CC BY
246
INFORMATION ABOUT AUTHORS
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Истомин Станислав Геннадьевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-34-19.
E-mail: [email protected]
Бондаревский Денис Игоревич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС.
Тел.: 8-913-962-18-71.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Истомин, С. Г. Применение регрессионных моделей для оценки энергетической эффективности вспомогательного оборудования электровозов серии 2ЭС6 [Текст] / С. Г. Истомин, Д. И. Бондаревский // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2018. - № 1(33). - С. 22 - 30.
Istomin Stanislav Gennadevich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russiаn Federation. Candidate of Technical Sciences, Senior lecturer of the department «Rolling stock electric railways», OSTU. Phone: +7 (3812) 31-34-19. E-mail: [email protected]
Bondarevskiy Denis Igorevich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russiаn Federation. The post-graduate student of the department «Rolling stock of electric railways», OSTU. Phora: 8-913-962-18-71. E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Istomin S. G., Bondarevskiy D. I. Application of regression models for estimating the energy efficiency of auxiliary equipment of electric locomotives of the 2ES6 series. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 1, no 33, pp. 22 - 30 (In Russian).
УДК 629.42.083
С. Т. Калиева, В. Н. Панченко
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС), г. Самара, Российская Федерация
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЯ ЛОКОМОТИВА
Аннотация. В данной статье рассматриваются основные методы технической диагностики топливной аппаратуры дизелей. Перечислены неисправности, обнаруживаемые с помощью этих методов. Детально рассмотрены принципы работы методов, выявлены недостатки и преимущества выбранных методов.
Ключевые слова: тепловоз, техническая диагностика, акустический метод, вибродиагностика двигателя, топливная аппаратура, топливопровод высокого давления, диаграмма давления, топливный насос высокого давления.
Safura T. Kalieva, Valerii N. Panchenko
Samara State Transport University (SSTU), Samara, the Russian Federation
ANALYSIS OF MODERN TECHNICAL DIAGNOSTICS METHODS APPLIED FOR MONITORING OF DIESEL LOKOMOTIVE FUEL EQUIPMENT
Abstract. In this article, the main methods of technical diagnostics of diesel fuel equipment are considered. The faults they detect are listed. The principles of the methods work are examined in detail, the shortcomings and advantages of the chosen methods are revealed.
30 ИЗВЕСТИЯ Транссиба И№20?83)
Keywords: locomotive, technical diagnostics, vibro-acoustic method, vibration diagnostics of the engine, fuel equipment, high pressure fuel line, pressure diagram, high pressure fuel pump.
Исправное состояние локомотива характеризуется как состояние, соответствующее всем требованиям, изложенным в нормативно-технических документах, и установленным параметрам, которые обеспечивают нормальное выполнение заданных функций. Несоблюдение этих условий свидетельствует о неисправности локомотива [1].
В настоящее время неразрушающий контроль и системы диагностирования становятся основополагающими для современных систем мониторинга и диагностики дизеля. Повышение эффективности и надежности работы дизелей тепловозов в эксплуатации напрямую зависит от снижения расхода топлива, уменьшения количества отказов и неплановых ремонтов. Наиболее важной задачей при проведении технического обслуживания и технических ремонтов и в эксплуатации является совершенствование методов и средств контроля и диагностики тепловозов [2].
Одним из показателей, по которым оценивается надежность и качество содержания тепловозов, а также эффективность работы ремонтных цехов, является количество неплановых ремонтов и отказов в пути следования. Благодаря системам диагностирования можно предупредить отказы в пути следования и заранее определять необходимость постановки локомотивов в ремонт в соответствии с фактическим их состоянием.
Одним из важнейших аспектов при разработке диагностических систем дизелей тепловозов является исправная работа топливной аппаратуры. В первую очередь ее работа основывается на том, что на долю топливной аппаратуры приходится значительное количество отказов в эксплуатации. На рисунке 1 показан процент неисправностей топливной аппаратуры, который зависит от типа двигателя и его конструкции и варьируется в пределах 12 - 30 % [3].
Рисунок 1 - Процент неисправностей по узлам и системам дизеля
В настоящее время для определения технического состояния локомотива необходимо ввести данные, удовлетворяющие требованиям диагностических систем. К ним относятся следующие: а) выполнение диагностики на частичных режимах работы (даже на холостом ходу); б) применимость диагностических систем к различным видам двигателя; в) универсальность диагностических приборов.
Работоспособность топливной аппаратуры можно определить по структурным и диагностическим параметрам (таблица).
Можно выделить три метода диагностирования топливной аппаратуры [4]:
- виброакустический;
- по давлению в топливопроводе высокого давления;
- по ходу иглы форсунки.
№20Г«3) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 31
Структурные и диагностические параметры двигателя
Параметры
Структурные параметры Диагностические параметры
Износ деталей топливоподкачивающего насоса Давление топлива перед фильтром тонкой очистки
Загрязненность фильтрующих элементов Перепад давления до и после фильтра тонкой очистки
Объемный расход топлива Расход топлива отдельными секциями
Износ плунжерной пары Длительность нарастания и волны давления в насосе и коэффициент подачи топлива по отдельным секциям износа
Износ сопряжения: разгружающий поясок - гнездо клапана Остаточное давление в нагнетательном трубопроводе
Продолжительность впрыскивания топлива Перемещение иглы распылителя форсунки
Износ распылителя и регулировка силы затяжки пружины форсунки Давление топлива под иглой (давление впрыскивания)
Виброакустическая диагностика является одним из передовых направлений безразборной технической диагностики топливной аппаратуры дизеля. Принцип работы этого метода заключается в фиксировании периодических ударных импульсов, возникающих в форсунке, с помощью виброизмерительной аппаратуры. В виброизмерительном оборудовании первичный преобразователь - это, как правило, пьезоэлектрический акселерометр, устанавливаемый на трубку высокого давления форсунки с помощью винтовой струбцины.
Для поддержания системы в работоспособном состоянии необходимо соблюдение некоторых условий: к системе дополнительно должен быть подключен датчик определения верхней мертвой точки (ВМТ) для того, чтобы измерить действительный угол опережения топли-воподачи. В качестве контролируемой поверхности топливной аппаратуры используются наружная поверхность нагнетательного трубопровода для увеличения уровня автоматизации процесса диагностирования и уменьшения числа виброакустических преобразователей.
Использование данного метода диагностирования топливной аппаратуры позволяет определить такой диагностический параметр, как деформация стенок трубопровода. В аналого-цифровой преобразователь поступает диагностический сигнал, полученный через пьезоэлектрический преобразователь из наружной поверхности трубопровода. Данные средства диагностирования входят в систему диагностирования подвижного состава и в большинстве случаев используются как в процессе эксплуатации локомотивов, так и непосредственно для определения технического состояния тягового подвижного состава.
Стоит отметить, однако, что данный метод диагностики имеет существенный недостаток. Он заключается в отсутствии ожидаемых ударных импульсов у форсунки с малым отклонением в работе, что может привести к неработоспособности метода. Помехи низкой частоты быстро распространяются по всем деталям дизеля, а значит, вместе с полезным сигналом от форсунки на виброграмму будут наложены посторонние помехи от перекладки поршня, ударов газораспределительного механизма и др. Этот метод требует присутствия оператора при проведении испытаний дизеля. Однако эти недостатки компенсируются простотой и удобством в замерах выходных параметров.
Метод диагностирования по диаграмме давления в топливопроводе высокого давления в настоящее время является самым распространенным благодаря легкоустанавливаемым датчикам накладного типа на топливопровод высокого давления [4].
Чувствительный элемент данного преобразователя - это пленка, которая обладает пьезоэлектрическим эффектом, благодаря которому малые деформации стальной трубки модифицируются в электрический сигнал. Разность потенциалов на выходе из датчика прямо пропорциональна усилию восприятия пьезоэлемента и давлению.
Можно отметить, что существуют некоторые ограничения, заключающиеся в сложности точного определения величины давления. Вызвано оно тем, что усилие, созданное деформи-
32 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(33)
е.ч 1 о
рующейся трубкой на чувствительную часть датчика, зависит от многих параметров, таких как давление, жесткость стенок трубопровода, их толщина, качество поверхности трубопровода и расположение в пространстве датчика при установке его на трубке.
Существует определенная связь между работой топливной аппаратуры дизеля и характером изменения давления в топливопроводе. В течение практически всего цикла работы дизеля давление в топливопроводе высокого давления остается неизменным и равно величине остаточного давления.
На рисунке 2 в точке 1 отражен момент, когда происходит скачок (повышение) давления, вызванный открытием нагнетательного клапана и нагнетательным ходом плунжера насоса. В зоне 2 наблюдается открытие нагнетательного клапана на фоне длительного увеличения давления, которое вызывает скачок давления. До тех пор, пока давление в трубопроводе высокого давления не увеличится до усилия затяжки пружины форсунки, ее игла неподвижна. Впрыскивание топлива форсункой происходит в точке 3, это приводит к уменьшению давления в трубопроводе. В этот же момент нагнетательный ход плунжера вызывает скачок давления, на который накладываются отраженные и прямые волны давления топлива в трубе. Точка 4 соответствует резкому падению давления, т. е. приводит к окончанию нагнетательного хода плунжера.
Точкой 5 на диаграмме показан момент окончания посадки иглы форсунки при максимальном давлении. Зона 6 является зоной слабозатухающих колебаний остаточного давления, которые появились благодаря закрытию топливопровода с обеих сторон, т. е. со стороны насоса и со стороны форсунки, что привело к отражению волны на границах трубки.
Ход плунжер*
Рисунок 2 - Диаграмма давления топлива в топливопроводе (ТВД) дизеля (участок впрыска)
Очевидно, что значительно большей достоверностью и диагностической ценностью, по сравнению с сигналом вибрации, обладает диаграмма, которая получена с помощью датчика перемещения иглы форсунки.
Измеряемыми параметрами диагностических признаков диаграммы давления являются следующие значения:
- амплитуды колебаний давления на участке «сжатия» топлива;
- амплитуды колебаний остаточного давления.
- давления начала подачи топлива насосом;
- давления окончания подачи топлива насосом;
- давления в момент начала подачи топлива;
- фазовых характеристик топливоподачи:
- давления начала впрыска топлива форсункой;
- давления подачи топлива форсункой.
№20!383) ^И ИЗВЕСТИЯ Транссиба 33
Самыми распространенными отклонениями в работе топливной системы, а именно форсунок, являются следующие:
ослабление затяжки пружин, которое приводит к снижению давления начала впрыска; неплотности в распылителях форсунок (причина: использование некачественного топлива, неправильная сборка форсунки или дефекты изготовления, которые приводят к «подтеканию» форсунки);
неплотности плунжерной пары (причина: износ трущихся поверхностей плунжерной пары). Увеличение радиального зазора между гильзой и плунжером может привести к повышению доли топлива, которое протекает через зазор в полости с низким давлением, что, в свою очередь, вызывает увеличение расхода топлива в дренажной магистрали насоса. При одинаковых скоростях плунжера повышенное перетекание топлива приводит к «затягиванию» участка сжатия топлива и к уменьшению угла опережения подачи топлива форсункой; неплотности нагнетательного клапана (причиной чаще всего является его износ). Названные неисправности форсунки являются показателями ухудшения рабочего процесса дизеля, но в целом топливная система остается работоспособной. По диаграмме давления топлива можно легко определить неисправности другой группы, которые приводят к отказам в работе форсунки и цилиндра дизеля.
В методе диагностирования по ходу иглы форсунки главным устройством является индуктивный датчик [4]. Он устанавливается на форсунке так, что подвижный шток (его приемная часть) двигается вместе с иглой форсунки. Типовая диаграмма хода иглы форсунки приведена на рисунке 3.
15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Рисунок 3 - Диаграмма хода иглы форсунки: Ф - начало подачи топлива (начало движения иглы);
К - окончание подачи топлива (посадка иглы)
Наряду с фазовой характеристикой по диаграмме определяются высота подъема иглы и наличие колебаний иглы в процессе «подвпрыска». Производятся расчеты темпа (скорости) подъема иглы, темпа посадки иглы и др. В общем, все эти параметры позволяют определить практически все неисправности форсунок и топливного насоса высокого давления.
Недостатком метода, кроме малой универсальности, является невысокая надежность индуктивного датчика, так как он имеет в своей конструкции изнашиваемые подвижные механические элементы.
На основе полученных диагностических сигналов можно составить информационную модель. Используя теорию информации, можно в требуемом объеме описать объект диагностирования - как датчик, измерительные приборы, так и преобразователи информации, средства отображения информации, а также и само диагностирование как процесс снятия диагностического сигнала при определении работоспособного состояния объекта.
Самым главным преимуществом данной модели является единство математического аппарата, описывающего различные объекты и процессы, что позволяет проявить их информа-
34 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(33) ОП1 я
— — 20 I О
ционную сущность. Это позволяет, используя информационную модель, связать в единое целое самые различные параметры системы технического диагностирования и рассматривать их взаимовлияние.
С информационной точки зрения объект диагностирования - это датчик диагностического преобразователя, имеющего среднеквадратичное значение а2х. Измерительный прибор системы технического диагностирования характеризуется среднеквадратической погрешностью и полосой пропускания Количество информации, полученной при диагностировании,
1 = ЖТ 1св2(^х2 + ^2). (1)
Учитывая неравенство агх » , получим:
I = 2ЖТ . (2)
^я
Система технического диагностирования ограничена во времени возможностью отказа. Среднее время безотказной работы системы в течение периода Т
Т = Т0(1 - р), (3)
где Т0 = -— средняя наработка на отказ, 1 - параметр потока отказов, а величина р = е -1
вероятность безотказной работы. Таким образом, сокращение времени работы системы технического диагностирования за счет возможного отказа можно рассматривать как уменьшение информации о состоянии. Информационные потери можно определить по выражению:
М = I - ¡1 = 2Ж [Т - То(1 - р)] 1ов2 (^ /ая). (4)
Исходя из положений теории информации потери необходимо рассматривать как увеличение среднеквадратической погрешности прибора до величины ох / оп. Важно отметить,
что количество информации I зависит от точности, безотказности, полосы пропускания и является комплексным показателем качества системы технического диагностирования.
В общем случае информационные модели объекта диагностирования можно рассматривать как частные случаи моделей планирования эксперимента. Главная задача - в конечном счете получать максимум информации о состоянии при наименьших затратах времени и ресурсов.
После рассмотрения перечисленных методов диагностирования топливной аппаратуры можно сделать выводы об их обоснованности. Метод виброакустической диагностики является простым и доступным, но имеет существенный недостаток - невозможность правильно проверять замеры на «шумах» низкой частоты. Метод диагностирования по диаграмме давления в топливопроводе высокого давления - самый распространенный метод диагностики топливной аппаратуры. После внедрения датчиков измерения давления в топливной аппаратуре стало возможным легко измерить давление на любом участке топливопровода, также существует и недостаток - измеренное давление имеет погрешность из-за механических и геометрических параметров трубопровода. Метод диагностирования по ходу иглы форсунки является более точным, но не обладает универсальностью, так как не подходит для всех типов дизеля. Как следует из сказанного, из всех методов только, с помощью метода диагностирования по диаграмме давления в топливопроводе высокого давления диагностики топливной аппаратуры можно определить и момент начала рабочего хода плунжера (начало подачи топлива насосом), и момент действительной подачи топлива в цилиндр (начало подачи
№20183) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 35
топлива форсункой). Это значительно повышает эффективность метода применительно к регулировке угла опережения подачи топлива.
Список литературы
1. Панченко, В. Н. Вибродиагностика тепловозных дизелей [Текст] / В. Н. Панченко,
A. Ю. Балакин // Материалы науч.-практ. конф. «Надежность железнодорожной техники и управление» / Самарский гос. ун-т путей сообщения. - Самара, 2007 - С. 125 - 127.
2. Калиева, С. Т. Техническая безразборная диагностика локомотивов как современный метод технического диагностирования [Текст] / С. Т. Калиева, В. Н. Панченко // Материалы VIII междунар. науч.-практ. конф. «Наука и образование - транспорту» / Самарский гос. ун-т путей сообщения. - Самара, 2016. - С. 36, 37.
3. Зигельман, Е. Б. Вибродиагностика приводов среднеоборотных дизелей ОАО «Коломенский завод» [Текст] / Е. Б. Зигельман, А. Б. Матисен, И. А. Лощинин // Техническая акустика. - 2014. - Вып. 5. - С. 1 - 11.
4. Бервинов, В. И. Техническое диагностирование локомотивов [Текст]: Учебное пособие / В. И. Бервинов. УМК МПС России. - М., 1998. - 190 с.
5. Просвиров, Ю. Е. Проблемы совершенствования систем диагностирования тепловозных дизелей [Текст] / Ю. Е. Просвиров / Самарский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Самара, 1999. -218 с.
6. Панченко, В. Н. Моделирование процессов топливоподачи в тепловозных дизелях [Текст] /
B. Н. Панченко, А. Ю. Балакин, Е. М. Плохов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «Перспективы и направления развития транспортной системы» / Самарский науч. центр РАН. - Самара, 2007 - С. 225 - 229.
7. Носырев, Д. Я. Использование доминантных параметров при контроле и диагностировании тепловозных дизелей [Текст] / Д. Я. Носырев, В. А. Краснов, А. Г. Старикова // Материалы всерос. науч.-практ. конф. «Транспортное образование и наука: проблемы и перспективы» / Уфимский филиал Самарского гос. ун-та путей сообщения. - Уфа, 2012. - С. 265 - 269.
8. Носырев, Д. Я. Основные направления повышения эффективности использования тепловозов [Текст] / Д. Я. Носырев, А. В. Муратов, С. А. Петухов // Материалы всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов» / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2012. -
C. 287 - 291.
9. Калиева, С. Т. Автоматизированная система диагностики МСУ-ТП в тепловозах 2ТЭ116У [Текст] / С. Т. Калиева, В. Н. Панченко // Материалы X междунар. науч.-практ. конф. «Наука и образование - транспорту» / Самарский гос. ун-т путей сообщения. - Самара, 2017. - С. 39 - 42.
10. Калиева, С. Т. Применение тепловизионного метода диагностики для контроля электрических аппаратов локомотива [Текст] / С. Т. Калиева, В. Н. Панченко // материалы междунар. студ. науч.-практ. конф. «Современное состояние и тенденции развития железных дорог» / Нижегородский филиал Самарского гос. ун-та путей сообщения. - Нижний Новгород, 2017. - 356 с.
References
1. Panchenko V. N., Balakin A.Ya. Vibrodiagnostics of diesel locomotives. [Vibrodiagnostika teplovoznikh dizeleyi] Materiali VIII mezhdunarodnoi nauchno-practicheskoi konferencii «Nauka i obrazovanie transporty». Samara, 2016, pp. 125 - 127.
2. Kalieva S. T., Panchenko V. N. Technical indispensable diagnostics of locomotives as a modern method of technical diagnosis [Technicheskaia bezrazbornaia diagnostika lokomotivov kak sovremennii metod technicheskogo diagnostirovaniai]. Materiali VIII mezhdunarodnoi nauchno-practicheskoi konferencii «Nauka i obrazovanie transport». Samara, 2016, pp. 36 - 37.
3. Zigelman E. B., Matisen A. B., Loshchinin I. A. Vibrodiagnostics of drives of medium-speed diesel engines of Kolomensky Zavod [Vibrodiagnostika privodov sredneoborotnikh dizelei OAO
36 ИЗВЕСТИ Я Транссиба И№20?83)
Kolomenskii zavod]. Tekhnicheskaya Akustika - The journal of Technical Acoustics, 2014, no 5, pp. 1 - 11.
4. Bervinov V. I. Technical diagnosis of locomotives (Technicheskoe diagnostirovanie lokomo-tivov). Moscow: EMM of the Ministry of Railways of Russia, 1998. 190 p.
5. Prosvirov Yu. E. Problems of improving diagnostic systems of heat diesel engines (Problemi sovershenstvovania system diagnostirovania teplovoznikh dizelei). Samara: SamSTU, 1999. 218 p.
6. Panchenko V. N., Balakin A. Yu., Plokhov E. M. Modeling of fuel supply processes in diesel locomotives. [Modelirovanie processov toplivopodachi v teplovoznich dizeliach]. Izvestiia Samar-skogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. Spetsial'nyi vypusk «Perspektivy i napravleniia razvitiia transportnoi sistemy». Samara, 2007, pp. 225 - 229.
7. Nosyrev D. Ya., Krasnov V. A., Starikova A. G. Use of dominant parameters in the control and diagnosis of diesel locomotives [Ispolzovanie dominantnikh parametrov pri kontrole I diag-nostirovanii teplovoznikh dizelei]. Materialy vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Transportnoe obrazovanie i nauka: problemy i perspektivy». Ufa, SamSTU, 2012, pp. 265 - 269.
8. Nosyrev D. Ya., Muratov A.V., Petukhov S. A. The main directions of increasing the efficiency of the use of diesel locomotives. [Osnovnie napravlevie povisheniia affektivnosti ispol-zovania teplovozov]. Materialy vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunar. uchastiem «Ekspluatatsionnaia nadezhnost' lokomotivnogo parka i povyshenie effektivnosti tiagi poezdov». Omsk, OmSTU, 2012, pp. 287 - 291.
9. Kalieva S. T., Panchenko V. N. Automated system of diagnostics MSY-TP in locomotives 2ТЭ116У. [Avtomatizirovannaya sistema diagnostiki MSU-TP v teplovozakh 2TE116U]. Materialy X Mezhdunarodnoi nauchno -prakticheskoi konferentsii «Nauka i obrazovanie transportu». Samara, SamSTU, 2017, pp. 39 - 42.
10. Kalieva S. T., Panchenko V. N. Application of thermal imaging diagnostic method for control of electric locomotive apparatus. [Primeneniye teplovizionnogo metoda diagnostiki dlya kontrolya elektricheskikh apparatov lokomotiva]. Materialy Mezhdunarodnoi studencheskoi nauch-no-prakticheskoi konferentsii «Sovremennoe sostoianie i tendentsii razvitiia zheleznykh dorog». Nizhny Novgorod, SamSTU, 2017. 356 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Калиева Сафура Талаповна
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС).
Свободы ул., 2 в, г. Самара, 443066, Российская Федерация.
Аспирант 2-го года обучения кафедры «Локомотивы», СамГУПС.
Профиль направления «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация».
Тел.: +7(939)754-47-75, +7(846)-255-68-58.
E-mail: [email protected]
Панченко Валерий Николаевич
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС).
Свободы ул., 2 в, г. Самара, 443066, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Локомотивы», декан ПС, СамГУПС.
Тел.: +7(927)014-94-11, +7(846)-255-68-58.
E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Kalieva Safura Talapovna
Samara State Transport University (SamSTU).
2v, st. Svobodi, Samara, 443066, the Russian Federation.
Post-graduate student of the 2nd year of the department of «Locomotives», SamSTU.
Profile of the direction «Rolling stock of railways, traction of trains and electrification».
Phone: +7(939)754-47-75, +7(846)-255-68-58
E-mail: [email protected]
Panchenko Valerii Nikolaevich
Samara State Transport University (SamSTU).
2v, st. Svobodi, Samara, 443066, the Russian Federation.
Kandidat of Technical Sciences, Docent of the department «Locomotives», Dean PS, SamSTU.
Phone: +7(927)014-94-11, +7(846)-255-68-58.
E-mail: [email protected]
№0i3«3) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Калиева, С. Т. Анализ современных методов технической диагностики, применяемых для контроля топливной аппаратуры дизеля локомотива [Текст] / С. Т. Калиева, В. Н. Панченко // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2018. -№ 1(33). - С. 30 - 38.
Kalieva S. T., Panchenko V. N. Analysis of modern technical diagnostics methods applied for monitoring of diesel lokomotive fuel equipment. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 33, no 1, pp. 30 - 38 (In Russian).
УДК 629.423 + 6
П. А. Коропец, С. А. Хачкинаян, А. В. Кашуба
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС), г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация
ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЭЛЕКТРОВОЗА ЭП20 В РЕЖИМЕ БОКСОВАНИЯ
Аннотация. Построена математическая модель тягового привода электровоза ЭП20 для исследования динамических процессов в режиме боксования. Определены собственные частоты и коэффициенты форм динамической системы. Выполнена оценка устойчивости привода по отношению к фрикционным автоколебаниям. Рассчитаны динамические нагрузки в элементах привода при единичной угловой скорости скольжения колес. Сформулированы рекомендации по повышению динамических качеств тягового привода в режиме боксо-вания.
Ключевые слова: математическая модель собственные частоты, фрикционные автоколебания, устойчивость, динамические нагрузки.
Peter A. Koropets, Stepan A. Khachkinayan, Alexander V. Kashuba
Rostov State Transport University (RSTU), Rostov-on-Don, Russia
DYNAMIC PROCESSES IN THE TRACTION DRIVE OF THE ELECTRIC LOCOMOTIVE EP20 IN SLIDING MODE
Abstract. The mathematical model of traction drive Electric locomotive EP20 for research of dynamic processes in a mode of boxing is constructed. The natural frequencies and coefficients of the forms of the dynamic system are determined. The stability of the drive in relation to frictional self-oscillations is estimated. Dynamic loads in the drive elements at a single angular speed of wheel slip are calculated. The recommendations on increasing the dynamic qualities of the traction drive in the sliding mode are formulated.
Keywords: mathematical model, natural frequencies, frictional self-oscillations, stability, dynamic loads.
Электровоз ЭП20 задуман как головной проект масштабной программы широкого ряда российских электровозов нового поколения. Поэтому работы по поиску новых перспективных конструкторских решений по его модернизации, а также по созданию на его базе новых машин продолжаются [1].
Одним из наиболее высоконагруженных режимов, встречающихся в эксплуатации подвижного состава, является режим боксования. Для этого режима характерны резкие изменения условий сцепления колес с рельсами, высокие скорости скольжения колес относительно рельсов и динамические нагрузки в элементах тягового привода, в несколько раз превышающие нагрузки в режимах тяги, выбега или торможения.
Данная статья посвящена исследованию динамических качеств тягового привода электровоза ЭП20 в режимах боксования. Исследование выполняется с помощью математических моделей и разработанных на их основе аналитических методов расчета.
В настоящее время в открытых источниках (статьи, доклады и пр.) практически отсут-
