«Улучшение эксплуатационно-технических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем создания и совершенствования систем электронного управления». тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, доктор наук Фурман Виктор Владимирович

• Фурман Виктор Владимирович
• доктор наук
• 2017

Оглавление диссертации доктор наук Фурман Виктор Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ КАК СРЕДСТВО УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ

1.1. Направления и тенденции развития систем управления дизель-генераторами тепловозов

1.2.Режимы работы дизельных двигателей дизель-генераторов тепловозов

1.3. Типы систем топливоподачи дизелей транспортного

назначения

1.4. Обоснование необходимости управления углом опережения впрыскивания топлива в дизелях транспортного назначения

1.5. Разработанные системы управления углом опережения впрыскивания топлива транспортных дизелей

1.6. Цель работы и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТАННЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ ДИЗЕЛЕЙ. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ТОПЛИВОПОДАЧИ

2.1. Разработанные системы электронного управления

топливоподачей дизелей

2.2. Методики расчета процесса топливоподачи дизелей

2.3. Расчетные исследования процесса топливоподачи дизеля

со штатной и опытной системами топливоподачи

2.4. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ

3.1. Обоснование необходимости расчетных исследований рабочего процесса дизеля, оснащенного системой топливоподачи

с электронным управлением

3.2. Программные комплексы для моделирования

рабочего процесса дизелей

3.3. Методика проведения расчетных исследований рабочего процесса дизеля со штатной и опытной системами топливоподачи

3.4. Анализ результатов расчетных исследований рабочего процесса дизеля со штатной и опытной системами топливоподачи

3.5. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ

4.1. Статические и динамические характеристики систем электронного управления дизелей

4.2. Методика расчета ограничительной характеристики

тепловозного дизель-генератора

4.3. Методика оценки динамических свойств системы

электронного управления топливоподачей

4.4. Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОННОГО

УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ

5.1. Обоснование необходимости экспериментальных исследований дизеля, оснащенного системой топливоподачи

с электронным управлением

5.2. Методика проведения экспериментальных исследований дизеля, оснащенного штатной и опытной системами

топливоподачи

5.3. Результаты экспериментальных исследований дизеля

со штатной и опытной системами топливоподачи

5.4. Выводы по пятой главе

ГЛАВА 6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ТЕПЛОВОЗА, ОБОРУДОВАННОГО СИСТЕМОЙ

ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ

6.1. Особенности системы электронного управления топливоподачей, установленной на тепловоз при проведении

его эксплуатационных испытаний

6.2. Методика проведения эксплуатационных испытаний

6.3. Результаты эксплуатационных испытаний тепловоза, оборудованного системой электронного управления

топливоподачей

6.4. Выводы по шестой главе

ГЛАВА 7. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ

7.1. Обоснования необходимости разработки методики оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей тепловозного дизеля

7.2. Методика оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей

тепловозного дизеля

7.3. Результаты оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей тепловозного дизеля

7.4. Выводы по седьмой главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АБ - аккумуляторная батарея;

БП - блок питания;

БУ - блок управления;

ДВС - двигатели внутреннего сгорания;

ДЧВ - датчик частоты вращения;

ВМТ - верхняя мертвая точка;

ИУ - исполнительное устройство;

КПД - коэффициент полезного действия;

КР - капитальный ремонт;

КС - камера сгорания;

ЛВД - линия высокого давления;

НР - неплановый ремонт;

ОГ - отработавшие газы;

ПЗВ, т - период задержки воспламенения;

ПИД-звено - пропорционально-интегрально-дифференциальное звено; п.к.в. - поворот коленчатого вала двигателя; РМ, ТЧ - твердые частицы;

САР, САРЧ - система автоматического регулирования, система

автоматического регулирования частоты вращения;

САУ - система автоматического управления;

СР - средний ремонт;

ТА - топливная аппаратура;

ТНВД - топливный насос высокого давления;

ТО - техническое обслуживание;

ТР - текущий ремонт;

УОВТ, 0 - угол опережения впрыскивания топлива; ЦПТ - цикловая подача топлива;

ЭРЧВ - электронный регулятор частоты вращения;

ЭСУВТ - электронная система управления впрыскиванием топлива;

CN0fe ССО, ССНх - объемные концентрации в отработавших газах оксидов

азота, монооксида углерода и несгоревших углеводородов (в миллионных

объемных долях - ррт );

ENOk, ЕСО, ЕСНх - массовые выбросы с отработавшими газами оксидов азота,

монооксида углерода и несгоревших углеводородов [г/ч];

eN0x, еСО, еСНх - удельные массовые выбросы с отработавшими газами

оксидов азота, монооксида углерода и несгоревших углеводородов

[г/(кВтч)];

N0^ СО, СНх - оксиды азота, монооксид углерода и несгоревшие углеводороды;

Ki - коэффициент, отражающих долю времени каждого режима испытательного цикла (весовой коэффициент режима);

Кх - натуральный показатель ослабления светового потока (дымность ОГ), [м-1];

N - коэффициент ослабления светового потока (дымность ОГ), [%];

а - скорость звука в топливе;

Спл, Wji - скорость плунжера топливного насоса;

dm, hTEl - диаметр и ход плунжера топливного насоса;

dp, ip - диаметр и число распыливающих отверстий;

Ии - ход иглы форсунки;

Нл, - ход электронно-управляемого клапана; dra - диаметр электронно-управляемого клапана;

f - собственная частота колебаний системы автоматического регулирования; От - часовой расход топлива; ge - удельный эффективный расход топлива; Ни - низшая теплотворная способность топлива;

к1, к2, к3 - коэффициенты составляющих ПИД-закона регулирования (соответственно пропорциональной, дифференциальной и интегральной); кр - коэффициент усиления регулятора; Э32 - средний диаметр капель по Заутеру;

йвн, - внутренний диаметр нагнетательного топливопровода;

^тр - длина нагнетательного топливопровода; п, птн - частота вращения коленчатого вала двигателя и кулачкового вала топливного насоса;

Ые, Мд - эффективная мощность двигателя и крутящий момент; дц, gц - объемная и массовая цикловая подача топлива; р - комплексная переменная преобразования Лапласа; р - давление; рц - давление в цилиндре;

Ра, Рс, рг - давление начала и конца сжатия, максимальное давление сгорания;

Рфо - давление начала подъема иглы форсунки;

Уа1г - часовой расход воздуха;

Ун - рабочий объем цилиндра двигателя;

а - коэффициент избытка воздуха;

ат, рт, ут - сжимаемость, плотность и кинематическая вязкость топлива; т - продолжительность открытия дозирующего клапана; ур - фазовый сдвиг регулятора;

ус - суммарный фазовый сдвиг системы автоматического регулирования; к - степень повышения давления при сгорании; П , Цг - эффективный и индикаторный КПД двигателя; Ф - угол поворота вала; ю - частота колебаний входного сигнала; юд - угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя; - заброс частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки.

ВВЕДЕНИЕ

Дизели давно стали основным типом двигателей в диапазоне агрегатных мощностей от 200 до 80000 кВт. В силовых установках тепловозов применяются исключительно дизельные двигатели. Это обусловлено высокими показателями топливной экономичности и токсичности отработавших газов, присущими дизельным двигателям, сравнительно невысокой ценой дизельного топлива, удобством и безопасностью эксплуатации дизелей. Вместе с тем в связи с многорежимностью, свойственной тепловозным силовым установкам, достижение наилучших экономических и экологических показателей таких установок невозможно без их оснащения современными системами автоматического управления и регулирования, обеспечивающими согласование работы различных систем комбинированного двигателя в условиях реальной эксплуатации.

Важнейшей системой тепловозных дизелей является система топливоподачи, обеспечивающая требуемый характер протекания процессов впрыскивания и распыливания топлива, а также последующих процессов смесеобразования и сгорания. Качество протекания указанных процессов во многом предопределяет показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов дизельного двигателя. Для обеспечения наибольшей эффективности рабочего процесса дизеля необходимо организовать формирование оптимизированных характеристик цикловой подачи топлива, закона подачи и его фаз (в частности, угла опережения впрыскивания топлива). При этом наибольшими функциональными возможностями обладают системы электронного управления топливоподачей, построенные на базе современной микропроцессорной техники.

Диссертационная работа посвящена проблемам улучшения показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов тепловозных дизельных двигателей путем создания и совершенствования систем

электронного управления топливоподачей. В работе проведен анализ влияния характеристик топливоподачи (включая характеристики угла опережения впрыскивания топлива) на показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов дизелей. Разработаны системы электронного управления топливоподачей, обеспечивающие реализацию целесообразных законов подачи топлива и характеристик изменения угла опережения впрыскивания топлива в тепловозном дизеле. Разработана уточненная методика расчета топливоподачи дизеля, позволяющая оценить особенности этого процесса в дизелях, оснащенных системами электронного управления топливоподачей. Проведены экспериментальные исследования тепловозного дизеля на моторном стенде с целью оценки влияния управления углом опережения впрыскивания топлива на показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов при использовании системы электронного управления топливоподачей. Разработана расчетная методика и проведены расчетные исследования рабочего процесса дизеля, оснащенного системой электронного управления топливоподачей, с целью оценки влияния закона подачи, формируемого системой электронного управления, на показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов. Разработана методика расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора, позволяющая профилировать указанную характеристику с целью ее формирования разработанной системой электронного управления топливоподачей. Разработана методика оценки динамических свойств системы электронного управления топливоподачей, позволяющая определить динамические показатели системы управления при сбросе номинальной нагрузки. Проведены эксплуатационные испытания тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей, с целью оценки эффективности этой системы и возможности снижения расхода топлива дизельным двигателем в реальных условиях эксплуатации.

Разработана методики оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей с определением эксплуатационного расхода топлива при реальном распределении режимов работы двигателей маневровых тепловозов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему ««Улучшение эксплуатационно-технических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем создания и совершенствования систем электронного управления».»

Актуальность проблемы.

В настоящее время совершенствование силовых установок тепловозов чаще всего связано с применением новых конструкционных материалов, технологий, конструкторских решений и систем электронного управления. Применение электронного управления процессами в силовых установках тепловозов позволяет не только на порядок повысить точность реализации заданных характеристик, но и обеспечить их стабильность в течение длительного периода эксплуатации. В большинстве известных примеров применения электронного управления на тепловозах разработчики тщательно копируют применявшиеся ранее законы управления процессами в силовых установках. Это позволяет получить определенный технико-экономический эффект, однако не раскрывает широкий спектр возможностей технического совершенствования эксплуатационных характеристик силовых установок за счет применения электронного регулирования.

В диссертации рассмотрена проблема совершенствования технико-экономических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем совершенствования законов управления процессом топливоподачи, нагрузкой тягового генератора, наддувом в установившихся и переменных режимах тяговой работы тепловозов с целью снижения расхода топлива и повышения надежности. В связи с продолжающимся истощением мировых запасов нефти, дефицитом нефтепродуктов и высокими ценами на моторные топлива решение проблемы снижения расхода топлива является весьма актуальным.

Немаловажным аспектом решения поставленной проблемы является возможность совершенствования экологических показателей тепловозных

дизелей посредством электронного управления процессом топливоподачи. Серийные отечественные системы топливоподачи не в полной мере реализуют требуемые законы управления топливоподачей и по этой причине не позволяют обеспечить заметное снижение выбросов в атмосферу нормируемых токсичных компонентов ОГ.

Таким образом, необходимо проведение комплекса исследований, направленных на разработку систем электронного управления топливоподачей, определение оптимизированных характеристик управления, оценку влияния этих характеристик на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ, определение динамических свойств системы электронного управления топливоподачей, оценку эффективности использования этой системы в условиях реальной эксплуатации тепловозных дизелей. Результаты таких исследований могут быть использованы при создании отечественных электронных систем управления топливоподачей, обеспечивающих перспективные требования к токсичности ОГ и показателям топливной экономичности тепловозных дизелей при достижении требуемых динамических свойств этих систем.

Цель работы: улучшение эксплуатационно-технических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем создания и совершенствования систем электронного управления.

Объект исследования: системы электронного управления дизель-генераторами тепловозов.

Предмет исследования: взаимосвязь реализуемых законов управления частотой вращения и мощностью дизель-генераторов с технико-экономическими показателями работы тепловозов.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов исследования. При теоретических исследованиях использованы методы теории рабочего процесса дизелей и теории автоматического регулирования и управления.

Уравнения математических моделей решались с использованием современных аналитических и численных методов. Результаты теоретических исследований сопоставлялись с результатами испытаний тепловозного дизеля на моторном стенде и в условиях реальной эксплуатации, полученными автором, а также с опубликованными данными других авторов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработаны системы электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, обеспечивающие реализацию оптимизированных законов подачи топлива и характеристик изменения угла опережения впрыскивания в тепловозном дизеле;

- разработаны новые подходы к созданию алгоритмов управления силовых установок тепловозов, реализующих оптимальное управление частотой вращения и мощностью дизель-генераторов пр

и работе на установившихся и переходных режимах работы.

- разработана уточненная методика расчета топливоподачи дизеля на базе программного комплекса ВПРЫСК, созданного в МГТУ им. Н.Э. Баумана, позволяющая оценить особенности этого процесса в дизелях, оснащенных системами электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном;

- разработана методика расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора, базирующаяся на определении требуемой цикловой подачи дизельного топлива на каждой позиции контроллера в переходном процессе при переводе позиции контроллера с низшей на высшую с обеспечением требуемого качества переходного процесса;

- разработана методика оценки динамических свойств системы электронного управления топливоподачей, базирующаяся на построении амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик электронного регулятора

частоты вращения и определении собственной частоты колебаний частоты вращения двигателя, суммарного фазового сдвига и ориентировочного заброса частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки;

- в сравнительных экспериментальных исследованиях тепловозного дизеля на моторном стенде выявлена возможность улучшения показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов при использовании системы электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, обеспечивающей управление углом опережения впрыскивания топлива;

- в эксплуатационных испытаниях тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, подтверждена работоспособность и эффективность этой системы в реальных условиях эксплуатации;

- разработана методика оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей, базирующейся на определении эксплуатационных затрат при распределении режимов работы, характерном для дизельных двигателей маневровых тепловозов.

Достоверность и обоснованность научных положений определяются:

- использованием фундаментальных законов и уравнений теории рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания и теории автоматического регулирования и управления, современных численных и аналитических методов реализации математических моделей;

- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований и применением при оценке адекватности математических моделей достоверных опытных данных, полученных при испытаниях на развернутом двигателе в стендовых условиях и при эксплуатационных испытаниях тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей;

- положительным опытом эксплуатации тепловозов, оснащенных

электронными системами управления, реализующими разработанные в диссертации характеристики и алгоритмы.

Практическая ценность состоит в том, что:

- разработанная система электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, позволяющая значительно снизить расход топлива, установлена и эксплуатируется на ряде отечественных маневровых тепловозов;

- уточненная методика расчета топливоподачи дизеля позволяет оценить особенности этого процесса в дизелях, оснащенных системами электронного управления, и с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования таких систем для отечественных тепловозных дизелей;

- проведенные экспериментальные исследования дизеля, оснащенного системой электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, подтвердили эффективность использования этой системы в отечественных тепловозных дизелях;

- проведенные расчетные исследования рабочего процесса дизеля, оснащенного системой импульсного управления электрогидравлическим клапаном, с использованием ПК ДИЗЕЛЬ-РК, созданного в МГТУ им. Н.Э. Баумана, подтвердили влияние закона подачи на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ и возможность использования этого ПК для исследования дизеля с системой электронного управления;

- разработанная методика расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора позволяет профилировать указанную характеристику с целью ее формирования разработанной системой электронного управления топливоподачей;

- разработанная методика оценки динамических свойств системы электронного управления позволяет определить собственную частоту колебаний частоты вращения двигателя, суммарного фазового сдвига и

ориентировочного заброса частоты вращения при сбросе номинальной нагрузки;

- проведенные эксплуатационные испытания тепловоза, оборудованного системой электронного управления топливоподачей с импульсным управлением электрогидравлическим клапаном, подтвердили возможность заметного снижения расхода топлива в реальных условиях эксплуатации;

- разработанная методика оценки эффективности использования системы электронного управления топливоподачей позволяет определить эксплуатационный расход топлива при реальном распределении режимов работы двигателей маневровых тепловозов;

- разработано программное обеспечение, реализующее предложенные автором характеристики и алгоритмы управления для отечественных дизель-генераторов тепловозов.

Реализация результатов работы. Разработанные алгоритмы управления составили основу созданных под руководством автора серийных электронных регуляторов частоты вращения и мощности типа ЭРЧМ30Т, которые установлены и эксплуатируются на тепловозах ЧМЭ3, ТЭМ2, ТЭМ18Д, 2ТЭ10, 2ТЭ116, ТЭП70 и 2ТЭ25 в количестве более 2000 единиц.

Разработаны опытные системы электронного управления топливоподачей для ряда тепловозных и автотракторных дизелей, включая дизели, адаптированные к работе на природном газе. Системы электронного управления топливоподачей серийно установлены на 160 единицах тепловозов ТЭМ2, ТЭМ18Д и ЧМЭ3. Опытный экземпляр системы установлен на тепловозе 2ТЭ116.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» и кафедры «Локомотивы» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения».

Результаты работы внедрены в опытное проектирование и опытное производство ЗАО «Форант-Сервис» (г. Ногинск). Результаты работы реализованы в Филиале «Дирекция тяги» ОАО «РЖД» (г. Москва), ОАО «Коломенский завод» (г. Коломна), ОАО «Пензадизельмаш» (г. Пенза), Государственном объединении «Белорусская железная дорога» (г. Минск). Апробация работы Основные положения и результаты диссертации обсуждались:

- на заседании кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2016 г.);

- на международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2005 г.);

- на межотраслевой научно-технической конференции «Современные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 75-летию кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания и дизельных установок СПбГМТУ (Санкт-Петербург, 2005 г.);

- на международной научно-технической конференции «Двигатель-2007», посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2007 г.);

- на II Международной научно-технической конференции «Локомотивы. XXI век», Государственный университет путей сообщения императора Александра Первого (Санкт-Петербург, 2014 г.);

- на заседаниях Всероссийского научно технического семинара (ВНТС) им. проф. В.И. Крутова по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок при кафедре «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2005-2016 г.г.);

- на III Международной научно-технической конференции «Локомотивы. XXI век», Государственный университет путей сообщения императора Александра Первого (Санкт-Петербург, 2015 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 работ, в том числе одна монография [67], 23 статьи (в том числе 16 из них опубликованы в журналах, включенных в перечень ВАК рецензируемых ведущих научных журналов и изданий) [4, 53, 54, 100-106, 128, 137, 148-150, 189, 195, 197, 212216], 10 материалов конференций [3, 15, 52, 108, 109, 118, 138, 194, 196, 198], 5 патентов на изобретение [190-193, 199].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов по диссертационной работе, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 321 страница, включая 281 страницу основного текста, содержащего 72 рисунка, 34 таблицы. Список литературы включает 237 наименований на 25 страницах. Приложение на 40 страницах содержит листинги исходных данных для расчета рабочего процесса дизеля и листинги результатов расчета рабочего процесса, а также документы о внедрении результатов работы.

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ КАК СРЕДСТВО УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ

1.1. Направления и тенденции развития систем управления дизель-генераторами тепловозов

Тепловозная тяга с дизель-генераторами остается одной из основных схем создания автономных локомотивов на железнодорожном транспорте [7, 16, 58, 208]. Повышение эффективности работы таких установок является непременным условием их дальнейшего совершенствования [6, 51, 83, 110, 114, 157]. На современном этапе развития двигателестроения основными показателями, характеризующими эксплуатационную эффективность тепловозной тяги, являются показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов (ОГ) [68, 71, 79, 97, 112, 204]. При этом необходимо учитывать многорежимность дизельных двигателей, особенно двигателей маневровых тепловозов [11, 12, 134, 219]. В связи с широким диапазоном изменения скоростных и нагрузочных режимов таких установок большое значение приобретает работа систем управления тепловозными дизель-генераторами [147]. Эти системы не только выполняют традиционные функции поддержания требуемого скоростного режима работы двигателя, но и позволяют оптимизировать параметры и режимы работы установки, осуществлять корректирование характеристик управления при изменении условий эксплуатации, осуществлять диагностику двигателя в целом и его отдельных систем [36, 45, 65]. С этой точки зрения наиболее эффективными и совершенными являются системы управления, построенные на современной микропроцессорной технике [59, 66, 78, 124].

Развитие систем управления дизель-генераторами тепловозов началось с создания в России первого в мире мощного тепловоза с электрической передачей в 1924 году [18, 20]. Руководил работами профессор Яков Модестович Гаккель. В то время уже существовали регуляторы частоты вращения коленчатого вала дизеля для судовых и стационарных установок [168]. Это были гидромеханические регуляторы с жесткой обратной связью, позволяющие поддерживать заданную частоту вращения коленчатого вала дизеля за счет изменения подачи топлива. При создании тепловоза с электрической передачей стало очевидным, что крутящий момент на валу двигателя зависит как от частоты вращения коленчатого вала, так и от момента тягового генератора, зависящего от тока его возбуждения и скорости движения тепловоза [217].

Для каждой заданной частоты вращения коленчатого вала дизеля нужно было выбрать режим работы генератора, который в свою очередь зависел от скорости движения тепловоза. На тепловозе Я.М. Гаккеля устанавливались два контроллера управления - один для дискретного изменения заданной частоты вращения коленчатого вала, другой для плавного изменения возбуждения тягового генератора. При заданной и автоматически поддерживаемой частоте вращения машинист должен был регулировать возбуждение тягового генератора так, чтобы при разных скоростях движения мощность тягового генератора соответствовала заданной частоте вращения (заданному закону регулирования Аг=Аг(юд), где ЫГ - мощность на фланце тягового генератора, кВт; юд - угловая скорость вращения коленчатого вала

дизеля, с-1.

Рассмотрим более подробно закон регулирования, алгоритм такого управления и связанные с ним процессы. Схематично универсальная характеристика дизеля без наддува или с низким наддувом показана на Рис. 1.1. По оси абсцисс отложена относительная частота вращения коленчатого вала дизеля . За единицу принята номинальная частота вращения.

Диапазон рабочих частот составляет, (1 -С"д0), где Шд0 - угловая скорость вращения вала дизеля на режиме холостого хода. По оси ординат отложена относительная индикаторная мощность двигателя N. Для двигателей с низким наддувом или без наддува внешняя характеристика с определенным приближением, связанным с характеристиками системы топливоподачи, представляет собой линию СВ. По сути ординаты линии СВ представляют собой максимальную мощность двигателя по внешней скоростной характеристике при работе на стационарных режимах.

N

»¿о соо1 ®й<(=1> 1,0 щ

Рис. 1.1. Скоростные характеристики дизеля без наддува или с низким наддувом (схематично): N1 - относительная индикаторная мощность; сод -угловая скорость вращения коленчатого вала; СВ - внешняя скоростная характеристика; ЛГ - характеристика мощности механических потерь в дизеле и агрегатах тепловоза; ВЕ - генераторная (тепловозная) характеристика; ®дг- , N1 г - угловая скорость и индикаторная мощность в г-тый момент времени; с^+ц, N¡(¡+1) - угловая скорость и индикаторная мощность нового режима; 1-9 - уровни индикаторной мощности, характерные для переходного процесса

Линия АГ представляет собой характеристику мощности механических потерь в дизеле и потерь, связанных с обеспечением работы силовой установки на тепловозе (вентиляторы охлаждения теплоносителей и электрических машин, вспомогательный генератор, насосы, тормозной компрессор и т.п.). В зависимости от режимов работы ординаты линии АГ могут меняться, однако для нашего рассмотрения это обстоятельство не имеет принципиального значения.

Разность ординат линий СВ и АГ - свободная мощность двигателя. Разность ординат линий ВЕ и АГ представляет собой заданную (назначенную) скоростную характеристику - мощность, передаваемую на вал тягового генератора, в зависимости от частоты вращения в установившихся режимах тяги.

При работе на любой фиксированной /-той частоте вращения коленчатого вала справедливо соотношение:

где N - индикаторная мощность; - мощность трения в двигателе; ИВС/ -мощность агрегатов тепловоза; ИГ/ - мощность на фланце тягового генератора. С учетом теплоты сгорания топлива и параметров дизеля получим:

где Ни - низшая удельная теплотворная способность топлива, Дж/кГ; -цикловая передача топлива при /-той частоте вращения, кг/цикл; щ -индикаторный КПД дизеля; 2 - число цилиндров дизеля; т - коэффициент тактности (1 и 2 для двух- и четырехтактных дизелей). Равенства (1.1) и (1.2) отражают условие статического равновесия двигателя.

N а = ит/ + Ива + иГ/

(1.1)

ни дц/ Фы Щ12т/(2^) = ит/ + Ива + иГ/ ,

(1.2)

При переходе с одной позиции контроллера на другую машинист сначала перемещает контроллер управления частотой вращения, а затем после достижения дизелем заданной угловой скорости юд(!+1) вторым контроллером устанавливает требуемую мощность генератора ИГ(1+1). В переходном процессе соотношение (1.2) приобретает вид:

нидцфЩп2т/(2ж)= Итг + Ивсг + Иг + /ъ Фдг&Фдг/&, (13)

где /е - суммарный момент инерции вращения вала двигателя и присоединенных агрегатов, кг м2; фд - угловая скорость вращения

коленчатого вала, с-1. Графически этот процесс можно изобразить следующим образом. Допустим необходимо изменить режим работы с с, Ргг на Юд(г+1), Р(1+1) (точка 1, Рис. 1.1). Ускорение &Фд / & возникает за счет

увеличения цикловой подачи топлива регулятором таким образом, чтобы индикаторная мощность увеличилась на величину

¿И = 1 ^Фдг & Фд1 / & . (1.4)

На Рис. 1.1 это отрезок 1-5. По мере роста угловой скорости Фд будут увеличиваться все составляющие правой части уравнения (1.2). Схематично это можно отобразить следующим образом. Так как возбуждение тягового генератора не изменялось, мощность генератора будет изменяться пропорционально угловой скорости (отрезок 1-3, Рис. 1.1).

В интервале изменения угловой скорости от ф^ до Фд(1+1) можно принять, что мощность трения в дизеле и мощность агрегатов тепловоза также пропорциональны угловой скорости. На Рис. 1.1 изменение этой составляющей - отрезок 3-4, соответствующий отрезку 8-9. Суммарная индикаторная мощность дизеля в переходном процессе условно показана

отрезком 5-6 (Рис. 1.1). При достижении заданной угловой скорости ю^^) индикаторная мощность снизится на величину

Щ = 1 ъЮдц +1) Ж Юдц+1)/ Ж (1.5)

и будет соответствовать ординате точки 4 (Рис. 1.1). Изменяя возбуждение генератора, машинист приведет индикаторную мощность в соответствие с заданной для данной угловой скорости коленчатого вала (отрезок 4-7, Рис. 1.1). Мощность агрегатов тепловоза может изменяться на 50-60%, точность поддержания заданной угловой скорости у гидромеханических регуляторов находится в пределах ±4%, поэтому установленная машинистом мощность двигателя может отличаться от заданной на 8-10%.

Для низкофорсированных дизелей такая точность регулирования была вполне приемлемой, так как между заданной (линия ВЕ, Рис. 1.1) и внешней (линия СВ) характеристиками имеется достаточно большой запас и при изменении скоростного режима увеличение мощности на величину ANi не выходит за допустимую границу (линия СВ). При последующем развитии тепловозной тяги [90, 159, 160, 168, 200] от применения подобных систем отказались, так как в экстремальных ситуациях машинист не в состоянии совмещать управление движением поезда с управлением силовой установкой.

Задача автоматического изменения мощности тягового генератора при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя была решена путем совершенствования тяговой передачи. В систему возбуждения тягового генератора был введен специальный агрегат (возбудитель), характеристики которого зависели от режима работы генератора и частоты вращения коленчатого вала [173]. Такими системами возбуждения тягового генератора были оснащены тепловозы ТЭМ 1 [46, 140, 171], ТЭМ2 [165, 173], ТЭ2 [166] и ТЭ3 [145]. На этих тепловозах был применен более современный

регулятор частоты вращения фирмы Woodward (США). В России этот регулятор обозначался типом Д50. Это изодромный гидромеханический регулятор с гибкой обратной связью, обеспечивал точное поддержание заданной частоты вращения независимо от нагрузки на двигатель (от величины подачи топлива) [171].

На Рис. 1.2 схематично показаны скоростные характеристики дизеля тепловоза ТЭМ 2 [173]. Закон регулирования эффективной мощности дизеля в зависимости от частоты вращения представлен линией ВЕ. На первой позиции контроллера мощность тягового генератора уменьшена введением дополнительного сопротивления в цепь возбудителя (линия 1-2, Рис. 1.2). Особенностью такой системы является значительная зависимость мощности тягового генератора от температуры обмоток тягового генератора и тяговых двигателей. При снижении температуры обмоток мощность тягового генератора существенно возрастает (линия 4-5, Рис. 1.2). Возникала возможность повышения мощности дизеля до внешней характеристики (линия 5-D, Рис. 1.2) и частота вращения двигателя ограничивалась абсциссой точки 5, что могло приводить к потере тяговой мощности тепловоза. При повышении температуры обмоток мощность тягового генератора снижалась до ординат линии 3-6 (Рис. 1.2).

Разброс мощностей тягового генератора по тепловозной (скоростной) характеристике мог достигать 20-25%, что приводило к недоиспользованию мощности дизеля и потере экономичности [41, 143]. На тепловозе ТЭ3 [145] для устранения этого недостатка был применен новый закон регулирования. Схематично скоростные характеристики дизеля 2Д100 этого тепловоза представлены на Рис. 1.3.

кВт

800

100 200 300 400 500 600 п, мин1

По Ч1ЩНН- контр олпера I □ Ш IV V VI VII VIII

Рис. 1.2. Скоростная характеристика дизеля с низким наддувом при автоматическом (машинном) регулировании мощности тягового генератора (тепловоз ТЭМ2): п - частота вращения коленчатого вала; Ые - эффективная мощность дизеля; СВ - внешняя характеристика; ЛЕ - характеристика мощности агрегатов тепловоза; ВЕ-ЛГ - генераторная (тепловозная) скоростная характеристика - разность ординат линий ВЕ и ЛГ; 1-2 -эффективная мощность при изменении частоты вращения от I до II позиций контроллера; 4, 5, 3, 6 - зависимость эффективной мощности от частоты вращения при минимальной (4, 5) и максимальной (3, 6) температуре обмоток электрических машин

При работе на 1-ХУ1 позициях контроллера сохраняется закон регулирования, принятый на тепловозах ТЭМ 1, ТЭМ 2, ТЭ 2. Для исключения перегрузки дизеля на этих позициях контроллера установлена более низкая мощность тягового генератора (линия ВЕ, Рис. 1.3). На XVI позиции контроллера в систему регулирования включается новый узел автоматического регулирования мощности (АРМ). При его работе эффективная мощность дизеля меняется по закону ЕВВ\ Такое регулирование позволяет на XVI позиции контроллера реализовать полную мощность дизеля независимо от температуры обмоток электрических машин и мощности, потребляемой агрегатами тепловоза. Введение регулятора АРМ

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Фурман Виктор Владимирович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азаренко В.А., Аникиев И.П., Корнев А.Н. Тепловоз ТЭРА1: результаты тяговых и теплотехнических испытаний // Локомотив. 2002. № 12.С. 14-17.

2. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания / А. А. Александров [и др.] Под ред. А. А. Александрова, В. А. Маркова. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. 791 с.

3. Анализ статических и динамических свойств САР дизель-генераторатора / В.В. Фурман [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2006. № 3. С. 112-113. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

4. Аникиев И. П., Кирьянов А. Н., Фурман В. В. Электронный регулятор дизеля на тепловозе ЧМЭЗ // Локомотив. 2012. № 1. С. 18-20. № 2. С. 19-21.

5. Бабел М. Повышение эффективности работы тепловозов в эксплуатации путем оптимизации режимов работы дизеля с использованием электронного регулятора оборотов и мощности. Познань: АУТО-МАСИЛ, 1993. 120 с.

6. Бабел М. Теоретические основы и методология выбора объемов и технологий модернизации тепловозов по критерию стоимости жизненного цикла: Дисс. ... д.т.н: 05.22.07. М.: ОАО «ВНИИЖТ», 2014. 222 с.

7. Балабин Н.В. Перспективы развития тепловозных дизелей нового поколения // Двигатель. 2007. № 4. С. 15-20.

8. Балагин Д.В. Совершенствование технологии контроля технического состояния топливной аппаратуры тепловозных дизелей: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2013. 132 с.

9. Белостоцкий А.М. Исследование переходных режимов двигателей маневровых тепловозов с использованием ЦВМ: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. М.: ВНИИЖТ, 1967. 114 с.

10. Белостоцкий А.М. Расчет на ЦВМ оптимальных переходных процессов комбинированных двигателей методом динамического программирования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1967. № 12. С. 130-133.

11. Болховитинов Г.Ф., Белостоцкий А.М. Эксплуатационные режимы работы дизелей маневровых тепловозов // Железнодорожный транспорт. 1966. № 12. С. 45-48.

12. Васильев В.Н., Файн М.А. Расширение диапазона реализуемых мощностей дизеля с турбонаддувом // Электрическая и тепловозная тяга. 1978. № 7. С. 44-47.

13. Васильев В.Н. Эксплуатационная экономичность тепловозных дизелей с учетом переходных процессов // Труды МИИТ. 1978. Вып. 611. С. 27-34.

14. Вилькевич Б.И. Автоматическое управление электрической передачей и электрические схемы тепловозов. М.: Транспорт, 1987. 272 с.

15. Влияние формы внешней скоростной характеристики на токсичность отработавших газов дизеля в переходных процессах / В.В. Фурман [и др.] // Материалы докладов международной конференции «Двигатель-2007», посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 329-335.

16. Володин А.И. Локомотивные энергетические установки. М.: ИПК «Желдориздат», 2002. 718 с.

17. Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985. 216 с.

18. Володин А.И., Фофанов Г.А. Топливная экономичность силовых установок тепловозов. М.: Транспорт, 1979. 126 с.

19. Гайворонский А.И., Марков В.А., Илатовский Ю.В. Использование природного газа и других альтернативных топлив в дизельных двигателях. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007. 480 с.

20. Глаголев Н.М. Тепловозы. М.: Государственное транспортное железнодорожное изд-во, 1948. 388 с.

21. Голубков Л.Н. Гидродинамические процессы в топливных системах дизелей при двухфазном состоянии топлива // Двигателестроение. 1987. № 1. С. 32-35.

22. Гончаров Н.Е., Казанцев В.П. Маневровая работа на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1978. 183 с.

23. Горбаченко В.К., Курманов В.В., Мазинг М.В. Электронные системы управления подачей топлива в дизелях: Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989. 52 с.

24. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1998. 216 с.

25. ГОСТ 10511-83. Системы автоматического регулирования скорости (САРС) дизелей стационарных, судовых, тепловозных и промышленного назначения. Общие технические требования. М.: Изд-во Стандартов, 1983. 14 с.

26. ГОСТ Р 51250-99. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения. М.: Изд-во Стандартов, 1999. 20 с.

27. ГОСТ Р 51249-99. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения. М.: Изд-во Стандартов, 1999. 42 с.

28. Грехов Л.В., Габитов И.И., Неговора А.В. Конструкция, расчет и технический сервис топливоподающих систем дизелей: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2013. 292 с.

29. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Системы топливоподачи и управления дизелей: Учебник для ВУЗов. Второе издание. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2005. 344 с.

30. Грехов Л.В. Использование линеаризованного метода распада разрыва для расчета топливоподачи в дизелях // Автомобильные и тракторные двигатели: Межвуз. сб. науч. тр. МАМИ. 1999. Вып. 16. С. 81-87.

31. Грехов Л.В., Кулешов А.С. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 64 с.

32. Грехов Л.В., Марков В.А., Девянин С.Н. Параметры процесса топливоподачи и показатели дизеля, работающего на смесевых биотопливах // Грузовик. 2009. № 7. С. 39-47.

33. Грехов Л.В. Уточненная математическая модель процесса подачи топлива в дизеле // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1997. № 10-12. С. 47-51.

34. Грищенко А.В. Информационное обеспечение микропроцессорных систем автоматического регулирования локомотивов // Вестник ПАНИ. 2010. № 28. С. 63-69.

35. Грунауэр А.А., Долгих И.Д., Тараканов С.И. Выбор ограничительной характеристики по давлению наддува для транспортных дизелей // Двигатели внутреннего сгорания: Межвузовский сборник. Харьков, 1981. Вып. 38. С. 34-57.

36. Губертус Г. Диагностика дизельных двигателей: Пер. с немецкого Ю.Г. Грудского. М.: Изд-во «За рулем», 2004. 176 с.

37. Гуревич А.Н., Сурженко З.И., Клепач П.Т. Топливная аппаратура тепловозных и судовых дизелей типа Д-100 и Д-150. М.: Машиностроение, 1968. 248 с.

38. Гусаков С.В., Патрахальцев Н.Н. Выбор программы регулирования угла опережения впрыска, оптимизированной по топливной экономичности и

токсичности отработавших газов // Исследование двигателей и машин: Сборник. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1980. С. 18-21.

39. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / Д.Н. Вырубов [и др.]. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М. Машиностроение, 1983. 372 с.

40. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / А.С. Орлин [и др.]. Под ред. А.С. Орлина. М.: Машиностроение, 1971. 400 с.

41. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели и газотурбинные установки: Учебник для ВУЗов / А.Э. Симсон [и др.]. М. Транспорт, 1980. 384 с.

42. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / С.И. Ефимов [и др.]. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М. Машиностроение, 1985. 456 с.

43. Дехович Д. А., Шепелев В. А. Улучшение топливной экономичности тепловозного дизеля за счет изменения характеристики турбокомпрессора // МГОУ-ХХ1- Новые технологии. 2000. № 2. С. 27-29.

44. Дизели: Справочник / Под ред. В. А. Ваншейдта, Н.Н. Иванченко, Л.К. Коллерова. Л.: Машиностроение, 1977. 480 с.

45. Дизельные двигатели для электроагрегатов и электростанций / Б.Е. Поликер [и др.]. Под ред. Б.Е. Поликера. М.: Изд-во «Легион- Автодата», 2006. 328 с.

46. Долгов В. А. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2. М.: YOYO Media, 2013. 259 с.

47. Драгунов Г. Д., Егоров А.В. О вопросах изменения характеристики ДВС // Двигателестроение. 1991. № 12. С. 12-14.

48. Дутиков В.К. Электроимпульсное управление характеристикой впрыскивания топлива в дизель: Автореферат дисс. ... к.т.н.: 05.04.02. Коломна: ВЗПИ, 1983. 21 с.

49. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

50. Иващенко Н.А., Вагнер В.А., Грехов Л.В. Моделирование процессов топливоподачи и проектирование топливной аппаратуры дизелей. Барнаул -М.: Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 2002. 166 с.

51. Игин В.Н. Захватов А.В., Игин Ф.В. Резервы повышения энергоэффективности тепловозов // Локомотив. 2013. № 3. С. 2-3.

52. Игин В.Н., Марков В. А., Фурман В.В. Результаты эксплуатационных испытаний тепловоза с электронной системой управления топливоподачей дизеля // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2014. № 5. С. 138-139. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

53. Игин В.Н., Марков В.А., Фурман В.В. Эксплуатационные испытания тепловоза с электронной системой управления топливоподачей // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2014. № 4. С. 25-37.

54. Использование альтернативных моторных топлив в дизельных двигателях / В.В. Фурман [и др.] // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. 2014. № 9. С. 3-10.

55. Исследование и доводка тепловозных дизелей / Н.П. Синенко [и др.]. М.: Машиностроение, 1975. 184 с.

56. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие для ВУЗов. Второе издание: Высшая школа, 1980. 400 с.

57. Коссов Е.Е., Вдовина Л.И., Михайлиди К.Г. Методика расчета расхода топлива и производительности тепловозов с учетом работы на неустановившихся режимах // Труды МИИТ. 1981. Вып. 632. С. 60-72.

58. Коссов Е.Е., Копыленко В.А. Влияние технических характеристик тепловозов на эффективность работы железнодорожной линии // Труды МИИТ. 1982. Вып. 715. С. 116- 127.

59. Коссов Е.Е., Нестрахов А.С., Аникиев И.П. Микропроцессорная система регулирования дизель-генератора // Локомотив. 2002. № 12. С. 14-15.

60. Коссов Е.Е. Оптимизация работы тепловозного дизель-генератора // Труды МИИТ. 1972. Вып. 700. С. 8-21.

61. Коссов Е.Е. Перспективы применения газотурбинных двигателей с использованием альтернативных топлив на железнодорожном транспорте // Конверсия в машиностроении. 2001. №1. С. 43-46.

62. Коссов Е.Е., Поварков И.Л. Исследование соответствия некоторых характеристик дизелей с высоким наддувом требованиям тепловозной тяги // Вестник ВНИИЖТ. 1975. № 3. С. 23-28.

63. Коссов Е.Е., Поварков И.Л. Экспериментальное исследование переходных процессов тепловозных дизелей и систем автоматического регулирования // Труды ВНИИЖТ. 1977. Вып. 570. С. 116-126.

64. Коссов Е.Е. Повышение производительности и топливной экономичности тепловозов путем оптимизации режимов работы дизелей: Дисс. ...д.т.н.: 05.22.07. М.: МИИТ, 1987. 363 с.

65. Коссов Е.Е., Сухопаров С.И. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов. М.: Изд-во «Интекст», 1999. 184 с.

66. Коссов Е.Е., Чеботарев М.А. Повышение эффективности эксплуатации тепловозов при применении микропроцессорного управления дизель-генератором // Наука и транспорт. 2007. № 10-11. С. 24-26.

67. Коссов Е.Е., Шапран Е.Н., Фурман В.В. Совершенствование режимов работы силовых энергетических систем тепловозов. Луганск: Изд-во Восточноукраинского национального университета им. В. Даля, 2006. 280 с.

68. Косяк А.Ф., Бордуков В.Б., Ким Ф.Г. Улучшение топливной экономичности тепловозного дизеля // Двигателестроение. 1988. № 3. С. 38-40.

69. Краснов В. А. Контроль и диагностирование тепловозных дизелей по термогазодинамическим параметрам: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Самара: Самарский государственный университет путей сообщения, 2003. 206 с.

70. Крохотин Ю.М. Системы питания дизелей: Учебное пособие для ВУЗов. Воронеж: Государственная лесотехническая академия, 1999. 333 с.

71. Крохотин Ю.М. Улучшение экономичности тепловозных дизелей путем совершенствования их топливной аппаратуры: Дисс. ... к.т.н.: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 177 с.

72. Круглов М.Г., Дехович Д.А., Иванов Г.И. Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания / Под ред. М.Г. Круглова. М. Машиностроение, 1973. 296 с.

73. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. 416 с.

74. Крутов В.И., Горбаневский В.Е., Кислов В.Г. Топливная аппаратура автотракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1985. 208 с.

75. Крутов В.И. Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект. М.: Машиностроение, 1978. 472 с.

76. Крутов В.И., Леонов И.В., Шатров В.И. Формирование внешней скоростной характеристики дизелей автотракторного и транспортного назначения с помощью корректоров // Двигателестроение. 1989. № 4. С. 27-30.

77. Крутов В.И., Шатров В.И. Некоторые результаты экспериментального исследования переходных процессов дизеля с турбонаддувом // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1965. № 12. С. 51-56.

78. Крутов В.И. Электронные системы регулирования и управления двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991. 138 с.

79. Кудряш А.П., Заславский Е.Г., Тартаковский Э.Д. Резервы повышения экономичности тепловозов 2ТЭ10Л. М.: Транспорт, 1975. 65 с.

80. Кузнецов А.Г. Анализ критериев экономичности и токсичности работы транспортных двигателей // Двигателестроение. 1996. № 2. С. 67-68.

81. Кузнецов А.Г. Динамическая модель дизеля // Автомобильная промышленность. 2010. № 2. С. 30-33.

82. Кузнецов А.Г. Динамическая модель энергетической установки тепловоза // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2009. № 3. С. 49-56.

83. Кузнецов А.Г. Разработка методов и средств повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах: Дисс. ... д.т.н: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 281 с.

84. Кузнецов Т.Ф. Теоретические основы и методика расчета впрыска вязкого топлива в поршневых ДВС // Труды ХИИЖТ. 1980. Вып. 35 А. С. 13-19.

85. Кулешов А.С., Грехов Л.В. Расчетное формирование оптимальных законов управления дизелями на традиционных и альтернативных топливах // Безопасность в техносфере. 2007. № 5. С. 30-32.

86. Кулешов А.С. Многозонная модель для расчета сгорания в дизеле. Расчет распределения топлива в струе // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2007. Специальный выпуск «Двигатели внутреннего сгорания». С. 18-31.

87. Кулешов Р.В. Синтез и исследование связи внутрицилиндровых и экологических характеристик тепловозных дизелей для целей диагностики: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2001. 187 с.

88. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. Владимир: Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. 256 с.

89. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1981. 119 с.

90. Куценко С.М., Карпов И.П., Гулякина Т.В. Системы и математическое моделирование процессов управления тепловозом: Учебное пособие для ВУЗов. Харьков: Харьковский политехнический институт, 1980. 92 с.

91. Литвинович М.Р. Система квазиоптимального управления переходными режимами энергетической установки тепловоза путем раздельного регулирования ее частоты вращения и мощности: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Харьков: ХИИТ, 1983. 169 с.

92. Лиханов В. А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. М.: Колос, 1994. 224 с.

93. Луков Н.М. Автоматические системы управления и регулирования тепловозов: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Изд-во МИИТ, 1983. 144 с.

94. Луков Н.М. Автоматическое регулирование температуры двигателей. М.: Машиностроение, 1995. 271 с.

95. Лышевский А.С. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками. М.: Машгиз, 1963. 180 с.

96. Лышевский А.С. Системы питания дизелей. М.: Машиностроение, 1981. 216 с.

97. Лю Мен Чжон. Разработка методов оценки топливной экономичности и экологического воздействия тепловозных дизелей на окружающую среду по результатам эксплуатации: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2005. 165 с.

98. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 376 с.

99. Марков В.А., Девянин С.Н., Мальчук В.И. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 360 с.

100. Марков В.А., Девянин С.Н., Фурман В.В. Комплексная система автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля и температуры охлаждающей жидкости // Грузовик. 2014. № 7. С. 2-10.

101. Марков В.А., Фурман В.В., Акимов В.С. Система топливоподачи с электронным управлением тепловозного дизеля // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 7. С. 60-65.

102. Марков В.А., Фурман В.В., Иванов В.А. Исследование системы автоматического регулирования частоты вращения тепловозного дизеля // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 8. С. 54-63.

103. Марков В. А., Фурман В.В., Иванов В. А. Оценка эффективности системы автоматического регулирования частоты вращения тепловозного дизеля // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 11. С. 52-57.

104. Марков В.А., Фурман В.В., Миронов В.А. Экспериментальные исследования электронной системы управления топливоподачей тепловозного дизеля // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 1. С. 38-48.

105. Марков В.А., Фурман В.В., Полухин Е.Е. Улучшение показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов путем совершенствования системы автоматического регулирования частоты вращения // Грузовик &. 2005. № 11. С. 25-30. № 12. С. 19-24.

106. Марков В. А., Шленов М.И., Фурман В.В. Оценка расхода топлива и токсичности отработавших газов дизеля на различных режимах // Грузовик. 2006. № 2. С. 40-49.

107. Машиностроение. Энциклопедия. Том IV. Двигатели внутреннего сгорания / Л.В. Грехов [и др.]. Под ред. А.А. Александрова, Н.А. Иващенко. М.: Машиностроение, 2013. 784 с.

108. Методика оценки расхода топлива и выбросов токсичных компонентов отработавших газов транспортного дизеля на неустановившихся режимах / В.В. Фурман [и др.] // Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания» международного симпозиума «Образование через науку», посвященного 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. С. 94.

109. Методика оценки расхода топлива и токсичности ОГ дизеля на неустановившихся режимах работы / В.В. Фурман [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2005. № 4. С. 113. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

110. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС. М.: Транспорт, 1991. 112 с.

111. Михайлиди К.Г., Коссов Е.Е. Моделирование функциональных связей системы объединенного регулирования при расчете переходных процессов тепловозного дизель-генератора. М.: Рук. деп. ЦНИИТЯЖМАШ, 1985. МИИТ. № 1514 ТМ-85 Деп. 30 с.

112. Мугинштейн Л.А., Молчанов А.И., Попов К.М. Совершенствование системы учета и контроля расхода топлива маневровых тепловозов // Вестник ВНИИЖТ. 2010. № 1. С. 8-18.

113. Нефтяные моторные топлива: экологические аспекты применения / А.А. Александров [и др.]. Под ред. А.А. Александрова, В.А. Маркова. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2014. 691 с.

114. Никипелый С.О. Повышение эффективности работы тепловозов при применении накопителя энергии в силовой цепи: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. М.: МИИТ, 2011. 167 с.

115. Никонов Г.В., Пинский Ф.И., Рыжов В.А. Электрогидравлическая система топливоподачи дизеля 8 ЧН 26/26 // Двигателестроение. 1980. № 2. С. 23-25.

116. Новиков Л.А. Технологии снижения вредных выбросов тепловозов // Двигателестроение. 1997. № 1-2. С. 49-51.

117. Носырев Д.Я. Научные основы контроля и диагностирования тепловозных дизелей по параметрам рабочих процессов: Дисс. ... д.т.н: 05.22.07. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 1999. 374 с.

118. Оценка расхода топлива и выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизеля, работающего на неустановившихся режимах / В.В. Фурман [и др.] // Материалы межотраслевой научно-технической конференции «Современные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 75-летию кафедры судовых ДВС и дизельных установок Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. С.-Пб.: СПбГМТУ, 2005. С. 28-29.

119. Панченко В.Н. Повышение топливной экономичности тепловозных дизелей за счет совершенствования параметров энергетической установки: Дисс. ... к.т.н: 05.22.07. Самара: Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта, 2002. 175 с.

120. Патрахальцев Н.Н. Неустановившиеся режимы работы двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2009. 380 с.

121. Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А. Форсирование двигателей внутреннего сгорания наддувом. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2004. 176 с.

122. Пинский Ф.И., Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2001. 136 с.

123. Пинский Ф.И., Кузин В.Е. Электроимпульсный метод управления законом подачи топлива // Двигателестроение. 1984. № 8. С. 21-22.

124. Пинский Ф.И. Оптимизация режимов работы дизелей электронным управлением впрыскивания топлива: Дисс. ... д.т.н: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1986. 406 с.

125. Пинский Ф.И. Электронное управление впрыскиванием топлива в дизелях. Коломна: Изд-во филиала ВЗПИ, 1989. 146 с.

126. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов [и др.]. Под ред. И.В. Астахова. М.: Машиностроение, 1971. 359 с.

127. Поздняков Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включенными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки: Дисс. ... к.т.н: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 150 с.

128. Показатели дизеля на неустановившихся режимах / В.В. Фурман [и др.] // Сборник научных трудов по проблемам двигателестроения, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. С. 68-74.

129. Полухин Е.Е. Улучшение эксплуатационно-технических показателей транспортного дизеля путем совершенствования системы регулирования угла опережения впрыскивания топлива: Дисс. ... к.т.н: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 152 с.

130. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1989. 304 с.

131. Портнов Д.А. Быстроходные турбопоршневые двигатели с воспламенением от сжатия. М.: Машгиз, 1963. 640 с.

132. Правила тяговых расчетов для поездной работы / Под ред. Н.П. Киселевой. М.: Транспорт, 1985. 287 с.

133. Работа дизелей на нетрадиционных топливах: Учебное пособие для ВУЗов / В.А. Марков [и др.]. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. 460 с.

134. Работа тепловозных дизелей на малых нагрузках / А.П. Чиркин [и др.]. М.: Транспорт, 1966. 116 с.

135. Рабочие процессы, конструкция и основы расчета энергетических установок с двигателями внутреннего сгорания: Учебник для ВУЗов / Ю.М. Крохотин [и др.]. Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия, 2011. 600 с.

136. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: Изд-во «Вища школа», 1980. 169 с.

137. Расчетные исследования электронной системы управления топливоподачей дизеля / В.В. Фурман [и др.] // Грузовик. 2012. № 11. С. 21-27.

138. Расчетные исследования электронной системы управления топливоподачи дизеля / В.В. Фурман [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2012. № 3. С. 118. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

139. Сахаревич В.Д., Щербаков В.Г., Белинский И.Н. Расчетно-экспериментальное исследование по выбору систем газотурбинного наддува двигателей 4 ЧН 8, 4 ЧН 12/12 и 8 ЧН 13/11,5 // Двигатели внутреннего сгорания. Межвузовский сборник. Харьков, 1980. Вып. 31. С. 68-77.

140. Сдобников Е.Ф. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2. М.: YOYO Media, 2013. 278 с.

141. Севрук И.В., Эпштейн А.С. Методика расчета переходных процессов четырехтактного тепловозного дизеля с высоким газотурбинным наддувом // Двигатели внутреннего сгорания. Межвузовский сборник. Харьков, 1970. Вып. 11. С. 78-83.

142. Симсон А.Э. Газотурбинный наддув дизелей. М.: Машиностроение, 1964. 248 с.

143. Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания: Второе издание. М.: Транспорт, 1987. 536 с.

144. Симсон А.Э., Хомич А.З. Повышение эксплуатационной экономичности транспортных дизелей // Двигателестроение. 1986. № 2. С. 40-42.

145. Синенко Н.П., Заславский Е.Г. Тепловоз ТЭ3. М.: Транспорт, 1986. 215 с.

146. Система регулирования частоты вращения и мощности (электронная) тепловоза 2ТЭ116 «ЭРЧМ30Т3.00.000-01РЭ»: Руководство по эксплуатации. Саратов: ООО «ППП Дизельавтоматика», 2002. 25 с.

147. Система РПРТ тепловозов / А.Л. Донской, И.В. Назаров, А.И. Молчанов и др. // Локомотив. 2006. № 7. С. 22-24.

148. Система управления для дизельного двигателя / В.В. Фурман [и др.] // Грузовик. 2011. № 12. С. 36-47.

149. Системы топливоподачи для газодизельных и газовых двигателей / В.В. Фурман [и др.] // Грузовик. 2013. № 4. С. 38-45.

150. Системы электронного управления топливоподачей газовых и газодизельных двигателей / В.В. Фурман [и др.] // Транспорт на альтернативном топливе. 2012. № 4. С. 14-18.

151. Скаженик А.М. Влияние давления наддува на эксплуатационную экономичность тепловозного двигателя Д70 // Электрическая и тепловозная тяга. 1970. № 11. С. 27-28.

152. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. Л.: Машиностроение, 1972. 128 с.

153. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения // Двигателестроение. 1991. № 1. С. 3-6.

154. Соболь В.Н. Улучшение переходных процессов тепловозных дизелей типа 10Д100 и Д70 // Электрическая и тепловозная тяга. 1970. № 11. С. 44-45.

155. Соколов С.С. Конструктивные особенности систем наддува дизелей с высоким и сверхвысоким уровнем форсирования // Двигатели внутреннего сгорания. Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1981. Вып. 30. 49 с.

156. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Теория автоматического управления техническими системами. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993. 492 с.

157. Старовойт В.А. Повышение эксплуатационной эффективности дизелей маневровых тепловозов: Дисс. ... к.т.н: 05.05.01. М.: МИИТ, 1984. 208 с.

158. Статистический отчет о работе железнодорожного транспорта за 2002 год. М.: Управление статистики МПС, 2003. 36 с.

159. Степанов А. Д. Автоматическое регулирование мощности в тепловозах и газотурбовозах. М.: Машиностроение, 1964. 300 с.

160. Струнге Б.Н. Регулирование частоты вращения и мощности дизель-генераторов тепловозов. М.: Транспорт, 1976. 112 с.

161. Сухопаров С.И. Повышение эффективности работы тепловозных дизелей корректированием нагрузки в переходных процессах: Дисс. ... к.т.н: 05.22.07. М.: Московский университет путей сообщения, 2008. 152 с.

162. Тарута М.В. Совершенствование технологии экологического контроля тепловозных дизелей при проведении реостатных испытаний: Дисс. ... к.т.н: 05.22.07. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2009. 167 с.

163. Тепловоз 2ТЭ116: Третье издание / С.П. Филонов, А.И. Гибалов, Е.А. Никитин и др. М.: Транспорт, 1996. 334 с.

164. Тепловоз М62 / С.П. Филонов [и др.]. М.: Транспорт, 1977. 280 с.

165. Тепловоз ТЭМ2: Руководство по эксплуатации и обслуживанию / Е.Ф. Сдобников [и др.]. М.: Транспорт, 1983. 239 с.

166. Тепловоз ТЭМ7 / Под ред. Г.С. Меликжанова. М.: Транспорт, 1989. 295 с.

167. Тепловоз ТЭП60. Руководство по ремонту и обслуживанию. М.: Транспорт, 1966. 246 с.

168. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины: Учебник для ВУЗов / Н.М. Глаголев [и др.]. М.: Транспорт, 1973. 336 с.

169. Тепловозы: Основы теории и конструкции / В.Д. Кузьмич, И.П. Бородулин, Э.А. Пахомов. Под ред. В.Д. Кузьмича. М.: Транспорт, 1991. 352 с.

170. Тепловозы 2ТЭ10М, 3ТЭ10М. Устройство и работа / С.П. Филонов [и др.]. М.: Транспорт, 1986. 288 с.

171. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2: Руководство по эксплуатации и обслуживанию. М.: Транспорт, 1978. 278 с.

172. Теплотехника: Учебник для ВУЗов / А.М. Архаров [и др.]. Под ред. А.М. Архарова, В.Н. Афанасьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 712 с.

173. Тертычко Н.А., Кузнецов Т.Ф. Тепловоз ТЭ2. М.: Транспорт, 1956. 272 с.

174. Тимановская Л.Е. Моделирование переходных процессов двигателя со свободным турбокомпрессором // Двигатели внутреннего сгорания. Межвузовский сборник. Харьков, 1974. Вып. 21. С. 53-57.

175. Толстов А.И. Индикаторный период запаздывания воспламенения и динамика цикла быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия // Труды НИЛД. 1955. № 1. С. 5-55.

176. Толшин В.И. Переходные процессы в дизель-генераторах. Л.: Машиностроение, 1979. 119 с.

177. Толшин В.И., Сизых В.А. Автоматизация судовых энергетических установок: Учебник для ВУЗов. Второе издание. М.: РКонсульт, 2003. 304 с.

178. Толшин В.И. Форсированные дизели: переходные режимы, регулирование. М.: Машиностроение, 1993. 198 с.

179. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей. М.: Изд-во МГАВТ, 1999. 190 с.

180. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов [и др.]. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

181. Трифонов В.Л. Улучшение экологических показателей дизелей путем использования микропроцессорной системы управления: Дисс. ... к.т.н.: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 152 с.

182. Улучшение экологических показателей транспортных дизелей путем управления процессом топливоподачи / А.Г. Кузнецов [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2000. № 2. С. 62-75.

183. Устройство контроля мощности тепловозного дизель-генератора / А.Н. Борисенко [и др.] // Двигателестроение. 1990. № 9. С. 32, 46.

184. Файнлейб Б.Н., Гинзбург А.М., Волков В.И. Оптимизация угла опережения впрыска топлива // Двигателестроение. 1981. № 2. С. 16-19.

185. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. Л.: Машиностроение, 1990. 352 с.

186. Федотов Г.Б., Левин Г.И. Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытания, совершенствование. М.: Транспорт, 1983. 192 с.

187. Фомин Ю.Я., Никонов Г.В., Ивановский В.Г. Топливная аппаратура дизелей: Справочник. М.: Машиностроение, 1982. 168 с.

188. Фофанов Г.А., Григорович Д.Н., Нестрахов А.С. Альтернативные виды топлива на подвижном составе железнодорожного транспорта / Под ред. Г.А. Фофанова // Труды ОАО «ВНИИЖТ». М.: Интек, 2008. 144 с.

189. 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.

190. Фурман В.В., Иванов В.А. Электромагнитное исполнительное устройство с крестообразным пружинным шарниром: Патент № 2390817, Заявка № 2008115085. Приоритет изобретения 16 апреля 2008 г. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 27 мая 2010 г. Срок действия патента истекает 16 апреля 2028 г.

191. Фурман В.В., Кирьянов А.Н., Лобанов С.В. Способ управления работой транспортного средства с электрической передачей и устройство для его осуществления: Патент № 2182086, Заявка № 2000123013. Приоритет изобретения 04 сентября 2000 г. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 10 мая 2002 г. Срок действия патента истекает 04 сентября 2020 г.

192. Фурман В.В., Кирьянов А.Н., Панов С.В. Электронная система управления топливоподачей дизеля: Патент № 2199676. Заявка № 2000115062. Приоритет изобретения 09 июня 2000 г. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 27 февраля 2003 г. Срок действия патента истекает 09 июня 2020 г.

193. Фурман В.В., Лобанов С.В., Протасов Д.Б. Способ регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания: Патент № 2168647, Заявка № 99126219. Приоритет изобретения 14 декабря 1999 г.

194. Фурман В.В., Марков В.А., Мизев В.В. Система топливоподачи с электронным управлением тепловозного дизеля // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2011. № 4. С. 120-121. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

195. Фурман В.В. Метод расчета ограничительной характеристики топливоподачи тепловозного дизель-генератора // Грузовик. 2014. № 12. С. 16-18.

196. Фурман В.В. Методика расчета ограничительной характеристики тепловозного дизель-генератора // Локомотивы. XXI век: Сборник материалов II Международной научно-технической конференции. Санкт-Петербург. Государственный университет путей сообщения имени императора Александра I, 2014. С. 26-29.

197. Фурман В.В. Система топливоподачи с электронным управлением для дизеля // Грузовик. 2014. № 9. С. 10-14.

198. Фурман В.В. Система электронного управления топливоподачей дизеля // Локомотивы. XXI век: Сборник материалов II Международной научно-технической конференции. Санкт-Петербург: Государственный университет путей сообщения имени императора Александра Первого, 2014. С. 82-85.

199. Фурман В.В., Чертов С.Н., Способ улучшения качества регулирования двигателей внутреннего сгорания и устройство для его осуществления: Патент №2179253, Заявка № 2000102778. Приоритет изобретения 03 февраля 2000 г. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 10 февраля 2000 г. Срок действия патента истекает 03 февраля 2020 г.

200. Фуфрянский Н.А., Бевзенко А.Н. Развитие локомотивной тяги. М.: Транспорт, 1988. 344 с.

201. Хайт Э.И. Методические указания по определению технико-экономической эффективности новых и усовершенствованных электровозов. М.: Транспорт, 1986. 120 с.

202. Хомич А.З. Оценка эксплуатационной топливной эффективности тепловозного дизеля // Двигателестроение. 1979. № 7. С. 47-49.

203. Хомич А.З. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1987. 271 с.

204. Хомич А.З., Тупицын О.И., Симсон А.Э. Экономия топлива и техническая модернизация тепловозов. М.: Транспорт, 1975. 264 с.

205. Хомич А.З. Эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1979. 144 с.

206. Хреба М.С. Повышение технико-экономических показателей работы тепловозов в республике Сирия путем совершенствования технологии обслуживания и характеристик дизель-генаратора: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. М.: Московский государственный университет путей сообщения, 1994. 77 с.

207. Циннер К. Наддув двигателей внутреннего сгорания = Aufladung von Verbrennungsmotoren: Пер. с немецкого В.И. Федышина / Под ред. Н.Н. Иванченко. Л.: Машиностроение, 1978. 264 с.

208. Шелест П.А. Индикаторный процесс тепловозного дизеля // Вестник машиностроения. 2001. № 7. С. 10-15.

209. Шелест П. А. Современные промышленные тепловозы. М.: Транспорт, 1978. 224 с.

210. Шленов М.И. Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем совершенствования системы автоматического регулирования частоты вращения: Дисс. ... к.т.н.: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 164 с.

211. Шмойлов А.Н. Контроль и диагностирование тепловозного дизеля по параметрам рабочего процесса с использованием метода газового анализа: Дисс. ... к.т.н.: 05.22.07. Самара: Самарский государственный университет путей сообщения, 2011. 123 с.

212. Экспериментальные исследования газодизельного двигателя трактора К-700А / В.В. Фурман [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 10. С. 7-9.

213. Электронное управление подачей топлива / В.В. Фурман [и др.] // Локомотив. 2011. № 7. С. 29-31.

214. Электронный регулятор дизеля для маневрового тепловоза ЧМЭ3 / В.В. Фурман [и др.] // Локомотив. 2010. № 7. С. 23-25. № 8. С. 15-17. № 9. С. 26-29.

215. Электронный регулятор дизеля тепловоза ЧМЭ3 / В.В. Фурман [и др.] // Локомотив. 2002. № 3. С. 22-25.

216. Электронный регулятор для дизель-генератора магистрального тепловоза / В.В. Фурман [и др.] // Локомотив. 2004. № 6. С. 12-16. № 7. С. 2225.

217. Электрооборудование тепловозов: Справочник / В.Е. Верхогляд, Б.И. Вилькевич, В.С. Марченко и др. М.: Транспорт, 1981. 287 с.

218. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: Алгоритмы прикладных программ / Р.М. Петриченко [и др.]. Под ред. Р.М. Петриченко. Л.: Машиностроение, 1990. 328 с.

219. Эпштейн А.С., Зайончковский В.И. Эксплуатационные режимы тепловозного дизеля 10Д100 // Двигателестроение. 1985. № 5. С. 47-49.

220. Эпштейн А.С. Переменные режимы двигателей с газотурбинным наддувом. М.: Машгиз, 1962. 208 с.

221. Backhause R., Winterbanse D.T. Dynamic Behaviour of a Turbocharged Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1986. № 860453. Р. 1-8.

222. Bosch. Системы управления дизельными двигателями: Пер. с немецкого. М.: Изд-во «За рулем», 2004. 480 с.

223. Diesel fuel injection systems. Lucas Industries plc. (England), 1996.

10 р.

224. Diesel-Reiheneinspritzpumpen-Verteilereinspritzpumpen: Technische Unterrichtung. Stuttgart: Robert Bosch GmbH. 2002. 144 р.

225. Hagena J.R., Filipi Z.C., Assanis D.N. Transient Diesel Emissions: Analysis of Engine Operation During a Tip-In // SAE Technical Paper Series. 2006. № 2006-01-1151. P. 1-12.

226. HEINZMANN. Цифровые регуляторы частоты вращения: Руководство DG00-003-243-04-04. 40 р.

227. Kuleshov A.S. Model for Predicting Air-Fuel Mixing, Combustion and Emissions in DI Diesel Engines over Whole Operating Range // SAE Technical Paper Series. 2005. № 2005-01-2119. P. 1-10.

228. Kuleshov A.S. Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Model and its Application for Matching the Injector Design with Piston Bowl Shape // SAE Technical Paper Series. 2007. № 2007-01-1908. P. 1-10.

229. Nishizawa K., Ishiwata H., Yamaguchi S. A New Concept of Diesel Fuel Injection - Timing and Injection Control System // SAE Technical Paper Series. 1987. № 870434. P. 1-9.

230. Rakopoulos C.D., Giakoumis E.G., Hountalas D.T. The Effect of Various Dynamic, Thermodynamic, and Design Parameters on the Performance of a Turbocharged Diesel Engine Operating Under Transient Load Conditions // SAE Technical Paper Series. 2004. № 2004-01-0926. P. 1-10.

231. Renald D.T. Turboharger Developments for Large Engines // Diesel and Gas Turbine Progress. 1974. Vol. 40. № 4. Р. 20-21.

232. Shiozaki M., Hobo N., Akahori J. Development of a Fully Capable Electronic Control System for Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1985. № 850172. P. 1-8.

233. Sobel D.R. A hydro-mechanical simulation of diesel fuel injection systems // SAE Technical Paper Series. 1987. №870432. P. 23-35.

234. Trenne M.U., Ives A.P. Closed Loop Design for Electronic Diesel Injection Systems // SAE Technical Paper Series. 1982. № 820447. P. 133-139.

235. Wadman B.W. Engine Harisans // Diesel and Gas Turbine Progress. 1972. Vol. 38. № 9. P. 9-11.

236. Walz L., Wessel W., Berger J. Progress in Electronic Diesel Control // SAE Technical Paper Series. 1984. № 840442. P.21-30.

237. Wijetunge R.S., Brace C.J., Hawley J.G. Dynamic Behavior of a High Speed Direct Injection Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1999. № 1999-01-0829. P. 1-10.

ПРИЛОЖЕНИЕ

П.1. Листинг исходных данных для расчета штатной системы топливоподачи дизеля типа Д50 с использованием ПК «ВПРЫСК»

Режимы работы системы и режимы счёта

Частота вращения кулачкового (распределительного) вала об/мин

Среднее противодавление при впрыскивании, МПа

Начальное давление в ЛВД (для Common-Rail - в аккумуляторе), МПа

Начальное содержание газовой фазы в ЛВД %

Активный ход плунжера Иплакт (при наличии ТНВД оценивается всегда), мм Задается:

о цикловая подача

активный ход плунжера

[117] 375

[116] 7.5

[133] 0.3-15

[061] 0

[11Э] 9.087

Цикловая подача топлива г [118] 1.541

Способ достижения заданной цикловой подачи:

® интерполяцией для уточнения геометрической продолжительности впрыска корректировкой продолжительности впрыскивания из балансовых соображений

Шаг основного расчета будет выражен в

° градусах поворота кулачка мкс

Шаг основного расчета град (0,01 ...0,06) Максимально допустимое число циклов уточнения Допускаемая ошибка достижения цикловой подачи, % Угол начала основного расчета град Окончание счета:

[074] 0.01

[073] 10

[078] 1

[071] 10

о по достижении заданного угла поворота кулачка

по концу подачи и посадке клапанов (для аккумуляторной ТПА-со второго цикла)

Угол окончания основного расчета (если в таблице "динамика привода" [072] 55 задаются параметры для расчета наполнения плунжерной полости, то рекомендуется 360 град), град

Шаг расчета после окончания впрыска, град [075] 0.5

Шаг вывода на экран отладочной информации, град [077] 999

Начальный декремент гашения межцикловых осцилляций цикловой [081] 0.87 подачи и начального давления в процессе установления (от 0 до 1, рекомендуется 0,6...0,9 без подбора начального давления и 0,3...0,4 с подбором)

Коэффициент прогрессивного усиления декремента при межцикловых [082] 1.07 осцилляциях (более 1, например 1,1)

Коэффициент ОМВК 0...1 для обеспечения устойчивости [726] 0.33 интегрирования (рекомендуется 0.33 - приоритет предыдущего шага)

Способ задания начальных условий: Í ' ггг

II ►

? Справка

: jj, Печать

tf OK

! X ..Отмена

Механический привод плунжер

Расчет опускания плунжера:

®не производится

производится (задано табличной функцией) производится (кулачок симметричный)

производится (задний профиль - дуга окружности в секторе 180 град)

Радиус начальной окружности, мм Радиус ролика, мм Ширина ролика, мм

Суммарная масса движущихся с плунжером деталей, г Жесткость возвратной пружины плунжера Н/мм Предварительная затяжка этой пружины, мм

[107] АО

[108] 28.5

[092] 33

[091] 4500

[093] 21707

[094] 25

Коэффициент трения толкателя о корпус (для вычисления момента на [137] 0.07 валу и контроля заклинивания толкателя) Кинематика плунжера определяется

через параметры кулачкового привода, приводимые ниже § с помощью графиков

Тип кулачкового привода

(в внешний кулачковый профиль (традиционные кулачки в рядных индивидуальныхТНВ. торцовая кулачковая шайба (VE Bosch, Kugel-Fisher) внутренний профиль (Lucas, Stanadyne, VP-44 Bosch)

Тип и источник графика:

- График хода плунжера в функции угла поворота кулачка в главном меню

- График скорости плунжера в функции угла поворота кулачка в главном меню ® - График хода плунжера в функции угла поворота кулачка во внешнем файле

- График скорости плунжера в функции угла поворота кулачка во внешнем файле

Шаг дифференциирования функции Ипл=ВД при вычислении скорости и [859] 0.5 контактного напряжения. Для сравнения результатов расчета с учетом крутильных колебаний и без них рекомендуется минимизировать эту величину. В зависимости от гладкости кривой - 0,5...2 град.

Учёт в расчёте деформации привода ТНВД: (9 деформация не учитывается деформация учитывается

? Справка

„ Печать

OK 1 X Отмена

Плунжерная пара

(Hl

Тип ТНВД

а Традиционного типа (одна секция на один цилиндр) Распределительного типа с 1 плунжером (НД21 „Bosch-VE) Роторный распределительный ТНВД (Lucas, Stanadyne)

Диаметр плунжера мм

Радиальный зазор в плунжерной паре, мкм

Длина уплотняющей части плунжера мм

Давление подкачки топлива МПа

Мертвый объем плунжерной полости, мм^З

Коэффициент деформации плунжерной пары, 1/ТПа

Число насосных секций в ТНВД (используется для вычисления крутящего момента и производительности ТНВД)

[г Имеются впускные окна втулки

[141] го

[142] 2

[143] 90

[151] 0.345

[155] 1300

[152] 150

[113] 1

I Имеются отсечные окна втулки

[т Имеется паз в верхней золотниковой части плунжера для организации двухс| Имеется выточка на верхней части плунжера для автоматического регулиро! I Имеется окно втулки плунжерадля предварительной зарядки надыгольной п Имеется окно втулки плунжера промежуточной разгрузки (окно начала впры I Имеется окно втулки плунжера конечной зарядки надыгольной

I Спр авка < ,, Печать

^ OK | [1ХШменД

П.2. Листинг исходных данных для расчета опытной системой топливоподачи с электронным управлением - системой типа ЭСУВТ.01 дизеля типа Д50 с использованием ПК «ВПРЫСК»

дополнительный клапан, золотник жиклер, демпфер

Номер клапана в используемой Вами схеме системы

[443] 22

Объем полости на входе в клапан (если требуется, например, №17. 31). [447] О ммЗ

Объем полости на выходе из клапана (например, для №22), ммЗ

[44В] 46000

ТИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА (УПРАВЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА)

<Щ> Грибковый клапан (включая и гидроразгруженный, применяемый какэлектроуправлж О Жиклер

О Шариковый клапан О Плоский клапан О Цилиндрический клапан О Игольчатый клапан О Поршневой демпфер О Произвольный золотник

УТОЧНЕНИЕ ТИПА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА (УПРАВЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА)

гПО ИСХОДНОМУ СОСТОЯНИЮ:

©-клапан нормально закрытый ® - клапан нормально открытый (только для шарикового, плоского, грибкового и цилиндр

ПО КОЛИЧЕСТВУ ВХОДОВ В КЛАПАН:

® - Однозатворный (имеет два входа) © - Двухзатворный шариковый или плоский клапан (с тремя входами, например для форс

Эффективное сечение жиклера подсоединенного параллельно клапану и последовательно жиклеру, мм**2

[414] О

ОБЩИЕ ПАРАМЕТРЫ КЛАПАНОВ:

Диаметр клапана (для шарикового, плоского, грибкового разгруженного - внешний, для остальных- минимальный диаметр посадочного конуса седла обычно совпадающий с диаметром прецизионной цилиндрической поверхности), мм [«5] 11

Масса движущихся деталей клапана г [10 г] 31.7

Жесткость пружины клапана Н/мм [103] 17

Максимальный ход клапана мм [108] 0.3

Коэффициент расхода клапанной щели [107] 0.7

Эффективное сечение жиклера подсоединенного последовательно за клапаном, мм™^ [113] 0

СПОСОБ ПРИВОДА КЛАПАНА ДВИЖЕНИЕ КЛАПАНА, ЗОЛОТНИКА РАССЧИТЫВАЕТСЯ:

О - по балансу гидромеханических сил (самодействующий клапан)

(§) - под действием усилий электропривода (его параметры - в диалоге электропривода)

Доопределение типа клапана:

Ф - клапан гидравлически разгруженный О - клапан неразгруженный (гидроуправляемый)

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ГРИБКОВОГО РАЗГРУЖЕННОГО КЛАПАНА:

Полуугол посадочного конуса клапана град [406] 59

Диаметр стебля между фаской и разгруженным плунжером, мм [417] 10

Максимальный диаметр посадочного конуса корпуса клапана мм [418] 13.73

Диаметр плунжера разгружающего электроуправляемый клапан от [422] 12 действия высокого давления на его входе и имеющего балансировочный канал из полости сливав тыльную полость плунжера мм

Радиальный зазор в этом плунжере (если нет=0), мкм [421] 3

Длина уплотнения по плунжеру (если нет=0), мм [424] 10

Усилие предварительной затяжки возвратной пружины, Н ИЮ] 175

^ Электропривод управляющего клапана

[641] 22

Номер клапана в используемой Вами схеме системы, к которому относится этот электропривод

Способ расчёта привода

а Задается сила электропривода как функция времени Рассчитывается сопряженный электрический, магнитный и гидромеханический проце Рассчитывается сопряженный пьезоэлектрический и гидромеханический процесс

Параметры управления электроприводом клапана:

Угол первого включения электропривода (в аккумуляторной системе этот параметр не важен), град

Продолжительность действия электропривода в 1-ой фазе, мс

Максимальное значение силы электропривода Н

Время переходного процесса по переднему фронту тока (закон силы принимается линейным от в начала электродинамического процесса до момента достижения максимальной силы), мс

Время переходного процесса по заднему фронту, мс Имеется вторая фаза впрыска

Гидравлические параметры электрического привода

Диаметр тарели якоря торцевого электромагнита (в электромагните-соленоиде принимаем =0), мм

Минимальный зазор между якорем и электромагнитом, мм Объем полости электромагнита при закрытом клапане, ммЗ Коэффициент деформации полости, 1/ТПа Относительное газосодержание в этой полости, %

[643] 20

[644]

[645]

350

[647] 0.2

[648] 0.2

[663] 21

[664] 0.1

37.9

[907] 4000 [662]

[908]

[909]

0

Эффективное сечение балансировочного канала между полостью электромагнита и полостью клапана (обратите внимание на необходимость мелкого шага расчета особенно при сечениии приблизительно менее 1 мм2), мм2

Расчет течения в клапанной щели для уточнения неуравновешенности

а Не производится (рекомендуется как простейший вариант) Простой учет разрежения в клапанной щели скоэф. восст. Р 0,2 Уточнением сопротивления по участкам итерациями С однократной коррекцией первичного распределения давления

? Спр

авка