Автореферат (1024782)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиФурман Виктор ВладимировичУЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХХАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ ТЕПЛОВОЗОВПУТЕМ СОЗДАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯСИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯСпециальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели»Авторефератдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква - 2017Работа выполнена в Научно-исследовательском институте энергетическогомашиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана.Официальные оппоненты:Ерохов Виктор Ивановичзаслуженный деятель науки РФ, доктор техни­ческих наук, профессор кафедры экологиче­скойбезопасности техническихсистемФГБОУ ВО «Московский политехническийуниверситет»Козлов Андрей Викторовичдоктор технических наук, заведующий отде­лом теории рабочих процессов и имитационнного моделирования энергетических установокГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»Хмелев Роман Николаевичдоктор технических наук, доцент, профессоркафедры автомобилей и автомобильного хо­зяйства ФГБОУ ВО «Тульский государствен­ный университет»Ведущая организация:ФГБОУ ВО «Самарский государственныйуниверситет путей сообщения»Защита диссертации состоится « 21 » марта 2017 г.

в 14 ч. на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.09 при МГТУ им. Н.Э. Баумана поадресу: 105005, Москва, Рубцовская наб., д. 2/18, Учебно-лабораторныйкорпус, ауд. 947.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.Баумана и на сайте www.bmstu.ru.Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатьюучреждения, просим направлять по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауман­ская ул., д.5, стр. 1, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссерта­ционного совета Д212.141.09.Автореферат разослан « 07 » февраля 2017 г.Ученый секретарь диссертационного совета,кандидат технических наук, доцентОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы.В настоящее время совершенствование силовых установок тепловозов(СУ) чаще всего связано с применением новых конструкционных материа­лов, технологий, конструкторских решений и систем электронного управ­ления.

Применение электронного управления процессами в СУ тепловозовпозволяет не только на порядок повысить точность реализации заданныххарактеристик, но и обеспечить их стабильность в течение длительного пе­риода эксплуатации. В большинстве известных примеров применения элек­тронного управления на тепловозах разработчики тщательно копируютприменявшиеся ранее законы управления процессами в силовых установ­ках.

Это позволяет получить определенный технико-экономический эф­фект, однако не раскрывает широкий спектр возможностей техническогосовершенствования эксплуатационных характеристик силовых установок засчет применения электронного регулирования.В диссертации рассмотрена проблема совершенствования технико­экономических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем совер­шенствования законов управления процессом топливоподачи, нагрузкой тя­гового генератора, наддувом в установившихся и переменных режимах тя­говой работы тепловозов с целью снижения расхода топлива и повышениянадежности работы установки.

В связи с продолжающимся истощениеммировых запасов нефти, дефицитом нефтепродуктов и высокими ценами намоторные топлива решение проблемы снижения расхода топлива являетсявесьма актуальным. Немаловажным аспектом решения поставленной про­блемы является возможность совершенствования экологических показате­лей тепловозных дизелей посредством электронного управления процессомтопливоподачи. Серийные отечественные системы топливоподачи не в пол­ной мере реализуют требуемые законы управления топливоподачей и поэтой причине не позволяют обеспечить заметное снижение выбросов в ат­мосферу нормируемых токсичных компонентов отработавших газов (ОГ).Таким образом, необходимо проведение комплекса исследований,направленных на разработку систем электронного управления топливопо­дачей, определение оптимизированных характеристик управления, оценкувлияния этих характеристик на показатели топливной экономичности итоксичности ОГ, определение динамических свойств системы электронногоуправления топливоподачей, оценку эффективности использования этойсистемы в условиях реальной эксплуатации тепловозных дизелей.

Результа­ты таких исследований могут быть использованы при создании отечествен­ных электронных систем управления топливоподачей, обеспечивающихперспективные требования к токсичности ОГ и показателям топливной эко­номичности тепловозных дизелей при достижении требуемых динамиче­ских свойств этих систем.1Цель работы: улучшение эксплуатационно-технических характеристикдизель-генераторов тепловозов путем создания и совершенствования си­стем электронного управления.Объект исследования: системы электронного управления дизельгенераторами тепловозов.Методы исследований.

Поставленная в работе цель достигается соче­танием теоретических и экспериментальных методов исследования. Притеоретических исследованиях использованы методы теории рабочего про­цесса дизелей и теории автоматического регулирования и управления.Уравнения математических моделей решались с использованием современ­ных аналитических и численных методов.

Результаты теоретических иссле­дований сопоставлялись с результатами испытаний тепловозного дизеля намоторном стенде и в условиях реальной эксплуатации, полученными авто­ром, а также с опубликованными данными других авторов.Научная новизна работы заключается в следующем:- разработаны системы электронного управления топливоподачей с им­пульсным управлением электрогидравлическим клапаном, обеспечиваю­щие реализацию оптимизированных законов подачи топлива и характери­стик изменения угла опережения впрыскивания в тепловозном дизеле;- разработаны новые подходы к созданию алгоритмов управления силовыхустановок тепловозов, реализующих оптимальное управление частотойвращения и мощностью дизель-генераторов при работе на установившихсяи переходных режимах работы.- разработана уточненная методика расчета топливоподачи дизеля на базепрограммного комплекса (ПК) ВПРЫСК, созданного в МГТУ им.

Н.Э. Ба­умана, позволяющая оценить особенности этого процесса в дизелях, осна­щенных системами электронного управления топливоподачей с импульс­ным управлением электрогидравлическим клапаном;- разработана методика расчета ограничительной характеристики тепло­возного дизель-генератора, базирующаяся на определении требуемой цик­ловой подачи дизельного топлива на каждой позиции контроллера в пере­ходном процессе при переводе позиции контроллера с низшей на высшуюс обеспечением требуемого качества переходного процесса;- разработана методика оценки динамических свойств системы электронно­го управления топливоподачей, базирующаяся на построении амплитудно­частотной и фазово-частотной характеристик электронного регулятора ча­стоты вращения и определении собственной частоты колебаний частотывращения двигателя, суммарного фазового сдвига и ориентировочного за­броса частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки;- в сравнительных экспериментальных исследованиях тепловозного дизеляна моторном стенде выявлена возможность улучшения показателей топлив­ной экономичности и токсичности ОГ при использовании системы элек­тронного управления топливоподачей с импульсным управлением электро-2гидравлическим клапаном, обеспечивающей управление углом опережениявпрыскивания топлива;- в эксплуатационных испытаниях тепловоза, оборудованного системойэлектронного управления топливоподачей с импульсным управлениемэлектрогидравлическим клапаном, подтверждена работоспособность и эф­фективность этой системы в реальных условиях эксплуатации;- разработана методика оценки эффективности использования системыэлектронного управления топливоподачей, базирующейся на определенииэксплуатационных затрат при распределении режимов работы, характерномдля дизельных двигателей маневровых тепловозов.Достоверность и обоснованность научных положений определяются:- использованием фундаментальных законов и уравнений теории рабочегопроцесса двигателей внутреннего сгорания и теории автоматического регу­лирования и управления, современных численных и аналитических методовреализации математических моделей;- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований иприменением при оценке адекватности математических моделей достовер­ных опытных данных, полученных при испытаниях на развернутом двига­теле в стендовых условиях и при эксплуатационных испытаниях тепловозас системой электронного управления топливоподачей;- положительным опытом эксплуатации тепловозов, оснащенных электрон­ными системами управления, реализующими разработанные в диссертациихарактеристики и алгоритмы.Практическая ценность состоит в том, что:- разработанная система электронного управления топливоподачей с им­пульсным управлением электрогидравлическим клапаном, позволяющаязначительно снизить расход топлива, установлена и эксплуатируется на ря­де отечественных маневровых тепловозов;- уточненная методика расчета топливоподачи дизеля позволяет оценитьособенности этого процесса в дизелях, оснащенных системами электронно­го управления, и с достаточной для практики точностью решать задачи про­ектирования таких систем для отечественных тепловозных дизелей;- проведенные экспериментальные исследования дизеля, оснащенного си­стемой электронного управления топливоподачей с импульсным управле­нием электрогидравлическим клапаном, подтвердили эффективность ис­пользования этой системы в отечественных тепловозных дизелях;- проведенные расчетные исследования рабочего процесса дизеля, осна­щенного системой импульсного управления электрогидравлическим клапа­ном, с использованием ПК ДИЗЕЛЬ-РК, созданного в МГТУ им.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации