Введение к работе
Актуальность проблемы. Мощность, экономичность, уровень экологического воздействия на окружающую среду и Эксплуатационная надежность тепловозных дизелей существенно зависят от качественной работы агрегатов газовоздушного тракта. Анализ эксплуатационной надежности тепловозов, выполненный по отчетной документации ОАО «РЖД», показывает, что неисправности агрегатов газовоздушного тракт! составляют около 10 % от общего числа отказов по дизелю, что сказывался на качестве его работы.
Анализ теоретических и экспериментальных исследований по оценке качества функционирования тепловозных дизель-генераторных установок в условиях эксплуатации показал, что натехнико-экшомические и экологические показатели работы дизель-генераторных установок тепловозов существенное влияние оказывают агрегаты газовоздущного тракта. При этом снижение мощности может достигать 10-15 %, увелиение удельного расхода топливадо 10 %, повышениедымности в 2-3 раза.
Применяемые в настоящее время в локомотивных депо технологии для оценки технического состояния агрегатов газовоздушного тракта не имеют достаточной достоверности. Это связано, прежде воего, со сложностью газодинамических процессов, протекающих одновременно в дизеле и агрегатах газовоздушного тракта и оказывающих взаимное влияние друг на друга. Поэтому при проведении реостатных или стендовых испытаний зачастую необоснованно снимаются отдельные агрегаты газовоздушного тракта и топливной аппаратуры и осуществляется их отдельный контроль и настройка. Все это существенно увеличивает время проведенияреостатных испытаний и не позволяет получить наиболее эффективные технико-экономические и экологические характеристики тепловоза.
Цель работы — совершенствование методов щенки технического состояния агрегатов газовоздушного тракта тепловозных дизелей.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
- разработать математическую модель, позволяющую оценить изменение параметров рабочего процесса дизеля с газотурбинной или комбинированной схемой наддува при различном техническом состоянии агрегатов газовоздушного тракта и провести модельные эксперименты;
исследовать возможность использования метода малых отклонений для оценки технической состояния агрегатов газовоздушного тракта;
провести экспериментальные исследования по оценке адекватности созданной математичесюй модели и отработать технологию оценки технического состояния агрегатов газовоздушного тракта;
создать программный модуль, позволяющий оценить техническое состояния агрегатов газовоздушного тракта по результатам измерений параметров в его контрольньк сечениях.
При выполнении раб»ты использовались следующие методы исследования: расчета параметре рабочего цикла дизеля 1ОД100 (идеального рабочего цикла — метод Гржевецкого-Мазинга, рабочего цикла по параметрам реостатных испытаний - метод Вибе); малых отклонений; равновесного состава для расчета экологических характеристик дизеля 1 ОД 100; математической статистики. Экспериментальная оценка параметров рабочего цикла дизеля 1 ОД 100 осуществлялась при проведении стендовых и реостатных испытаний на базе Улан-Удэнского ЛВРЗ.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.
1. Разработана математическая модель для определения технического
состояния агрегатов газовоздушного тракта тепловозных дизелей.
-
Уточнена методика определения параметров процесса выгорания топлива при расчете рабочего процесса дизеля.
-
Предложена методика определения доли влияния выходных характеристик агрегатов газовэздушного тракта на мощностные, экономические и экологические характеристики тепловозных дизелей; определен режим работы двигателей, обеспечивающий наибольшую достоверность контроля.
-
Разработан программный модуль для определения технического состояния агрегатов газовоздушного тракта по результатам контрольных испытаний.
Практическую ценность составляют:
- программный модуль, позволяющий по результатам измерений параметров в контрольных сечениях газовоздушного тракта определить техническое состояние его агрегатов;
расчетные уравнения по определению доли влияния отдельных агрегатов газовоздушного тракта и технико-экономические и экологические показатели работы дизеля;
рекомендации по настройке совместной работы дизеля и агрегатов
газовоздушного тракта при стендовых и реостатных испытаниях дизелей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались
-
на международной конференции, посвященной 75-летию РГУПСа «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону, 2004);
-
XXX межвузовской конференции студентов и аспирантов (Самара, 2003);
-
научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2002).
Публикации. По теме диссертационной работы в различных печатных изданиях опубликовано восемь научных статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с выводами, списка использованной литературы из 106 наименований; изложена на 173 страницах текста, содержит 40 рисунков и 25 таблиц.
