СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 20.06.2020, 14:33   #1 (ссылка)
V.I.P.
 
Аватар для бабулер47


Регистрация: 18.05.2020
Сообщений: 32
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 0 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Записей в дневнике: 55
Загрузки: 14523
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: [03-2020] Электронная система управления впрыском топлива магистральных тепловозов


Электронная система управления впрыском топлива магистральных тепловозов


Е.Е. КОССОВ, д-р техн, наук, профессор, Л.Е. КОССОВА, инженер, АО «ВНИИЖТ», г. Москва

В журнале «Локомотив» неоднократно упоминалась электронная система управления впрыском топлива (ЭСУВТ) производства ООО «ППП Дизельавтоматика» (г. Саратов) в связи с широким применением ее на маневровых тепловозах [1]. Опыт эксплуатации тепловозов, оборудованных этой системой, показал ее устойчивую работу и стабильную экономию топлива. Однако опыт применения ЭСУВТ на магистральных тепловозах практически отсутствует.
В 2016 г., с непосредственным участием АО «ВНИИЖТ», системой ЭСУВТ были оборудованы четыре тепловоза 2ТЭ116У и один тепловоз 2ТЭ116. Но поднадзорная эксплуатация этих локомотивов не была организована, и достоверные данные об их эксплуатации отсутствуют. Эти обстоятельства в значительной мере объясняются недопониманием сути работы системы и того, что от нее можно ожидать при применении на магистральных тепловозах. Устройство системы ЭСУВТ уже описывалось на страницах журнала, поэтому сейчас мы обратим внимание лишь на некоторые её свойства.


Прежде всего, следует обратить внимание на существенно более высокое качество регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля, мощности тяговой передачи и переходных процессов. Немногие знают, что электронная система управления подачей топлива реализует оптимальное управление переходным процессом — изменение режима работы дизель-генератора тепловоза с максимальным быстродействием при заданных ограничениях углового ускорения коленчатого вала и параметров рабочего процесса дизеля, таких как индикаторный КПД и максимально допустимые величины температуры и давления рабочего тела в цилиндре [2].
На рисунке показано изменение по времени некоторых показателей работы силовой установки тепловоза в переходном процессе увеличения частоты вращения коленчатого вала и мощности тягового генератора при управлении электромеханическим 2-7РС (синие линии) и электронным ЭСУВТ (красные линии) регуляторами.
При применении регулятора 2-7РС изменение частоты задается штрихпунктир-ной синей линией (см. рисунок, а), однако из-за роста мощности тягового генератора пропорционально частоте вращения (см. рисунок, б, синяя линия), цикловая подача быстро возрастает (см. рисунок, в, синяя линия), достигая максимума, рост частоты вращения уменьшается (см. рисунок, а, сплошная синяя линия). Высокая подача топлива приводит к значительному снижению коэффициента избытка воздуха, индикаторного КПД и росту температуры выпускных газов (см. рисунок, г,д,е, синяя линия). Процесс сопровождается сильным дымлением.
В случае применения электронного регулятора изменение частоты вращения задано несколько большим, чем на регуляторе 2-7РС (см. рисунок, а, красная линия), однако система управляет нагрузкой тягового генератора (см. рисунок, б, красная линия) так, чтобы подача топлива соответствовала заданному ограничению (см. рисунок, в, красная линия) и выполнялось заданное изменение частоты вращения коленчатого вала (см. рисунок, а, красная линия). При этом до окончания разгона коленчатого вала коэффициент избытка воздуха, индикаторный КПД и температура выпускных газов остаются практически неизменными и равными выбранным значениям (см. рисунок, г,д,е, красная линия). Очевидно, и дымность выпуска не превышает допустимой величины, так как соответствует выбранному ограничению подачи воздуха.

Однако есть особенность, на которую стоит обратить внимание. Из рисунка в очевидно, что расход топлива в дизеле за время переходного процесса меньше при оптимальном управлении. Но что происходит с расходом топлива на тягу поезда, т.е„ с КПД тепловоза? Оказывается, что из-за снижения в оптимальном переходном процессе мощности тягового генератора, КПД тепловоза становится ниже, чем в обычном переходном процессе, несмотря на то, что индикаторный КПД дизеля в оптимальном процессе выше.
Конечно, это не значит, что нужно отказаться от оптимального переходного процесса. Нужно только понять, что назначение такого процесса — не экономия топлива, а защита дизеля от работы с недопустимыми параметрами рабочего процесса, т.е. обеспечение надежности его работы, и снижение выбросов вредных веществ.
Чем выше среднее эффективное давление дизеля, тем больше давление и температура рабочего тела в цилиндре двигателя. В переходном процессе величины этих параметров могут превысить допустимые пределы. Важно защитить его от механических и тепловых перегрузок, возникающих в переходных процессах. В оптимальном переходном процессе ограничение подачи топлива в значительной степени определяется допустимыми параметрами рабочего процесса, но не может быть выше определенной величины из-за необходимости выполнения требований по быстродействию. Поэтому в высокофорсированных по среднему эффективному давлению дизелях даже в оптимальном переходном процессе параметры рабочего процесса находятся на уровне допустимых по условиям обеспечения надежности работы деталей цилиндропоршневой группы и турбокомпрессора. Поэтому на таких дизелях необходимо строго регламентировать равномерность загрузки цилиндров и обеспечивать выполнение этих требований эксплуатации.
Сейчас неравномерность загрузки цилиндров регламентируется допусками на равномерность распределения величин максимального давления сгорания и температуры выпускных газов по цилиндрам двигателя. Существующие сегодня требования к допускам на эти показатели и методы их измерений отстали от развития тепловозных дизелей и требуют их существенного изменения. Прежде всего, нужно существенно повысить качество и класс точности приборов, измеряющих эти величины.

Наибольшие неприятности в эксплуатации доставляет операция установки термопар и их проводов. Для дизелей с высоким средним эффективным давлением (от 1,5 мПа и выше) необходимо потребовать установку термопар и их проводов при изготовлении на заводе в стационарном исполнении. В этом случае в требования к ЭСУВТ можно будет включить дополнительную функцию контроля распределения и корректировки в эксплуатации равномерности температур выпускных газов по цилиндрам.
Конечно, применение ЭСУВТ на магистральных тепловозах может привести к некоторой экономии топлива. Прежде всего, это экономия при работе на холостом ходу с пониженной до 280 — 300 мин 1 частотой вращения коленчатого вала. Другой путь — более полное использование возможностей дизеля при нестандартных температурах наружного воздуха. В соответствии с техническими условиями тепловоз должен реализовывать полную мощность в диапазоне температур наружного воздуха от минус 40 до плюс 40 °C. Следовательно, при температуре ниже 40 °C имеется определенный запас по теплонапряженности дизеля и электрических тяговых машин, который можно использовать.
На тепловозах 2ТЭ11 б, оборудованных ЭСУВТ, была осуществлена корректировка скоростной характеристики дизеля в зависимости от температуры наружного воздуха. Контроллером машиниста задавалась мощность, соответствующая стандартной тепловозной характеристике. При снижении температуры наружного воздуха частота вращения коленчатого вала уменьшалась так, чтобы параметры рабочего процесса дизеля оставались в пределах допустимых величин.
При таком управлении заданная контроллером мощность оставалась неизменной. Уменьшались мощность механических потерь в дизеле и мощность агрегатов тепловоза, частота вращения которых жестко связана с частотой вращения коленчатого вала. Снижение потерь мощности приводит к соответствующей экономии топлива. При эксплуатации в умеренном климате экономия топлива может составлять 3 — 5 %
в год. С учетом экономии топлива при работе на холостом ходу общая экономия топлива может составлять 5 — 6 %. Это, конечно, неплохо, но главное назначение ЭСУВТ — не экономия топлива, а обеспечение надежности работы силовой установки локомотива.

К сожалению, сейчас не проводятся исследования количественных показателей надежности. Поэтому трудно сопоставить эффективность повышения экономичности и надежности. Очевидно, что внедрение высокофорсированных дизелей приводит к повышению топливной экономичности. Но к чему приведет возможное снижение надежности? Неслучайно на тепловозе 2ТЭ25 пришлось заменить дизель 12ЧН26/26 на 16ЧН26/26 практически без увеличения мощности тепловоза.
При применении систем управления типа ЭСУВТ на магистральных тепловозах необходимо организовать совместную работу создателей системы и завода-изготовителя дизеля. Только завод-изготовитель может определить допустимые режимы работы дизеля при изменении наружных условий и допускаемую неравномерность загрузки цилиндров дизеля. При сотрудничестве с заводами-изготовителями можно ставить задачу создания адаптивной системы управления, обеспечивающую автоматическую корректировку подачи топлива и угла опережения впрыска для выравнивания загрузки цилиндров и поиска режима с наименьшим расходом топлива в конкретных условиях эксплуатации. Итак, специалистами ППП «Дизель-автоматика» (г. Саратов) совместно с АО «ВНИИЖТ» создана и проверена в эксплуатации отечественная электронная система управления впрыском топлива (ЭСУВТ). В связи с тем, что система осуществляет оптимизацию переходных процессов, ее применение особенно важно на магистральных тепловозах с высокофорсированными дизелями. Для обеспечения надежной работы таких дизелей необходимо уменьшить допуски на неравномерность загрузки цилиндров и усовершенствовать средства измерения регламентируемых показателей. Кроме обеспечения надежной работы, применение ЭСУВТ позволяет получать экономию топлива. В перспективе на базе созданной системы возможно создание адаптированной системы, обеспечивающей и надежную работу высокофорсированных дизелей, и экономию топлива.

Библиография:
1. Кирьянов А.Н. Эффективность работы тепловозов с электронной системой управления впрыском топлива. «Локомотив», 2014 г., № 1, с. 34 — 37.
2. Коссов Е.Е., Сухопарое С.И. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов. М.: Интекст, 1999, 184 с.
бабулер47 вне форума   Ответить с цитированием 0
Объявления
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[12-1997] Микропроцессорная система управления электропередачей тепловозов Admin xx2 2 23.12.2014 16:02
Комплекс измерительный объема топлива тепловозов - КВАРТА-Р Admin Тяговый подвижной состав 0 06.09.2012 08:03
[06-2012] Резервы экономии топлива при эксплуатации тепловозов 2ТЭ116 Admin xx2 0 19.08.2012 11:37
КВАРТА Р. (комплекс измерительный объема топлива тепловозов) Grin59 Машинисты 0 12.03.2012 09:27
КВАРТА. (Комплекс измерительный объема топлива тепловозов Grin59 Машинисты 0 12.03.2012 09:11

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
2te116, 2te25, вниижт, локо0320, локомотив, тепловоз


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 22:38.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4