Математическая модель процесса холодной прокрутки многоцилиндрового дизеля

Характерной особенностью большинства высокооборотных дизельных двигателей небольшой размерности является отсутствие индикаторных кранов для подключения средств измерения внутрицилиндрового давления, что исключает возможность использования для контроля их технического состояния методов диагностики, основанных на анализе индикаторных диаграмм рабочего процесса. Это обстоятельство обусловливает актуальность разработки других способов контроля технического состояния цилиндропоршневой группы транспортных дизельных двигателей. Многие из таких способов базируются на визуальном анализе кривых изменения тока стартера или (реже) мгновенной угловой скорости вращения коленчатого вала в период прокрутки. Разработка алгоритмов автоматической диагностики невозможна без предварительного исследования процесса холодной прокрутки дизельного двигателя на развернутой математической модели с целью установления влияния различных факторов на параметры кривых мгновенной угловой скорости коленчатого вала и силы тока стартерного электродвигателя. Предложена математическая модель процесса холодной прокрутки дизельного двигателя, включающая в себя три модели — рабочего процесса в цилиндре, движения коленчатого вала в период прокрутки и электрической цепи стартерного электродвигателя. Проверка адекватности математической модели выполнена сравнением результатов моделирования и стендовых испытаний тепловозного дизеля Д50. Установлено, что погрешность моделирования давления воздуха в цилиндре не превышает 6,5 %, а изменения мгновенной скорости и силы тока стартерного электродвигателя — 2 %. Разработанную модель можно использовать для решения широкого круга задач, связанных с контролем состояния цилиндропоршневой группы дизельного двигателя в период предпусковой холодной прокрутки.

Литература

[1] Уральский дизель-моторный завод представил дизельный двигатель нового поколения — ДМ-185. sdelanounas.ru: веб-сайт. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/64560 дата обращения: 15.12.2022).

[2] «ПУЛ транс» начала испытания тепловоза новой модели ТЭМ14М. sdelanounas.ru: веб-сайт. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/139673/ (дата обращения: 15.12.2022).

[3] Тепловоз ТЭМ9. Руководство по эксплуатации 026.00.01.000-02РЭ. Москва, 2012. 256 с.

[4] Конькова И.Д. Диагностирование тепловозного дизеля по сигналу скорости изменения внутрицилиндрового давления. Дисс. … канд. тех. наук. Хабаровск, ДВГУПС, 2021. 154 с.

[5] Жуков В.А., Мельник О.В., Тузов Л.В. Влияние износа деталей цилиндропоршневой группы дизеля на температурное состояние поршня. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, 2018, № 5, с. 1040–1052.

[6] Бабошин А.А., Косарев А.С., Малышев В.С. Оценка технического состояния двигателей внутреннего сгорания по току, потребляемому стартером при прокрутке двигателя. Вестник МГТУ, 2013, т. 16, № 1, с. 23–32.

[7] Губертус Г. Диагностика дизельных двигателей. Москва, За рулем, 2004. 176 с.

[8] Нечаев В.В., Воробьев Е.В., Тарасенко А.А. Методики технического диагностирования цилиндропоршневой группы дизелей холодной пусковой прокруткой коленчатого вала. Инженерный вестник Дона, 2018, № 3. URL:www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5118

[9] Картуков А.Г., Нечаев В.В. Метод определения разброса компрессии в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания при прокрутке коленчатого вала. Двигателестроение, 2017, № 1, с. 31–33.

[10] Грачев В.В., Грищенко А.В., Базилевский Ф.Ю. и др. Контроль технического состояния цилиндропоршневой группы тепловозного дизеля в период предпусковой холодной прокрутки. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 9, с. 95–107, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2023-9-95-107

[11] Конькова И.Д., Давыдов Ю.А., Коньков А.Ю. Математическая модель моторного цикла дизеля и ее программная реализация в среде Simulink Matlab. Вестник транспорта Поволжья, 2018, № 5, с. 73–80.

[12] Романов Д.В., Бондарь В.Н., Малоземов А.А. Математическая модель рабочего цикла дизеля при пуске. Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2011, № 2, с. 193–198.

[13] Теплофизические свойства воздуха. Таблицы. kskz.ru: веб-сайт. URL: https://kskz.ru/teplofizicheskiye-svoystva-tablitsy (дата обращения: 15.12.2022).

[14] Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. Москва, Высшая школа, 2008. 496 с.

[15] Аврунин А.Г., Аринкин В.В., Андреев Н.Н. и др. Тепловозные и судовые дизели Д50. Москва, МашГИЗ, 1952. 270 с.

[16] Комплекс диагностики и настройки дизелей КДН «Магистраль». tehtrans-d.ru: веб-сайт. URL: https://tehtrans-d.ru/catalog/tretja-kategorija/kompleks-diagnostiki-i-nastrojki-dizelej-kdn-magistral.html (дата обращения: 15.12.2022).