Совершенствование тепловозных силовых установок и их диагностирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, доктор технических наук Комаров, Геннадий Андреевич

• Комаров, Геннадий Андреевич
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Комаров, Геннадий Андреевич

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ

СИЛОВЫХ УСТАНОВОК ТЕПЛОВОЗОВ

1.1. Особенности эксплуатации и режимы работы силового оборудования транспортных средств.

1.2. Техническое диагностирование как способ повышения эффективности, экономичности и надёжности эксплуатации оборудования транспортных средств.

1.3. Обзор предшествующих работ.£

1.4. Цель и задачи исследования.----.

Глава ПОВЫШЕНИЕ

§EtCTMSH0CTM РАБОТЫ ТЕШОВДЗНИХ СИЛОВЫХ

УСТАНОВОК ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИХ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Общая структурная схема транспортной силовой установки как управляемого объекта.

2.2. Тошшвоподающая аппаратура как элемент автоматической системы регулирования тепловозного дизеля.

2.2.1. Расчётная схема. Принятые допущения.

2.2.2. Гидродинамическая модель процессов впрыска вязкого топлива. аддвавддадддададдвдлдадалвдвддддддвлдаааалддалдда«« ^

2.2.3. Математическое моделирование процессов топливопо

2.2.4. Сравнительный анализ результатов расчёта процессов топливоподачи в дизеле и экспериментальных данных.

2.2.5. Статические свойства топливоподающей аппаратуры транспортных двигателей.

2.2.6, Дифференциальное уравнение топливоподащей аппаратуры как элемента автоматической системы регулирования ди

2 G 7TQ Q'l

2.2.7. Динамические свойства топливоподающей аппаратуры и пути их улучшения.

2.3. Повышение эффективности работы силовой установки тепловоза путём совершенствования наддувочного и газовыпуск-ноги трактов,,.,.,.««,».»•,««,,.,.,,,,,,,.«,,.,.

2.3.1. Автоматическое регулирование наддува тепловозного дизеля со свободным турбокомпрессором,.10У

2.3.2, Совершенствование газовыпускного тракта тепловозного дизеля с целью стабилизации теплоты отработавших газов.

2.4. Автоматическое регулирование температуры обмоток электрических машин.

Глава 3, КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТШАЦИИ

ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

3.1. Методы технического диагностирования систем автоматизации транспортных двигателей. Выбор диагностических пара

3.2. Диагностирование систем автоматизации двигателей,.,,140.

3.3. Разработка методов и средств диагностирования топливоподающей аппаратуры тепловозного дизельного двигателя.,.

3.3.1. Структурные и диагностические параметры топливо

JlUXlSlUlI^tíI'X СШП&Р&Ту рЫ * х4о

3.3.2, Характерные неисправности ТПА.

3.3.3. Методы технического диагностирования топливоподающей аппаратуры транспортных двигателей,.

3.3.4, Средства диагностирования топливоподающей аппаратуры и перспективы их развития. Л

3.4. Контроль работы систем охлаждения и смазки тепловозной силовой установки.Í

3.5. Диагностирование электрических цепей управления силовои установкой тепловоза.isu

Глава 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТМЗМРОВАШОЙ СИСТЕМЫ

ЦЕНТРАЖОЕАШЮГО КОНТРОЖ, ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЗОВ

4.1. Особенности автоматизации процессов контроля, диагностики и управления на железнодорожном транспорте.

4.2. Основные принципы разработки ОЦКДУ-Т.

4.2.1. Назначение., области применения и технические характеристики системы.

4.2.2. Структура, состав и функциональные схемы ОЦКДУ-Т.

4.2.3. Организация резервирования и контроля исправности и т.-тп '"л ¿i р ,п7 'lR

4.3. Характеристики комплектующих изделий.

4.3.1. Датчики с унифицированным выходным сигналом. в и 1 ¿ > JDJXL/KíÍ:'! ITiri'Pcííllir'lín vwjL.'/

4.3.3. Блок регистрации информации.-----.

4.3.4. Выносные блоки системы.

4.4. Разработка алгоритмов контроля, диагностирования и управления оборудованием локомотива.

4.4.1. Алгоритм обработки и регистрации служебных и контролируемых параметров оборудования тепловоза.

4.4.2. Диагностирование электрических цепей дизель-генераторной установки тепловоза.

4.4.3. Автоматизированное оптимальное управление локомотивом при ведении поезда.

4.4.4. Автоматизация режимов прогрева тепловоза и управления секционной тягой.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И аКОПЖАТАЦИОЙНЬЖ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМУ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ

И УПРАВЛЕНИЯ

5.1. Объекты и цель экспериментальных исследований и исi. i Из! ^ wjjii if А Д £ 'w^jLl! «У .1«*

5.2. Виды, последовательность и объём испытаний СЩКЦУ-Т.

5.3. Методы проведения испытаний СЦКДУ-Т и используемая аппаратура. * frw'x !

5.4. Обработка результатов измерений диагностических параметров тепловоза. Оценка погрешностей.

5.5. Эксплуатационные испытания ОЦКДУ-Т..

Глава 6. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАН® ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование тепловозных силовых установок и их диагностирование»

Широкое распространение тепловых двигателей, в частности дизелей, являющихся наиболее предпочтительными для использования в промышленности и на железнодорожном транспорте, требует в современных условиях становления рыночной экономики как повышения технико-экономических показателей, так и совершенствования системы их технического обслуживания, В настоящее время одной из актуальных проблем железных дорог и предприятий, эксплуатирующих тепловозы, является обеспечение высокого уровня безотказной работы силовых установок, увеличение их коэффициента технического использования, снижение материальных затрат на эксплуатацию и ремонт.

При рассмотрении концептуальных вопросов повышения эффективности эксплуатации тепловозных силовых установок можно выделить два аспекта: совершенствование конструкции отдельных функциональных элементов и узлов с учётом их динамических свойств и режимов работы: автоматизация процессов контроля и диагностирования,

Основными факторами, определяющими условия эксплуатации, показатели выходной мощности, экономичность и срок службы тепловозных силовых установок является неустановившийся характер их работы, вызываемый возмущающими и управляющими воздействиями, а также длительная эксплуатация на частичных режимах. При этом наблюдается тенденция к смещению продолжительности работы в сторону меньших номеров позиций контроллера, В этих условиях улучшение статических и динамических свойств функциональных элементов тепловозных двигателей внутреннего сгорания (ДВО) является одной из важных задач в общей проблеме повышения качества их переходных процессов ,

Сложившаяся практика планово-предупредительной системы эксплуатации и ремонта тепловозов приводит к тому, что мероприятия по сохранению и восстановлению нормального технического состояния силовых установок выполняются в строго обязательном порядке и с заранее запланированной периодичностью, При этом проводятся излишние работы по разборке, осмотру и проверке исправных узлов и агрегатов силовых установок, что нарушает условия приработки отдельных, особенно прецизионных, деталей и в конечном итоге приводит к ухудшению качества рабочих процессов, увеличенному расходу топлива и повышению материальных затрат на обслуживание и ремонт. Эти обстоятельства выдвигают задачу перехода от планово-предупредительной системы эксплуатации дизелей "по регламенту" к более прогрессивной и выгодной с технической и экономической точек зрения системе обслуживания и ремонта дизелей "по необходимости" в зависимости от их фактического состояния. По данным проф, И.А.Биргера эксплуатация по фактическому состоянию может принести выгоду, эквивалентную стоимости 30 % общего парка машин [203,

Таким образом, повышение эффективности эксплуатации транспортных силовых установок путём совершенствования конструкции их элементов и автоматизации процессов контроля и диагностирования является важной народнохозяйственной задачей по сокращению затрат на железнодорожном транспорте.

Практическая необходимость в решении поставленных задач возникла в связи с требованиями Министерства путей сообщения на создание системы технического обслуживания тепловозов на базе разработки и использования методов и средств диагностирования оборудования локомотивного парка страны. Работа выполнялась в соответствии с отраслевыми координационными планами НИР и ОКР Миниотерства тяжёлого и транспортного машиностроения СССР по созданию и освоению производства тепловоза 2Т3121 с системой централизованного контроля, диагностики и управления, разработанными на основании Постановления Правительства от 22.07.82 № 682, Постановления государственного Комитета по науке и технике от 08.12.81 № 491/244 и целевой комплексной научно-технической программой О.Д.026 "Автоматизация управления технологическими процессами» производствами., машинами, стачками и оборудованием с применением микроЭВМ и миниЗВМ (задание 02.01)", тематическим планами НПО "Тепловоэпутьмаш" Минтяжмаша совместно с организациями МПС, Минп-рибора и Минзлектротехпрома, тематическими планами Мурманского государственного технического университета.

Целью настоящего исследования является улучшение технике-экономических показателей тепловозных силовых установок на эксплуатационных режимах путём совершенствования конструкции отдельных элементов и узлов и автоматизации процессов контроля и диагностирования .

Основные задачи, вытекающие из сформулированной цели и решаемые в процессе выполнения работы, были следующие:

1. Анализ эксплуатационных режимов работы транспортных ДВС. рассмотрение концептуальных вопросов повышения эффективности их эксплуатации.

2. Разработка уточнённой общей структурной схемы автоматической системы управления параметрами тепловозной силовой установки с регулируемым турбонаддувом и с выделением топливоподающей аппаратуры (ТПА) в самостоятельный элемент, обладающий собственной передаточной функцией.

3. Синтез математических моделей ТПА как объекта с распределенными параметрами и функционального элемента автоматической системы регулирования (.Аир.) угловой скорости коленчатого вала дизеля .

4. Расчётно-теоретические и экспериментальные исследования статических и динамических свойств ТПА с использованием математического и натурного моделирования процессов впрыска вязкого топлива и выдача рекомендаций по выбору оптимальных значений конструктивных параметров топливоподающей аппаратуры при её проектировании и поддержании нормальной регулировки в условиях эксплуатации.

5. Разработка предложений по совершенствованию наддувочного и газовыпускного трактов тепловозного дизеля со свободным турбокомпрессором с целью уменьшения потерь теплоты с отработавшими газами.

6. Статистический анализ, систематизация характерных неисправностей, появляющихся в условиях эксплуатации дизельных двигателей, и разработка технологических карт поиска неисправных элементов .

7. Выбор диагностических признаков и разработка алгоритмов определения технического состояния функциональных элементов автоматических систем управления параметрами тепловозного ДВС как регулируемого объекта.

8. Разработка схемных решений и комплекса специализированных средств контроля, диагностирования и управления энергетической установкой тепловоза.

9. Разработка, расчётно-теоретические исследования и эксплуатационные испытания экспериментального и опытно-промышленного образцов системы централизованного контроля, диагностики и управления для тепловозов(СЦКДУ-Т), реализованных на единой информационной базе с применением микропроцессорной техники,

10- Оценка, эффективности применения встроенных средств централизованного контроля, диагностики и управления на магистральных тепловозах.

Научная новизна исследования определяется теоретическими разработками, предназначенными для выработки рекомендаций промышленности по проектированию отдельных элементов тепловозных силовых установок с учетом их работы на частичных и неустановившихся режимах, и применению методов, алгоритмов и средств технического диагностирования при эксплуатации, К этим разработкам относятся: математическая модель динамических процессов в топливоподаю-щей аппаратуре, зависящих от конструктивных параметров ТПА; апробированный метод исследования свойств топливоподающей аппаратуры тепловозного дизеля с использованием ЭВМ, позволяющий на основании уточнённой математической модели процессов впрыска с достаточной для практических целей точностью и в сжатые сроки проводить анализ конструкций с целью получения их статических и динамических характеристик и выбора конструктивных и диагностических параметров; комплекс методик и алгоритмов контроля и диагностирования функциональных элементов систем автоматизации дизелей, основанный на методах параметрической диагностики с использованием технологических карт поиска неисправностей; схемные решения и комплекс специализированных средств контроля, диагностирования и управления энергетической установкой транспортного средства; результаты разработки и эксплуатационных испытаний экспериментального и опытно-промышленного образцов встроенной системы централизованного .контроля, диагностики и управления для тепловозов.

Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что определены направления оптимизации конструктивных параметров ТПА с точки зрения улучшения качества переходных процессов, заключающегося в сокращении длительности переходного процесса, уменьшений заброса цикловой подачи топлива и времени запаздывания изменения цикловой подачи при изменении положения регулирующего органа.

Практические рекомендации по использованию регулируемого тур-бонаддува и снижению потерь теплоты с отработавшими газами служат основой для совершенствования газовоздушного и газовыпускного трактов комбинированного тепловозного дизеля. Это позволяет повысить термический КВД цикла и эффективный КПД двигателя, уменьшить удельный расход топлива и улучшить расходные характеристики турбокомпрессора, что особенно эффективно на долевых нагрузках и неустановившихся режимах работы силовой установки.

Практические разработки методик, алгоритмов, схемных решений комплекса технических средств, предназначенных для контроля и диагностирования функциональных элементов транспортного дизеля, а также для оптимального управления энергетической установкой локомотива, выполненные в результате проведённых исследований, вошли в технический проект двухсекционного магистрального опытно-промышленного образца тепловоза 2Т3121 с системой централизованного контроля, диагностики и управления.

Реализация результатов выполненной работы позволяет: снизить расход топлива на 5,8%; сократить время простоя тепловозов в плановых ремонтах на 20% и ремонтные затраты - на 7.5%; уменьшить в 2 раза расходы на порчи и внеплановые ремонты. Гарантированная экономическая эффективность от внедрения и использования ОЦКДУ-Т на тепловозах составила 156 тыс, руб. на тепловоз ( в ценах на 01.01.98 г.).

Результаты работы использовались НПО "Тепловоепутьмаш" и ПО "Ворошиловградтепловоз" при создании двухсекционных магистральных тепловозов 2ТЭ116А и 2ТЭ121 о СЦКДУ-Т, Отдельные результаты разработок и исследований использовались ПО "Коломенский завод1', ногинским заводом топливной аппаратуры. ПО "Севремавтематика5

В ходе исследований разработаны: устройство для автоматического регулирования температуры электрической машины (Авт. св-зо № 544050). способ управления локомотивом (Авт. св-во № 806491), устройство для автоматического управления транспортным средством (Авт. св-во Кг 1131728), выпускной коллектор двигателя внутреннего сгорания (Авт. св-во № 1320468, авт. св-во № 1244361), устройство для автоматического диагностирования электрооборудования локомотива (Авт. св-во № 1364503), способ контроля технического состояния топливной аппаратуры (патент РФ № 2054573).

Материалы диссертации используются в учебном процессе при подготовке специалистов, выпускаемых Мурманским государственным техническим университетом,

В целом выполненные разработки и результаты исследований внедрены в HIP и ОКР Государственного заказа, изложенных в научно-технических отчетах (Гос, per, № 78070293, № 01840011632, № 01890083959 и др.),

Основные материалы диссертации поэтапно докладывались; на заседании научно-технического совета Ногинского завода топливной аппаратуры (г. Ногинск Московской обл., 1974г.); на всесоюзной XXXI11 научно-исследовательской конференции МАДИ (г. Москва, 1975 г.); на заседаниях научно-технического совета НПО "Тепловозпуть-маш" (г. Коломна Московской обл., 1982 - 1985 г.г.); на секционном заседании ГКНТ (г. Москва, 1983г.); на всесоюзной научно-технической конференции "Создание и обслуживание локомотивов большой мощности" (г, Ворошиловград, 1985г.); на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов, научных и инженерно-технических работников МВИМУ им. Ленинского комсомола (г. Мурманск, 1990 - 1992 г.г,); на 5-ой и 6-ой научно-технических коференциях МРАРФ (г, Мурманск, 1994 г,); на научно-практической конференции БГАРФ "Проблемы активизации научно-технической деятельности в зксклавном регионе России" (г. Калининград, 1998 г.); на расширенном заседании - научном семинаре кафедры ДВС С.-ПГТУ (г. С,-Петербург, 1997 г.); на международной конференции "Двигатель-97" (г, Москва, 1997 г.); на расширенном заседании - научном семинаре кафедр теплотехники и теплосиловых установок и "Локомотивы и локомотивное хозяйство" С.-ПГУПС (г, С.-Петербург, 1998г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Уточнённая структурная схема автоматической системы управления параметрами транспортной силовой установки, содержащая топ-ливоподающую аппаратуру как самостоятельный элемент, обладающий собственной передаточной функцией.

2. Теоретические основы и инженерный метод расчёта статических и динамических характеристик топливоподающей аппаратуры транспортных дизелей с использованием математического моделирования на ЭВМ процессов впрыска вязкого топлива.

3. Дифференциальное уравнение топливоподающей аппаратуры как элемента автоматической системы регулирования угловой скорости вала дизеля. Коэффициенты полученного уравнения второго порядка зависят от конструктивных параметров ТПА.

4. Результаты исследования влияния конструктивных параметров топливоподающей аппаратуры на её динамические свойства при изменении скоростных и нагрузочных режимов работы дизеля.

5. Результаты экспериментально-теоретических исследований, выполненных на уровне изобретений, по повышению эффективности эксплуатации транспортных дизелей с турбонаддувом со свободным турбокомпрессором путем оптимального выбора конструктивных параметров топливоподающей аппаратуры и совершенствования газовыпускного тракта.

5. Методологические аспекты анализа технического состояния топливоподающей аппаратуры транспортных дизелей в эксплуатационных условиях без ее разборки и снятия с дизеля.

7. Схемные решения., результаты разработки и испытаний комплекса технических специализированных средств, предназначенных для контроля., диагностирования и управления энергетической установкой транспортного объекта.

8. Результаты разработки, лабораторных исследований и эксплуатационных испытаний экспериментального и опытно-промышленного образцов системы централизованного контроля, диагностики и управления для магистральных тепловозов,

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Комаров, Геннадий Андреевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований и разработок можно сделать следующие выводы.

1. Основными факторами, определяющими условия эксплуатации, показатели выходной мощности, топливной экономичности и надёжности тепловозных силовых установок является неустановившийся характер скоростных и нагрузочных режимов, вызываемый возмущающими и управляющими воздействиями, и длительная работа на долевых режима«:. Для силовых установок магистральных -тепловозов продолжительность работы на указанных режимах составляет 60-80 % от общего времени работы. В этих условиях радикальным средством улучшения технике-экономических показателей двигателей является согласование статических и динамических характеристик систем топлиЕоподачи и газовоздухоснабжения.

2. Разработана уточнённая общая структурная схема автоматической системы управления параметра,® тепловозной силовой установки с регулируемым турбонаддувом и с выделением топливоподающей аппаратуры в самостоятельный элемент, обладающий собственной передаточной функцией. Все элементы рассмотренной системы идентифицированы с типовыми динамическими звеньями.

3. Выполненный комплекс расчётно-теоретических и экспериментальных исследований топливоподающей аппаратуры тепловозных дизелей ПОЗВОЛИЛ; а) синтезировать алгоритм и разработать методику математического моделирования процессов впрыска, вязкого топлива, позволяющую с достаточной для практических целей точностью и в сжатые сроки проводить анализ конструкций ТПА с целью получения их подробных статических и динамических характеристик; б) для анализа динамических свойств ТПА получить аналитическим путём дифференциальное уравнение второго порядка, коэффициенты ¡которого зависят от конструктивных параметров исследуемой топливной системы; в) выполнить оценку точности расчёта переходных процессов и амплитудно-фазовых частотных характеристик ТПА и установить адекватность полученных математических моделей рассмотренным динамическим процессам; г) провести качественный и количественный анализ влияния конструктивных элементов на переходные процессы топливоподающей аппаратуры и наметить пути улучшения её динамических свойств, последнее выражается в сокращении длительности переходных процессов, уменьшении забросов цикловой подачи топлива и времени запаздывания изменения цикловой подачи при ступенчатом и гармоническом перемещениях регулирующего органа; д) рекомендовать разработанные методики для исследования статических и динамических свойств ТПА при её проектировании и разработке мероприятий по совершенствованию систем топливоподачи дизелей,

4, Теоретически показана возможность улучшения эксплуатационных показателей силовой установки тепловоза за счёт применения комбинированной АСР турбонаддува, обеспечивающей программное регулирование коэффициента избытка воздуха в зависимости от угловой скорости коленчатого вала дизеля, цикловой подачи топлива и возмущающих воздействий.

5, Разработана новая конструкция выпускного коллектора с вакуумной изоляциеи, позволяющая повысить термическии КЦц цикла двигателя, уменьшить расход топлива, улучшить расходные характеристики турбонагнетателя в переходных процессах. Конструкция коллектора защищена авторскими свидетельствами №№ 1244361, 1320468. Проведен расчётно-теоретический анализ влияния теплофи-зических характеристик выпускного коллектора двигателя на процесс теплопередачи. Для исследования эффективности вакуумной изоляции создан лабораторно-исследовательский стенд, позволяющий проводить экспериментальную оценку потерь теплоты с отработавшими газами в зависимости от различных факторов.

5, Предложена новая конструкция автоматической системы регулирования температуры электрических машин, поддерживающей температуру их обмоток на заданном уровне независимо от условий и режимов работы при наименьших затратах энергии на охлаждение и качественных процессах регулирования. Устройство для автоматического регулирования температуры электрической машины защищено авторским свидетельством № 544050.

7. Проведён статистический анализ качества работы функциональных элементов транспортных силовых установок как объектов автоматизации, позволивший систематизировать наиболее характерные неисправности, появляющиеся в условиях эксплуатации, и разработать технологические карты поиска неисправных элементов. Это даёт возможность проводить периодическую подрегулировку параметров систем автоматизации и эксплуатировать эти системы с оптимальными значениями настроечных параметров, улучшить технико-экономические показатели объекта, уменьшить износ основных узлов и агрегатов и увеличить ресурс их работы.

8. При исследовании топливоподающей аппаратуры транспортного двигателя как объекта диагностирования разработаны методы и средства определения её технического состояния без разборки и снятия с двигателя, В результате проведённого анализа предложены методы, обладающие наиболее высокой точностью и универсальностью. На метод диагностирования ТПА по её динамическим свойствам получен патент РФ на изобретение № 2054573.

9. Для контроля технического состояния систем охлаждения и смазки транспортных двигателей использовались методы параметрической диагностики, основанные на допусковом контроле, при которых качество функционирования элементов определялось величиной отклонения числовых значений выбранных диагностических параметров от нормы для заданного режима работы двигателя. Разработан алгоритм диагностирования АСР температуры теплоносителей, реализующих различные законы регулирования.

10. Разработаны методика, алгоритм и устройство для диагностирования электрических цепей управления тепловозом, в основу которых положен принцип последовательного автоматического опроса выбранных контрольных точек в проверяемых электрических цепях. Устройство защищено авторским свидетельством N 1364503.

11. На основе математической теории оптимального управления разработаны и апробированы в эксплуатационных условиях алгоритм и устройство для оптимального по расходу топлива управления силовой установкой тепловоза при соблюдении заданного графика движения. На способ и устройство управления локомотивом получены авторские свидетельства № 806491, № 1131728.

12. Для повышения эффективности эксплуатации тепловозов проведён комплекс работ по созданию системы централизованного контроля, диагностики и управления, в которую были заложены программы, реализующие разработанные алгоритмы. Система представляет собой встроенную установку, позволившую на единой информационной базе обеспечить решение различных задач контроля, сигнализации, регистрации параметров, диагностирования силовой установки и вспомогательного оборудования, а также оптимального управления тепловозом при ведении поезда. Технологические показатели комплектующих изделий системы удовлетворяют условиям серийного производства,

13, Эксплуатационные испытания экспериментального и опытно-промышленного образцов СЦКДУ-Т на тепловозах 2Т3116А-003 и 2ТЭ121-010 показали правильность основных принципов, заложенных при разработке системы, и эффективность её использования. При этом применение микропроцессорной техники и блочно-модульной структуры, на базе которых разработана система, позволяет без изменения основных принципов ее построения, а только изменением программ и введением дополнительных блоков наращивать Функциональные возможности системы от контроля и диагностирования до автоматического управления основным и вспомогательным оборудованием тепловозов,

14, Выполнен комплекс расчётно-теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание новых технологических решений в области автоматизации процессов контроля и диагностирования силовых установок тепловозов, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте,

15, Гарантированная техники-экономическая эффективность внедрения и использования выполненных разработок на тепловозах составляет 156 тыс, руб. на тепловоз ( в ценах на 01,01,98 г,),

Реализация результатов выполненной работы позволяет: снизить расход топлива на 5,8 % ив-за более точной настройки и регулировки силовой установки тепловоза, а также за счет улучшения качества рабочих процессов путём согласования подачи топлива и расхода воздуха на неустановившихся режимах, режимах холостого хода и частичных нагрузках; сократить ремонтные затраты на 7,5 %, снизить простой тепловозов в плановых ремонтах на £0 %5 уменьшить в 2 раза расходы на порчи и внеплановые ремонты за счет технического диагностирования тепловозов в условиях эксплуатации и сокращения времени простоя в ремонтах; повысить среднюю участковую скорость движения на 3 1 за счёт автоматизированного выбора оптимальных режимов ведения поезда при более точном соблюдении графика, движения,

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Комаров, Геннадий Андреевич, 1998 год

1. Автоматический поиск неисправностей / А.В.Мозгалевский, В.Д.Гаокаров, Л. П.Глазунов, В.Д.Ерастов. - Л.: Машиностроение, 1967.

2. Автоматизация технологических процессов пищевых производств / Под ред. Е.В.Карпина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Аг-ропромиздат, 19В5.

3. Аксельрод В.Б. Особенности регулировки судовых двигателей: Учебное пособие. Калининград, 1979.

4. Аксенова Г.П., Согомонян E.G. Построение оамопроверяемых схем встроенного контроля. Ж-л "Автоматика и телемеханика", 1975, N 7.

5. Алейников Ю-П., Кузнецов Т.Ф., Черняков A.A. Диагностика тепловозных дизелей методом анализа состава отработавших газов, Тезисы докладов. Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1979.

6. Алексеев H.A., Ушаков В.М. Эксплуатация судовых микропроцессорных систем, М, ,* Транспорт, 1994,

7. Аронов О.Н., Штыков В.Ф. Автоматизация управления дизель-электрической гребной установкой на режимах разгона гребного электродвигателя, Ж-л "Двигателестроение", 1982, N 8.

8. Архангельский B.C. Регуляторы частоты вращения судовых дизелей. Л.: Судостроение, 1989.

9. Астахов И.В., Трусов В.И., Хачиян A.C. и др. Подача и распиливание топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1971.

10. Крутов В.И., Данилов Ф.М., Комаров Г.А. и др. Автоматическое регулирование скорости дизелей. "ДВС". М.: НМЙИНФОРМтяжмаш, 1974, N 23.

11. Крутов В,IL , Комаров Г.А. Влияние конструктивных параметров топливоподающей аппаратуры на ее динамические свойства. "Изв. ВУЗов. Машиностроение", 1975, N 9.

12. Крутов В.Н., Комаров Г.А. и др. Техническая диагностика топливной аппаратуры дизелей, "ДВС". М.: НЙИИНФОШтяжмаш, 1975, N 18.

13. Крутов В.Н., Комаров Г.А. Влияние конструктивных элементов топливной аппаратуры на ее динамические свойства. Сб. "ДВС".- М.: НМШНФОРМтяжмаш, 1975, N 7.

14. Крутов В.И, Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект. м.: Машиностроение, 1978.

15. Колосов В.Г., Мелехин В.Ф. Проектирование узлов и систем автоматики и вычислительной техники. Л.: Энергоатомиздат, 1983.

16. Кузьмик П.К. Моделирование переходных процессов транспортного дизеля с учетом основных нелинейностей. Автореф. дисо. на соискание уч, ст. кандидата техн. наук. М., 1969.

17. Кузьмин Р.В. Техническое состояние и надежность судовых механизмов. Л,г Судостроение, 1974.

18. Куликовский К.Л., Купер В,Я. Методы и средства измерений,- М.: Энергоатомиздат, 1986.

19. Куриц A.A., Фаворов Ю.Л., Шедей А,И. и др. Техническая диагностика тепловозных дизель-генераторов. Ж-л "Железнодорожный транспорт", 1972, вып. N1.

20. Куриц A.A., Черняков A.A. Вопросы теории и практики технической диагностики тепловозов в эксплуатации. Тезисы доклада.

21. Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1979.

22. Лазарян В.А., Блохин Е.П. Требования к системам управления вспомогательными локомотивами. Ж-л "Железнодорожный трансrrriprn" -1 П^Ц ЫКiiwl^i. , Л. с? i ij , АЧ'-i .

23. Лебедев А.Т. Разработка методов расчета автоматических систем управления теплоэнергетическими установками в переменных режимах. Автореф. дисо. на соискание уч. от, доктора техн. наук.1. TT -1 Г1>"зГ.- Ji, j 13 i d.

24. Лебедев М.Д, Состояние и развитие автоматических систем контроля. М.: Энергия, 1968.

25. Левин Г.И. Методы проверки дизеля без его остановки. Ж-лfj» -г r».^»,— -1 Qrji-J "ftT-i Г\

26. OJi. Iii XBiUL. IKfö , 13iü, 14J.U.

27. Лейтман М.Б., Мелик-Шахназаров A.M. Компенсационные измерительные преобразователи электрических величин. М.: Энергия, 1978.

28. Леонов О.Б. Определение подачи топлива в циклах неустановившегося режима работы дизеля. Труды МВТУ N 282, вып. 2. М.:i r-.i-i-n i'd / о ,

29. Леонов О.Б., Патрахальцев H.H. Исследование процесса топливоподачи при неустановившемся режиме работы дизеля. "Изв. ВУЗов. Машиностроение", 1971, N 7.

30. Леонов О.Б,, Павлюков В.Г,, Патрахальцев H.H. Корректирование характеристик дизеля регулированием начального давленияпе 5<ТОП*' и т/гит*ттлу-\г»!шт<"> -i ri>-jrj тл п лхишшвс!. '-О. ДЬЬ . 1У1-; шхкшпыРигшТЯлмаШ, JLSiü, N

31. Луков Н.М, Автоматическое регулирование температуры двигателей. М.: Машиностроение, 1977.

32. Хомич А.З. и др. Диагностика и регулировка тепловозов / Хомич А.8., Жалкин С.Г., Оимсон А.Э., Тартаковский Э.Д. М.:1рсшипирт, iaiг .

33. Цветков Э.И. Методические погрешности статистических измерений. Л.г Знергоатомиздат, 1984.

34. Дурган О.В. и др. Автоматическое регулирование температуры электрических машин / Цурган О.В., Петрожицкий A.A., Петраков В.А., Комаров Г.А., Луков Н.М. Труды ВНИТИ, вып. 56, Коломна,1 QQV

35. Черняков A.A., Шабанов В.А,, Найдёнов И.Ф. О результата;-: исследования надёжности тепловозов серии 2Т310В на железных дорогах Казахстана. Тезисы докладов. Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1979,

36. Черняков A.A. и др. Комплексное обслуживание турбокомпрессоров тепловозных дизелей в эксплуатации. Тезисы докладов.д -n-, атл. т/ ^ т-. 7 тт/гтл'т т ^гт/î -i г\*~7г"i

37. HJiNiB htа : nacsrlMm in, i a ! a.

38. Черняков A.A., Шабанов В.А., Найдёнов И.Ф. Методика оптимизации межремонтных пробегов тепловозов между ТО-3 и ТР-1 в зависимости от условий эксплуатации и пробега от постройки. Тезисы докладов. Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1979.

39. Шатров В.И. Анализ переходных процессов линейной модели транспортного дизеля с турбонаддувом. Автореф. диоо, на соискание уч. ст. кандидата техн. наук. М., 1966.

40. Шишлов Г.Н., Васильев Ю.Н. Гидрозапорная топливная аппаратура судовых дизелей. М.: Транспорт, 1970.

41. Штыков В.Ф. Дизель-электрические гребные установки в неустановившихся режимах. М.: Колос, 1995.

42. Зпштейн A.C. Переменные режимы двигателей с газотурбин- Q-i П 1. Л. wным наддувом. М.: Машгиз, 1962.

43. Vogel W. Die Nachahmung eines Duseleinopritzvorgongs aufeinem elektronishen Analogrechner. "MTZ", 1963, N 1.

44. Some development work on the oockerill. "Gas and oil Power". 1966j N 728,

45. Bayati I.E., Tyson R,M, Propulsion flow transient accomodation control, AHA Paper, 1970, M 694,

46. Kunioki H, Die Entwicklung von Diagnosemethoden-ein Beitrag zum rationellen Fahrzeugeinsatz. "DET - Eisenbahntechn,", 1980, 28, N 2,

47. Holtze Ralf-Peter. Diagnostik am System der Leistungssteuerung von Diesellokomotiven mit elektrischer Kraftübertragung. "DET - Eisenbahntechn,", 1980, 28, N 7,

48. Eikermann lurgen, Wiedemann Ulrich, Scherf Hartmut, Einsatz von Mikrorechnern auf Bachnfahrzeugen, "BBC- Nachr.",•1 Qpn P,9 1\! 1

49. Ishida Takaharu, Tokuno Hiroshi, Ozaki Akira. Testing equipment for railroad coaches comprising a new type of operator console, "Mitsubishi denki giho,", 1978, 52, N 7,

50. Dressier Helmut, Lang Friedrich, Diagnosegerat fur elektroniche Loksteuerung. "BBC - Nachr.", 1977, 59, N 5.

51. Krauss-Maffei, Bietet in Kurre den automatischen Rilot fur lokomotiven Eisenbahningeniener, 1973. 24, N4.

52. Peter S. Suvorov. The Choice of the Criterion of Optimum Control Over Main Ship's Diesel Loading Process, "BRODOGRADN-JA", 1995, 43, 48-51.1. УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ

53. Генеральный директор Генеральный директор

54. НПО "Тепловозпутьмаш" ЛНПО "Буревестник" п/п Нестеров Э.И. п/п Тихонов B.C.

55. ПО г\ т П тг П тг ьт -1 г и i U г, U л rf хпроведения эксплуатационных испытаний в депо Кочетовка

56. ОЦКДУ-Т на базе УДКУ-Т на тепловозе 2Т3116А-0031. Требования к испытаниям

57. Испытания проводились в депо и на участках Кочетовка -Турмасово, Кочетовка Кирсанов в соответствии с программой и методикой испытаний тепловоза 2Т3116А-003, оборудованного ОЦКДУ-Т, утвержденной Союзтепловозпутьмашем, ЦТ МПС и Союзаналитприбором,

58. Предварительные испытания СЦКДУ-Т проведены во ВНИТИ под реостатом и при обкатке тепловоза на ж.д. ветке Годутвин Озёры. Результаты этих испытаний приведены в отчете ВНИТИ по теме 78.4.14.085.

59. При проведении испытаний обнаружены выходы из строя отдельных датчиков и преобразователей (давления, тока и напряжения) ,

60. Ответственные за проведение испытаний: От ВНИТИ От ЛНПО "Буревестник" п/п Г.А.Комаров п/п О.Д.Альтшульит ЛОМНУ "Аналитприборнподписи удостоверены.

61. Проректор МГТУ по науке и развитию1. ОТЗЫВна технический отчёт И-58-80 "Разработка рабочего проекта УЦКУ-Т"

62. Проректор МГТУ по науке и развитиюд : о. ¿^¿Д и1. ОТЗЫВна технический отчёт ВНИТИ № И-92-83 "Оборудование тепловоза УЦКУ-Т, проведение эксплуатационных испытаний и разработка мероприятий о порядке работ по созданию УЦКУ-Т второй очереди"

63. Весьма актуальным представляется выполнение УЦКУ-Т функции автоматизации процесса поиска неисправностей в электрических цепях тепловоза,

64. Результаты предварительных испытаний УЦКУ-Т показали принципиальную возможность работы микропроцессорной техники на тепловозах, что позволяет надеяться на расширение выполняемых функций опытно-промышленным образцом УЦКУ-Т,

65. В опытном образце целесообразно использовать групповые преобразователи с коммутацией сигналов низкого уровня, что значительно снизит число входов на коммутатор сигналов высокого уровня и упростит устройство.

66. Необходимо сократить габаритные и весовые показатели УЦКУ-Т за счет уменьшения количества блоков питания.

67. Окончательные выводы о жизнеспособности и надежности работы УЦКУ-Т на магистральных тепловозах могут быть сделаны после проведения длительных эксплуатационных испытаний по программе, утвержденной ЦТ МПС, Союзтепловозпутьмашем и Союзаналитприбором.

68. Постановление ПШТ и Госплана СССР от 8.12.81 $ 491/244 Х " ^ 13,0 на секцию 7". Начало Й.Окоячакне. 35,0 «шс.руб. }

69. БФ 12. ФЦ "' . ■ • ГОДЫ.' '

70. Плановые затраты на выполняемы 1тыс.ру б) 15.Намечаемый годовоЗ выпуск (ед.нзм.) 1 -7:\ З&каячжк

71. Наименование главного управлевжя41. ОТрАСП* ;сцй^-тг.Шхфр 1эавл«я з.Щяфр темь834.14 0261. ТЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТОЧКА1. ТЛЮ Тепловозцутьмащ

72. Кр'-тх&а'к°£мдвед, оргаядзаытд"

73. Создание и освоение производства тепловоза 2ГЭ12Г с системой централизованного контроля, диагностики и управления, (СЦКДУ-Т)

74. Наименование темы (изделия)1. К уаветвдено в 1983 гГ5. ТЗ, ТЭТ' 18. Т«хаяхо^акояшщ»схвв показателе (в сравнения с лучтхм •'■ . г . зарубежный ияк отечаст&^ЕНым образцом):-.■■•м-.'-'. . > : -." " " ' ' ' ' ; \