Диссертация (1024783), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Установка на дизель типа Д50 электронной системы управлениятопливоподачей ЭСУВТ.01 позволило реализовать отключение цилиндров. Врезультате отключения группы цилиндров (второго, третьего и шестого)получена незначительная экономия расхода топлива по сравнению с работойвсех цилиндров.7. Проведенные испытания показали, что дымность ОГ исследуемогодизеля типа Д50 с системой управления топливоподачей ЭСУВТ.01находилась в пределах норм соответствует требованиям ГОСТ Р 51250-99.8. По выбросам оксидов азота еNOx и монооксида углерода еСО дизельД50 с системой управления ЭСУВТ.01 удовлетворяет требованиям ГОСТ Р51249-99.ИнтегральныевыбросынесгоревшихуглеводородовеСНхпревышают норму, установленную ГОСТ Р 51249-99.
Это вызвано тем, что вдвигателе с системой управления ЭСУВТ.01 впрыскивание топливаосуществлялось на неоптимальном участке кулачка кулачкового вала ТНВД.Для снижения выбросов углеводородов еСНх необходима оптимизацияучастка кулачка кулачкового вала ТНВД, на котором осуществляетсявпрыскивание топлива.9. При динамических испытаниях дизеля типа Д50 получены следующиепоказатели качества процесса регулирования: величина заброса частотывращениядизеляприсбросе100%нагрузкисоставиладлительность переходного процесса наброса нагрузки τ=3,5 с.δd=1,21%,21710. Результаты испытаний показали, что воздушный шум, исходящий отдвигателя с системой ЭСУВТ.01 при оптимальных значениях УОВТ, имеетменьшие значения (на 1-11 децибел в зависимости от точек местонахожденияизмерительного прибора), по сравнению с воздушным шумом при работедвигателя с УОВТ, равными углам опережения впрыскивания штатнойсистемы топливоподачи.11.РезультатыподтвердилипроведенныхработоспособностьтопливоподачейЭСУВТ.01иэкспериментальныхэлектроннойеесистемыэффективностьоптимизированных законов управления топливоподачей.приисследованийуправленияреализации218ГЛАВА 6.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОВОЗА,ОБОРУДОВАННОГО СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОННОГОУПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ6.1. Особенности системы электронного управлениятопливоподачей, установленной на тепловоз при проведенииего эксплуатационных испытанийВ предыдущих главах диссертационной работы проведены расчетноэкспериментальныетопливоподачейисследованиятипасистемыЭСУВТ.01,электронногоразработаннойуправленияООО«ПППДизельавтоматика» (г. Саратов) для тепловозного дизеля типа Д50 (6 ЧН31,8/33) производства ОАО «Пензадизельмаш», а также для аналогичныхтепловозных дизелей. Расчетная часть работы включала расчет процессатопливоподачи исследуемого дизеля со штатной и опытной системамитопливоподачи, расчетные исследования рабочего процесса этого дизеля суказанными системами топливоподачи, а также аналитические исследованиясамой системы электронного управления топливоподачей. Но окончательныйвывод о работоспособности и эффективности разработанной системыэлектронного управления топливоподачей можно сделать только порезультатам проведенного комплекса экспериментальных исследований.Какотмеченовпятойглаведиссертации,экспериментальныеисследования тепловозных дизелей, несмотря на их трудоемкость инеобходимостьналичиядостаточносложногоэкспериментальногооборудования и измерительной аппаратуры, в подавляющем числе случаевявляются наиболее достоверными и не требуют дополнительной проверки.При этом экспериментальные исследования тепловозных дизелей могутпроводиться в различных условиях – на одноцилиндровых установках, наразвернутом двигателе в стендовых условиях, при установке двигателя219непосредственноинформативныминаитепловоз[1,достоверными53,55,132,235].представляютсяНаиболеерезультатыэксплуатационных испытаний тепловозного дизеля, т.е.
его испытаний всоставе силовой установки тепловоза при его реальной эксплуатации.Результаты таких исследований в реальных условиях эксплуатации приреальном распределении скоростных и нагрузочных режимов дают наиболееполную информацию о показателях тепловозного дизеля и эффективностиего использования на железнодорожном транспорте.Еще раз отметим конструктивные особенности разработанной системыэлектронного управления топливоподачей типа ЭСУВТ.01, которая приэксплуатационных испытаниях устанавливалась на тепловоз типа ЧМЭ3 [52,53]. Схема этой системы управления топливоподачей представлена на Рис.6.1. Она включает насосную секцию топливного насоса высокого давления сплунжером, приводимым от кулачка кулачкового вала (на Рис.
6.1 этиэлементы ТНВД не показаны). При движении плунжера топливо вытесняетсяв надплунжерную полость 8, в которой установлен электронно-управляемыйклапан 2. При нахождении клапана 2 в крайнем левом положениинадплунжерная полость 8 сообщена с линией 1 низкого давления ТНВД.Электронно-управляемый клапан 2 соединен с якорем 6 электромагнита 7. Втребуемый момент времени на электромагнит 7 подается управляющийсигнал от электронного блока управления системы типа ЭСУВТ.01, и якорь 6притягивается к электромагниту. При этом клапан 2 смещается вправо исвоей кромкой 3 разобщает надплунжерную полость 8 с линией 1 низкогодавления ТНВД. Далее топливо под высоким давлением вытесняется вштуцер 4 топливного насоса, откуда по нагнетательному топливопроводуподается к форсунке, которая впрыскивает топливо в цилиндр дизеля.Использование клапана 2 (Рис.
6.1) для управления фазами начала иокончания подачи топлива позволяет гибко управлять топливоподачей. Вчастности, при этом появляется возможность реализации сложных законов220управленияУОВТвсоответствиисизменениямискоростногоинагрузочного режимов работы дизеля. Другие конструктивные особенности ипараметры штатной и опытной систем топливоподачи, приведены впредыдущих главах диссертационной работы. Исследуемым тепловознымдизелем являлся дизель типа K6S310DR, аналогичный дизелю типа Д50.Рис.
6.1. Конструктивная схема топливного насоса высокого давления сэлектромагнитным клапаном управления подачей топлива: 1 – линия низкогодавления ТНВД; 2 – клапан; 3 – кромка клапана; 4 – штуцер ТНВД; 5 –возвратная пружина; 6 – якорь; 7 – электромагнит; 8 – надплунжернаяполостьПоложительныерезультатыприменениясистемыэлектронногоуправления топливоподачей типа ЭСУВТ.01 на дизелях тепловозов типаТЭМ2 и ТЭМ18ДМ, полученные в 2011-2012 г.г., явились основанием дляустановки и проверки аналогичной системы на дизеле тепловоза ЧМЭ3.Специалистами ООО «ППП Дизельавтоматика» и ОАО «ВНИИЖТ» в 2012 г.проведено оборудование тепловоза ЧМЭ3 № 4747 системой типа ЭСУВТ.01,221а в 2012-2013 г.г.
подконтрольная эксплуатация этого тепловоза. Составсистемы управления типа ЭСУВТ.01, реализованный на дизеле тепловозаЧМЭ3 № 4747, приведен на Рис. 2.10 второй главы диссертации.Как уже отмечалось выше, основными элементами системы управлениятипа ЭСУВТ.01 являются: ТНВД c плунжерными парами, работающимипостоянно в режиме максимальной подачи; электромагнитные клапаны,установленные на ТНВД; форсунки дизеля в штатной комплектации; блокуправления (БУ); блок питания (БП); выходные усилители; набор датчиковчастоты вращения и фазовой метки коленчатого вала, температуры воды,масла и давления масла; программатор (ПР). Основные конструктивныеособенности системы топливоподачи исследуемого дизеля с системой типаЭСУВТ.01 и в штатной комплектации представлены в Таблице 6.1.Таблица 6.1.Основные конструктивные особенности исследуемых систем топливоподачи№ п/пНаименованиеСистема топливоподачиЭСУВТ.01Штатная система1Тип топливныхнасосов высокогодавления (ТНВД)индивидуальный, прямогодействия, плунжерныйиндивидуальный, прямогодействия, плунжерный2Привод ТНВДс жестким (кулачковым)приводом плунжерас жестким (кулачковым)приводом плунжера3Конструктивноеисполнениеплунжера ТНВДгладкая цилиндрическаяформа по всей длине беззолотниковой частигладкая цилиндрическаяформа со спиральной кромкой4Конструктивноеисполнениефорсункизакрытого типа сгидравлическимуправлением иглызакрытого типа сгидравлическим управлениемиглы5Регулированиеподачи топливапродолжительностьюподачи управляющегосигнала наэлектромагнитный клапанперемещением рейки ТНВД,которая поворачиваетплунжер с косой кромкойотносительно отсечногоотверстия по концу подачи6Управление угломопережениявпрыскиваниятопливамоментом подачиуправляющих сигналов наэлектромагнитный клапанТНВДповоротом спиральнойкромки плунжераотносительно отсечногоотверстия гильзы222Система электронного управления топливоподачей типа ЭСУВТ.01,реализованная на тепловозе ЧМЭ3 № 4747, выполняет следующие функции:автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого валадизеля; автоматическое управление углом опережения подачи топлива вфункции от текущей частоты вращения вала дизеля; автоматическоерегулирование мощности электрической передачи тепловоза; автоматическоеограничениетокаинапряженияослаблениемполятяговыхнапряжения;ограничениетяговогодвигателей;токазарядагенератора;управлениерегулированиебортовогоаккумуляторнойбатареи;программный запуск двигателя; реализация режима пониженной частотывращения коленчатого вала дизеля на холостом ходу с отключением частицилиндров в соответствии с порядком работы дизеля; автоматическийпереход с пониженной частоты вращения коленчатого вала дизеля начастоту, соответствующую нулевой позиции контроллера машиниста, привключении тормозного компрессора для быстрого наполнения тормозноймагистрали воздухом; ограничение величины топливоподачи по заданномузакону в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля;отключение подачи топлива при достижении максимальной частотывращения коленчатого вала; отключение подачи топлива при снижениидавления масла ниже заданной величины; аварийный запуск дизеля безограничения подачи топлива при пуске; индикация основных параметровработы дизеля и системы по дисплею на корпусе блока управления;автоматическое снижение мощности дизель-генератора при буксованииколесныхпартепловоза;самодиагностикаэлементовсистемысвозможностью непосредственного визуального контроля сообщений системымашинистом по дисплею на корпусе блока управления системы электронногоуправления топливоподачей типа ЭСУВТ.01.Система электронного управления топливоподачей типа ЭСУВТ.01223обеспечивает работу исследуемого дизеля и его систем путем подачи наэлектроуправляемыеклапанынасосныхсекцийТНВДсигналов,пропорционально которым изменяется подача топлива.
По сигналу отпреобразователя частоты вращения в блоке управления (БУ) определяетсятекущее значение частоты вращения коленчатого вала исследуемого дизеля ипозаложеннойвБУпрограммеосуществляетсякорректированиеуправляющего сигнала в сторону его уменьшения или увеличения взависимости от рассогласования текущей и заданной частот вращения.С использованием сигналов от преобразователя фазовой отметки блокуправления (БУ) определяет положение в верхней мертвой точке поршняпервого цилиндра двигателя на такте сжатия и в соответствии с этойинформациейизменяетмоментподачиуправляющегоимпульсанаэлектронно-управляемый клапан системы управления типа ЭСУВТ.01. Этоприводит к изменению угла опережения впрыскивания топлива по заданнойпрограмме.Изменениеуглаопережениявпрыскиваниятопливаосуществляется в функции частоты вращения коленчатого вала двигателя, атакже корректируется по температуре охлаждающей жидкости в системеохлаждения.В целях снижения расхода топлива на режиме холостого хода системауправления типа ЭСУВТ.01 обеспечивает подержание режима пониженнойчастоты вращения 280 мин-1 (вместо n=350 мин-1 в двигателе со штатнойсистемой топливоподачи).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
