отзывКозловатруды_1 (1024778), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В результате удалось уменьшить заброс частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки до 5,5 % и снизитьсуммарный фазовый сдвиг системы, т.е. увеличить ее запас устойчивости.В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследованийтепловозного дизеля типа Д50 на моторном стенде. Целью этих исследованийявлялась оценки влияния управления УОВТ на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ. На первом этапе двигатель был укомплектован6штатным гидромеханическим регулятором, а на последующих этапах — электронной системой управления типа ЭСУВТ.01. Штатная система топливоподачи не обеспечивает управление углом опережения впрыскивания топлива, а система ЭСУВТ.01 позволяет реализовать оптимизированные характеристикиVОВТ.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение системы ЭСУВТ.01 позволило снизить расход топлива на 3,5-17% на позициях контроллера от 0 до 3 и на 0,9% - на четвертой и пятой позициях контроллера приоптимальных значениях УОВТ по сравнению с серийной ТА. На режимах холостого хода уменьшение частоты вращения с 300 до 250 мин'1 и повышение равномерности подачи топлива по цилиндрам двигателя позволило снизить расходтоплива на 31,3% по сравнению со штатной ТА, а при уменьшении частотывращения холостого хода до «=220 мин'1 - на А^е=37,0%.
При этом дымностьОГ дизеля со штатной и опытной ТА находилась в пределах норм ГОСТ Р51250-99. При испытаниях определялись показатели токсичности ОГ - объемные концентрации и выбросы с ОГ оксидов азота, монооксида углерода и несгоревших углеводородов. По выбросам оксидов азота и монооксида углеродаисследуемый дизель с системой ЭСУВТ.01 удовлетворяет требованиям ГОСТ Р51249-99. Удельные выбросы углеводородов несколько превысили норму,установленную ГОСТ Р 51249-99. Это вызвано тем, что впрыскивание топливаосуществлялось на неоптимальном участке кулачка кулачкового вала ТНВД.Оценка динамических свойств системы ЭСУВТ.01 проведена при ее исследованиях в переходных процессах.
Получены следующие результаты: величина заброса частоты вращения дизеля при сбросе 100% нагрузки составила 1,21%;длительность переходного процесса - 3,5 с, что соответствует требованиямГОСТ 1051 1-83 на системы автоматического регулирования частоты вращения.В шестой главе приведены результаты эксплуатационных испытанийопытного тепловоза ЧМЭЗ № 4747 с дизелем, оборудованным системой типаЭСУВТ.01, и тепловозов контрольной группы ЧМЭЗ №№ 2736, 4762, 5254,5775, 3074 и 5562 со штатными дизелями. Для сравнения с опытным тепловозом были выбраны тепловозы ЧМЭЗ №№ 5562 и 5775, работавшие в идентичных условиях эксплуатации с тепловозом ЧМЭЗ №4747 с системой ЭСУВТ.01.7Средний удельный расход топлива дизелями тепловозов ЧМЭЗ №№ 4747, 5562и 5775 составил соответственно 10,36 кг/ч, 11,75 кг/ч и 10,85 кг/ч.
Отмеченосущественное снижение расхода топлива дизелем опытного тепловоза ЧМЭЗ№4747 с системой ЭСУВТ.01 на режиме холостого хода за счет упомянутоговыше снижения частоты вращения холостого хода. В целом оценка эффективности работы тепловоза ЧМЭЗ № 4747 с системой ЭСУВТ.01 различными методами за период с 01.10.2012 по 01.09.2013 г.г. такова: по методике ОАО«РЖД» экономия дизельного топлива составила 11,49%, по данным системыЦОММ —8,24%, по данным АПК «БОРТ» — 10,31%. Таким образом, проведенные испытания тепловоза ЧМЭЗ № 4747 с системой ЭСУВТ.01 подтвердилиработоспособность этой системы и эффективность ее использования в отечественных тепловозных дизелях.Седьмая глава посвящена разработке методики оценки эффективностииспользования системы электронного управления в дизеле маневрового тепловоза, а также определению эксплуатационного расхода топлива дизеля, оснащенного электронной САУ.
Расчет эффективности использования электроннойсистемыуправленияпроведенприменительноктепловозномудизель-генератору 1-ПДГ4 с дизелем 6 ЧН 31,8/33. Разработанная методика основанана подсчете избыточной работы цикла (циклом считается период работы всехцилиндров дизеля), вызванной неравномерностью частоты вращения вала дизеля, и дополнительного расхода топлива, обусловленного избыточной работойцикла.
Рассмотрены следующие режимы работы: минимальный скоростной режим с частотой вращения 300 мин'1, частичный скоростной режим с частотойвращения 400 мин'1 и номинальный скоростной режим с частотой вращения 750мин'1. На каждом из этих режимов оценивалась относительная неравномерность частоты вращения дизеля со штатной и опытной системами топливоподачи. В частности для номинального режима работы дизеля с гидромеханическим регулятором неравномерность частоты вращения составила 0,0067 или 5мин'1, а с электронным регулятором - 0,0027 или 2 мин'1.
На основе анализа реальных распределений режимов работы дизелей маневровых тепловозов принято, что продолжительность работы дизеля на режиме с частотой вращения 300мин 1 равна 60% или 3000 ч/год, на режиме с частотой вращения 750 мин-1 —1%или 50 ч/год, а на частичном режиме с частотой вращения 400 мин'1 - 39% или1950 ч/год.
При принятом распределении режимов дизеля маневрового тепловоза, и установке электронной САУ общий годовой экономический эффект составил 84089 руб. на один тепловоз при цене 1 тонны дизельного топлива —15000 руб./т (цена 2010 г.).Научная новизна полученных результатовНаучная новизна диссертационной работы заключается в следующем:- разработаны системы электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическими клапанами, защищенные патентамиРФ и обеспечивающие реализацию оптимизированных законов подачи топливаи характеристик изменения угла опережения впрыскивания топлива в тепловозных дизелях;- разработаны методики создания алгоритмов управления силовых установоктепловозов, реализующих оптимальное управление частотой вращения и мощностью дизель-генераторов при работе на установившихся и переходных режимах работы;- разработана уточненная методика расчета топливоподачи дизеля, позволяющая оценить особенности этого процесса в дизелях, оснащенных системамиэлектронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическими клапанами;- разработана методика расчета внешней скоростной характеристики тепловозного дизель-генератора, базирующаяся на определении требуемой цикловой подачи дизельного топлива на каждой позиции контроллера в переходномпроцессе при переводе позиции контроллера с низшей на высшую с обеспечением требуемого качества переходного процесса;- разработана методика оценки динамических свойств системы электронногоуправлениятопливоподачей,базирующаясянапостроенииамплитудночастотной и фазово-частотной характеристик электронного регулятора частоты9вращения и определении собственной частоты колебаний частоты вращениядвигателя, суммарного фазового сдвига и ориентировочного заброса частотывращения при сбросе номинальной нагрузки;- разработана методика оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей, базирующаяся на определении эксплуатационных затрат при распределении режимов работы, характерном для дизельных двигателей маневровых тепловозов.Практическая значимость полученных результатовПрактическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:- разработанная система электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическими клапанами ТНВД, позволяющаязначительно снизить расход топлива, установлена и эксплуатируется на рядеотечественных маневровых тепловозов;- проведенные экспериментальные исследования дизеля, оснащенного системойэлектронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, подтвердили эффективность использования этой системы в отечественных тепловозных дизелях;- проведенные эксплуатационные испытания тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей с импульсным управлениемэлектрогидравлическими клапанами, подтвердили возможность заметного снижения расхода топлива в реальных условиях эксплуатации;- разработанная методика оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей позволяет определить эксплуатационныйрасход топлива при реальном распределении режимов работы двигателей маневровых тепловозов;- разработано программное обеспечение, реализующее предложенные авторомхарактеристикииалгоритмыгенераторов тепловозов.управлениядляотечественныхдизель-10Достоверность и обоснованность научны х положенийДостоверность результатов проведенных исследований определяется:- использованием фундаментальных законов и уравнений теории рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания и теории автоматического регулирования и управления, современных численных и аналитических методов реализации математических моделей;- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований иприменением при оценке адекватности математических моделей достоверныхопытных данных, полученных при испытаниях на развернутом двигателе встендовых условиях и при эксплуатационных испытаниях тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей;- положительным опытом эксплуатации тепловозов, оснащенных электронными системами управления, реализующими разработанные в диссертации характеристики и алгоритмы.О сновные зам ечания по диссертационной работеПо представленным диссертации и автореферату необходимо сделать следующие замечания:1.
В обзорной главе значительная часть описания посвящена системе автоматического регулирования дизелей Д100, разработанных в серединепрошлого века, и недостаточно детально проанализированы современные аккумуляторные системы, которые позволяют наиболее гибкоуправлять процессом топливоподачи.2. В первой главе на с.59 диссертации утверждается, что «целесообразноизменять УОВТ в соответствии со скоростным и нагрузочным режимами. Такие законы управления УОВТ реализуются в некоторых серийных и опытных дизелях».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
