Россия
Цель: Уменьшение трудоемкости и повышение точности выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового тепловозного дизеля за счет применения в качестве диагностического параметра, характеризующего неравномерность мощностей цилиндров, энергии низкочастотной полосы спектра сигнала мгновенной угловой скорости коленчатого вала. Методы: В работе использованы методы математического моделирования мгновенной угловой скорости коленчатого вала дизеля, математического моделирования рабочего процесса дизеля, цифровой обработки сигнала, спектрального анализа, дифференциального исчисления, оптимизации многомерных недифференцируемых функций. Результаты: Предложен и обоснован способ выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового тепловозного дизеля, основанный на непрерывном контроле спектра сигнала мгновенной угловой скорости коленчатого вала. Энергия низкочастотной полосы спектра сигнала МУС КВ может использоваться в качестве диагностического параметра, характеризующего неравномерность нагрузок цилиндров. Минимизация его значения последовательной коррекцией цикловой подачи и УОПТ обеспечивает уменьшение указанной неравномерности. Практическая значимость: Предлагаемый способ может применяться при регулировке топливной аппаратуры после ремонта дизелей как с электронными системами управления топливоподачей, так и с гидромеханической топливной аппаратурой. Применение данного способа исключает необходимость измерения температуры отработавших газов и давления вспышки в цилиндрах для настройки топливной аппаратуры, что особенно важно для высокооборотных дизелей, в конструкции крышек цилиндров которых не предусмотрены индикаторные краны. В двигателях, оборудованных системами электронного управления топливоподачей, использование энергии низкочастотной полосы спектра сигнала МУС в качестве диагностического параметра позволяет полностью автоматизировать процесс выравнивания нагрузок цилиндров. Результатом применения предлагаемого способа будет сокращение продолжительности и трудоемкости реостатных испытаний тепловозов, а также повышение надежности и экономичности тепловозов за счет равномерного нагружения цилиндров дизеля.
Дизель, мгновенная угловая скорость, кривая внутрицилиндрового давления, среднеиндикаторное давление, амплитудный спектр, энергия спектра, цикловая подача топлива, максимальное давление цикла
1. Дизель-генераторы 1-ПДГ4Д, 1-ПДГ4Д-1. Руководство по эксплуатации 1-ПДГ4Д РЭ-1-ЛУ. - Пенза, 2013. - 266 с.
2. Термокомплект дизельный ТКД50М. - URL: http://neva-diesel.com/mkd-50m-termodizelnyy-komplekt (дата обращения: 18.02.2022).
3. Saad A. In-cylinder gas flow characteristics study of CI engine under motoring and pre-ignition firing conditions using a high-speed PIV / A. Saad, S. Hardeep, I. Mitsuhisa et al. // Alexandria Engineering Journal. - 2022. - Vol. 61. - Iss. 8. - Pp. 6441-6455. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110016821008048 (дата обращения: 12.04.2022).
4. Taixiong Z. Real-time combustion torque estimation and dynamic misfire fault diagnosis in gasoline engine / Z. Taixiong, Z. Yu, L. Yongfu et al. // Mechanical Systems and Signal Processing - 2019. - Vol. 126. - Pp. 521-535. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327019301396 (дата обращения: 25.03.2022).
5. Taglialatela F. Determination of combustion parameters using engine crankshaft speed / F. Taglialatela, M. Lavorgna, E. Mancaruso et al. // Mechanical Systems and Signal Processing - 2013. - Vol. 38. - Iss. 2. - Pp. 628-633. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S088832701300006X (дата обращения: 15.05.2022).
6. Espadafor F. J. J. Measurement and analysis of instantaneous torque and angular velocity variations of a low speed two stroke diesel engine / Francisco J. Jiménez Espadafor, José A. Becerra Villanueva, Daniel Palomo Guerrero et al. // Mechanical Systems and Signal Processing. - 2014. - Vol. 49. - Iss. 1-2. - Pp. 135-153. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0888327014001228 (дата обращения: 22.05.2022).
7. Guerrero D. P. Torsional system dynamics of low speed diesel engines based on instantaneous torque: Application to engine diagnosis / D. P. Guerrero, F. J. Jimenes-Espadafor // Mechanical Systems and Signal Processing. - 2019. - Vol. 116. - Pp. 858-878. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0888327018303893 (дата обращения: 08.05.2022).
8. Bulatovic Z. M. Measurement and analysis of angular velocity variations of twelve-cylinder diesel engine crankshaft / Z. M. Bulatovic, M. S. Stavljanin, M. V. Tomic et al. // Mechanical Systems and Signal Processing - 2011. - Vol. 25. - Iss. 8. - Pp. 3043-3061. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0888327011001749 (дата обращения: 05.04.2022).
9. Аврунин А. Г. Тепловозные и судовые двигатели Д50 / А. Г. Аврунин, В. В. Аринкин, Н. Н. Андреев и др. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1952. - 276 с.
10. Кулешов А. С. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания / А. С. Кулешов, Л. В. Грехов. - М.: МГТУ, 2000. - 64 с.
11. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. - СПб.: Питер, 2002. - 606 с.
12. Реклейтис Г. Оптимизация в технике: в 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. - М.: Мир, 1986. - 346 с.
