Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 56077 10.20295/2223-9987-2022-4-24-36 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения Experimental Verification of Equalization Method for the Outputs of Multi-Cylinder Diesel Engine Cylinders Экспериментальная проверка способа выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового дизеля Грачев Владимир Васильевич Grachev Vladimir Vasil'evich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Грищенко Александр Васильевич Grischenko Aleksandr Vasil'evich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Базилевский Федор Юрьевич Bazilevskiy Fedor Yur'evich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Панченко Максим Николаевич Panchenko Maksim Nikolaevich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 24 12 2022 24 12 2022 2022 4 24 36 24 12 2022 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/56077/view

Цель: Экспериментальная проверка способа выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового дизеля, основанного на минимизации энергии низкочастотной полосы амплитудного спектра сигнала мгновенной угловой скорости коленчатого вала дизеля. Методы: В работе использованы методы цифровой обработки сигналов, спектрального анализа, дифференциального исчисления, оптимизации многомерных недифференцируемых функций, обработки результатов эксперимента. Результаты: Выполненные экспериментальные исследования на стендовой дизель-генераторной установке в составе тепловозного дизеля Д50 (6ЧН31,8/33) и тягового генератора МПТ 84/39 подтверждают возможность использования предложенного ранее способа выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового дизеля, основанного на контроле энергии низкочастотной полосы амплитудного спектра сигнала мгновенной угловой скорости коленчатого вала. Предложен показатель неравномерности мощностей цилиндров, выполнена оценка его чувствительности к изменению цикловой подачи и угла опережения подачи топлива в отдельные цилиндры дизеля. Практическая значимость: Экспериментально подтверждена возможность применения предлагаемого способа выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового дизеля для регулировки топливной аппаратуры после ремонта дизелей как с электронными системами управления топливоподачей, так и с гидромеханической топливной аппаратурой. Применение данного способа исключает необходимость измерения температуры отработавших газов и давления вспышки в цилиндрах для настройки топливной аппаратуры, что особенно важно для высокооборотных дизелей, в конструкции крышек цилиндров которых не предусмотрены индикаторные краны.

Purpose: The purpose of the present work is to test experimentally equalization method for the outputs of multi-cylinder diesel engine cylinders basing on energy minimization of amplitude spectrum low-frequency band for diesel crankshaft instantaneous angular speed signal. Methods: The work uses the methods of digital signal processing, spectral analysis, differential calculus, multidimensional undifferentiated function optimization, experimental results processing. Results: The fulfilled experimental studies at bench diesel generator device as a part of locomotive diesel D50 (6CHN31.8/33) and traction generator MPT 84/39 ensure the possibility to use proposed earlier method for power equalization for the cylinders of multi-cylinder diesel engine basing on energy control of amplitude spectrum low-frequency band of crankshaft instantaneous angular speed signal. Unrvenness index for cylinder power is proposed, its sensitivity to cyclic supply change and the advance angle of fuel supply to diesel engine individual cylinders is estimated. Practical significance: The possibility to apply being proposed equalization method for the powers of multi-cylinder diesel engine cylinders for to adjust fuel equipment after diesel engine repair as with the systems of electronic fuel supply control as well as with hydromechanical fuel equipment has been confirmed experimentally. The use of given method eliminates the need to measure the temperature of exhaust gases and flash pressure in cylinders for fuel equipment adjustment that’s especially important for high-speed diesel engines which cylinder cover construction doesn’t imply indicated valves.

 Дизель мгновенная угловая скорость амплитудный спектр энергия спектра цикловая подача топлива максимальное давление цикла кривая внутрицилиндрового давления среднеиндикаторное давление мощность цилиндра Diesel instantaneous angular speed amplitude spectrum spectrum energy cyclic fuel supply cycle maximal pressure intra-cylinder pressure curve average indicated pressure cylinder power

Дизель-генераторы 1-ПДГ4Д, 1-ПДГ4Д-1. Руководство по эксплуатации 1-ПДГ4Д РЭ-1-ЛУ. - Пенза, 2013. - 266 с. Dizel'-generatory 1-PDG4D, 1-PDG4D-1. Rukovodstvo po ekspluatacii 1-PDG4D RE-1-LU. - Penza, 2013. - 266 s. Грачев В. В. Способ выравнивания мощностей цилиндров многоцилиндрового тепловозного дизеля / В. В. Грачев, А. В. Грищенко, Ф. Ю. Базилевский и др. // Бюллетень результатов научных исследований. СПб.: ПГУПС, 2022. - Вып. 3. Grachev V. V. Sposob vyravnivaniya moschnostey cilindrov mnogocilindrovogo teplovoznogo dizelya / V. V. Grachev, A. V. Grischenko, F. Yu. Bazilevskiy i dr. // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. SPb.: PGUPS, 2022. - Vyp. 3. Система электронного управления подачей топлива ЭСУВТ.01/ЭСУВТ.01.00.000 РЭ. Руководство по эксплуатации. - Саратов, 2012. - 82 с. Sistema elektronnogo upravleniya podachey topliva ESUVT.01/ESUVT.01.00.000 RE. Rukovodstvo po ekspluatacii. - Saratov, 2012. - 82 s. USB-4716: Multifunction USB Module. - URL: https://www.advantech.ru/ products/1-2mlkno/usb-4716/mod_a3ab933c-c6d3-49eb-9d25-58cacecdef7a (дата обращения: 09.08.2022). USB-4716: Multifunction USB Module. - URL: https://www.advantech.ru/ products/1-2mlkno/usb-4716/mod_a3ab933c-c6d3-49eb-9d25-58cacecdef7a (data obrascheniya: 09.08.2022). Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. - СПб.: Питер, 2002. - 606 с. Sergienko A. B. Cifrovaya obrabotka signalov / A. B. Sergienko. - SPb.: Piter, 2002. - 606 s. Грачев В. В. Локомотивные энергетические установки: основы теории рабочих процессов тепловозных дизелей / В. В. Грачев, В. А. Кручек, А. В. Грищенко и др. - СПб.: ПГУПС, 2021. - 84 с. Grachev V. V. Lokomotivnye energeticheskie ustanovki: osnovy teorii rabochih processov teplovoznyh dizeley / V. V. Grachev, V. A. Kruchek, A. V. Grischenko i dr. - SPb.: PGUPS, 2021. - 84 s. Реклейтис Г. Оптимизация в технике: в 2 книгах. Кн. 1. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. - М.: Мир, 1986. - 346 с. Rekleytis G. Optimizaciya v tehnike: v 2 knigah. Kn. 1. / G. Rekleytis, A. Reyvindran, K. Regsdel. - M.: Mir, 1986. - 346 s.