Экспериментальные исследования системы автоматического регулирования частоты вращения вала тепловозного дизеля

Рассмотрена актуальная проблема выбора оптимальной структуры и параметров электронного регулятора частоты вращения коленчатого вала тепловозного дизеля. Представлена разработанная в ООО «ППП Дизельавтоматика» (г. Саратов) система электронного управления подачей топлива типа ЭСУВТ.01 для тепловозного дизельного двигателя Д50 (6 ЧН 31,8/33) производства ОАО «Пензадизельмаш». Для оценки влияния структуры и параметров этой системы на динамические качества указанного двигателя проведены экспериментальные исследования. Объектом стендовых испытаний являлась дизель-генераторная установка 1-ПДГ4Д, включающая в себя дизельный двигатель Д50 и тяговый генератор МПТ-84/39. Получены зависимости продолжительности переходного процесса, заброса частоты вращения в нем и периода собственных колебаний от параметров пропорционально-интегрального регулятора. Подтверждена необходимость оптимизации коэффициентов пропорциональной и интегральной составляющих пропорционально-интегрального закона регулирования и их изменения в соответствии с режимом работы дизельного двигателя. Предложена методика оптимизации указанных коэффициентов и определены их оптимизированные значения для переходного процесса разгона исследуемого дизельного двигателя по тепловозной характеристике.

Литература

[1] Орлин А.С., Круглов М.Г., ред. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Москва, Машиностроение, 1990. 288 с.

[2] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей. Москва, Изд-во «Легион-Автодата», 2005. 344 с.

[3] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Том IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[4] Александров А.А., Марков В.А., ред. Нефтяные моторные топлива: экологические аспекты применения. Москва, ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2014. 691 с.

[5] Стратегия научно-технологического развития холдинга «Российские железные дороги» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга). Москва, ОАО «РЖД», 2018. 128 с.

[6] Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года. Москва, ОАО «РЖД», 2011. 97 с.

[7] Игин В.Н. Захватов А.В., Игин Ф.В. Резервы повышения энергоэффективности тепловозов. Локомотив, 2013, № 3, с. 2–3.

[8] Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 1989. 416 с.

[9] Коссов Е.Е., Сухопаров С.И. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов. Москва, Изд-во «Интекст», 1999. 184 с.

[10] Хомич А.З. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей. Москва, Транспорт, 1987. 271 с.

[11] Патрахальцев Н.Н. Неустановившиеся режимы работы двигателей внутреннего сгорания. Москва, Изд-во РУДН, 2009. 380 с.

[12] Луков Н.М. Автоматические системы управления и регулирования тепловозов. Москва, Изд-во МИИТ, 1983. 144 с.

[13] Коссов Е.Е., Шапран Е.Н., Фурман В.В. Совершенствование режимов работы силовых энергетических систем тепловозов. Луганск, Изд-во ВНУ имени В. Даля, 2006. 280 с.

[14] Гончаров Н.Е., Казанцев В.П. Маневровая работа на железнодорожном транспорте. Москва, Транспорт, 1978. 183 с.

[15] Чайнов Н.Д., Раенко М.И., Рыжов В.А. Прочность теплонапряженных базовых деталей среднеоборотных двигателей внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2015. 360 с.

[16] Bosh. Системы управления дизельными двигателями. Москва, ЗАО «КЖИ За рулем», 2004. 480 с.

[17] Bosh. Системы управления бензиновыми двигателями. Москва, ЗАО «КЖИ За рулем», 2005. 432 с.

[18] Пинский Ф.И., Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания. Москва, Изд-во «Легион-Автодата», 2001. 136 с.

[19] Марков В.А., Фурман В.В., Бебенин Е.В. Совершенствование системы регулирования частоты вращения дизельного и газодизельного двигателей. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2016, № 4, с. 12–29.

[20] ГОСТ Р 55231–2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия. Москва, Изд-во Стандартов, 2012. 14 с.

[21] Hu B., Li J., Li S., Yang J. A Hybrid End-to-End Control Strategy Combining Dueling Deep Q-network and PID for Transient Boost Control of a Diesel Engine with Variable Geometry Turbocharger and Cooled EGR. Energies, 2019, vol, 12, iss. 19, no. 3739, doi: 10.3390/en12193739

[22] Фурман В.В. Система топливоподачи с электронным управлением для дизеля. Грузовик, 2014, № 9, с. 10–14.

[23] Фурман В.В., Иванов В.А., Марков В.А. Системы электронного управления для дизельных двигателей. Наука и образование. Инженерный журнал, 2013, вып. 5, c. 1–18. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/cryogen/723.html (дата обращения 15 мая 2019).

[24] Фурман В.В., Плахов С.В., Марков В.А., Коссова Л.Е. Системы электронного управления топливоподачей для газовых и газодизельных двигателей. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2018, т. 17, № 1, с. 20–29.

[25] Хрящев Ю.Е., Тихомиров М.В., Епанешников Д.А. Алгоритмы управления двигателями внутреннего сгорания. Ярославль, Изд-во ЯГТУ, 2014. 204 с.

[26] Харитонов С.В. Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления. Дисс. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 171 с.

[27] Поздняков Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включенными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки. Дисс. ... канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 150 с.