Розвиток методів моделювання технічних засобів енергозбереження систем управління для тепловозних дизель-генераторів - Автореферат

Українська державна академія залізничного транспорту Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукНауковий консультант - доктор технічних наук, професор Тартаковський Едуард Давидович, Українська державна академія залізничного транспорту, кафедра "Експлуатація і ремонт рухомого складу", завідувач кафедри. Захист відбудеться: "25" листопада 2010 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої ради Д64.820.04 в Українській державній академії залізничного транспорту за адресою: 61050, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української державної академії залізничного транспорту за адресою: 61050, м. На підставі всебічного аналізу існуючих в даний час систем управління режимами роботи тепловозних дизель-генераторів (частота, потужність, подача палива) розширено групу техніко-економічних і організаційних показників, яким повинен відповідати процес вдосконалення цих систем, і визначено його раціональні напрями. Розроблено критерій паливної економічності в сталих режимах і розроблено теоретичні методи моделювання, що дозволяють визначити параметри забезпечення енергозберігаючої роботи дизель-генераторів в сталих і перехідних режимах.На даний час однією з головних причин повільного впровадження сучасних енергозберігаючих систем управління режимами ТДГ є недосконалість (практична нерозвиненість) компютерно-орієнтованих методів моделювання, що не дозволяє у певній мірі визначати оцінки і параметри забезпечення підвищення енергозбереження. Створення таких методів являє собою складну науково-технічну проблему, вирішення якої (навіть часткове) дозволить суттєво покращити стан з енергозбереженням, як на стадії досліджень, організації випробувань, так і в умовах рядової експлуатації сучасних систем управління режимами функціонування ТДГ. Для реалізації поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: - дослідити вплив існуючих технічних засобів систем управління режимами ТДГ на показники енергозбереження та визначити при цьому характерні режими роботи, вдосконалення яких дозволить підвищити паливну економічність; на підставі аналізу конструктивних рішень сучасних систем управління режимами ТДГ, які безпосередньо впливають на вихідні параметри (частота, потужність, витрата палива), сформулювати техніко-економічні та організаційні показники, яким повинно відповідати вдосконалення цих систем в умовах експлуатації. Наукова новизна визначається такими положеннями: Вперше: - сформульовано критерій паливної ефективності, на підставі якого визначаються параметри управління сталими режимами роботи ТДГ, які на відміну від відомих критеріїв забезпечують мінімізацію витрат палива в межах робочої зони режимів ТДГ;Перший розділ присвячено розгляду сталих і перехідних режимів і експлуатаційних характеристик тепловозних дизель-генераторних установок з точки зору резервів їх вдосконалення та аналітичному огляду особливостей конструкції систем забезпечення режимів тепловозних силових установок, що експлуатуються в теперішній час в Україні, а також аналітичному огляду існуючих методів визначення параметрів режимів, що забезпечують енергозбереження, та конструктивних підходів до удосконалення систем забезпечення режимів та системі показників для обґрунтування найбільш ефективного технічного рішення для потужних силових установок, що перебувають в умовах рядової експлуатації. Для існуючих дизель-генераторів тягового рухомого складу однією з основних систем автоматичного управління є обєднаний гідромеханічний регулятор частоти обертання та потужності, що здійснює управління швидкісними режимами, а також формує навантаження дизель-генератора на сталих та перехідних режимах. З останнього виразу слідує, що критерій G завжди буде приймати мінімальні значення в тому разі, коли за допомогою параметру hj забезпечувати мінімальне значення ефективних витрат палива на кожній частоті обертання. Якщо значення hопт(n) знаходяться в зоні робочих режимів дизель-генератора, то залежність hопт(n) може бути обрано в якості характеристики забезпечення подачі палива в сталих режимах, а її реалізація завжди забезпечить мінімальне значення ефективних витрат ge(n,h). Класичний метод має недоліки, що не дозволяє використовувати його в відомому виді в якості основи для визначення ефективних параметрів забезпечення режимів: - класичний метод є точковим методом, а для визначення параметрів управління подачею палива необхідно мати багатопараметрову обємну картину зміни показників транспортного дизеля при всіх положеннях рейки паливних насосів та частотах обертання колінчатого валу;Встановлено, що всі методи орієнтовані лише на одержання оцінок енергозбереження в сталих режимах, спираються на значні обсяги статистичних і експериментальних даних з експлуатації. Тому підвищення рівня енергозбереження повинно вирішуватись комплексно шляхом вдосконалення як режимів роботи ТДГ (сталих і перехідних), так і технічних засобів на підставі подальшого розвитку методів моделювання технічних засобів управління режимами.

2. Основний зміст роботи