Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе. Часть 2

повторной приработкой деталей, поскольку метод не требует разборки и относится к неразрушающим.

Применение автором методов вибрационной диагностики позволило своевременно предотвратить разрушение от крутильных колебаний четырех коленчатых валов главных двигателей марки 6NVD26A-3, установленных на теплоходе «РТ-600» проекта 1741А

и теплоходе «Плотовод».

Библиографический список

1.Глушков С.С. Определение гармонических амплитуд возмущающих моментов / С.В. Штельмах, С.С. Глушков // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2008. № 2. С. 180–181.

2.Глушков С.С. Расчет амплитуд свободных колебаний дискретных многомассовых систем / Л.М. Коврижных, С.С. Глушков // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2008. № 2. С. 162–164.

3.Глушков С.С. Прогнозирование остаточного ресурса коленчатых валов / С.П. Глушков, С.В. Штельмах, С.С. Глушков // «Судостроение», 2008. № 6.

4.Глушков С.С. Работа гармонических возмущающих моментов в судовых энергетических установках / С.В. Штельмах, С.С. Глушков, С.В. Викулов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2008.

№1. С. 164–167.

5.Глушков С.С. Определение колебаний судовых ДВС / С.С. Глушков, Л.В. Пахомова // Научный вестник НГТУ. 2007. № 4 (29). С. 185–189.

6.Глушков С.С. Критерий усталостной долговечности коленчатого вала дизеля / С.В. Викулов, С.С. Глушков, С.В. Штельмах // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2008. № 1. С. 201–202.

И.К. Далюк

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Использование каталитических технологий при эксплуатации и ремонте машин

Введение

Задачи снижения факторов отрицательного воздействия низких температур окружающего воздуха на ресурс двигателей внутреннего сгорания и на экологическую ситуацию, обусловленную работой двигателей транспортных средств в режиме прогрева, являются ак-

65

Международная научно-практическая конференция

туальной для большинства территории Российской Федерации. При тепловой подготовке двигателя к работе в условиях низких температур определяющими считаются следующие показатели: температура системы охлаждения двигателя +20 оС, масляного фильтра +15 оС, аккумуляторной батареи –5 оС, трансмиссии –10 оС, кабины водителя или машиниста +5 оС [1].

На железнодорожном транспорте актуальной является проблема поддержания рабочей температуры двигателей тепловозов при горячем простое в холодное время года. Использование экологически чистых предпусковых подогревателей позволит экономить топливо и улучшить экологическую обстановку на -же лезнодорожных станциях, особенно при их расположении в черте населенных пунктов.

Материал и методы исследования

Существуют различные способы предпускового прогрева машин, в том числе, и весьма эффективные. Между тем уже давно известен способ предпускового подогрева, до сих пор по ряду причин мало распространенный и основанный на использовании каталитических нагревательных элементов. Работа такой обогревательной системы заключается в окислении рабочего вещества на катализаторе. Рабочая температура поверхности каталитического нагревательного элемента стабилизируется до таких величин, при которых в результате контакта поверхности с воздухом не образуется ряд вредных примесей, характерных для обычного горения, например, окислы азота. Продуктом окисления является только СО2, и процесс не сопровождается образованием пламени и дыма. Высоких результатов в изучении процессов каталитического горения и разработке каталитических нагревательных элементов, которые могли бы стать основой для практического использования на железнодорожном транспорте, достигли ученые Института катализа имени Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН [2].

Экологически чистые каталитические источники тепла могут быть использованы в качестве основы для создания предпусковых подогревателей двигателей внутреннего сгорания, позволяющих экономить топливо и улучшить экологическую обстановку в -ме стах работы машин. Для Западной Сибири и других территорий Российской Федерации снижение факторов отрицательного -воз

66

Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе. Часть 2

действия низких температур окружающего воздуха на операторов машин и механизмов, а также на ресурс двигателей, является актуальной задачей.

Компактные каталитические устройства обогрева могут быть также использованы для решения широкого круга иных задач. Например, они могут применяться в транспортной и строительной отраслях для прогрева рельсов перед сваркой, обогрева строительных, ремонтных и путевых бригад, приготовления пищи, подогрева сварочных электродов и инструмента, безопасного подогрева газовых баллонов.

Рис. 1. Предполагаемое решение по расположению нагревательных элементов и отражателей при прогреве рельсов перед сваркой

Для исследования обеспечения возможности массового применения таких подогревателей нами, совместно с Институтом катализа СО РАН, изготовлен макетный образец универсального подогревателя на основе цилиндрических каталитических нагревательных элементов, работающих на сжиженном газе.

На рис. 2 приведена схема универсального подогревателя на основе ГУ, которая также включает подвод пропан-бутановой смеси и нагревательные элементы.

Рис. 2. Схема универсального подогревателя

67

Международная научно-практическая конференция

Принцип работы универсального подогревателя.

Пропан-бутановая газовая смесь подается во внутренние полости каталитических нагревательных элементов цилиндрической формы с газопроницаемыми стенками. Подача смеси в систему регулируется с помощью вентиля ротаметра закрепленного на редукторе. Суммарный объемный расход смеси через нагревательные элементы контролируется с помощью ротаметра. Про- пан-бутановая смесь равномерно распределяется между четырьмя каталитическим нагревательными элементами с помощью газораспределителя.

Пропан-бутановая смесь, проходя через разогретые до рабочей температуры стенки нагревательных элементов с нанесенным на них катализатором, окисляется кислородом воздуха. Воздух подводится к внешней поверхности нагревательных элементов за счет конвекционного переноса. Разогрев нагревательных элементов осуществляется перед началом работы за счет пламенного розжига в течение 1,5–3 минут.

На рис. 3–4 приведены фотографии универсального подогревателя в сборе и отдельных его элементов.

Рис. 3. Фото универсального подогревателя (газораспределительное устройство в сборе с каталитическими элементами и подключением пропан-бутановой газовой смеси)

68

Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе. Часть 2

Рис. 4. Каталитические нагревательные элементы

Врезультате испытаний определены основные рабочие параметры газораспределительного устройства, оснащенного каталитическими нагревательными элементами. Регулируемый диапазон мощности установки составляет 1,5–3,0 кВт. Нижняя граница мощности ограничена температурой, ниже которой возможно затухание каталитической реакции (при температуре ниже 300 ОС и соответствующей мощности около1,0 кВт). Верхняя граница мощности ограничена появлением угарного газа, концентрация которого при мощности 3,5 кВт составляет незначительное коли-

чество – около 3 ppm. При суммарной поверхности (поверхности четырех элементов) 0,14 м2 удельная мощность для указанного диапазона составляет 10–20 кВт/м2.

Вкачестве дальнейшего продолжения работ в данном направлении рассматриваются следующие научно – технические задачи:

–возможность производства и практического применения плоских каталитических элементов, что позволит снизить габаритные размеры нагревательного устройства и повысить степень универсальности его применения;

–разработка схем автоматизации процесса управления каталитическим горением, контролирующих расход топлива и обеспечивающих безопасность работы систем обогрева;

–перспективы создания аналогичных устройств, работающих

на дизельном топливе и, соответственно, позволяющим использовать основное традиционное топливо машин для выполнения -до полнительных функций предпускового подогрева.

69