Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования Валиев, Мухаммад Шералиевич

Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования
<
Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Валиев, Мухаммад Шералиевич. Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.07 / Валиев Мухаммад Шералиевич; [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.].- Санкт-Петербург, 2011.- 161 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/85

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Современное состояние систем технического диагностирования тепловозов 10

1.1 Современные системы организации технического обслуживания и ремонта тепловозов 10

1.2 Основные направления совершенствования системы технического обслуживания и ремонта 15

1.3 Анализ технического состояния тепловозов в эксплуатации . 18

1.4 Методы и средства диагностирования тепловозного дизеля . 23

1.5 Комплексные системы автоматического управления и диагностики силовых установок современных тепловозов 33

1.6 Цель и задача исследования 37

Глава 2 Анализ рабочего процесса в цилиндре дизеля 40

2.1 Использование метода малых отклонений для оценки качества рабочего процесса в цилиндре дизеля 40

2.2 Использование температуры отработавших газов для оценки технического состояния дизеля 43

2.3Математическая модель рабочего процесса тепловозного дизеля 47

2.3.1 Термодинамические процессы в цилиндре двигателя 47

2.3.2 Процесс сгорания топлива в цилиндре 52

2.3.3 Процессы газообмена 56

2.3.3.1 Давление во впускном коллекторе 57

2.4 Выводы по 2 главе 58

Глава 3 Исследоваание рабочего процесса дизеля на математической модели 59

3.1 Проверка адекватности математической модели 59

3.1.1 Индицирование рабочего процесса дизеля 59

3.1.2 Сопоставление экспериментальных и расчетных данных . 61

3.2 Анализ параметров рабочего процесса 65

3.2.1 Методика анализа 65

3.2.1.1 Изменение коэффициента избытка воздуха 65

3.2.1.2 Температура отработавших газов на выходе из цилиндра . 68

3.2.1.3 Давление воздуха во впускном коллекторе 69

3.2.2 Результаты анализа 69

3.3 Экспериментальная проверка математической модели рабочего процесса 72

3.4 Выводы по 3 главе 75

Глава 4 Разработка метода интегральной оценки технического состояния дизеля в эксплуатации 76

4.1 Описание метода 76

4.2 Исследование изменения параметров рабочего процесса дизеля в эксплуатации 77

4.3 Критерий динамического равновесия режима работы ДГУ . 82

4.4 Методика измерения контролируемых параметров 85

4.5 Оценка точности измерительных каналов 89

4.6 Алгоритм выполнения измерений 98

4.7 Решающие правила для оценки технического состояния дизеля . 102

4.8 Алгоритм диагностирования 104

4.9 Определение допустимых границ отклонения параметров . 107

4.10 Экспериментальная проверка метода диагностирования . 109

4.11 Развитие метода контроля технического состояния топливной аппаратуры тепловозного дизеля 112

4.12 Выводы по 4 главе 117

Глава 5 Эксплуатационные испытания макетного образца устройства для контроля коэффициента избытка воздуха тепловозного дизеля 118

5.1 Конструкция устройства 118

5.1.1 Датчик содержания кислорода в отработавших газах дизеля . 118

5.1.2 Система управления датчиком 124

5.1.3 Установка датчика 129

5.2 Лабораторные испытания 131

5.3 Стендовые и эксплуатационные испытания 133

5.3.1 Стендовые испытания устройства для измерения коэффициента избытка воздуха 133

5.3.2 Эксплуатационные испытания 135

5.4 Результаты испытаний 137

5.4.1 Результаты стендовых испытаний 137

5.4.2 Результаты эксплуатационных испытаний 142

5.5 Оценка экономической эффективности внедрения результатов исследования 147

5.6 Выводы по результатам экспериментальных исследований . 149

Заключение 151

Библиографический список 154

Введение к работе

Актуальность работы. На железнодорожном транспорте РФ и стран СНГ отказы топливной аппаратуры (ТА) и цилиндро-поршневой группы (ЩИ) составляют более 20% от общего количества отказов тепловозных дизелей в эксплуатации. Данный тип отказов является одной из причин перерасхода топлива и в значительной мере определяет периодичность и объем технического обслуживания дизеля.

В настоящее время для оценки технического состояния ТА и ЦПГ используются в основном средства стационарной диагностики, которые требуют значительных затрат времени на выполнение подготовительных операций (постановка тепловоза, подключение датчиков, калибровка каналов и т.д.), поэтому используются нерегулярно, как правило, для локализации отказов, что практически исключает возможность учета реального технического состояния узлов дизеля при планировании объемов ремонта. Ревизия исправного оборудования дизелей без учета его реального состояния приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание и интенсивность приработочных отказов.

Задача непрерывного контроля технического состояния ТА и ЦПГ, а также других узлов дизеля может эффективно решаться средствами бортовой диагностики, однако долгое время их развитие сдерживалось низкой контролепригодностью локомотивов.

Бортовые микропроцессорные системы управления (МСУ) современных локомотивов (2ТЭ116У, ТЭП70БС, 2ТЭ25К, 2ТЭ25А, 2ТЭ70 и др.) имеют встроенную подсистему диагностики. Однако получаемые ею данные для оценки технического состояния ТА и ЦПГ в настоящее время практически не используются ввиду отсутствия надежных параметрических методов диагностирования этих узлов.

Существующие методы диагностики в большинстве случаев не могут быть использованы для непрерывного оперативного контроля технического состояния ТА и ЦПГ в эксплуатации, так как требуют демонтажа ее с дизеля или установки специального съемного оборудования.

В связи с этим актуальной является задача разработки методов обработки диагностической информации, получаемой подсистемами диагностики бортовых систем управления, которые позволяли бы своевременно выявлять факт отклонения технического состояния узлов дизеля от нормального с последующим уточнением вида отказа средствами стационарной диагностики.

Целью диссертационной работы является повышение

эксплуатационной надежности и экономичности тепловозов за счет совершенствования бортовых диагностических комплексов и алгоритмов обработки диагностической информации.

Объект исследований. Тепловоз, оборудованный комплексной микропроцессорной системой управления.

Предмет исследований. Показатели рабочего процесса тепловозного дизеля в установившихся режимах работы и их зависимость от технического состояния агрегатов и узлов дизеля.

Основные задачи исследования:

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

  1. теоретически обоснована возможность и целесообразность применения метода интегральной оценки качества рабочего процесса в цилиндре тепловозного дизеля по данным бортовых микропроцессорных систем автоматического регулирования силовой установки тепловоза;

  2. разработана методика непрерывного контроля технического состояния топливной аппаратуры и цилиндро -поршневой группы дизеля с

использованием предложенного метода интегральной оценки качества рабочего процесса;

3) разработана математическая модель рабочего процесса дизеля
как объекта диагностирования;

4) выполнена проверка эффективности предложенного метода на
математической модели рабочего процесса дизеля;

  1. изготовлен макетный образец устройства для контроля технического состояния топливной аппаратуры и цилиндро -поршневой группы дизеля, выполнена экспериментальная проверка достоверности результатов теоретических исследований.

  2. сформулированы предложения по рационализации перечня контролируемых параметров в подсистемах диагностики систем МСУ с целью обеспечения возможности реализации предложенной методики диагностирования.

Методы исследований. При выполнении работы использованы метод малых отклонений, методы математического моделирования термодинамических процессов, методы планирования и обработки эксперимента. При разработке программного обеспечение системы управления датчиком содержания кислорода в отработавших газах использовалась современная среда программирования Delphi 7.

Научная новизна работы. В качестве новых научных результатов выдвинуты следующие положения:

1. Разработан метод оценки технического состояния топливной аппаратуры дизеля, основанный на результатах измерения относительного изменения температуры отработавших газов и коэффициента избытка воздуха.

  1. Разработана математическая модель рабочего процесса дизеля как объекта диагностирования, отличающаяся способом определения коэффициента избытка воздуха в цилиндре.

  2. Разработана методика измерения значений диагностических параметров тепловозного дизеля в эксплуатационных режимах.

Практическая ценность.

  1. Применение предложенного метода оценки технического состояния топливной аппаратуры дизеля позволит своевременно выявлять параметрические отказы топливной аппаратуры, уменьшить обусловленный ими перерасход топлива и снизить затраты на техническое обслуживание дизеля.

  2. Изготовлен и испытан макетный образец устройства для измерения суммарного коэффициента избытка воздуха дизеля с использованием датчика содержания кислорода в ОГ. Его применение позволяет повысить точность и достоверность диагностирования дизелей по параметрам рабочего процесса.

3. Предложенная методика измерения значений диагностических
параметров тепловозного дизеля в эксплуатационных режимах может
применяться в различных системах функциональной диагностики дизелей.

Основные положения, выносимые на защиту:

метод интегральной оценки качества рабочего процесса в цилиндре дизеля;

способы реализации предложенного метода интегральной оценки качества рабочего процесса в цилиндре дизеля:

1) по данным систем МСУ-Т(П);

2) с использованием датчика содержания кислорода в
отработавших газах (лямбда - зонда);

- методика измерения значений диагностических параметров рабочего процесса тепловозного дизеля в эксплуатационных режимах работы.

Достоверность научных положений и результатов. Достоверность исследования подтверждена путем сопоставления полученных экспериментальных и теоретических результатов. Погрешность моделирования рабочего процесса в цилиндре дизеля, определенная сравнением результатов моделирования с результатами индицирования цилиндров дизеля в процессе реостатных испытаний, не превышает 6,8%.

Апробация работы.

Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных «Шаг в будущее» (г. Санкт-Петербург, ПГУПС, 2009, 2010, 2011); восьмой межвузовской научно-практической конференции студентов бакалавриата, магистратуры и аспирантов «Молодой научный исследователь» (г. Ташкент, ТашИИТ, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2010» (г. Ростов-на-Дону, 2010); седьмой международной научно-практической конференции «TRANS-MECH-ART-CHEM» (г. Москва, 2010г., МИИТ); третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010); второй региональной научной конференции «Образование, наука, транспорт в XXI веке: опыт, перспективы, инновация» (Оренбург, ОрИПС, 2011); международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (г. Санкт-Петербург, ПГУПС, 2011); четвертой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2011).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, из них 4 в периодических изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из ведения, пяти глав, библиографического списка из 92 наименований и приложения. Общий объем диссертации 161 страниц, включая 63 рисунков и 22 таблиц.

Основные направления совершенствования системы технического обслуживания и ремонта

Альтернативной планово-предупредительной системе ремонта ТОР, является выполнение ремонта и технического обслуживания по фактическому состоянию оборудования локомотива. Локомотив ставят в ремонт только в случае достижения предотказного состояния (или отказа) одного или нескольких его узлов (рис. 1.2).

При ТОР по состоянию объем и периодичность ремонтных операций определяются фактическим техническим состоянием оборудования подвижного состава, которое постоянно или периодически контролируется с помощью бортовых и стационарных средств диагностирования. Операции по замене, регулировке и восстановлению в этом случае назначают при обнаружении неработоспособного оборудования, или оборудования, находящегося в предотказном состоянии.

Достоинством такой организации ТОР является уменьшение количества приработочных отказов, являющихся следствием необоснованных регулировок, демонтажа и монтажа оборудования. При этом также экономятся запасные части, поскольку практически исключаются необоснованные замены узлов и деталей, повышается коэффициент готовности локомотива.

Одним из основных недостатков организации ТОР по фактическому состоянию является необходимость затрат большого количества времени для оценки текущего состояния оборудования подвижного состава с использованием средств стационарной диагностики. Кроме того, вследствие различного ресурса разных видов оборудования, установленного на локомотив, предотказное состояние будут наступать в различные периоды времени, что в общем случае исключает совмещение ремонтных операций.

В ряде работ [24, 25] предложена планово-предупредительная система ТОР, в которой сроки выполнения плановых ремонтов корректируются с учетом фактического состояния основного оборудования локомотива. Такая система может эффективно сочетать в себе как основные преимущества планово-предупредительной системы, так и системы облуживания по состоянию (рис. 1.3).

Комбинированная система может основываться только на исчерпывающей, достоверной и, что немаловажно - оперативной информации о техническом состоянии оборудовании каждого локомотива. Наиболее эффективным способом получения такой информации является техническое диагностирование с использованием персональных ЭВМ, автоматизированных рабочих мест, информационных измерительных систем на базе микропроцессорной техники, причем как стационарных, так и бортовых.

Во избежание дополнительных потерь переход от планово-предупредительной системы ТОР к комбинированной должен осуществляться поэтапно, посредством введения коррекции межремонтных пробегов в зависимости от фактического состояния отдельных видов оборудования. Оборудование, в наибольшей степени лимитирующее эксплуатационные показатели парка локомотивов, может быть установлено в результате анализа технического состояния локомотивов в эксплуатации.

Анализ технического состояния тепловозов в эксплуатации Решению проблемы повышения эффективности технического обслуживания тепловозов посвящены труды многих ученых, в частности Е.С. Павловича[56], В.В. Стрекопытова[71], Т.В. Ставрова[15] Э.Д. Тартаковского[75], В.А. Четвергова[83] и др. Однако, как показывают результаты выполненного анализа, эта проблема по-прежнему остается актуальной.

Основными показателями эффективности технического обслуживания и надежности локомотивного парка в эксплуатации являются: количество неплановых ремонтов тепловозов; количество порч и неисправностей в пути следования; простои на плановых видах ремонта;

Результаты анализа статистических данных об отказах локомотивного парка для Октябрьской железной дороги [1,2,3,4,5] и в целом по сети[ 1,2,3,4,5] позволяют сделать следующие выводы: 1. Среднее число неплановых ремонтов на 1 млн км пробега по всему парку тепловозов для Октябрской железной дороги имеет тенденцию к снижению (1134 случая в 2009 году против 917 случаев в 2008 году и 1080 случаев в 2007 г.) (рис 1.4).

Использование температуры отработавших газов для оценки технического состояния дизеля

Температура отработавших газов является одним из важнейших диагностических параметров рабочего процесса дизеля и не случайно входит в симплексы, перечисленные в гл. 1. Ее значение в каждый момент времени обусловлено действием целого ряда разнообразных факторов, связанных как с конструктивными характеристиками дизеля, так и с режимом его работы. Температура отработавших газов может быть определена из выражения для расчета теплосодержания выпускных газов: где Уд- коэффициент учитывающий разное количество воздуха и газа поршневого двигателя; Тк- температура воздуха на выходе из компрессора, К; Т0Г- температура газа на выпуске из дизеля, К; Ни- теплотворная способность топлива, кДж/кг; t)t- термический КПД двигателя; а- коэффициент избытка воздуха; р- коэффициент продувки дизеля; 10- теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива количество воздуха, кг. С учетом поправочного коэффициента р, который учитывает разность температур выпускных газов в теоретическом и действительном циклах двигателя, выражение (2.7) принимает следующий вид: Величина коэффициента 5р может быть определена из уравнения (2.8) по результатам испытаний различных дизелей [62]. Зависимости этого коэффициента от параметров а,р /рр и ft приведены на рис. 2.1. 0.6 Из рис.2.1 следует, что коэффициент 5р незначительно зависит от коэффициента избытка воздуха и для двигателей различных типов находится в пределах 0,85 4- 0,95 при отношениях Р&/Рр = 1,25 4-1,30. С увеличением отношения Pk/Pp коэффициент 5р заметно снижается, что является следствием повышения потерь тепла в процессе выпуска при больших степенях расширения газа в выпускном трубопроводе. Заметное влияние на 5Р оказывает также изменение частоты вращения. С понижением п коэффициент 5р также уменьшается, что объясняется происходящим при этом увеличением передачи тепла от газа в охлаждающую стенки жидкость. Экспериментальные зависимости 5р = f(n, рк/рр), представленные на рис.2.1, хорошо аппроксимируются уравнением:

Причем для быстроходных дизелей показатели степени d, =» 0.35, d2 ъ 0.45. С учетом уравнения (2.9) выражение для относительного приращения температуры отработавших газов, полученное из (2.8), принимает вид: ДТ0Г = где ДЛ- малое относительное изменение степени повышения давления двигателя при сгорании; Аё - малое относительное изменение степени сжатия; Ш - малое относительное изменение частоты вращения коленчатого вала; Дбд - малое относительное изменение отношения давления в выпускном коллекторе Рт к давлению во впускном коллекторе Рк; Hi, Н.2, Нз, Н4, Н5, Не, Н7 - безразмерные коэффициенты влияния, зависящие от текущих значений параметров дизеля (в основном от температуры воздуха во впускном коллекторе Тк и термического коэффициента полезного действия r\t дизеля). При работе дизеля известной конструкции с неизменной частотой вращения (т.е. при работе тепловозного дизеля на заданной позиции контроллера машиниста) значения Дп и Ає в выражении (2.10) становятся равными нулю. При нормальном техническом состоянии дизеля на каждой позиции контроллера изменяется только величина цикловой подачи топлива, что приводит к изменению давления наддува Рк, давления в выпускном коллекторе Рр, коэффициента избытка воздуха в цилиндре и, как следствие, температуры отработавших газов Тг. Значение степени повышения давления Л зависит главным образом от частоты вращения коленчатого вала и угла опережения подачи топлива, поэтому на данной позиции можно считать его примерно постоянным, т.е. Д/І Л; 0. С учетом принятых допущений выражение (2.10) принимает вид: Увеличение давления наддува при постоянной частоте вращения коленчатого вала и при условии сохранения постоянных значений коэффициента избытка воздуха в цилиндре и цикловой подачи топлива приводит к возрастанию температуры надувочного воздуха (ДГк в выражении (2.10) и (2.11)), отношения Рц/Рр и, соответственно, уменьшению обратного отношения (Дс5д в выражении (2.10) и (2.11)). Увеличение значения РК/ Рр, в свою очередь, влечет за собой возрастание коэффициента продувки (р (изменения /\,(р в выражении (2.10) и (2.11)). Таким образом, при нормальном техническом состоянии дизеля изменение давления наддува на данной позиции контроллера машиниста характеризуется положительными значениями /STk и Aw отрицательным значением Д«5д. Учитывая знаки этих величин в выражении (2.11), можно предположить, что при нормальном техническом состоянии дизеля эти изменения будут взаимно компенсироваться, вследствие чего величина температуры Тог отработавших газов (ее относительного изменения ДГ0Г по отношению к номинальному значению) будет преимущественно определяться значением суммарной коэффициента избытка воздуха в цилиндре (его относительным изменением отклонением Д#). Тогда формулу (2.10) можно записать в виде

Сопоставление экспериментальных и расчетных данных

Угол опережения подачи топлива принимался равным его значению в протоколе КДП «Магистраль» для соответствующего режима дизеля. Изменение величины угла в различных режимах работы дизеля объясняется, во-первых, смешанным принципом управления цикловой подачей, реализованным в ТНВД дизеля 1А-5Д49, а во-вторых, особенностью контроля угла опережения подачи топлива в КДП «Магистраль», позволяющей определять его действительное (а не геометрическое) значение.

Давление наддува определялось по величине давления в начале сжатия на экспериментальных индикаторных диаграммах и контролировалось по штатному манометру тепловоза.

Наибольшая погрешность в принятой методике моделирования рабочего процесса связана с использованием эмпирических зависимостей для моделирования процесса сгорания топлива. Учет особенностей работы топливной аппаратуры и организации процесса сгорания топлива в различных режимах работы дизеля осуществляется выбором значений параметров сгорания ти р2в выражении (2.25).

Анализ влияния изменения этих параметров сгорания на форму и показатели индикаторной диаграммы приведен в таблице 3.2 и на рис. 3.3.

Значения параметров сгорания, определенные для эталонных режимов работы дизеля, а также сопоставление результатов моделирования рабочего процесса дизеля в этих режимах с результатами их моделирования приведены на рис. 3.4-3.5.

Из этих результатов следует, что максимальная погрешность определения давления в цилиндре относительно экспериментальных данных на тактах сжатия (от закрытия впускных клапанов) и расширения (до начала открытия выпускных клапанов) не превышает 6,8%, что, с учетом характера решаемой диагностической задачи, можно считать вполне удовлетворительным результатом. Целью исследования рабочего процесса дизеля на математической модели является проверка зависимости (2.12) между относительными отклонениями температуры отработавших газов на выходе из цилиндров дизеля и коэффициента избытка воздуха. Значение коэффициента избытка воздуха является одним из параметров рабочего процесса, определяемых в процессе моделирования. Однако для обеспечения в дальнейшем сопоставимости результатов моделирования с экспериментальными данными относительные изменения коэффициента избытка воздуха при изменении режима работы дизеля определялись косвенным способом, по изменению величины цикловой подачи топлива и давления наддува дизеля. Величина суммарного коэффициента избытка воздуха в цилиндре определяется следующим выражением: При малых отклонениях давления наддува разность изменяется незначительно, вследствие чего можно приближенно определять относительное отклонение суммарного коэффициента избытка воздуха как разность относительных отклонений давления наддува и цикловой подачи топлива, т.е: Температура отработавших газов на выходе из цилиндра В процессе выпуска и продувки мгновенное значение температуры газов на выходе из цилиндра непрерывно изменяется. Вследствие значительной тепловой инерции термопары, которая используется для измерения температуры отработавших газов в условиях эксплуатации, результат измерения представляет собой некоторое усредненное значение температуры за период выпуска. В процессе моделирования измеряемая температура отработавших газов на выходе из цилиндра определялась как средневзвешенное значение температуры за период выпуска: СЮВІ - поступление газа из цилиндра в выпускной коллектор на шаге интегрирования, кг. Давление во впускном коллекторе на каждом шаге интегрирования определялось с использованием зависимостей (2.31) и (2.32). Поскольку изменение давления во впускном коллекторе за цикл в установившемся режиме работы дизеля не превышает 1%, расчетное значение давления наддува при проверке соотношения (2.11) принималось как среднее за цикл. В математической модели как и в реальном дизеле величина давления наддува определяется расходом воздуха в установившемся режиме работы. Поэтому изменение режимов работы дизеля в процессе моделирования осуществлялось изменением следующих входных параметров модели: - частота вращения коленчатого вала; - цикловая подача топлива; - расход воздуха; В результате моделирования в каждом режиме определялись температура отработавших газов на выходе из цилиндра с использованием зависимости (3.10) и давление наддува. Далее расчетным путем определялись относительные изменения цикловой подачи топлива, давления наддува, коэффициента избытка воздуха и температуры отработавших газов. Расчетные режимы работы дизеля и результаты моделирования для 1000 об/мин приведены в таблице 3.3.

Исследование изменения параметров рабочего процесса дизеля в эксплуатации

Особенностью работы тепловозных дизелей в условиях эксплуатации является значительная доля времени, приходящаяся на переходные режимы работы. По разным оценкам [73], она достигает 40-80% от времени работы под нагрузкой. Это существенно усложняет решение задач, связанных с оценкой технического состояния систем дизеля по данным мониторинга, поскольку статистически устойчивые соотношения между параметрами, характеризующими техническое состояние большинства агрегатов силовой установки тепловоза, как правило, определены для установившихся режимов ее работы.

В связи с этим первая задача, которую необходимо решить для реализации предложенного метода, заключается в разработке методики измерения диагностических параметров тепловозного дизеля в эксплуатационных режимах.

Значение большинства параметров рабочего процесса дизеля определяется действием большого количества разнообразных факторов, не всегда поддающихся количественной оценке, т.е. являются случайными величинами, распределенными в основном по нормальному закону. Измерение случайной величины сводится к определению ее основных статистических характеристик (математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение и др.).

Поэтому вторая задача, связанная с реализацией предлагаемого метода оценки технического состояния дизеля, заключается в определении статистических характеристик контролируемых диагностических параметров силовой установки тепловоза.

На основании результатов решения указанных задач могут быть сформированы решающие правила для оперативной оценки технического состояния систем дизеля.

Исследование изменений параметров состояния силовой установки в эксплуатации выполнялось с использованием данных бортовых накопителей тепловозов серии 2ТЭ116У и ТЭП70БС, эксплуатируемых в локомотивных депо Октябрьской железной дороги, при этом анализировалась информация, накапливаемая в условиях рядовой эксплуатации, без каких-либо ограничений по режимам или участкам работы тепловозов.

Данные, накопленные за 100 последних часов работы тепловоза, автоматически переписывается на съемный FLASH - накопитель, подключаемый к выносному разъему дисплейного модуля микропроцессорной системы управления тепловоза (МСУ), после чего загружаются специальной программой «Осциллограф», входящей в комплект поставки МСУ (рис.4.2), позволяющей просматривать и анализировать накопленную информацию.

Для выполнения статистической обработки данных они могут быть экспортированы в текстовый файл и загружены любым из специализированных приложений. В данной работе в качестве такого приложения использовалась программа Excel 2007 из пакета Microsoft Office 2007.

Для определения доли времени работы силовой установки тепловоза, приходящейся на переходные процессы, была выполнена обработка данных по 10 поездкам, выполненным пятью тепловозами серии 2ТЭ116У по двум различным участкам. В практике исследований работы силовых установок локомотивов принято считать установившимся режим, в котором сохраняются неизменными математические ожидания частоты вращения коленчатого вала дизеля, положения рабочего органа регулятора и мощности тягового генератора.

Похожие диссертации на Повышение эффективности работы тепловозов средствами бортовых систем диагностирования