Opis
Bogato ilustrowany poradnik eksploatacyjny
poświęcony silnikom spalinowym pojazdów szynowych. Opisano w nim podstawy budowy
i działania oraz praktyczne wskazówki dotyczące zasad utrzymania i obsługi
najważniejszych zespołów i układów silników spalinowych współczesnych pojazdów
szynowych użytkowanych w Polsce. W zwięzły i przystępny sposób przedstawiono podstawowe
wiadomości z zakresu teorii silników wysokoprężnych, budowę tych silników, opis
działania układów zasilania, smarowania, chłodzenia, sterowania, dolotowych i
wylotowych. Podano także podstawowe wiadomości dotyczące diagnozowania oraz
obsługi technicznej w warunkach eksploatacyjnych. Książkę wzbogacono o przegląd
konstrukcji różnych rodzajów silników wysokoprężnych użytkowanych na sieci PKP.
Odbiorcy: kadra
inżynieryjno-techniczna kolei (np. maszyniści, pracownicy obsługi), studenci
wydziałów transportu i inżynierii lądowej wyższych uczelni technicznych, uczniowie
techników o profilu kolejowym
Spis treści
Wprowadzenie 9
Wykaz ważniejszych skrótów 13
1. Podstawy silników o zapłonie samoczynnym 15
1.1. Zasada działania i klasyfikacja silników 15
1.2. Obiegi silników spalinowych 18
1.3. Wskaźniki pracy silnika 20
1.4. Bilans cieplny i sprawność ogólna silnika 23
2. Paliwa stosowane w silnikach o zapłonie samoczynnym 26
2.1. Ogólne cechy oleju napędowego 26
2.2. Właściwości i podstawowe parametry normatywne oleju napędowego 26
2.3. Zanieczyszczenia oleju napędowego 30
2.4. Sprawdzanie jakości oleju napędowego 32
2.5. Odporność oleju napędowego na utlenianie 33
2.6. Wpływ osadów wewnętrznych na pracę wysokociśnieniowych
układów wtryskowych 34
2.7. Magazynowanie olejów napędowych 35
3. Oleje silnikowe 39
3.1. Wymagania i rola oleju silnikowego 39
3.2. Własności olejów silnikowych 40
3.3. Zanieczyszczenia oleju podczas eksploatacji 41
3.4. Klasyfikacje olejów 43
4. Tworzenie i spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej 47
4.1. Tworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej 47
4.2. Proces spalania 52
4.3. Komory spalania 54
4.3.1. Komory niedzielone (o wtrysku bezpośrednim) 54
4.3.2. Komory dzielone (o wtrysku pośrednim) 57
4.3.3. Komory spalania współczesnych silników 58
5. Badania i podstawowe charakterystyki silników 60
5.1. Podstawowe badania silników 60
5.1.1. Stanowisko dynamometryczne 60
5.1.2. Opornik wodny 62
5.2. Podstawowe charakterystyki silników 63
5.2.1. Charakterystyki prędkościowe 64
5.2.2. Charakterystyka obciążeniowa 66
5.3. Warunki pracy silnika 68
5.3.1. Ustalone warunki pracy 68
5.3.2. Nieustalona warunki pracy 69
6. Kadłuby i głowice oraz układy korbowy i rozrządu 71
6.1. Kadłuby i głowice 71
6.1.1. Skrzynie korbowe i bloki cylindrów 71
6.1.2. Głowice 78
6.1.3. Tuleje cylindrów 82
6.1.4. Mocowanie silnika w spalinowym pojeździe trakcyjnym 84
6.2. Układ korbowy 85
6.2.1. Wiadomości wstępne 85
6.2.2. Zespoły tłoków 85
6.2.3. Korbowody 94
6.2.4. Wały korbowe 97
6.2.5. Tłumiki drgań skrętnych i koła zamachowe 100
6.2.6. Łożyska układu korbowego 102
6.3. Układ rozrządu 104
6.3.1. Rodzaje układów rozrządu i ich najważniejsze elementy 104
6.3.2. Hydrauliczne kompensatory luzów zaworów 113
7. Układy zasilania paliwem 116
7.1. Wprowadzenie 116
7.2. Układy wtryskowe sterowane mechanicznie 117
7.2.1. Pompy wtryskowe 119
7.2.2. Wtryskiwacze 123
7.2.3. Pompy zasilające 126
7.3. Układy wtryskowe z pompowtryskiwaczami 127
7.3.1. Wiadomości wstępne 127
7.3.2. Budowa i zasada działania pompowtryskiwacza 129
7.4. Układy indywidualnych zespołów wtryskowych pompa-przewód-wtryskiwacz 132
7.5. Zasobnikowe układy wtryskowe Common Rail 135
7.5.1. Wprowadzenie 135
7.5.2. Wtryskiwacze układu Common Rail 135
7.5.3. Pompy wysokiego ciśnienia 146
7.5.4. Elementy obwodu wysokiego ciśnienia 150
7.6. Filtracja oleju napędowego 157
7.6.1. Wiadomości wstępne 157
7.6.2. Filtry paliwa 158
8. Układ smarowania 164
8.1. Wprowadzenie 164
8.2. Elementy układu smarowania silnika 167
8.2.1. Pompy oleju i zawory przelewowe 167
8.2.2. Filtry oleju 169
8.2.3. Chłodnice oleju (wymienniki ciepła) 176
9. Układ chłodzenia 179
9.1. Wprowadzenie 179
9.2. Budowa układu chłodzenia 179
9.3. Elementy układu chłodzenia 181
9.4. Regulacja temperatury cieczy chłodzącej, zespoły chłodzące 183
10. Sterowanie i regulacja silników 189
10.1. Mechaniczna regulacja prędkości obrotowej 189
10.1.1. Regulatory wielozakresowe 189
10.1.2. Regulatory pośredniego działania – regulatory Woodwarda 191
10.2. Elektroniczny układ sterowania EDC 197
10.2.1. Bloki funkcjonalne 198
11. Układ zasilania powietrzem 205
11.1. Wprowadzenie 205
11.2. Doładowanie silników 205
11.2.1. Doładowanie mechaniczne 206
11.2.2. Turbodoładowanie 207
11.2.3. Doładowanie wielostopniowe 209
11.2.4. Chłodzenie powietrza doładowanego 210
11.2.5. Rozwiązania konstrukcyjne turbosprężarek 211
11.3. Filtry powietrza 217
12. Układ wylotu spalin 221
12.1. Wprowadzenie 221
12.2. Tłumiki akustyczne spalin 221
12.2.1. Tłumik absorpcyjny 221
12.2.2. Tłumik refleksyjny 222
12.2.3. Tłumik interferencyjny 223
12.2.4. Tłumiki wylotu spalin silników lokomotyw 223
13. Oczyszczanie spalin 225
13.1. Wprowadzenie 225
13.2. Toksyczne składniki spalin 226
13.3. Metody oczyszczania spalin 227
13.3.1. Recyrkulacja spalin 227
13.3.2. Katalityczne reaktory spalin 229
13.3.3. Filtr cząstek stałych DPF 232
13.3.4. Układ filtrów ciągłej regeneracji CRT 233
13.3.5. Zintegrowane układy oczyszczania spalin silników o zapłonie samoczynnym 235
13.3.6. Mobilne układy oczyszczania spalin 237
14. Przegląd konstrukcji silników pojazdów szynowych 239
14.1. Silniki starszej konstrukcji 239
14.2. Silniki nowszej konstrukcji eksploatowane w PKP 253
14.3. Silniki nowej generacji 258
15. Diagnostyka silników 264
15.1. Wprowadzenie 264
15.2. Podstawowe metody badań diagnostycznych 265
15.2.1. Pomiary mocy użytecznej i zużycia paliwa 265
15.2.2. Pomiary wibroakustyczne 267
15.2.3. Pomiary ciśnienia sprężania i szczelności komory spalania 267
15.2.4. Pomiar zużycia oleju i zawartości cząstek metali 268
15.3. Diagnostyka wysokociśnieniowych układów wtryskowych sterowanych elektronicznie 270
15.3.1. Wiadomości wstępne 270
15.3.2. Diagnostyka pokładowa 270
15.3.3. Diagnostyka warsztatowa 272
15.3.4. Diagnozowanie układów wtryskowych Common Rail 273
15.3.5. Sprawdzanie składu spalin 275
15.3.6. Diagnostyka układu recyrkulacji spalin 276
16. Eksploatacja i utrzymanie silników 277
16.1. Eksploatacja bieżąca (ruchowa) 277
16.1.1. Rozruch silnika 277
16.1.2. Rozgrzewanie, eksploatacja i wyłączanie silnika 278
16.1.3. Metodyka oszczędzania paliwa 279
16.2. Czynności obsługi technicznej 280
16.2.1. Cykle przeglądowo-naprawcze silników pojazdów szynowych 280
16.2.2. Podstawowe czynności obsługi technicznej 283
17. Niedomagania silników 292
17.1. Ogólne informacje dotyczące rozpoznawania usterek 292
17.2. Metodyka rozruchu silnika 294
17.3. Niedomagania układu wtrysku paliwa 295
17.3.1. Rozpoznawanie niedomagań pomp wtryskowych 295
17.3.2. Rozpoznawanie niedomagań wtryskiwaczy 296
17.4. Niedomagania złożenia tłok-cylinder i mechanizmu rozrządu 298
17.4.1. Wykrywanie niedomagań złożenia tłok-cylinder 299
17.4.2. Wykrywanie niedomagań mechanizmu rozrządu 300
17.5. Niedomagania układów smarowania i chłodzenia 300
17.5.1. Wykrywanie niedomagań układu smarowania 301
17.5.2. Wykrywanie niedomagań układu chłodzenia 302
17.6. Niedomagania układów doładowania i wylotu spalin 302
18. Uszkodzenia i naprawa silników 304
18.1. Uszkodzenia silników 304
18.1.1. Uszkodzenia łożysk ślizgowych 305
18.1.2. Uszkodzenia elementów układu korbowego 311
18.2. Naprawa i regulacja aparatury wtryskowej 316
18.2.1. Naprawa i regulacja wtryskiwaczy 317
18.2.2. Regulacja pomp wtryskowych 324
18.3. Obsługa i naprawa mechanizmu rozrządu 328
18.3.1. Wiadomości wstępne 328
18.3.2. Pomiar i regulacja luzu zaworów 329
18.3.3. Usuwanie typowych usterek mechanizmu rozrządu 333
18.3.4. Naprawa zaworów i gniazd zaworów 334
18.4. Naprawa tłoka i pierścieni tłokowych 342
18.4.1. Demontaż tłoków 342
18.4.2. Zdejmowanie i zakładanie pierścieni tłokowych 343
18.4.3. Montaż tłoków 344
18.5. Wymiana tulei cylindra oraz głowicy i łożysk 345
18.5.1. Wymiana tulei cylindra 345
18.5.2. Naprawa oraz zamontowanie głowicy i łożysk 347
18.6. Usuwanie zanieczyszczeń z podzespołów i układów silnika 352
18.6.1. Mycie układu smarowania 352
18.6.2. Usuwanie nagaru 352
18.6.3. Czyszczenie przestrzeni wodnych silnika z kamienia kotłowego 354
18.6.4. Czyszczenie turbosprężarek w ruchu oraz układów dolotowego i wylotowego 354
19. Hybrydowe układy napędowe, paliwa alternatywne i ogniwa paliwowe 356
19.1. Hybrydowe układy napędowe 356
19.1.1. Wprowadzenie 356
19.1.2. Odmiany napędu hybrydowego 357
19.1.3. Napędy hybrydowe stosowane w spalinowych pojazdach trakcyjnych 360
19.2. Paliwa alternatywne 364
19.2.1. Biopaliwa 364
19.2.2. Paliwa syntetyczne 365
19.3. Ogniwa paliwowe 366
19.3.1. Wprowadzenie 366
19.3.2. Pojazdy o napędzie elektrycznym z ogniwami paliwowymi 369
Literatura 371
