Technical and Energy Parameters Improvement of Diesel Locomotives Through the Introduction of Automated Control Systems of a Diesel
Loading...
Files
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
ENG: Purpose. Today the issue, connected with diesel traction remains relevant for the majority of industrial enterprises and Ukrainian railways and diesel engine continues to be the subject of extensive research and improvements. Despite the intensive process of electrification, which accompanies Railway Transport of Ukraine the last few years, diesel traction continues to play an important role both in the main and in the industrial railway traction rolling stock. Anyway, all kinds of maneuvering and chores are for locomotives, they are improved and upgraded relentlessly and hourly. This paper is focused on finding the opportunities to improve technical and energy parameters of diesels due to the development of modern control method of the fuel equipment in the diesel engine. Methodology. The proposed method increases the power of locomotives diesel engines in the range of crankshaft rotation (from idle running to maximum one). It was based on approach of mixture ignition timing up to the top «dead» center of piston position. Findings. The paper provides a brief historical background of research in the area of operating cycle in the internal combustion engine (ICE). The factors affecting the process of mixing and its quality were analyzed. The requirements for fuel feed system in to the cylinder and the «weak points» of the process were presented. A variant of the modification the fuel pump drive, which allows approaching to the regulation of fuel feed system
from the other hand and to improve it was proposed. Represents a variant of embodiment of the complex system with specification of mechanical features and control circuits. The algorithm of the system operation was presented and its impact on the performance of diesel was made. Originality. The angle regulating system of fuel supply allows automating the process of fuel injection advance angle into the cylinder. Practical value. At implementation the angle regulating system of fuel supply components of the diesel engine remain unchanged It allows installing the system on diesel engines of the existing fleet of locomotives and railroad industries. The system, considered in the modeling process, has demonstrated its desirability and feasibility of practical application for diesel engines.
UKR: Мета. На сьогоднішній день питання щодо тепловозної тяги залишається актуальним на більшості промислових підприємств та залізниць України, а тепловозний дизельний двигун продовжує бути об’єктом всебічних досліджень і вдосконалень. Не зважаючи на інтенсивний процес електрифікації, який супроводжує залізничний транспорт України останні роки, тепловозна тяга продовжує відігравати важливу роль як в магістральному, так і в промисловому залізничному тяговому рухомому складі. Так чи інакше, всі види маневрових та господарських робіт залишаються за тепловозами, які невпинно й повсякчасно удосконалюються й модернізуються. Робота спрямоване на пошук можливості поліпшення техніко-енергетичних параметрів тепловозів за рахунок розробки сучасного методу регулювання роботи паливної апаратури дизельного двигуна. Методика. Використано запропоновану методику підвищення потужності тепловозних дизельних двигунів у діапазоні частот обертання колінчастого валу (від холостого ходу – до максимального), в основу якої покладено наближення моменту запалювання суміші до верхньої «мертвої» точки положення поршня. Результати. В роботі наведена коротка історична довідка наукових досліджень в області робочого циклу двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ). Проаналізовані чинники, які впливають на процес сумішеутворення та його якість. Приведені вимоги до подачі пального в циліндр та «слабкі місця» цього процесу. Запропонований варіант модернізації приводу паливних насосів, який дозволяє підійти до регулювання паливоподачі з іншого боку та покращити його. Представлений варіант конструктивного виконання комплексної системи з уточненням механічних особливостей та схеми управління. Наведений алгоритм роботи системи та зроблена оцінка його впливу на параметри роботи дизеля. Наукова новизна. Запропонована система регулювання кута подачі палива, яка дає змогу автоматизувати процес вибору кута випередження подачі палива в циліндр. Практична значимість. Складові частини дизельного двигуна при впровадженні системи регулювання кута подачі палива залишаються без змін, що дозволяє встановлювати систему на дизелі наявного парку тепловозів залізниць та промислових підприємств. Розглянута система в ході моделювання показала свою доцільність та можливість практичного застосування на тепловозних дизелях.
RUS: Цель. На сегодняшний день вопрос, связанный с тепловозной тягой, остается актуальным на большинстве промышленных предприятий и железных дорог Украины, а тепловозный дизельный двигатель продолжает быть объектом всесторонних исследований и усовершенствований. Несмотря на интенсивный процесс электрификации, который сопровождает железнодорожный транспорт Украины последние годы, тепловозная тяга продолжает играть важную роль как в магистральном, так и в промышленном железнодорожном тяговом подвижном составе. Так или иначе, все виды маневровых и хозяйственных работ остаются за тепловозами, которые неустанно и ежечасно совершенствуются и модернизируются. Работа направлена на поиск возможности улучшения технико-энергетических параметров тепловозов за счет разработки современного метода регулирования работы топливной аппаратуры дизельного двигателя. Методика. Использована предложенная методика повышения мощности тепловозных дизельных двигателей в диапазоне частот вращения коленчатого вала (от холостого хода − до максимального), в основу которой положено приближение момента зажигания смеси в верхней «мертвой» точке положения поршня. Результаты. В работе приведена краткая историческая справка научных исследований в области рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Проанализированы факторы, которые влияют на процесс смесеобразования и его качество.Приведены требования к подаче топлива в цилиндр и «слабые места» этого процесса. Предложен вариант модернизации привода топливных насосов, который позволяет подойти к регулированию топливоподачи с другой стороны и улучшить её. Представлен вариант конструктивного исполнения комплексной системы с уточнением механических особенностей и схемы управления. Приведен алгоритм работы системы и сделана оценка его влияния на параметры работы дизеля. Научная новизна. Предлагаемая система регулирования угла подачи топлива позволяет автоматизировать процесс выбора угла опережения подачи топлива в цилиндр. Практическая значимость. Составные части дизельного двигателя при внедрении системы регулирования угла подачи топлива остаются без изменений, что позволяет устанавливать систему на дизели имеющегося парка тепловозов железных дорог и промышленных предприятий. Рассмотренная система в ходе моделирования показала свою целесообразность и возможность практического применения на тепловозных дизелях.
UKR: Мета. На сьогоднішній день питання щодо тепловозної тяги залишається актуальним на більшості промислових підприємств та залізниць України, а тепловозний дизельний двигун продовжує бути об’єктом всебічних досліджень і вдосконалень. Не зважаючи на інтенсивний процес електрифікації, який супроводжує залізничний транспорт України останні роки, тепловозна тяга продовжує відігравати важливу роль як в магістральному, так і в промисловому залізничному тяговому рухомому складі. Так чи інакше, всі види маневрових та господарських робіт залишаються за тепловозами, які невпинно й повсякчасно удосконалюються й модернізуються. Робота спрямоване на пошук можливості поліпшення техніко-енергетичних параметрів тепловозів за рахунок розробки сучасного методу регулювання роботи паливної апаратури дизельного двигуна. Методика. Використано запропоновану методику підвищення потужності тепловозних дизельних двигунів у діапазоні частот обертання колінчастого валу (від холостого ходу – до максимального), в основу якої покладено наближення моменту запалювання суміші до верхньої «мертвої» точки положення поршня. Результати. В роботі наведена коротка історична довідка наукових досліджень в області робочого циклу двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ). Проаналізовані чинники, які впливають на процес сумішеутворення та його якість. Приведені вимоги до подачі пального в циліндр та «слабкі місця» цього процесу. Запропонований варіант модернізації приводу паливних насосів, який дозволяє підійти до регулювання паливоподачі з іншого боку та покращити його. Представлений варіант конструктивного виконання комплексної системи з уточненням механічних особливостей та схеми управління. Наведений алгоритм роботи системи та зроблена оцінка його впливу на параметри роботи дизеля. Наукова новизна. Запропонована система регулювання кута подачі палива, яка дає змогу автоматизувати процес вибору кута випередження подачі палива в циліндр. Практична значимість. Складові частини дизельного двигуна при впровадженні системи регулювання кута подачі палива залишаються без змін, що дозволяє встановлювати систему на дизелі наявного парку тепловозів залізниць та промислових підприємств. Розглянута система в ході моделювання показала свою доцільність та можливість практичного застосування на тепловозних дизелях.
RUS: Цель. На сегодняшний день вопрос, связанный с тепловозной тягой, остается актуальным на большинстве промышленных предприятий и железных дорог Украины, а тепловозный дизельный двигатель продолжает быть объектом всесторонних исследований и усовершенствований. Несмотря на интенсивный процесс электрификации, который сопровождает железнодорожный транспорт Украины последние годы, тепловозная тяга продолжает играть важную роль как в магистральном, так и в промышленном железнодорожном тяговом подвижном составе. Так или иначе, все виды маневровых и хозяйственных работ остаются за тепловозами, которые неустанно и ежечасно совершенствуются и модернизируются. Работа направлена на поиск возможности улучшения технико-энергетических параметров тепловозов за счет разработки современного метода регулирования работы топливной аппаратуры дизельного двигателя. Методика. Использована предложенная методика повышения мощности тепловозных дизельных двигателей в диапазоне частот вращения коленчатого вала (от холостого хода − до максимального), в основу которой положено приближение момента зажигания смеси в верхней «мертвой» точке положения поршня. Результаты. В работе приведена краткая историческая справка научных исследований в области рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Проанализированы факторы, которые влияют на процесс смесеобразования и его качество.Приведены требования к подаче топлива в цилиндр и «слабые места» этого процесса. Предложен вариант модернизации привода топливных насосов, который позволяет подойти к регулированию топливоподачи с другой стороны и улучшить её. Представлен вариант конструктивного исполнения комплексной системы с уточнением механических особенностей и схемы управления. Приведен алгоритм работы системы и сделана оценка его влияния на параметры работы дизеля. Научная новизна. Предлагаемая система регулирования угла подачи топлива позволяет автоматизировать процесс выбора угла опережения подачи топлива в цилиндр. Практическая значимость. Составные части дизельного двигателя при внедрении системы регулирования угла подачи топлива остаются без изменений, что позволяет устанавливать систему на дизели имеющегося парка тепловозов железных дорог и промышленных предприятий. Рассмотренная система в ходе моделирования показала свою целесообразность и возможность практического применения на тепловозных дизелях.
Description
M. Kapitsa: ORCID 0000-0002-3800-2920; М. Martyshevskyi: ORCID 0000-0003-4330-4322; D. Kyslyi: ORCID 0000-0002-4427-894X; І. Palii: ORCID 0000-0001-7368-9097
Keywords
fuel, injection, combustion, camshaft, spline, stepper motor, паливо, впорскування, згорання, розподільчий вал, шліци, кроковий двигун, топливо, впрыск, сгорание, распределительный вал, шлицы, шаговый двигатель, КЛ
Citation
Kapitsa M. I., Martyshevskyi M. I., Kyslyi D. N., Palii І. I. Technical and Energy Parameters Improvement of Diesel Locomotives Through the Introduction of Automated Control Systems of a Diesel. Наука та прогрес транспорту. 2015. № 3 (57). С. 176–185. doi: 10.15802/stp2015/46077.