Удосконалення методів визначення обсягів приймальних випробувань модернізованих тепловозів (дисертація)
Loading...
Date
2016
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет залізничного транспорту, Харків
Abstract
UKR: Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-технічного завдання підвищення ефективності проведення приймальних випробувань тепловозів на основі використання удосконалених методів вибору обсягів випробувань. Проаналізовані шляхи оновлення тягового рухомого складу та поставлено питання визначення обсягів приймальних випробувань модернізованих тепловозів. Для вирішення цього питання розроблена нова концепція випробувань, яка дозволяє визначити основні техніко-економічні показники модернізованих тепловозів та прийняти рішення про запровадження їх у виробництво та/або до експлуатації на залізницях. Для проведення приймальних випробувань модернізованих тепловозів визначено їх обсяг, оптимізований за критеріями достовірності результатів випробувань та вартістю їх проведення. В основу удосконаленого методу визначення обсягів випробувань покладено оптимізацію вибору видів приймальних випробувань модернізованих тепловозів за критеріями ефективності, а саме вартістю на проведення та часом проведення випробувань. Поданий новий підхід до визначення обсягів приймальних випробувань модернізованих тепловозів, що базується на широкому використанні розрахунково-експериментальних моделей визначення основних параметрів, які характеризують роботу тепловозів. На основі запропонованих нових моделей були отримані результати досліджень, які використовувались для визначення техніко-економічних показників модернізованих тепловозів.
RUS: Диссертационная работа посвящена решению актуального научного задания – повышение эффективности проведения приемочных испытаний модернизированных тепловозов. В работе содержатся научные положения, позволяющие эффективно проводить приемочные испытания модернизированных тепловозов для железных дорог Украины. В результате анализа структуры локомотивного парка железных дорог Украины сделаны выводы о необходимости его обновления, как в электрической, так и тепловозной тяге. Установлено, что обновление тепловозного парка целесообразно проводить за счет модернизации существующих серий с продлением срока их службы. В большей степени это касается магистральных тепловозов серии М62 и маневровых серии ЧМЭ3. Анализ существующей концепции проведения приемочных испытаний показал нецелесообразность ее применения в современных условиях из-за высокой их стоимости. При этом данная концепция, применяемая еще для первых поколений локомотивов, не учитывает возможности современных вычислительных средств, которые позволяют некоторые дорогостоящие виды испытаний заменять адекватным моделированием. На основе предложенной систематизации различных видов приемочных испытаний разработана новая концепция, положения которой позволяют сократить количество дорогостоящих натурных испытаний за счет разработанных моделей и при этом повысить эффективность их проведения за счет снижения стоимости и времени. Для реализации предложенной концепции были определены критерии приемочных испытаний модернизированных тепловозов, множества параметров, которые необходимо определить экспериментально и по расчетным моделям, разработана структурно-функциональная схема тепловоза, разработана оптимизационная модель выбора объема испытаний и получены зависимости достоверности показателей безопасности, надежности и экономичности от количества видов испытаний и выбранных параметров. Выбор множества параметров, проверяемых во время испытаний, производился на основе предложенного подхода сравнения баз технических решений существующего и модернизированного тепловоза по критериям структурной, функциональной и технико-экономической информативности через оценки их информационных энтропий. Это позволило установить зависимость необходимого объема приемочных испытаний модернизированных тепловозов от объемов самой модернизации. Оптимизация выбора объема испытаний проводилась с использованием метода линейного программирования, что стало возможным после определения весовых коэффициентов влияния проведения отдельного вида испытаний на соответствующие показатели безопасности, надежности и экономичности. По разработанной модели возможна оптимизация объема испытаний и выбор видов испытаний по критериям эффективности: стоимость испытаний, время проведения испытаний. Модель позволяет устанавливать ограничения как по достоверности показателей, определяемых в результате испытаний, так и по наперед заданным ресурсам финансирования и времени. Это позволит проводить уточнения при сравнении стоимости жизненного цикла для различных модернизаций в части расходов на приемочные испытания. Использование предложенной концепции и метода определения объемов приемочных испытаний модернизированных тепловозов позволяет сократить затраты на испытания на 31,6 % и время проведения испытаний до 3 месяцев. При этом достоверность определяемых показателей обеспечивается на нормативном уровне. Разработанная модель определения основных технико-экономических показателей модернизированных тепловозов с использованием результатов испытаний основывается на применении математических зависимостей и численных методах их решения. Уточненные методы тягово-энергетических расчетов проверены на адекватность моделирования показателей движения поезда с модернизированными тепловозами. Также их возможно использовать при оптимизации режимов движения поезда по критерию энергоэффективности. Так, для участка Ковель-Изов в грузовом движении с модернизированным тепловозом М62 удалось установить резерв по сокращению расхода топлива на 37 % на одну поездку. При этом во время испытаний была достигнута экономия в 20 % соответственно.
ENG: The thesis are devoted to solution of scientific and technical problems of efficiency locomotives acceptance testing by means of improved methods for selecting the volume of tests application. At traction rolling stock updating through modernization the question of acceptance for real values of the main technical and economic indicators and the decision to adopt the production and / or exploitation of the railways is valid. For realization of acceptance tests for modernized locomotives it is necessary to determine their volume, optimized by criteria of test results reliability and the cost of their realization. Given new improved method of is based on optimization of intention choice for acceptance tests for modernized locomotives by criteria such as cost of their realization and time spending to test conduction. A new approach to calculation of acceptance tests modernized locomotives is given. It is based on extensive application of experimental models of settlement and determination of the main parameters that characterize the work of ocomotives. By means of proposed new models results of investigation was obtained. They were applied to determination of performance characteristics of modernized locomotives.
RUS: Диссертационная работа посвящена решению актуального научного задания – повышение эффективности проведения приемочных испытаний модернизированных тепловозов. В работе содержатся научные положения, позволяющие эффективно проводить приемочные испытания модернизированных тепловозов для железных дорог Украины. В результате анализа структуры локомотивного парка железных дорог Украины сделаны выводы о необходимости его обновления, как в электрической, так и тепловозной тяге. Установлено, что обновление тепловозного парка целесообразно проводить за счет модернизации существующих серий с продлением срока их службы. В большей степени это касается магистральных тепловозов серии М62 и маневровых серии ЧМЭ3. Анализ существующей концепции проведения приемочных испытаний показал нецелесообразность ее применения в современных условиях из-за высокой их стоимости. При этом данная концепция, применяемая еще для первых поколений локомотивов, не учитывает возможности современных вычислительных средств, которые позволяют некоторые дорогостоящие виды испытаний заменять адекватным моделированием. На основе предложенной систематизации различных видов приемочных испытаний разработана новая концепция, положения которой позволяют сократить количество дорогостоящих натурных испытаний за счет разработанных моделей и при этом повысить эффективность их проведения за счет снижения стоимости и времени. Для реализации предложенной концепции были определены критерии приемочных испытаний модернизированных тепловозов, множества параметров, которые необходимо определить экспериментально и по расчетным моделям, разработана структурно-функциональная схема тепловоза, разработана оптимизационная модель выбора объема испытаний и получены зависимости достоверности показателей безопасности, надежности и экономичности от количества видов испытаний и выбранных параметров. Выбор множества параметров, проверяемых во время испытаний, производился на основе предложенного подхода сравнения баз технических решений существующего и модернизированного тепловоза по критериям структурной, функциональной и технико-экономической информативности через оценки их информационных энтропий. Это позволило установить зависимость необходимого объема приемочных испытаний модернизированных тепловозов от объемов самой модернизации. Оптимизация выбора объема испытаний проводилась с использованием метода линейного программирования, что стало возможным после определения весовых коэффициентов влияния проведения отдельного вида испытаний на соответствующие показатели безопасности, надежности и экономичности. По разработанной модели возможна оптимизация объема испытаний и выбор видов испытаний по критериям эффективности: стоимость испытаний, время проведения испытаний. Модель позволяет устанавливать ограничения как по достоверности показателей, определяемых в результате испытаний, так и по наперед заданным ресурсам финансирования и времени. Это позволит проводить уточнения при сравнении стоимости жизненного цикла для различных модернизаций в части расходов на приемочные испытания. Использование предложенной концепции и метода определения объемов приемочных испытаний модернизированных тепловозов позволяет сократить затраты на испытания на 31,6 % и время проведения испытаний до 3 месяцев. При этом достоверность определяемых показателей обеспечивается на нормативном уровне. Разработанная модель определения основных технико-экономических показателей модернизированных тепловозов с использованием результатов испытаний основывается на применении математических зависимостей и численных методах их решения. Уточненные методы тягово-энергетических расчетов проверены на адекватность моделирования показателей движения поезда с модернизированными тепловозами. Также их возможно использовать при оптимизации режимов движения поезда по критерию энергоэффективности. Так, для участка Ковель-Изов в грузовом движении с модернизированным тепловозом М62 удалось установить резерв по сокращению расхода топлива на 37 % на одну поездку. При этом во время испытаний была достигнута экономия в 20 % соответственно.
ENG: The thesis are devoted to solution of scientific and technical problems of efficiency locomotives acceptance testing by means of improved methods for selecting the volume of tests application. At traction rolling stock updating through modernization the question of acceptance for real values of the main technical and economic indicators and the decision to adopt the production and / or exploitation of the railways is valid. For realization of acceptance tests for modernized locomotives it is necessary to determine their volume, optimized by criteria of test results reliability and the cost of their realization. Given new improved method of is based on optimization of intention choice for acceptance tests for modernized locomotives by criteria such as cost of their realization and time spending to test conduction. A new approach to calculation of acceptance tests modernized locomotives is given. It is based on extensive application of experimental models of settlement and determination of the main parameters that characterize the work of ocomotives. By means of proposed new models results of investigation was obtained. They were applied to determination of performance characteristics of modernized locomotives.
Description
Захист – 03 лютого 2017 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна
Keywords
оновлення парку локомотивів, модернізація тепловозів, приймальні випробування, оптимізація обсягу, математичне моделювання, тяга поїздів, режими руху, обновление парка локомотивов, модернизация тепловозов, приемочные испытания, оптимизация объема, математическое моделирование, тяга поездов, режимы движения, locomotive fleet renewal, modernization of locomotives, testing, optimization, mathematical modeling, hauling operations, traffic condition
Citation
Іванченко Д. А. Удосконалення методів визначення обсягів приймальних випробувань модернізованих тепловозів : дис. … канд. техн. наук : 05.22.07. Харків, 2016. 177 с.