В журнале «Вестник Брянского ГТУ» №3 за 2019г. (включён в перечень ВАК) опубликована статья Сливинского Е.В. на тему «Совершенствование ГРМ тепловозных дизелей с целью снижения ударных нагрузок и вибраций».

    Учитывая особенность работы газораспределительных механизмов дизелей, в СКБ ЕГУ им. И.А. Бунина в течении 2012 -2016 г. согласно договору с локомотивным депо Елец Белгородского отделения ЮВЖД  филиала ОАО “РЖД” приводилась НИР на тему «Разработка рекомендаций по повышению качества эксплуатационной работы, а также надёжности и экономичности использования подвижного состава в грузовом и пассажирском движении на Юго-Восточной дороге», и по одному из ее разделов проводились работы, связанные  с модернизацией  силовых установок, используемых в современных тепловозах. По результатам проведенного анализа библиографических и патентных источников разработана перспективная конструкция газораспределительного механизма четырехтактных и двухтактных ДВС признанная изобретением  (RU2403408)

    Механизм газораспределения содержит клапан (см. рис), состоящий из головки  1 и стержня 2. Головка 1 клапана взаимодействует с седлом клапана 3, подвижно расположенного в днище 4 крышки 5 цилиндра 6. Седло клапана 3 снабжено каналами 7, контактирующих с каналами П–образной формы 8, выполненные в днище 4 крышки 5. Каналы П-образной формы 8 одновременно примыкают к полостям 9  расположенным  между седлом клапан 3 и днищем 4 крышки 5. Днище 4 крышки 5 снабжено дроссельными каналами 10, взаимосвязанными  с выхлопным коллектором 11 двигателя. Седло клапана 3, снабжено круговой выточкой 12 взаимодействующей с круговым выступом 13 выполненным в днище 4.

   Для оценки силового нагружения клапана газораспределительного механизма ДВС и в частности тепловозного дизеля, работающего в области воздействия на него вибраций обусловленный  горением топлива, когда поршень находится в в.м.т.  использована  методика расчёта в части динамической оценки картины перемещения и силового нагружения тарелки клапана и его седла с возможностью демпфирования таких характеристик за счёт наличия дроссельных каналов в описанном выше техническом решении .

    На расчётной схеме (см. рис.) показано седло клапана 1 массой m₁ c одной стороны контактирующее с головкой цилиндра 2 жёсткостью С₁, а с другой через  жёсткостью С₂ с  массой m₂ тарелки клапана 3, на которую действует усилие Р₂ создаваемое газами сгоревшего топлива в начале такта рабочий ход дизеля, когда поршень находится в положении в.м.т.

    В качестве объекта исследования рассмотрен дизель 14Д40 тепловоза М62, который представляет собой двухтактный двенадцати цилиндровый двигатель простого действия с прямоточной клапанно-щелевой продувкой, двухрядным V– образным расположением цилиндров и комбинированной двухступенчатой системой наддува Мощность дизеля составляет 2000 л.с. и частота вращения коленчатого вала 750 мин^-1 (см. рис.). Для обеспечения работы дизеля в каждой крышке цилиндра  установлено по четыре выпускных клапана, выполненных из жаростойкой стали. Клапаны прижимаются к седлу пружинами и открываются траверсой взаимодействующей одновременно с двумя клапанами через гидротолкатели. На каждом клапане установлены одна в одной две пружины со следующими геометрическими  характеристиками: наружный диаметр D₁ = 80,0мм с диаметром проволоки d₁ = 11,0 мм и D₁ = 60,0 мм с d₂ = 8,0 мм. Высота пружин Н = 130 мм, при этом их жёсткости соответственно равны С₁ = 7,56 кгс/мм и С₂ = 3,6 кгс/мм. Максимальная рабочая нагрузка для каждой из пружин равна Р₁ = 370 кгс и Р₂ = 175 кгс.   Результаты расчёта приведены в табл.

                                                                                                                              Таблица

    Анализ полученных численных значений  для серийного и предложенного газораспределительного механизма  дизеля 14Д40 показывает, что ударная нагрузка, приложенная к тарелке  клапана при контактировании его с модернизированным седлом, выполненным по патенту RU2403408, снижается в среднем в 1,91 раза, что в итоге позволит увеличить срок службы данного узла газораспределительного механизма тепловозного такого  дизеля.

     Результаты исследования переданы руководству  локомотивного депо Елец Белгородского отделения ЮВЖД  филиала ОАО “РЖД” и руководству Юго-Восточной железной дороги филиала ОАО «РЖД» в виде промежуточного отчёта, а также рекомендуются отечественным и зарубежным научным и производственным структурам, проектирующим, изготавливающим и модернизирующим различные по назначению двухтактные и четырёхтактные ДВС для возможного внедрения перспективного газораспределительного механизма в практику.