1951. 847с.

53. Моисеев Г. А. Секционная мощность тепловозов и проблемы надежности. М., «Транспорт»,1978. 112с.

54. Морозов Г. А. Применение топлива и масел в дизелях. Ленинград, 1964. 327с.

55. Надежность технических систем и изделий. Сборник рекомендуемых терминов. Основные понятия. М., 1964.

56. Насыров Р. А. Повышение надежности работы поршней тепловозных дизелей. М., «Транспорт», 1977. 216с.

57. Насыров Р. А., Германов А. Н. Исследование поршней тепловозных дизелей с различными типами масляного охлаждения. «Вестник ВНИИЖТа», №1,1975. Стр. 28-33.

58. Никифоров Б. Д., Исаев И. П., Кабенин Н. Г., Сергеев В. И. Повышение надежности локомотивов. «Железнодорожный транспорт», №3, 1969. Стр. 39-46.

59. Орлин А. С. и др. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей. Т. 2 , М.,1971.

60. Павлович Е. С. Надежность и эффективность тягового подвижного состава. М., «ВЗИИТ», 1987. Вып.136.

61. Павлович Е. С. Надежность локомотивов. Омск, 1970. 91с.

62. Перельман Д. Я. Надежность и долговечность узлов тепловозов в условиях средней Азии. Узбекистан, Ташкент, «Труды ТИИЖТа», Вып. 64, 1969.

63. Повышение эффективности работы фильтров и особенности их эксплуатации на тепловозах. М., «Труды ВНИИЖТа», Вып. 340,1967.

64. Подчесов Э. Н. Пути повышения экономичности и мощности тепловозов ТЭ10. «Электрическая и тепловозная тяга», №3,1973. СТР. 43 -44.

65. Пушкин В. Г. Проблема надежности , «философский очерк». М., 1971. 187с.

66. Рахматулин М. Д. Технология ремонта тепловозов. М., «Транспорт», 1983. 319С.

67. Рахматулин М. Д. Методика определения межремонтной работы тепловозов. «Научные труды МИИТа», вып. 130, М., 1960.

68. Резников М. Г. Авиационные и ракетные топлива и смазочные материалы. М., «Воениздат», 1960.

69. Серегин А. А. Исследования надежности дизельного подвижного состава. Омск, 1973. 151с.

70. Симеон А. Э. Двигатели внутреннего сгорания: тепловозные дизели, газотурбинные установки. М., «Транспорт», 1980.

71. Собенин Л. А. Совершенствование организации и технологии ремонта силовых агрегатов тепловоза. Том 5, Л., «ЛИИЖТ», 1985. 66С.

72. Сорин Я. М. Физическая сущность надежности. М., 1969. 78с.

73. Сорин Я. М. Бесседы о надежности. М., 1968. 256с.

74. Степанов А. Д. Автоматическое регулирование мощности в тепловозах и газотурбовозах. М., «Машиностроение», 1964.

75. Степанов А. Д. Передача мощности тепловозов. М., 1967.

76. Стефановский Б. С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей. М., «Машиностроение», 1978. 127с.

77. Стрекопытов В. В., Пойлов Л. К., Рютин В. П. Депо- база по исследованию надежности локомотивов. «Железнодорожный транспорт», №5,1969. Стр. 47-48.

78. Стрекопытов В.В. Обеспечение эффективности и работоспособности подвижного состава. Л., «ЛИИЖТ», 1987. 127С.

79. Стрекопытов В. В. и Пойлов Л. К. Основы расчета надежности узлов систем локомотивов. Л., «ЛИИЖТ»,1970. 39С.

80. Стрекопытов В. В. , Пойлов Л. К. Определение периодичности и объем ремонта машин на основании данных о надежности их узлов: в книге «повышение мощности и надежности локомотивов», Л., «ЛИИЖТ», Вып. 306,1970.

81. Стрекопытов В. В. Тепловозы с передачами переменного тока (расчет параметрической надежности электрических установок и выбор системы регулирования). Л. «ЛИИЖТ», 1972.

82. Тепловоз с электрической передачей для восточной Африки.(Т1ш overseas engineer, октябр, 1960). «Жур. Железные дороги мира», № 6,1961. стр. 38-41.

83. Терехов В. Н. Выше уровень культуры ремонта и эксплуатации локомотивов. Журнал, «Электрическая и тепловозная тяга», №2,1957.

84. Тшценко А. И. Повышение эксплуатационной надежности локомотивов и эффективности локомотивного хозяйства. М., 1974.

85. Тютин В. И., Кулешов Ю. Р. О влиянии эксплуатационных условии и технического обслуживания тяговых электродвигателей тепловозов на их надежность. Труды «ВНИИЖТа», Вып. 687, 1981.

86. Фуфрянский Н. А. Эксплуатационная надежность тепловозов. «Труды ВНИИЖТа», 1966.Вып. 316.

87. Харламов П. Г., Кузмич В. Д., Пахомов Э. А. Воздушные, масляные и топливные фильтры тепловозов: (устройство, обслуживание и ремонт), М., «Транспорт», 1965.

88. Хрулькевич О. А. двигатели для эксплуатации в тропиках. М., 1974.168с.

89. Четвергов В. А. Математические вопросы теории надежности тепловозов. Омск, 1970.

90. Четвергов В. А. Основы оптимизации надежности и параметров систем ремонтного обслуживания тепловозов. «Труды ОМИИТа», Омск, 1968.

91. Четвергов В. А. Анализ развития системы ремонта тепловозов: (исследование надежности дизельного подвижного состава), Омск, 1972.

92. Четвергов В. А. Повышение надежности и экономичности тепловозов. Омск, 1986. 103с.

93. Шокотов Н. К. Влияние коэффициента избытка воздуха на показатели комбинированной установки. «Труды ХИИТа», вып. XLIII, 1961.149

94. Шапошников В. А. Управление качеством ремонта локомотивов. М., «Транспорт», 1979.141с.

95. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М., «Советское радио», 1962. 522с.

96. Шор Я. Б., Кузьмич Ф. И. Таблицы для анализа и контроля надежности. М., «Сов. Радио», 1968.288с.

97. Brook Richard Howard Wilson Reliability concepts in engineering manufacture. London, 1972. 132p.

98. David Meister The problems of human-initiated failure, (proceeding eighthnational symposium on reliability and quality control), Washigton, D. C., PP. 234-239, january, 1962.

99. Frank H. S. The management of reliability programs.(Industrial quality control), Los Angles, California, vol. 17, pp. 5-8, April, 1961.

100. John E. Hickey What price reliability? (Electric industries, vol. 20 pp. 142-156, Washigton, 1961.

101. Locks Mitchell O. Reliability, maintainability and availability assessment. Hayden, cop. 1973, XI11. 205P.