Математическое описание дизеля машинно-тракторного агрегата с электронным регулятором позиционного воздействия Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

_05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ_

05.20.01

УДК 004:621.436.2

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИЗЕЛЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА С ЭЛЕКТРОННЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ПОЗИЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

©2017

Фаниль Закариевич Габдрафиков, доктор технических наук, профессор кафедры «Теплоэнергетика и физика»

Башкирский Государственный Аграрный Университет, Уфа Римма Рафисовна Сафина, аспирантка кафедры «Теплоэнергетика и физика» Башкирский Государственный Аграрный Университет, Уфа

Аннотация

Введение. Основной задачей агропромышленного комплекса является разработка и создание топливо-энергосберегающей, надежной и высокоточной техники.

Машинно-тракторные агрегаты (МТА) являются основными единицами техники в механизированных работах АПК. Эффективность работы дизеля в составе МТА значительно ухудшается на неустановившихся нагрузках: недоиспользование мощности достигает 30 %, а повышение расхода топлива возрастает до 20 %. Однин из способов улучшения технико-экономических показателей дизеля - совершенствование управления системой топливоподачи электронным регулированием позиционного воздействия.

Материалы, методы исследования. Математическое моделирование базировалось на структурно-функциональном анализе переходных процессов дизеля как динамической системы, состоящей из подсистем механического и автоматического регулирования, теории двигателей внутреннего сгорания. Результаты. Повышение качества регулирования параметров топливоподачи дизеля путем позиционного электронного регулирования высокой точности. Стендовые сравнительные испытания топливного насоса высокого давления (ТНВД) 4УТНИ показали существенные преимущества разработанного электронного регулятора с устройством позиционирования по сравнению с серийным всережимным механическим регулятором по снижению инерционности регулирования.

Обсуждение. Разработана математическая модель дизеля с модернизированным электронным регулятором с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала для определения нагрузки на двигатель. Приведен график зависимости угла скручивания от крутящего момента двигателя. Описан принцип действия модернизированного электронного регулятора позиционного воздействия и приведена его функциональная схема.

Заключение. Разработанный электронный регулятор позиционного воздействия позволяет учитывать изменение нагрузки и своевременно реагировать на нее, снижая инерционность регулирования и, как следствие, уменьшая неравномерность топливоподачи.

Ключевые слова: машинно-тракторный агрегат,дизельный двигатель; система топливоподачи; неравномерность топливоподачи, неустановившийся режим; электронный регулятор позиционного воздействия; коленчатый вал; угол скручивания коленчатого вала; датчик нагрузки; крутящий момент; математическая модель.

Для цитирования: Габдрафиков Ф. З., Сафина Р. Р. Математическое описание дизеля машинно-тракторного агрегата с электронным регулятором позиционного воздействия // Вестник НГИЭИ. 2017. № 10 (77). С. 45-53.

MATHEMATICAL DESCRIPTION OF DIESEL MACHINE-TRACTOR UNIT WITH ELECTRONIC REGULATOR OF POSITION IMPACTS

© 2017

FanilZakarievich Gabdrafikov, Dr.Sci. (Engineering), the professor of the chair «Heat engineering and physics»

Bashkir State Agrarian University, Ufa (Russia) Rimma Rafisovna Safina, postgraduate student of the chair «Heat engineering and physics» Bashkir State Agrarian University, Ufa (Russia)

Abstract

Introduction. The main task of the agro-industrial complex is the development and creation of fuel-energy-saving, reliable and high-precision equipment.

Machine-tractor units (AIT) are the basic units of engineering in mechanized works of agro industrial complex. The efficiency of the diesel engine in the MTA significantly deteriorates on unsteady loads: underutilization of power reaches 30 %, and fuel consumption increases to 20 %.

One way to improve the technical and economic performance of the diesel is to improve the management of the fuel supply system by electronically controlling the positional effect.

Materials, methods of research. Mathematical modeling was based on the structural and functional analysis of the transient processes of a diesel engine as a dynamic system consisting of subsystems of mechanical and automatic control, the theory of internal combustion engines.

Results. It was improved the quality of diesel fuel supply parameters regulation by high-precision position electronic control. Benchmark comparative tests of the high-pressure fuel pump (HP pump) 4UTNI showed significant advantages of the developed electronic regulator with a positioning device in comparison with the serial all-mode mechanical regulator for reducing the inertia of regulation.

Discussion. A mathematical model of a diesel engine with a modernized electronic regulator has been developed with the additional effect of the crankshaft twisting value for determining the load on the engine. The dependence of the twisting angle on the engine torque is given. The principle of operation of the modernized electronic regulator of the positional action is described and its functional diagram is given.

Conclusion. The developed electronic control of the positional action allows taking into account the load change and reacting to it in a timely manner, reducing the inertia of the regulation and, as a consequence, reducing the unevenness of the fuel supply.

Keywords: machine-tractor unit, diesel engine; fuel supply system; uneven fuel supply, unsteady mode; electronic position control; crankshaft; angle of crankshaft twisting; load cell; torque; mathematical model.

For citation: Gabdrafikov F. Z., Safina R. R. Mathematical description of diesel machine-tractor unit with electronic regulator of position impacts. VestnikNGIEI = Bulletin NGIEI. 2017; 10 (77): 45-53.

Основными единицами техники в механизированных работах АПК являются машинно-тракторные агрегаты (МТА). Эффективность работы дизеля в составе МТА значительно ухудшается на неустановившихся и частичных нагрузках [1; 2; 3; 4; 5; 6]. Данные нагрузки затрудняют возможность эффективно эксплуатировать МТА из-за ухудшения работы системы топливоподачи дизеля, в частности равномерности подачи топлива, которое связанно с большой инертностью механического регулятора топливного насоса при изменении внешних условий работы [7; 8; 9; 10; 11].

Высокая экономическая эффективность сельскохозяйственного производства является одной из первостепенных задач в сфере агропромышленного комплекса (АПК). Ее реализация напрямую связана с совершенствованием конструкции техники, а также с обеспечением мероприятий по модернизации технологий и средств механизации.

Введение

Целью и задачей исследования является повышение качества регулирования параметров топ-ливоподачи дизеля путем позиционного электронного регулирования высокой точности.Основной задачей является усовершенствование устройств системы управления подачей топлива, позволяющих производить автоматическое перемещение органа управления топливоподачей с точным позиционированием в зависимости от режимов эксплуатации.

Материалы, методы исследования

Математическое моделирование базировалось на структурно-функциональном анализе переходных процессов дизеля как динамической систем, состоящей из подсистем механического и автоматического регулирования, теории двигателей внутреннего сгорания.

Обсуждение

Электронные системы управления позволяют уменьшить зависимости параметров топливоподачи от скоростного и нагрузочного режимов работы дизельного двигателя и обеспечить гибкое регулирование топливоподачи [12; 13].

Нами было разработано электронное устройство позиционного воздействия на органы управления топливоподачей дизельного двигателя с дополнительным воздействием по нагрузке применительно к четырехцилиндровому тракторному дизелю Д-243, позволившее снизить заброс частоты вращения и длительность переходного процесса дизеля на неустановившихся режимах работы [14; 15; 16; 17].

Однако, данное разработанное устройство с дополнительным воздействием по нагрузке не позволяло учитывать другие возмущения на частичных режимах, в частности колебаний крутящего момента, тем самым снижая эффективность работы электронного регулирования позиционным воздействием.

Повышение эффективности функционирования дизеля может быть обеспечено с учетом всех факторов влияния на топливоподачу, в частности угла скручивания коленчатого вала и его использования в качестве входного сигнала в системе автоматического регулирования [18; 19].

В этой связи, нами была разработана математическая модель дизельного двигателя, регулируемого по нагрузке в зависимости от угла скручивания коленчатого вала.

Наиболее простым технологичным решением может стать определение крутящего моментанепос-редственно на коленчатом валу. Это позволяет исключить множество негативных воздействий, влияющих на качество получаемого сигнала. Существующие теории и разработанные математические модели не учитывают возможностей регулирования по крутящему моменту на валу и тем более не учитывают неравномерность изменения крутящего момента по различным шатунным шейкам коленчатого вала.

Регулируемым объектом системы является дизельный двигатель, входными воздействиями которого является подача воздуха Ое и подача топлива форсункой gц, а выходными - угловая скорость коленчатого вала двигателя Юд и развиваемый крутящий момент Ме. Регулирование двигателем осуще-

ствляется регулятором, входным воздействием которого является угловая скорость Шд и относительное изменение момента АМ = Ме - Мс, а выходным параметром - положение регулирующего органа топливной аппаратуры Нр.

Измерение относительного изменения крутящего момента на практике реализовать достаточно сложно. Технически проще определить величину скручиваемости коленчатого вала.

Представив коленчатый вал, как уравновешенный цельный стержень (рисунок 1), который скручивают z-е количество крутящих моментов (равное количеству цилиндров), распределенных по его длине, запишем уравнение угла его скручивания в границах упругих деформаций, определённое из уравнения закона Гука для случая кручения:

Г.

М г1

з

(1)

где 30 - геометрическийполярный момент инерции; lz - расстояние от маховика до оси z-го цилиндра; G - модуль сдвига; М^ - крутящиймомент z-го цилиндра.

В соответствии с вышеуказанным уравнением, угол скручивания коленчатого вала будет равен:

7 = 71 + 72 + ■■■ + 7. = 27. =~

3 оО

(2)

Учитывая, что каждый крутящий момент равен М^ = -Му2 =... = М^ , упрощаем уравнение:

М г (11 +12 +... +1.)

7 = -

3оО

(3)

Рисунок 1 - Расчетная схема коленчатого вала

1

, , г -1, г - 2, I = I +-1 +-1 +... + -

Длину стержня, на которой приложен каждый крутящий момент, можно выразить через расстояние между ними:

' г - (г -1), Й г -/.

-I +... +—^-1 = 1—Ч ,(4)

г г г /=§ г

где г - количество цилиндров; f - индекс суммирования.

С учетом этого запишем:

м/

у = -

/=0

Допуская, что

1

по получим:

у = ■

МГ/ =- Ме .

Ме

/=0 2

(5)

(6)

30 • г

Линеаризуем уравнение:

г30О дМ = - 0

е г-1

I

/=0

( г - /),

•ду

(7)

(8)

Обозначив в уравнении (8)

г-1

(г - /)

I

г

/=0 г (9)

«удельный момент кручения коленчатого вала двигателя состоящего из г-цилиндров», получим:

дМе = Яду. (10)

Рабочий процесс дизельного двигателя МТА в реальных условиях эксплуатации, может быть описан уравнением для неустановившихся режимов и имеет следующий вид [4]:

¿Да „

ДМ -ДМ (11)

3

'Д

Д

¿г

" е с

¿Да,

----Д

где з п-— - изменение момента инерции под-

Д ¿г

вижных частей; АМе - изменение крутящего момента; АМС - изменение момента сопротивления.

Приращения моментов с учетом уравнений (9, 10) определятся выражениями:

Яду

Яду

ДМе = ~ ~ДЮд +

дМ „ . дМ

да Д дgц ^ ЭМ

ДМ =^^ Да +-^ ДЫ,

да

Д

дЫ

(12) (13)

где ДаД - изменение угловой скорости; Д^ - изменение цикловой подачи топлива; ДЫ - изменение нагрузки.

Тогда уравнение (11) примет вид:

3

¿Да

¿г

Д Яду л Яду. дМс л дМс ЛА г (14) Д-—- Да +— --- Да--- ДЫ.(14)

да

да г,

дЫ

Д Д

Изменение Д^ц с учетом регулирования дизельного двигателя по нагрузке относительно угла скручивания на МТА можно выразить через изменение нагрузки АЫ\

Яду _ Яду дЁ,

— Доц —

дЫ

■АЫ

(15)

цц

На основе вышеизложенного, уравнение будет выглядеть тогда следующим образом:

з^=Яду^^Ё^ ДЫ-М ДЫ, (16)

¿г ¿ДаД ¿г

да„

дЁц дЫ д*Д

дЫ

дМс Яду даД дад

• Дад =

дЁ 'дЫ дЫ

•ДЫ

Обозначим:

Р =

Ё да

дМс Яду

Д даД

(17)

(18)

- фактор устойчивости двигателя, выраженный через угол скручивания коленчатого вала;

Яду дЁц

К

ЯуЁц Ы

дЁц дЫ

- коэффициент влияния удельного момента кручения вала

Яу ^ц^К, (19)

дМп

А Т

дЫ

- коэффициент влияния момента сопротивлений,

Мс ^Ы; (20)

Тогда получим: ¿Да,

3

Д

Д

¿г

+ ^ • Да Д =

К

ЯуЁц Ы

- —

Введем обозначения:

р = -

Да

•ДЫ. (21)

(22)

а

где р - относительное изменение скорости коленчатого вала

ДЫ

ае = — Ы„

где а - относительное изменение нагрузки

Д ¿га Д ¿г

(23)

(24)

3

+

г

С

С

После подстановки выражение можно запи-

сать так:

г dü г

JЩ) + Fg =

K

Rrn4 N

- К

Мг N

■a-N0. (25)

1 'о

Разделим все члены уравнения на \KRyg4N - КМСN J ■ No , тогда

dp JД dT Щ

K

- К

'ёц N КМс N

■N

F -у^о

K - К

КЯ№ц N КМс N

— = а (26) ■No ё

Обозначим:

Т„ =■

j д ■що

g (KRë„N + KMN ) ■ N0

«динамическое вре-

"Я-ТЬцХ мN ) ^ * 0

мя двигателя по нагрузке относительно угла скручивания коленчатого вала»,

К =-^-

( ККтц N + Км с N ) • Nо (27)

- «динамический коэффициент самовыравнивания по нагрузке относительно угла скручивания коленчатого вала». (28)

Тогда уравнение примет соответствующий

вид:

Т dp

Tg-dü + Kë-9 = «ё ■

Решение этого уравнения имеет вид:

(

ü =

K

Kg-1 Л

1 - e

(29)

(30)

V У

Нарушение равновесного состояния может произойти и в результате процессов, несвязанных с системой топливоподачи, поэтому уравнение (29) рассмотрим совместно с классической математической моделью дизельного двигателя, регулирование которого происходит по угловой скорости [20] :

тё ~ + Kë У = Фё-аё-®ё

ё dt

где

' = Jд Що

KRk4 ■ёц о

- динамическое время двигателя;

' Fg Що Kë = K -g

^КГёц ёц0

- коэффициент самовыравнивания двигателя; K ■ N

KMrN N0

&ё K ■ ё

kr№ц ёцо

(31)

(32)

(33)

(34)

- коэффициент усиления по нагрузке относительно угла скручивания коленчатого вала;

Аё

à °ч

S ц о

относительное изменение положения рейки.

(35)

Получим: dp

dp

TS ■ + KS Р = Фё-T-+ KS ü ®S . (36)

После преобразований выражение будет выглядеть:

TS ^-®s} dü + {Ks- KS-0ё1р = Фё (37)

где

" ' J л Щ»

Т = T + Т ■© =- Д о

JД Що

K ■N

1VMC N 1 'о

' e e ее

KRJS, ■ ёцо (KRJSцN + KMCN) ■ К KR-S, ' ёц<)

= JД -®о'

1 + KM с N

V KRJSц N + KMc N У

(38)

динамическое время двигателя;

" ' F

К„ = К„ + К ■&=- S о

F S Що

KMrN'N0

KRJS, ■ ёцо (KR

Гц N + KMc N У N KRK„'

= fs що

1 --

K

KRys4N + KMcN y

(39)

- коэффициент самовыравнивания двигателя.

С учетом этого, относительное изменение положения рейки определяют по выражению:

II Жф

Ж

Ts "-Ü + Kg "р = Фё

(40)

Решение этого уравнения имеет вид:

ü =

Фх

Ks "

1 - e

(41)

Полученная зависимость представляет собой математическую модель дизельного двигателя и выражает изменение угловой скорости коленчатого вала от относительного изменения положения органа управления топливоподачей топливного насоса с учетом величины нагрузки на коленчатом валу, определенное посредством измерения угла скручивания коленчатого вала. На основе математической модели построены график зависимости угла скручивания от крутящего момента двигателя (рисунок 2). Из графика видно, что чем больше крутящий момент двигателя, тем больше угол скручивания коленчатого вала двигателя. Так, крутящему моменту 275,48 соответствует угол скручивания 0,000214 рад. В соответствии с полученной математической моделью нами было разработано электронное устройство позиционного воздействия на органы управления топливоподачей дизельного двигателя с дополните льным воздействием по нагрузке от вели-

+

ks " ■ t А

ts "

У

чины скручивания коленчатого вала (патент на изобретение РФ № 2600218) [15].

На рисунке 3 приведена функциональная схема системы регулирования топливоподачи с модер-

низированным электронным регулятором частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины угла скручивания коленчатого вала.

Рисунок 2 - Зависимость угла скручивания от крутящего момента двигателя

Рейка 1 топливного насоса высокого давления 2 связана с якорем 3 электромагнита 4. Регулятор снабжен датчиками частоты вращения двигателя 5, массы поступающего в цилиндры воздуха 6, положения рейки 7, положения педали управления подачей топлива 8, угла скручивания коленчатого вала 9 с двумя чувствительными элементами 10, установленных на разных концах коленчатого вала, электронным контроллером 11.

Принцип работы модернизированного электронного регулятора заключается в следующем: требуемое положение рейки 1 определяется кон-

троллером 11 по сигналам датчиков положения педали управления подачей топлива 8, частоты вращения двигателя 5, массы поступающего в цилиндры воздуха 6 и датчика угла скручивания коленчатого вала 9. Действительное положение рейки 1 определяется при помощи датчика положения рейки 7. При наличии рассогласования контроллер изменяет сигнал, подаваемый на электромагнит 4, изменяя положение рейки топливного насоса. Контроллер способен дополнительно корректировать положение рейки топливного насоса в зависимости от величины скручиваемости коленчатого вала [15].

Рисунок 3 - Функциональная схема системы регулирования топливоподачи с модернизированным электронным регулятором частоты вращения коленчатого вала с дополнительным воздействием от величины угла скручивания: 1 - рейка; 2 - топливный насос высокого давления; 3 - якорь; 4 - электромагнит; 5 - датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя; 6 - датчик массы поступающего в цилиндры воздуха; 7 - датчик положения рейки; 8 - датчик положения педали управления подачей топлива; 9 - датчик угла скручивания коленчатого вала; 10 - чувствительные элементы, установленные на разных концах коленчатого вала; 11 - электронный контроллер

Повышение точности определения нагрузки на двигатель достигается тем, что электромагнит управляется сигналами регулятора, имеющего дополнительное воздействие от величины угла скручивания коленчатого вала. Угол скручивания ко-

ленчатого вала пропорционален величине нагрузки на машинно-тракторный агрегат и определяется посредством датчика угла скручивания, который состоит из двух чувствительных элементов, установленных на разных концах коленчатого вала. Датчик

формирует сигнал в виде импульсов, которые сравниваются электронным контроллером, и определяется фазовое отставание сигналов друг от друга. Величина отставания прямо пропорциональна величине приложенной нагрузки на коленчатый вал. Полученное значение величины фазового отставания используется контроллером, как входной параметр системы автоматического регулирования дизельного двигателя для корректировки сигнала управления подачи топлива в пределах заданного скоростного режима. При этом исключаются помехи в сигнале от влияния колебательных процессов в трансмиссии, воздействия разнонаправленных сил на датчик при движении машинно-тракторного агрегата по неровной поверхности поля, выполнении поворотов и подъемов агрегата, а также наличия люфтов в механических соединениях и искажение сигнала при передаче к системе управления.

Результаты Стендовые сравнительные испытания топливного насоса высокого давления (ТНВД) 4УТНИ показали существенные преимущества разработанного электронного регулятора с устройством позиционирования по сравнению с серийным всережим-ным механическим регулятором по снижению инерционности регулирования. Так в случае нарушения равновесного состояния, за счет возрастания нагрузки (до 8%), на стационарном режиме работы дизеля, уменьшение угловой скорости коленчатого вала была ниже на 6%, относительное перемещение рейки ТНВД уменьшилось на 1,1 мм, а общая длительность переходного процесса составила 2,2 с, что 37% ниже, чем работе с механическим регулятором.

Амплитуда колебаний рейки насоса с механическим регулятором достигала Д=0,51 мм, при установке электронного устройства позиционирования она составила всего Д=0,12 мм, что на 45% ниже, и, как следствие, снизилась на 7%, неравномерность топливоподачи.

Заключение

Данная математическая модель дизеля с электронным регулятором позиционного воздействия с дополнительным воздействием величины угла скручивания коленчатого вала для определения нагрузки позволяет учитывать неравномерность крутящего момента коленчатого вала и неравномерность момента сопротивления МТА. Разработанный электронный регулятор позиционного воздействия позволяет учитывать изменение нагрузки и своевременно реагировать на нее, снижая инерционность регулирования и, как следствие уменьшая неравномерность топливоподачи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Болтинский В. Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей : учебное пособие. М. : Сельхозиздат, 1962. 387 с.

2. Патрахальцев Н. Н., Синицын А. К., Соловьёв Д. Е. Испытания и диагностирование дизелей с использованием неустановившихся режимов их работы // Вестник РУДН, сер. «Тепловые двигатели», 2003. № 2. С. 11-15.

3. Габдрафиков Ф. З. Возможные направления повышения эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2006. № 7 , С. 48-52.

4. Баширов Р. М., Галиуллин Р. Р. Регулирование топливоподачи в тракторных дизелях : учебное пособие. Уфа : БГАУ, 2008. 184 с.

5. Галиуллин Р. Р. Модернизация тракторных дизелей электронным управлением топливоподачей. Уфа : БГАУ, 2008. 168 с.

6. Приваленко А. Н., Шарин Е. А., Лунева В. В., Пуляев Н. Н. Новые методы оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив ЕВРО // Международный научный журнал. 2013. № 6. С. 72-75.

7. Габдрафиков Ф. З. Совершенствование то-пливоподачи дизелей // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004. № 10. С. 24-25.

8. Вершинин А. С., Петров В. А. Параметры топливоподачи дизеля на переходных режимах // Энергомашиностроение. 1970. № 2. С. 15-18.

9. Грехов Л. В., Иващенко Н. А., Марков В. А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей : учебник для ВУЗов. М. : Изд-во «Легион-Автодата», 2005. 344 с.

10. Габдрафиков Ф. З., Шарифуллин Ф. А. Топливный насос с повышенной интенсивностью впрыскивания // Техника в сельском хозяйстве. 2012. № 3. С. 25-26.

11. Богданов В. С, Пуляев Н. Н., Коротких Ю. С. Обеспечение качества топливно-смазочных материалов при хранении - резерв повышения ресурса машин в АПК. М. : ООО «УМЦ» Триада», 2014. 234 с.

12. Габдрафиков Ф. З. Топливные системы тракторных и комбайновых двигателей : учебное пособие. Уфа : ФГБОУ ВПО БашГАУ, 2004.192с.

13. Габдрафиков Ф. З., Шамукаев С. Б., Ме-хоношин Е. П. Повышение эффективности работы дизелей на неустановившихся режимах электронным регулированием топливоподачи // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2015. № 7. С. 19-22.

14. Габдрафиков Ф. З., Шамукаев С. Б., Са-фина Р. Р. Повышение эффективности работы дизеля машинно-тракторного агрегата позиционным воздействием на рейку топливного насоса // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2014. № 4 (32). С. 71-76.

15. Габдрафиков Ф. З., Шамукаев С. Б., Са-фина Р. Р. Электронный регулятор частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала: пат. 2600218 Рос. Федерация: МПК F02D1/08, № 2015119710/06; заявл. 25.05.2015; опубл. 20.10.2016, Бюл. № 29.

16. Габдрафиков Ф. З., Шамукаев С. Б., Абра-ров М. А., Абраров И. А. Электронный регулятор частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя: пат. 2449148 Рос. Федерация: MnK7F02D 1/08; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ». № 2010111991/06; заявл. 29.03.2010; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 12.

17. Шаталов К. В., Приваленко А. Н., Середа С. В., Пуляев Н. Н. Современные требования к качеству автомобильных бензинов и дизельных то-пли // Международный научный журнал. 2011. № 4. С.89-95.

18. Габдрафиков Ф. З., Сафина Р. Р., Мехо-ношин Е. П. Повышение качества топливоподачи в тракторных дизелях регулированием электронным регулятором // Материалы Международной научно-практической конференции «Аграрная наука в инновационном развитии АПК» в рамках XXVI специализированной выставки Агрокомплекс-2016, Уфа, 2016. С. 13-18.

19. Габдрафиков Ф. З., Сафина Р. Р., Шаму-каев С. Б. Технологические приемы повышения эффективности тепловых энергетических установок // Материалы II Международной научно-практической конференции в рамках XVIII специализированной выставки «Отопление. Водоснабжение. Кондиционирование», Уфа, 2014. С. 21-25.

20. Крутов В. И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания : учебник для ВУЗов. М. : Машиностроение, 1989. 416 с.

REFERENCES

1. Boltinskiy V. N. Teoriya, konstruktsiya i ras-chet traktornykh i avtomobil'nykh dvigateley (Theory, design and calculation of tractor and automobile engines) uchebnoye posobiye. M. : Sel'khozizdat, 1962. 387 p.

2. Patrakhal'tsev N. N., Sinitsyn A. K., Solov'-yov D. Ye. Ispytaniya i diagnostirovaniye dizeley s ispol'zovaniyem neustanovivshikhsya rezhimov ikh

raboty (Tests and diagnosis of diesel engines with the use of unsteady modes of operation), Vestnik RUDN, ser. «Teplovyye dvigateli», 2003. No. 2. pp. 11-15.

3. Gabdrafikov F. Z. Vozmozhnyye naprav-leniya povysheniya ekspluatatsionnykh pokazateley mashinno-traktornykh agregatov (Possible directions for improving the operational performance of machine-tractor units), Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta.2006. No. 7, pp. 48-52.

4. Bashirov R. M., Galiullin R. R. Regulirova-niye toplivopodachi v traktornykh dizelyakh (Regulation of fuel supply in tractor diesel engines), uchebnoye posobiye. Ufa : BGAU, 2008. 184 p.

5. Galiullin R. R. Modernizatsiya traktornykh dizeley elektronnym upravleniyem toplivopodachey (Modernization of tractor diesel engines by electronic fuel management), Ufa : BGAU, 2008. 168 p.

6. Privalenko A. N., SHarin E. A., Luneva V. V., Pulyaev N. N. Novye metody ocenki ehkspluatacionnyh svojstv dizel'nyh topliv EVRO (New methods of assessment of operational properties of the EVRO diesel fuels), Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal. 2013, No. 6. pp.72-75.

7. Gabdrafikov F. Z. Sovershenstvovaniye toplivopodachi dizeley (Perfection of fuel supply of diesel engines), Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo khozyaystva, 2004. No. 10. pp. 24-25.

8. Vershinin A. S. Petrov V. A. Parametry topli-vopodachi dizelya na perekhodnykh rezhimakh (Parameters of diesel fuel supply in transient modes), Ener-gomashinostroyeniye, No. 2, 1970, pp. 15-18.

9. Grekhov L. V., Ivashchenko N. A., Markov V. A. Toplivnaya apparatura i sistemy upravleniya dizeley (Fuel equipment and control systems for diesel engines), uchebnik dlya VUZov. M. : Izd-vo «Legion-Avtodata», 2005. 344 p.

10. Gabdrafikov F. Z., Sharifullin F. A. Topliv-nyy nasos s povyshennoy intensivnost'yu vpryskivaniya (The fuel pump with the increased intensity of injection), Tekhnika v sel'skom khozyaystve.2012. No. 3. pp.25-26.

11. Bogdanov V. S., Pulyaev N. N., Korot-kih Yu. S. Obespechenie kachestva toplivno-smazoch-nyh materialov pri hranenii - rezerv povysheniya resur-sa mashin v APK (Ensuring quality of fuel lubricants at storage - a reserve of increase in a resource of cars in agrarian and industrial complex), M. : OOO «UMC "Triada"», 2014, 234 p.

12. Gabdrafikov F. Z. Toplivnyye sistemy avto-traktornykh dizel'nykh dvigateley (Fuel systems of au-totractor diesel engines), uchebnoye posobiy. Ufa: Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Bashkir State University, 2007. 288 p.

13. Gabdrafikov F. Z. Shamukayev S. B., Mek-honoshin Ye. P. Povysheniye effektivnosti raboty dize-ley na neustanovivshikhsya rezhimakh elektronnym regulirovaniyem toplivopodachi (Improving the efficiency of diesel engines on unsteady conditions by electronic fuel regulation), Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo khozyaystva, 2015. No. pp. 19-22.

14. Gabdrafikov F. Z. Shamukayev S. B., Safi-na R. R. Povysheniye effektivnosti raboty dizelya ma-shin-no-traktornogo agregata pozitsionnym vozdeyst-viyem na reyku toplivnogo nasosa (Increase of the efficiency of the diesel engine of the machine-tractor unit by the positional action on the rail of the fuel pump), Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta.2014. No. 4 (32). pp. 71-76.

15. Gabdrafikov F. Z., Shamukaev S. B., Safi-na R. R. Elektronnyy regulyator chastoty vrashcheniya dizel'nogo dvigatelya s dopolnitel'nym vozdeystviyem ot velichiny skruchivaniya kolenchatogo vala patent na izobreteniye 2600218 RF. No. 2015119710/06; Stated. 05/25/2015; Published. 10/20/2016, Bulletin No. 29.

16. Gabdrafikov F. Z., Shamukaev S. B., Abra-rov M. A., Abrarov I. A. Elektronnyy regulyator chastoty vrashcheniya kolenchatogo vala dizel'nogo dvigatelya: patent na izobreteniye 2449148 Ros. Federation; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO «Bashkirs-kiy GAU». No. 2010111991/06 Stated 29.03.2010; Published 10.10.2011; Bulletin No. 12.

17. SHatalov K. V., Privalenko A. N., Sere-da S. V., Pulyaev N. N. Sovremennye trebovaniya k

kachestvu av-tomobil'nyh benzinov i dizel'nyh topliv (Modern requirements to quality of motor gasolines and diesel fuels), Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal, 2011, No. 4, pp. 89-95.

18. Gabdrafikov F. Z., Safina R. R., Mekhono-shin Ye. P. Povysheniye kachestva toplivopodachi v traktornykh dizelyakh regulirovaniyem elektronnym regulyatorom (Improving the quality of fuel supply in tractor diesel engines by regulation by an electronic regulator), Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Agrarnaya nauka v inno-vatsionnom razvitii APK» v ramkakh X^I spetsializi-rovannoy vystavki Agrokompleks-2016, Ufa, 2016. pp. 13-18.

19. Gabdrafikov F. Z., Safina R. R., Shamukayev S. B. Tekhnologicheskiye priyemy povysheniya effektivnosti teplovykh energeticheskikh ustanovok (Technological methods for increasing the efficiency of thermal power plants), Materialy II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii v ramkakh XVIII spetsializirovannoy vystavki «Otopleniye. Vodosnab-zheniye. Konditsionirovaniye», Ufa, 2014. рр. 21-25.

20. Krutov V. I. Avtomaticheskoye reguliro-vaniye i upravleniye dvigateley vnutrennego sgoraniya (Automatic control and management of internal combustion engines), uchebnik dlya VUZov. M. : Mashino-stroyeniye, 1989. 416 p.

Дата поступления статьи в редакцию 13.07.2017, принята к публикации 07.09.2017.

05.20.02 УДК 621.316

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ КИБЕРАТАК И АНАЛИЗА СЦЕНАРИЕВ КИБЕРНАПАДЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

© 2017

Александр Леонидович Куликов, доктор технических наук, профессор кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород (Россия)

Тимур Рамилевич Шарафеев, магистр кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород (Россия)

Владислав Юрьевич Осокин, магистр кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород (Россия)

Аннотация

Введение. Интеллектуализация электроэнергетических систем (ЭЭС) создает требуемую инфраструктуру для эффективной передачи, распределения и потребления электрической энергии и основывается на интеграции ЭЭС с информационными сетями. Существенные недостатки такой интеграции связаны с проблемами кибер-безопасности, которые особенно остро ощущаются в последнее время.