Preview

Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ)

Расширенный поиск

Метод регулировки топливной аппаратуры тепловозного дизеля по характеристике тепловыделения в условиях эксплуатации

https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-1-20-29

Полный текст:

Аннотация

Дизельные двигатели снабжают механической энергией почти половину локомотивов российских железных дорог. Для обеспечения паспортных характеристик тепловозного дизеля в течение всего периода эксплуатации требуется периодическая настройка топливоподающей аппаратуры. При ее настройке необходимо обеспечить баланс мощности между цилиндрами дизеля, при этом не превышать заградительные параметры по максимальному давлению сгорания и температуре отработавших газов. Это достигается за счет идентичности цикловых подач топлива по цилиндрам дизеля и близкого соответствия углов опережения подачи топлива между разными цилиндрами. Существующие методы настройки топливоподающей аппаратуры не позволяют выполнить регулировку с требуемой точностью или слишком сложны и трудоемки при реализации. В настоящей статье предложен теоретически обоснованный и экспериментально проверенный метод настройки цикловой подачи и угла опережения подачи топлива по результатам измерения давления в цилиндре через штатный индикаторный канал в условиях эксплуатации. Для вычисления характеристик активного тепловыделения, по которым определяются относительные параметры, характеризующие состояние топливоподающей аппаратуры, использована индикаторная диаграмма. Расчетное исследование показало, что предлагаемые параметры эквивалентны относительной цикловой подаче топлива и относительному углу опережения подачи топлива. Экспериментальная проверка, выполненная на одноцилиндровом отсеке двигателя ОЧ18/22 с гидромеханической топливной аппаратурой, показала возможность настройки топливоподающей аппаратуры предлагаемым методом с удовлетворительной точностью.

Об авторах

А. Ю. Коньков
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО «ДВГУПС»)
Россия

Коньков Алексей Юрьевич, д-р техн. наук, доцент, кафедра «Траспорт железных дорог»

Хабаровск, 680021



А. И. Трунов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тихоокеанский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ТОГУ»)
Россия

Трунов Антон Игоревич, преподаватель, кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»

Хабаровск, 680042



А. Д. Гурьянова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО «ДВГУПС»)
Россия

Гурьянова Алёна Дмитриевна, студентка, специальность «Подвижной состав железных дорог»

Хабаровск, 680021



Список литературы

1. Институт исследования проблем железнодорожного транспорта [Электронный ресурс]. URL: http://iizd.ru/o-sostoyaniilokomotivnogo-parka-oao-rossijskie-zheleznye-dorogi/ (дата обращения: 19.12.2020 г.).

2. Диагностирование дизелей / Е. А. Никитин [и др.]. М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

3. Лобанов И. И. Повышение эксплуатационной эффективности тепловозных дизелей применением средств оперативной диагностики: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.22.07. М., 2017. 23 с.

4. Коньков А. Ю., Лашко В. А. Диагностирование дизеля на основе идентификации рабочих процессов. Владивосток: Дальнаука, 2014. 364 с.

5. Hountalas D. T., Kouremenos D. A., Sideri s M. A. Diagnostic Method for Heavy-Duty Diesel Engines Used in Stationary Applications // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2004. No. 126 (4). Р. 886. DOI: 10.1115/1.1787500.

6. L amari s V. T., Hountalas D. T. A general purpose diagnostic technique for marine diesel engines – Application on the main propulsion and auxiliary diesel units of a marine vessel // Energy Conversion and Management. 2010. Vol. 51. No. 4. P. 740–753. DOI: 10.1016/j.enconman.2009.10.031.

7. Lin T., Tan A., Mathew J. Condition monitoring and diagnosis of injector faults in a diesel engine using in-cylinder pressure and acoustic emission techniques // Proceedings of the 14th Asia Pacific Vibration Conference — Dynamics for Sustainable Engineering / Department of Civil and Structural Engineering, The Hong Kong Polytechnic University. [S. l.], 2011. Vol. 1. P. 454–463.

8. Коньков А. Ю., Конькова И. Д. Новый способ контроля начала подачи и сгорания топлива в тепловозных дизелях // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78. № 4. С. 233–240. DOI: 10.21780/2223-9731-2019-78-4-233-240.

9. Sharkey A. J., Chandroth G. O., Sharkey N. E. A MultiNet System for the Fault Diagnosis of a Diesel Engine // Neural Computing & Applications. 2000. No. 9. P. 152–160. DOI: 10.1007/s005210070026.

10. Leonhardt S., Muller N., Isermann R. Methods for engine supervision and control based on cylinder pressure information // IEEE/ ASME Transactions on Mechatronics. 1999. No. 4 (3). P. 235–245. DOI: 10.1109/3516.789682.

11. Leonhardt S., Ludwig C., Schwarz R. Real-time supervision for diesel engine injection // Control Engineering Practice. 1995. Vol. 3. No. 7. P. 1003–1010. DOI: 10.1016/0967-0661(95)00084-8.

12. Witkowski K. Diagnosis of injection system marine diesel engine with the use of the heat release characteristics [Электронный ресурс] // Combustion Engines. 2015. Vol. 54. No. 3. P. 392–398. URL: https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-a0f077b0b2f5-4a72-9a8c-c0a50b488662# (дата обращения: 19.12.2020 г.).

13. Witkowski K. Research the Possibility of Obtaining Diagnostic Information about the Ships Engine Fuel Injection System Condition based on the Analysis of Characteristics of Heat Release // Journal of KONES. 2019. Vol. 26. No. 3. P. 249–256. DOI: 10.2478/kones-2019-0080.

14. Gao J., Wu Y., Shen T. Experimental comparisons of hypothesis test and moving average based combustion phase controllers // ISA Transactions. 2016. No. 65. P. 504–515. DOI: 10.1016/j.isatra.2016.09.003.

15. Schiefer D., Maennel R., Nardoni W. Advantages of Diesel Engine Control Using In-Cylinder Pressure Information for Closed Loop Control // SAE Technical Papers. 2003. No. 1. DOI: 10.4271/200301-0364.

16. Willems F., Doosje E., Engels F. Cylinder Pressure-Based Control in Heavy-Duty EGR Diesel Engines Using a Virtual Heat Release and Emission Sensor // SAE Technical Papers. 2010. No. 1. DOI: 10.4271/2010-01-0564.

17. Corti E., Moro D., Solieri L. Real-Time Evaluation of IMEP and ROHR-related Parameters // SAE Technical Papers. 2007. No. 24. DOI: 10.4271/2007-24-0068.

18. Ritscher B. Dual-fuel engine with cylinder pressure based control // MTZ industrial. 2013. No. 3. P. 14–23. DOI: 10.1007/s40353013-0094-5.

19. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий процесс быстроходного поршневого двигателя / Б. С. Стечкин [и др.]. М.: АН СССР, 1960. 199 с.

20. Heat Release Analysis of Engine Pressure Data / J. A. Gatowski [et al.] // SAE Transactions. 1984. Vol. 93. No. 5. P. 961–977.

21. Gu F., Jacob P. J., Ball A. D. Non-parametric models in the monitoring of engine performance and condition. Part 2: Non-intrusive estimation of diesel engine cylinder pressure and its use in fault detection // Journal of Automobile Engineering. 1999. No. 2 (213). P. 135–143.

22. Johansson T., Stenlaas O. Heat Release Based Virtual Combustion Sensor Signal Bias Sensitivity // SAE Technical Papers. 2017. No. 1. DOI: 10.4271/2017-01-0789.

23. Васин П. А. Для диагностики тепловоза — комплекс «Магистраль» // Локомотив. 2001. № 7. С. 27–31.

24. Evaluation of a New Diagnostic Technique to Detect and Account for Load Variation during Cylinder Pressure Measurement of Large-Scale Four-Stroke Diesel Engines / D. Hountalas [et al.] // SAE Technical Papers. 2012. No. 1. DOI: 10.4271/2012-01-1342.

25. Коньков А. Ю., Маркелов А. А. Прибор для измерения индикаторной диаграммы тепловозных дизельных двигателей // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 11. С. 58–61.

26. Коньков А. Ю., Лашко В. А. Диагностирование технического состояния тепловозного дизеля по индикаторной диаграмме на основе теории идентификации // Двигателестроение. 2009. № 3. С. 19–23.

27. Hountalas D., Anestis A. Effect of pressure transducer position on measured cylinder pressure diagram of high speed diesel engines // Energy Conversion and Management. 1998. Vol. 39. No. 7. P. 589–607. DOI: 10.1016/S0196-8904(97)10009-7.

28. Трунов А. И., Коньков А. Ю., Горелик Г. Б. Исследование влияния индикаторного канала на точность измерения давления в цилиндре ДВС // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции «Двигатель-2018». М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. C. 18–27.

29. Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-РК [Электронный ресурс]. URL: https://diesel-rk.bmstu.ru (дата обращения: 19.12.2020 г.).

30. Лашко В. А., Коньков А. Ю. Расчетный метод коррекции действительного положения ВМТ при индицировании ДВС // Двигателестроение. 2007. № 3 (229). С. 34–38.


Для цитирования:


Коньков А.Ю., Трунов А.И., Гурьянова А.Д. Метод регулировки топливной аппаратуры тепловозного дизеля по характеристике тепловыделения в условиях эксплуатации. Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2021;80(1):20-29. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-1-20-29

For citation:


Kon’kov A.Yu., Trunov A.I., Gur’yanova A.D. Method of adjusting fuel equipment of a diesel locomotive by heat release feature under operating conditions. VNIIZHT Scientific Journal. 2021;80(1):20-29. (In Russ.) https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-1-20-29

Просмотров: 50


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-9731 (Print)
ISSN 2713-2560 (Online)