Способ безреостатного контроля и настройки мощности дизельгенераторной установки тепловоза

изменению подачи и удельных энергозатрат по результатам периодических диагностических замеров потребления электроэнергии и подачи. Приведены зависимости для определения оптимального ресурса насоса на основе диагностических замеров.

Ключевые слова: Центробежные насосы, эксплуатация, износостойкость, эффективность, затраты.

When pumping centrifugal pump corrosive liquids or liquids with abrasive particles due to wear of the hydraulic pressure is reduced, the efficiency and

power consumption increases. In these circumstances, it is advisable to carry out major repairs or replacement of the pump at the operating time, corresponding to the minimum unit operating costs. It is proposed to evaluate the technical condition of the pump to change the flow and the specific energy consumption as a result of periodic diagnostic measurements of power consumption and supply. The dependences for determining the optimum pump life based on diagnostic measurements.

Keywords: Centrifugal pumps, maintenance, durability, efficiency, costs.

УДК 629.4

КРИВОШЕЯ Ю.В., доцент

Способ безреостатного контроля и настройки мощности дизель-генераторной установки тепловоза

Krivosheya Y.V. Associate Professor

Method without rheostat control and power settings diesel genset locomotive

Постановка задачи

Экономичная и безотказная работа тепловозов в большой мере определяется точностью настройки его параметров в соответствии с Правилами текущих ремонтов.

Настройки и регулировки дизель-генераторных установок в настоящее время в основном производится на водяных реостатных установках. В некоторых депо нагрузка дизель-генераторной установки подается на резисторы через управляемые тиристоры или на машинные преобразователи с отдачей электрической энергии в общую энергетическую сеть.

Реостатные испытания тепловозов подразделяются на полные, выполняемые после текущих ремонтов (ТР) объеме ТР2 и ТР3, и контрольные после ремонтов ТР1, а также в случаях смены хотя бы одного из основных узлов дизеля (например, цилиндровой втулки или поршня). Кроме того, реостатные испытания могут

выполняться внепланово по записям машинистов в журнале ТУ - 152.

Необходимость проведения полных реостатных испытаний связана с необходимостью притирки деталей цилиндропоршневой группы после переборки дизеля во время ремонтов, а так же для проверки и регулировки параметров дизеля.

Контрольные и, особенно неплановые реостатные испытания в большинстве случаев проводятся только для проверки и регулировки мощности дизель-

генераторной установки. Такие испытания приводят к увеличению простоя тепловоза на текущих ремонтах или связаны с переводом его на внеплановый ремонт.

Существенным недостатком

реостатных испытаний является то, что проверке подвергается только

внутрикузовное оборудование - без тяговых двигателей.

При разных характеристиках тяговых двигателей, диаметрах колесных пар, а

также состоянии пути на участках обслуживания тепловозов, характеристики тепловоза, отрегулированные на реостате, в эксплуатации нередко выходят за установленные пределы.

Наиболее целесообразным является снятие основных параметров работы тепловоза на конкретных участках обслуживания поездных тепловозов или районов работы для маневровых.

Кроме того, при проведении реостатных испытаний непроизводительно используется дизельное топливо, за исключением случаев когда нагрузка направляется на машинные

преобразователи. Но при этом стоит учитывать высокую стоимость

оборудования таких установок и длительный срока окупаемости - порядка 10 лет при количестве испытаний не менее 50 секций за месяц.

Цель работы

Разработка способа контроля мощности дизель-генераторной установки тепловоза без постановки на реостат и регулировка ее по возможности во время эксплуатации.

Основной материал

Мощность дизель-генераторной

установки во время эксплуатации можно определить только по показаниям приборов: киловольтметра и

килоамперметра, то есть определить мощность тягового генератора.

Но мощность тягового генератора зависит, прежде всего, от мощности дизеля - при его недостаточной мощности -мощность генератора также будет низкой. С другой стороны, при завышенных токах возбуждения тягового генератора, его мощность может превышать мощность дизеля, в результате чего дизель снижает частоту оборотов коленчатого вала (происходит «просадка» оборотов), что приводит к снижению мощности.

Во время реостатных испытаний прежде всего определяется мощность дизеля по его основным параметрам: частоте оборотов коленчатого вала, давлению наддува во впускном коллекторе, давлению сжатия и сгорания газов в цилиндрах дизеля, причем базовым диагностическим параметром является давление газов в цилиндре Р(ф).

Снятие этих параметров при реостатных испытаниях не представляет большой сложности. Во время же эксплуатации такие измерения

существующими приборами практически невозможны из-за частых переводов рукоятки контроллера машиниста и, соответственно, изменений мощности.

Таким образом, проблема

безреостатного определения мощности дизель генератора может быть решена, если будет возможность определять параметры работы дизеля в эксплуатации.

Такую возможность предоставляет разработанная научно-технической

лабораторией Одесского морского университета система ОБРАБ,

представляющая собой комплекс переносных малогабаритных приборов, позволяющих осуществлять мониторинг рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания (ДВС), используя следующие основные параметры: среднее

индикаторное давление и индикаторная мощность дизеля, среднее, минимальное и максимальное давление сгорания топлива в цилиндре; максимальное давление сжатия в цилиндре и давление начала сгорания топлива; средняя и максимальная за выбранный период частота вращения коленчатого вала дизеля, скорость нарастания давления и степень его повышения при сгорании; фазам топливоподачи (угол опережения и длительность впрыскивания топлива); фазам газораспределения (углам закрытия и открытия клапанов газораспределения). Использование подобных систем позволяет определить состояние дизеля и его узлов, необходимость их ремонта или регулировки.

Мониторинг рабочего процесса целесообразно производить во время полных реостатных испытаний после ремонтов. Окончательные результаты мониторинга по каждой позиции контроллера машиниста должны быть записаны в паспорт дизеля.

В процессе эксплуатации для достаточно точного определения мощности дизеля используется один параметр -давление сгорания газов в цилиндрах, которое может быть измерено портативным датчиком давления типа РS-16, входящим в комплект приборов системы ОБРАБ, который приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Датчик давления типа РS-16

Малый вес и габариты датчика, простота использования (датчик устанавливается на индикаторный кран дизеля) позволяют использовать его в условиях эксплуатации.

Сравнивая показания датчика при работе дизеля в эксплуатации с данными, полученными во время мониторинга, можно легко определить фактическую мощность дизеля.

При недостаточной мощности, очевидно, что дизель требует ремонта и наладки в условиях депо. Если же мощность дизеля соответствует

техническим требованиям, то необходимо проверить и отладить схему возбуждения тягового генератора. Выполнить такую проверку быстро и с высокой точностью можно с помощью микропроцессорного устройства контроля параметров работы тепловозов, разработанную для тепловозов ЧМЭ3, структурная схема которого приведена на рисунке 2.

В модуль сопряжения устройства непрерывно в процессе работы тепловоза подаются сигналы:

- по напряжению главного генератора и (снимаются с резистора Я7 в цепи катушек напряжения реле переходов, см. рисунок 3);

- по току главного генератора I (снимаются с шунта килоамперметра, см. рисунок 3);

- по скорости V (от генератора постоянного тока, устанавливаемого на технологическую крышку буксы);

- по позиции контролера машиниста (от электрооптических датчиков, установленных на храповике главной рукоятки контроллера).

Эти данные вводятся в память устройства, обрабатываются и снимаются по окончании дежурства.

Полученные данные позволяют установить причину снижения мощности генератора и произвести необходимые регулировки во время эксплуатации.

Также эти данные позволят строить не только зависимость тока от напряжения тягового генератора, как это делается во время реостатных испытаний, но и тяговую характеристику для любой позиции контроллера машиниста - зависимость силы тяги от скорости, используя зависимость:

^ = 3,6 ^^ ]., кН

к V

где ¥к - сила тяги локомотива, кН;

и г - напряжение тягового генератора, В; 1Г - ток тягового генератора, А; V - скорость движения тепловоза км/ч; ] - коэффициент полезного действия тяговой передачи.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь, УВВ - устройство ввода-вывода, МРС -

микропроцессор

Рис. 2. Структурная схема микропроцессорного устройства контроля параметров работы

для тепловозов ЧМЭ3

Рис. 3. Схема подключения микропроцессорного устройства контроля параметров работы тепловоза ЧМЭ3 к электрической схеме тепловоза

Существенным преимуществом

данного устройства является возможность определять зависимость между мощностью тепловоза и его скоростью, подобную зависимость можно получить только при испытаниях на катковой станции стоимость которой весьма высока, а обслуживание трудоемко. В тоже время зависимость между мощностью и скоростью движения тепловоза, то есть фактически тяговая характеристика позволяет косвенно определить состояние тяговых двигателей и тягового редуктора, что особенно важно для тепловозов с большим пробегом после ТР3.

Подключение датчиков давления к микропроцессорному устройству позволит получить комплексные результаты состояния дизель-генераторной установки и принимать оперативные решения по ее ремонту или наладке с перспективой перехода от планово-предупредительной системы ремонтов тепловозов ЧМЭ3 к ремонту по техническому состоянию.

Кроме того, система позволяет экономить топливо за счет более точной регулировки топливной аппаратуры и механизма газораспределения.

Выводы

1. Использование портативного датчика РБ-16 и предлагаемого микропроцессорного устройства позволит без больших затрат времени определять и при необходимости регулировать мощность ДГУ в процессе эксплуатации тепловоза.

2. Применение данного способа целесообразно на маневровых тепловозах из-за простоты установки приборов, а так же наличия перерывов при выполнении маневров.

Список литературы:

1. Локомотивные энергетические установки. Под ред. А.И. Володина. М., ИПК «Желдориздат», 2002.

2. Вербанец Р.А., Губин В.С., Кырнас В.И. Мониторинг рабочего процесса и

параметрическая диагностика

среднеоборотного дизеля K6S310DR. Журнал: Вестник Астраханского государственного технического

университета. № 2/2014.

3. З.Х. Нотик. Тепловозы ЧМЭ3, ЧМЭ3Т, ЧМЭ3Э, Москва, Транспорт, 1996г.

4. Е. Н. Шапран, И. Ф. Чернушкин, П. С. Попельский и Л. П. Титов, авторское свидетельство СССР № 465353, кл. В 60 L 7/02, 1973, SU 1537578 А2, «Устройство для преобразования электроэнергии при нагрузочных испытаниях тепловозов» Производственное объединение «Ворошиловградский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции»

1. 5. Совершенствование алгоритма управления дизель-генератором тепловоза в переходных режимах/Е.Н. Шапран/- Зб. наук. праць Донецкого нац.. техн. Ун-ту. -Донецьк: ДонНТУ, 2006 -Вип. 112. -С. 138-141.

Аннотации:

Реостатные испытания тепловозов с электропередачей, выполняемые после ТР1, приводят к увеличению простоя в ремонте и непроизводительному расходу топлива, а при неплановом их проведении кроме того к ухудшению эксплуатационных показателей. Проведение испытаний в процессе эксплуатации устраняет эти недостатки. Испытания в процессе эксплуатации возможны при использовании для проверки мощности дизеля приборами системы DEPAS, а для проверки схемы возбуждения и мощности тягового генератора предлагаемое в статье устройство, которое позволяет также тяговые возможности тепловоза.

Ключевые слова: реостатные испытания, проверка мощности, система DEPAS, регулирование возбуждения.

Rheostat tests locomotives with electric transmission performed after TP1, lead to an increase in repair downtime and wastage of fuel, and for their conduct unscheduled addition to the deterioration of the operating characteristics. Testing during operation eliminates these disadvantages. Tests during the operation available with diesel power for the test system devices DEPAS, and to test drive circuit a nd power traction generator proposed in the article device that allows the same locomotive traction capabilities.

Key words: rheostat test, power test, DEPAS system, excitation control

УДК 621.51/52

РУТКОВСКИЙ Ю.А., к.т.н.

Резонансные характеристики поршневых компрессоров с самодействующими клапанами нового поколения и их роль в повышении эффективности пневматического оборудования промышленного производства

RUTKOVSKY Yu.A., Ph.D.

Resonant characteristics of reciprocating compressors with self-acting valves of a new generation and their role in improving the efficiency of industrial pneumatic equipment

Введение

В настоящее время во многих отраслях промышленности, особенно в горной, металлургической, химической, газовой, на ж/д транспорте широко применяются поршневые компрессоры на оппозитной базе (рис. 1), а также компрессоры типа L(рис. 2). Только в 90-х годах на предприятии ПАО «Сумское НПО» (ПАО) было выпущено более 60-ти компрессорных установок с оппозитными компрессорами марки 4ВМ2,5-18/9, используемых в основном в машиностроительном и металлургическом производствах.

Из-за длительной эксплуатации и несовершенства газораспределительной системы эти компрессоры ухудшили свои характеристики, особенно это отразилось производительности и удельного расхода

Так, по результатам испытаний компрессора

на снижении увеличении электроэнергии. промышленных

4ВМ

2,5-18/9,

его

реальная

производительность оказалась на 25% ниже расчетной [1].

Учитывая повышенный спрос на выше указанные компрессоры, возникла острая необходимость в их модернизации, направленной на повышение их производительности и снижении затрат энергии на производство конечного продукта.

Постановка задачи

Задачей данной работы является поиск путей увеличения

производительности и снижения удельных затрат на получение сжатого газа в действующих компрессорах.

Основной материал

Для достижения поставленной цели -увеличение производительности и снижение удельных затрат на получение сжатого газа в действующем компрессоре, могут быть использованы два фактора,