xác định một số đặc trưng hao mòn nhóm pittông-xécmăng-xylanh động cơ đầu máy diezel sử dụng trong ngành đường sắt việt nam

31
2.3.3. Xác định một số đặc trưng hao mòn nhóm pittông-xécmăng-xylanh động cơ
đầu máy diezel sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam
Chất lượng vận dụng của đầu máy được thể hiện qua hàng loạt các chỉ tiêu kinh tế-kỹ
thuật của nó, trong đó có các chỉ tiêu về độ tin cậy, thể hiện khả năng làm việc, mức độ hao
mòn, hư hỏng của các chi tiết trên đầu máy trong các điều kiện làm việc cụ thể.
Để góp phần làm sáng tỏ những biến đổi về chất lượng của các chi tiết đầu máy trong
quá trình khai thác cũng như góp phần nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận dụng và hoàn thiện
quy trình sửa chữa đầu máy, cần tiến hành những khảo sát và nghiên cứu về hao mòn các cụm
chi tiết chính trên các loại đầu máy.
Đặc tính kỹ thuật nói chung và một số thông số cơ bản của các chi tiết nhóm pittông-
xécmăng-xylanh động cơ đầu máy D9E, D12E, D13E và D18E được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Đặc tính kỹ thuật các chi tiết nhóm pittông-xécmăng-xylanh
của một số động cơ đầu máy diezel sử dụng ở Việt Nam
TT Đặc tính kỹ thuật D9E D12E D13E D18E
1 Nước chế tạo Mỹ Séc
ấn Độ
Bỉ
2 Năm chế tạo - 1985 1983 1983
3 Năm sử dụng tại VN 1963 1986 1985 1984
4 Loại động cơ dizel Caterpilla
D398
K6S
230 DR
ALCO
251-D
CKL-8TR
240 CO
5 Công suất định mức (ML) 900 1200 1300 1800
6 Vòng quay định mức (v/ph) 1365 1150 1100 1000
7 Vòng quay không tải (v/ph) 450 500 400 500

8 Số kỳ động cơ 4 4 4 4
Xylanh
9
Số xi lamh 12 6 6 8
10
Cách bố trí xylanh V

11
Đường kính trong (mm) 158,75 +0,04
230,00+0,046
228,56 241,30
12
Đường kính ngoài, mm 184,00 274 260,45 270,00
13 Chiều dài, mm
382,00 538,00 560,00 610,00
Pittông
14
Hành trình pittông (mm) 203,20 260,00 266,70 304,80
15
Đường kính pittông, mm 157,65 -0,07 230,00 -0,05 226,51+0,08 241,30
16
Chiều dài pittông, mm 208,00 296,00 309,00 346,50
17
Số rãnh pittông 3 4 5 4
Xécmăng
Xécmăng lửa
18 Số lượng 1 - 1 -
19 Đường kính ngoài, mm 158,75-0,02 - 228,56-0,02 -
20 Đường kính trong, mm 144,75+0,02 -
212,56 0,02

-
21 Khe hở miệng, mm 0,63+0,02 - 0,76+0,02 -
Xécmăng khí
22 Số lượng 1 3 2 3
23 Đường kính ngoài, mm 158,75-0,02 - 228,56-0,02 241,35
24 Đường kính trong, mm
146,35

0,03
-
212,56

0,05
233,15
25 Khe hở miệng, mm 0,58 1,10-1,50 0,76+0,02 0,80
Xécmăng dầu
26 Số lượng 1 1 2 1
27 Đường kính ngoài, mm
158,75-0,02
230,00

0,05
228,56-0,02 241,35
28 Đường kính trong, mm
149,75

0,05
222,10+0,02
210,56

0,05
233,15
32
29 Khe hở miệng, mm 0,43+0,02 0,9-1,2 0,76+0,02 0,80
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu, đã tiến hành khảo sát quá trình hao mòn các chi tiết
nhóm pittông-xécmăng-xylanh của các loại động cơ đầu máy diezel D9E, D12E, D13E và
D18E vận dụng tại các Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn, Đà Nẵng, Vinh và Hà Nội thông qua việc
theo dõi, đo đạc, thu thập và thống kê các số liệu về hao mòn các chi tiết đó ở các cấp sửa
chữa có giải thể như cấp 2, cấp 3, cấp ky (100.000, 200.000, 250.000, 400.000 và 500.000 km
chạy của đầu máy) trong khoảng thời gian từ 1990 đến 1999. Các số liệu này được đo đạc cho
từng vị trí cụ thể của từng xylanh, pittông, từng xécmăng theo đúng các quy định trong Quy
trình sửa chữa do Liên hiệp Đường sắt Việt Nam ban hành.
Kết quả nhận được sau quá trình xử lý số liệu bao gồm các thông số đặc trưng hao
mòn khác nhau (chủ yếu là kỳ vọng toán độ mòn ở một thời điểm xác định, tương ứng với một
cấp sửa chữa xác định, và quy luật hao mòn hay cường độ hao mòn), trong đó quan trọng nhất
là các giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn của xylanh, pittông và cường độ gia tăng khe hở
miệng của xécmăng theo thời gian làm việc của đầu máy tính bằng kilômét chạy (mm/10
5
km).
Dưới đây đơn cử giới thiệu các giá trị kỳ vọng toán độ mòn tổng hợp của xylanh, pittông
ở các cấp sửa chữa và cường độ hao mòn tổng hợp của chúng, độ gia tăng khe hở miệng tổng
hợp của các loại xécmăng ở các cấp sửa chữa và cường độ gia tăng khe hở miệng xécmăng.
Các đồ thị hàm mật độ và và hàm phân bố xác suất các thông số hao mòn nhóm pittông-
xécmăng-xylanh động cơ đầu máy D12E, D9E, D13E và D18E được thể hiện trên các hình
2.1 - 2.6. Các kết quả được cho trong các bảng 2.3-2.8.
2.3.4. Phân tích kết quả nghiên cứu
Các kết quả nhận được cho thấy: Các phân bố hao mòn thực nghiệm tuân theo luật
phân bố lý thuyết Gauss, lôga chuẩn, gamma hoặc Veibull, trong đó hầu hết các phân bố có
xu hướng tuân theo luật phân bố lý thuyết Gamma.
Đối với xylanh động cơ

1-Cường độ hao mòn tổng hợp của xylanh nằm trong phạm vi 0,0171 - 0,0839 mm/10
5
km, trong đó cường độ hao mòn tổng hợp nhỏ nhất là của xylanh đầu máy D12E (Đà Nẵng),
sau đó là D18E, D12E (HN), D13E và lớn nhất là của D9E.
2-Nếu lấy giá trị cường độ hao mòn tổng hợp nhỏ nhất của xylanh động cơ đầu máy
D12E (ĐN) làm cơ sở so sánh thì cường độ hao mòn tổng hợp của xylanh động cơ đầu máy
D18E lớn hơn gấp 1,228 lần, đầu máy D12E(HN) gấp 1,298 lần, đầu máy D13E gấp 3,216 lần
và đầu máy D9E gấp 4,906 lần.
3-Cường độ hao mòn tổng hợp của xylanh trong mặt phẳng vuông góc (VG) với đường
tâm trục khuỷu lớn hơn so với trong mặt phẳng song song (SS), tỷ lệ cường độ hao mòn của
xylanh giữa hai mặt phẳng đó nằm trong phạm vi 1,09-1,58.
4-Cường độ hao mòn tổng hợp của xylanh tại vùng ĐCT lớn hơn so với tại vùng ĐCD
và nằm trong phạm vi 1,17-3,62.
Đối với pittông động cơ
1-Cường độ hao mòn tổng hợp của pittông nằm trong phạm vi 0,0156-0,0815 mm/10
5
km, trong đó cường độ hao mòn tổng hợp nhỏ nhất là của pittông đầu máy D18E, sau đó là
D12E(ĐN), D9E và lớn nhất là của đầu máy D13E.
2- Nếu lấy giá trị cường độ hao mòn tổng hợp nhỏ nhất của pittông động cơ đầu máy
D18E làm cơ sở so sánh thì cường độ hao mòn tổng hợp của pittông động cơ đầu máy
D12E(ĐN) lớn hơn gấp 1,045 lần, đầu máy D12E(ĐN) gấp 1,298 lần, đầu máy D9E gấp 5,224
lần và đầu máy D13E gấp 6,801 lần.
3-Cường độ hao mòn tổng hợp của pittông trong mặt phẳng vuông góc (VG) với đường
tâm trục khuỷu lớn hơn so với trong mặt phẳng song song (SS), tỷ lệ cường độ hao mòn của
xylanh giữa hai mặt phẳng đó nằm trong phạm vi 1,133-1,340.
Đối với các loại xécmăng động cơ
1-Cường độ gia tăng khe hở miệng tổng hợp của xécmăng khí thứ nhất nằm trong giới hạn
0,2285-0,9939 mm/10
5
km, trong đó cường độ gia tăng khe hở miệng tổng hợp nhỏ nhất là của đầu

máy D12E(HN), sau đó là của đầu máy D18E, D13E và lớn nhất là của đầu máy D9E.
33
2-Cường độ gia tăng khe hở miệng tổng hợp của xécmăng dầu thứ nhất nằm trong giới hạn
0,1165-0,5319 mm/10
5
km, trong đó cường độ gia tăng khe hở miệng tổng hợp nhỏ nhất là của đầu
máy D18E, sau đó là của đầu máy D12E(ĐN), D9E và lớn nhất là của D13E.
Hình 2.1. Đồ thị kết quả xử lý số liệu hao mòn XL1 (ĐCT VG)
động cơ đầu máy D12E
34
Hình 2.2. Đồ thị kết quả xử lý số liệu độ gia tăng khe hở miệng XMK số 1
động cơ đầu máy D12E
Hình 2.3. Đồ thị kết quả xử lý số liệu hao mòn PT1 động cơ đầu máy D9E
35
Hình 2.4. Đồ thị kết quả xử lý số liệu hao mòn XL2 động cơ đầu máy D9E
Hình 2.5. Đồ thị kết quả xử lý số liệu hao mòn XL1 động cơ đầu máy D13E