Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, дабы не пропустить самое интересненькое!
Вы, наверняка, замечали когда из тепловоза "валит" буквально "густой" дым? В этой статье я постараюсь вам рассказать про это явление более подробно.
Разнос двигателя:
Разнос двигателя - это неординарный режим работы электродвигателя либо дизельного двигателя, а также в отдельных случаях газотурбинного двигателя, при котором происходит неуправляемое увеличение частоты вращения выше допустимой. Такой режим у дизельного двигателя, как правило, наблюдается после холодного пуска или же при резком сбросе нагрузки. Физические принципы работы карбюраторного двигателя не позволяют ему войти в разнос. Если "затронуть" разнос электродвигателей, то в этом случае к разносу склонны двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением (к которым, в числе прочих, относятся тяговые двигатели многих локомотивов, трамваев и троллейбусов), а также двигатели параллельного (или независимого) возбуждения.
Причины разноса:
Основных причин разноса дизельного двигателя, как правило, три: неисправность топливного насоса высокого давления, попадание большого количества масла в камеру сгорания через неисправный турбо нагнетатель и неисправность форсунок. Разнос электродвигателей происходит при условии резкой потери нагрузки, или же при неисправности системы управления — обрыве в цепи обмотки параллельного или независимого возбуждения.
1. Неисправность топливного насоса высокого давления:
В отличие от бензиновых двигателей, в которых за регулирование подачи топливо-воздушной смеси для изменения мощности и оборотов двигателя отвечает дроссельная заслонка, дизельными двигателями управляют изменение количества топлива, подаваемого топливным насосом высокого давления (ТНВД) в камеру сгорания. ТНВД приводится от распредвала, и его производительность напрямую задает скорость вращения двигателя. В целях поддержания заданных оборотов применяется центробежный регулятор, который ограничивает объём впрыска при увеличении скорости вращения. В случае заклинивания рейки ТНВД происходит разрыв цепи отрицательной обратной связи, в результате чего двигатель в зависимости от положения регулятора может либо заглохнуть из-за недостаточного количества топлива, либо уйти в разнос.
2. Захват масла:
В большинстве ТС вентиляция картера двигателя выведена во впускной коллектор. На сильно изношенном двигателе газы прорываются через стенки поршня из камеры сгорания в картер, подхватывают масляный туман из картера и выносят его во впускной коллектор. Дизельный двигатель может работать на моторном масле, так как оно содержит даже больше химической энергии, чем штатное дизельное топливо, поэтому обороты двигателя начинают расти. В результате увеличения оборотов растёт и количество масляного тумана, захватываемого из картера, и образуется положительная обратная связь. Такой разнос дизеля ещё опаснее, поскольку количество подхватываемого масляного тумана оказывается достаточным для работы вообще без подачи топлива и обороты растут бесконтрольно, так как все штатные способы регулирования воздействуют на подачу из ТНВД, что приводит к тяжёлым авариям. Для защиты от работы на масле на некоторых дизелях (автомобильном ЯАЗ-204, тяжёлом Д49, стоящем на тепловозах, кораблях, передвижных электростанциях, и др.) во впускном тракте установлена воздушная захлопка, закрывающаяся по сигналу от предельного выключателя.
Дизельный двигатель также может уйти в разнос при прогаре поршня или при неисправности турбины (разрушение уплотнений вала или излом самого вала). При этом масло накапливается в интеркулере, о чём не всегда вспоминают при ремонте — в результате отремонтированный двигатель может вновь уйти в разнос. Нежелательное моторное масло может также попадать во впускной коллектор из протекающих от превышения сальников турбокомпрессора уровня масла в картере или из-за других механических проблем. В транспортных средствах или стационарных объектах, где используются газодизельные двигатели, потребляющие природный газ, утечка газа также может привести к разносу из-за попадания его в воздухозаборник двигателя. Аналогичная проблема есть и в местах, содержащих угольную пыль, поэтому все машины с дизельными двигателями, работающие в угольных разрезах, обязательно имеют фильтр угольной пыли.
Разнос электрических двигателей:
Разнос может возникать только у коллекторных электрических двигателей. У синхронных и асинхронных двигателей частота вращения всегда ограничена частотой тока питающей сети, а у бесколлекторных двигателей — управляющей электроникой. Происходит при резкой потере нагрузки: разрушение механической передачи (срезание приводной шпонки, обрыв приводного ремня), боксование колёс (железнодорожный термин, который обозначает срыв сцепления между колесом и рельсом при реализации тягового усилия локомотивом или моторным вагоном), разрыв струи перекачиваемой жидкости (у электронасосов). Электродвигатель параллельного возбуждения может пойти вразнос, если разорвать цепь обмотки возбуждения.
Разнос газотурбинных двигателей:
У некоторых газотурбинных двигателей обороты не всех роторов контролируются регулятором оборотов, поэтому при разрушении компрессора низкого давления (обрыв лопаток, попадание птицы) приводящая его турбина низкого давления теряет нагрузку и может уйти в разнос. Возможна ситуация, когда обрыв вала от турбины к нагрузке произойдёт до точки, от которой приводится регулятор оборотов — например, у НК-8-2У обороты ротора высокого давления контролируются основным насосом-регулятором, обороты ротора низкого давления — ограничителем оборотов ОГ-8-4, приводимым через среднюю опору — то есть от задней опоры компрессора низкого давления. Поэтому многие современные двигатели оборудованы датчиками оборотов, стоящими непосредственно возле турбины (в "горячей зоне"), по данным с которых система защиты выключает двигатель при разносе последних ступеней турбины.
Опасность разноса:
Если не предпринимать каких-либо действий по выводу из разноса, двигатель придёт в негодность по одной из перечисленных причин:
1. разрушение двигателя в результате повышенной механической нагрузки (центробежных сил);
2. у дизеля — возгорание в выпускном коллекторе, перегрев и заклинивание двигателя;
3. у электродвигателя — выталкивание центробежной силой обмотки из пазов ротора и заклинивание двигателя.
Двигатель после вывода из разноса требует капитального ремонта, а иногда и вовсе не подлежит восстановлению.
Вывод двигателя из разноса:
Для вывода дизельного двигателя из состояния разноса необходимо срочно перекрыть подачу воздуха. Топливную магистраль перекрывать нежелательно, так как в случае попадания масла в цилиндр прекращение подачи топлива не поможет, а только отнимет время. Пытаться нагружать двигатель можно в машинах, у которых передача рассчитана на высокие нагрузки (на тепловозе). Включать высшую передачу и бросать сцепление на механической коробке передач бессмысленно, так как высокий крутящий момент дизеля разрушит трансмиссию. На двигателях, оборудованных декомпрессионным механизмом (например, СМД-12, устанавливаемый на трактор ДТ-75) необходимо срочно ввести его в действие. На первых серийных советских дизельных грузовиках ЯАЗ-204 разнос двухтактного дизеля был весьма распространённым явлением, поэтому водители постоянно держали наготове ветошь, которую в случае разноса засовывали во впускной коллектор. Когда под рукой не было ветоши, в ход шли рукавицы и шапки-ушанки. Многие дизели имеют встроенные системы защиты от разноса.
Для вывода из разноса электрического двигателя необходимо немедленно отключить его от питающей сети.
Профилактика разноса:
Вся профилактика разноса сводится к своевременному техническому обслуживанию: контролю работы ТНВД и центробежного регулятора, недопущению скопления масла во впускном тракте, своевременному ремонту цилиндро-поршневой группы, а также контролю состояния турбокомпрессора.
Заключение:
Вот мы и рассмотрели: что такое разнос, причины и меры предотвращения ухода двигателя в разнос. И ещё минус один вопрос, на который мы нашли ответ. В следующей статье мы более подробно рассмотрим что такое боксование колёс.