Автореферат (1024782), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Н.Э. Баумана, подтвердили влияние закона подачи на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ и возможность использования этого ПК для исследования дизеля с системой электронного управления;- разработанная методика расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора позволяет профилировать указанную характери3стику с целью ее формирования разработанной системой электронногоуправления топливоподачей;- разработанная методика оценки динамических свойств системы электронного управления позволяет определить собственную частоту колебаний частоты вращения двигателя, суммарного фазового сдвига и ориентировочного заброса частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки;- проведенные эксплуатационные испытания тепловоза, оборудованногосистемой электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, подтвердили возможность заметного снижения расхода топлива в реальных условиях эксплуатации;- разработанная методика оценки эффективности использования системыэлектронного управления топливоподачей позволяет определить эксплуатационный расход топлива при реальном распределении режимов работыдвигателей маневровых тепловозов;- разработано программное обеспечение, реализующее предложенные автором характеристики и алгоритмы управления для отечественных дизельгенераторов тепловозов.Реализация результатов работы.
Разработанные алгоритмы управления составили основу созданных под руководством автора серийных электронных регуляторов частоты вращения и мощности типа ЭРЧМЗОТ, которые установлены и эксплуатируются на тепловозах ЧМЭЗ, ТЭМ2, ТЭМ18Д,2ТЭ10, 2ТЭ116, ТЭП70 и 2ТЭ25 в количестве более 2000 единиц. Разработаны опытные системы электронного управления топливоподачей для рядатепловозных и автотракторных дизелей, включая дизели, адаптированные кработе на природном газе. Системы электронного управления топливоподачей серийно установлены на 160 единицах тепловозов ТЭМ2, ТЭМ18Д иЧМЭЗ. Опытный экземпляр системы установлен на тепловозе 2ТЭ116.
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» и кафедры «Локомотивы» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения». Результаты работы внедрены вопытное проектирование и опытное производство ЗАО «Форант-Сервис» (г.Ногинск).
Результаты работы реализованы в Филиале «Дирекция тяги»ОАО «РЖД» (г. Москва), ОАО «Коломенский завод» (г. Коломна), ОАО«Пензадизельмаш» (г. Пенза), Государственном объединении «Белорусскаяжелезная дорога» (г. Минск).Апробация работы:Основные положения и результаты диссертации обсуждались:- на заседании кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана(Москва, 2016 г.);- на международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2005 г.);- на межотраслевой научно-технической конференции «Современные про4блемы развития поршневых ДВС», посвященной 75-летию кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания и дизельных установок СПбГМТУ(Санкт-Петербург, 2005 г.);- на международной научно-технической конференции «Двигатель-2007»,посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э.
Баумана(Москва, 2007 г.);- на II Международной научно-технической конференции «Локомотивы.XXI век», Государственный университет путей сообщения императораАлександра Первого (Санкт-Петербург, 2014 г.);- на заседаниях Всероссийского научно технического семинара (ВНТС) им.проф. В.И. Крутова по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок при кафедре «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им.Н.Э. Баумана (Москва, 2005-2016 г.г.);- на III Международной научно-технической конференции «Локомотивы.XXI век», Государственный университет путей сообщения императораАлександра Первого (Санкт-Петербург, 2015 г.).Публикации.
По теме диссертации изданы монография и 23 научныестатьи, в том числе 16 из них опубликованы в журналах, включенных в перечень ВАК рецензируемых ведущих научных журналов и изданий. Такжепо теме диссертации опубликовано 10 материалов конференций. Получено5 патентов на изобретение.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семиглав, основных выводов по диссертационной работе, списка использованной литературы и приложения.
Общий объем работы 321 страница, включая281 страницы основного текста, содержащего 72 рисунка, 34 таблицы. Список литературы включает 237 наименований на 25 страницах. Приложениена 40 страницах содержит листинги исходных данных для расчета рабочегопроцесса дизеля и листинги результатов расчета рабочего процесса, а такжедокументы о внедрении результатов работы.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность проведения работ, направленныхна создание и совершенствование систем электронного управления топливоподачей тепловозных дизелей, дана общая характеристика диссертационной работы.В первой главе диссертации проведен анализ работ, посвященных созданию и совершенствованию электронных систем автоматического управления (САУ) топливоподачей дизелей транспортного назначения.
Рассмотрены направления и тенденции развития систем управления дизельгенераторами тепловозов. Показана возможность улучшения показателейтепловозных дизелей при установке на них САУ топливоподачей. Проведенобзор регуляторов и САУ дизелей тепловозов и даны некоторые характеристики их дизель-генераторов. Проанализированы распределения режимов5работы дизельных двигателей дизель-генераторов тепловозов в условиях ихреальной эксплуатации. Представлены применяемые типы систем топливоподачи дизелей транспортного назначения. Подтверждена целесообразностьуправления углом опережения впрыскивания топлива (УОВТ) в соответствии с режимом работы дизелях. Рассмотрены разработанные системыуправления УОВТ транспортных дизелей.
Отмечено, что необходимость создания и совершенствования систем электронного управления топливоподачей и управления УОВТ в дизелях достаточно полно обоснована в трудахотечественных ученых JIB. Грехова, А.А. Грунауэра, С.Н. Девянина, Е.Е.Коссова, В.И. Крутова, А.Г. Кузнецова, В.А.
Маркова, Н.Н. Патрахальцева,Ф.И. Пинского, А.Е. Симеона, В.И. Толшина, А.З. Хомича и ряда других.На основании анализа состояния проблемы были сформулированы цель работы и следующие задачи исследования:1. Разработка электронных САУ топливоподачей, обеспечивающих реализацию целесообразных законов подачи топлива и характеристик изменения УОВТ в тепловозном дизеле.2. Разработка уточненной методики расчета топливопо дачи дизеля,позволяющая оценить особенности этого процесса в дизелях, оснащенныхсистемами электронного управления топливоподачей и проведение расчетных исследований.3.
Разработка расчетной методики и проведение расчетных исследований рабочего процесса дизеля, оснащенного системой электронного управления топливоподачей, с целью оценки влияния закона подачи, формируемого системой электронного управления, на показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов.4. Разработка методики расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора, позволяющей профилировать указанную характеристику с целью ее формирования разработанной системой электронного управления топливоподачей.5. Разработка методики оценки динамических свойств системы электронного управления топливоподачей, позволяющей определить динамические показатели САУ при сбросе номинальной нагрузки.6.Проведение экспериментальных исследований тепловозного дизеляна моторном стенде с целью оценки влияния управления УОВТ на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ при использовании системы электронного управления топливоподачей.7.
Проведение эксплуатационных испытаний тепловоза, оборудованногосистемой электронного управления топливоподачей, с целью оценки эффективности этой системы и возможности снижения расхода топлива дизельным двигателем в реальных условиях эксплуатации.8. Разработка методики оценки эффективности использования системыэлектронного управления топливоподачей с определением эксплуатационного расхода топлива при реальном распределении режимов работы двигателей маневровых тепловозов.6Во второй главе представлены электронные САУ топливоподачей дизелей, разработанные производственно-промышленным предприятием ООО«ППП Дизельавтоматика» (г.