автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка методов и средств повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах

10-3

На правах рукописи

Кузнецов Александр Гавриилович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЕЙ НА ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва - 2010 г.

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Голубков Леонид Николаевич

доктор технических наук, профессор Гусаков Сергей Валентинович

доктор технических наук, профессор Коссов Евгений Евгеньевич

Ведущее предприятие Общество с ограниченной ответственностью

Проектно-производственное предприятие «Дизельавтоматика»

Защита диссертации состоится « 17 » июня 2010 г. в 14 30 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.141.09 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, Рубцовская наб., д. 2/18, Учебно-лабораторный корпус, ауд. 947.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, МГТУ им. Н.З. Баумана, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.141.09.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

Тумашев Р.З.

-- ---------ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Создание современных комбинированных (с турбонаддувом) поршневых двигателей внутреннего сгорания осуществляется в условиях жёстко регламентированных технических требований на показатели и характеристики двигателей, что обусловлено экологическими и экономическими проблемами.

Характерными вариантами применения комбинированных дизелей, имеющими существенные отличие по условиям эксплуатации, являются работа в качестве источника энергии транспортных установок и использование в виде привода стационарных генераторов переменного тока.

К двигателям транспортных установок предъявляются наиболее строгие требования по соблюдению норм по экологическим и экономическим и показателям. Одним из наиболее сложных типов транспортных средств является энергетическая установка тепловоза, в которой режимы дизеля в значительной степени зависят от функционирования элементов развитой трансмиссии. Основная проблема, возникающая при разработке стационарных дизель-генераторов и их систем, заключается в обеспечении жёстких требований по динамическим показателям качества переходных процессов при изменении нагрузки.

Одним из основных направлений обеспечения высоких требований по экологии, экономичности и динамическим показателям двигателей транспортных установок является совершенствование систем автоматического управления (САУ), которое идёт по пути использования в структуре регуляторов электронных микропроцессорных устройств (контроллеров). С применением контроллеров системы управления двигателями выходят на новый, качественно более высокий уровень, на котором целью управления становится не просто стабилизация регулируемых параметров рабочего процесса а комплексная автоматизация и оптимизация работы двигателя и энергетической установки в целом.

Оптимизация работы двигателя осуществляется как на установившихся, так и на неустановившихся режимах (в процессах управления и регулирования). Оптимизация процессов управления характерна для двигателей транспортных установок, в том числе - тепловозных. Повышение качества процессов регулирования важно для дизель-генераторов, функционирующих в условиях стационарных источников переменного тока.

Экспериментальное и теоретическое исследование неустановившихся режимов комбинированных дизелей является сложной задачей, реализация которой связана со специальной методикой проведения испытаний, составлением математических динамических моделей и разработкой систем управления. Комплекс проблем, связанных с исследованием неустановившихся режимов дизелей, в настоящее время в полной мере не решён. В связи с этим в данной работе предложены новые подходы к исследованию и разработке систем дизелей, направленные на повышение эффективности их работы на динамических режимах и основанные на расчётно-экспериментальном методе.

В современных условиях жёсткой конкуренции двигателестроитель-ных предприятий сократились сроки выпуска новых образцов двигателей. Поэтому разработка системы управления проводится одновременно с созданием самого двигателя методами комбинированного расчётно-экспериментального исследования и проектирования. Разработка элементов САУ, таких как электронный блок, датчики, исполнительные устройства опережает создание двигателя. В этом случае целесообразно продолжать разработку и отладку системы управления методом полунатурного моделирования, сопрягая натурные устройства автоматики с динамической моделью двигателя, которая имитирует его функционирование в реальном времени. Полунатурное моделирование позволяет сократить сроки разработки двигателя и его систем, а также снизить стоимость процесса разработки и испытаний системы управления двигателем.

Цель работы: разработка методов и средств расчётно-экспериментального исследования комбинированных дизелей с использованием полунатурного моделирования, направленных на повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- по результатам экспериментального исследования отсека дизеля с имитацией неустановившихся режимов проведён анализ особенностей работы дизеля в условиях переходных процессов, дано обоснование метода разработки динамической математической модели дизеля и проведено расчётное исследование путей повышения качества процессов регулирования дизель-генератора;

- предложена методика составления математической модели комбинированного дизеля и разработаны динамические модели дизеля и энергетической установки тепловоза, обеспечивающие полунатурное моделирование режимов работы с требуемой точностью в реальном времени;

- предложена структура стенда полунатурного моделирования режимов работы энергетической установки с комбинированным дизелем в реальном времени и разработаны технические средства стенда, алгоритмическое и программное обеспечение компьютерной части и устройства сопряжения стенда;

- в результате полунатурного моделирования переходных процессов комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза получены результаты влияния настроек элементов САУ на показатели качества процессов управления движением тепловоза и разработаны предложения по повышению эффективности работы дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

Объекты исследования: комбинированный дизель, дизель-генератор переменного тока, энергетическая установка тепловоза и САУ тепловозом; разработанные методики составления математических моделей использованы при создании динамических моделей дизеля 16ЧН26/26 дизель-генератора 7-9 ДГ и энергетической установки тепловоза 2ТЭ116,

предназначенных для расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени. Методы исследования:

- метод анализа информационных источников;

- метод анализа теории рабочих процессов комбинированных дизелей, теории электрических машин, теории автоматического управления и регулирования;

- метод экспериментального и расчётного исследования установившихся и неустановившихся режимов комбинированного дизеля;

- метод полунатурного моделирования переходных процессов комбинированного дизеля в составе энергетической установки.

Достоверность научных положений подтверждена соответствием результатов расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени установившихся и динамических режимов комбинированного дизеля и экспериментальных данных для сходственных режимов работы, полученных в условиях реальной эксплуатации энергетических установок.

Научные положения, выносимые на защиту:

- анализ особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах по результатам экспериментального исследования с имитацией условий работы дизеля в динамике;

- методика составления математической динамической модели комбинированного дизеля для полунатурного моделирования в реальном времени и разработанная математическая динамическая модель тепловозного дизеля;

- методика составления математической динамической модели энергетической установки, имитирующая динамические режимы работы в реальном времени, и разработанная математическая динамическая модель энергетической установки тепловоза;

- методы разработки стенда полунатурного моделирования динамических режимов технических устройств в реальном времени;

- методы повышения эффективности работы комбинированного дизеля в составе дизель-генератора и энергетической установки тепловоза.

Практическая ценность результатов. Результаты экспериментального и расчётного исследования особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах могут быть использованы для выбора параметров дизеля и системы приёмистости для повышения качества процессов регулирования частоты вращения вала дизель-генераторов переменного тока. Разработанные математические динамические модели комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза и методы и средства полунатурного моделирования позволяют ускорить и удешевить процесс разработки, отладки и настройки элементов САУ, а также заменить дорогостоящие экспериментальные испытания на полунатурные.

Область применения результатов. Методы интенсификации переходных процессов дизель-генераторов, разработанные динамические модели комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза,

стенд полунатурного моделирования могут использоваться на предприятиях, занимающихся проектированием и производством дизелей, элементов САУ тепловозов, а также других типов транспортных средств и технических устройств широкого промышленного назначения.

Апробация и внедрение результатов. По результатам диссертации сделаны доклады: на Всероссийском научно-техническом семинаре по управлению энергетическими установками в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2007, 2008 и 2009 г.; на научно-технической конференции «3-й Луканин-ские чтения, решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» в МАДИ (ГТУ) в 2007 г.; на межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС» в СПбГМТУ в 2008.

Результаты диссертации внедрены в ООО «1111П Дизельавтоматика» и ЗАО «НЗТА».

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 17 научных статей, из них 14 - в журналах, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций по данному направлению.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объём работы 281 страница, включая 105 рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 176 наименований на 16 страницах. Приложение на 2 страницах содержит документы о внедрении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены требования, предъявляемые к двигателям в современных условиях, приведено обоснование актуальности разработки методов и средств исследования и проектирования дизелей и их систем управления, направленных на повышение эффективности работы дизелей на динамических режимах. Дана общая характеристика диссертационной работы.

В главе 1 дан анализ методов расчётного исследования динамических режимов при разработке дизелей и их систем, поставлены цель и задачи диссертации. Моделирование динамических режимов необходимо, прежде всего, при создании систем управления двигателями и энергетическими установками в целом.

Фундаментальные основы теории регулирования тепловых двигателей были заложены в трудах Д.К. Максвелла, И.А., Вышнеградского, A.M. Ляпунова, А. Стодолы, М. Толе и других учёных. Большой вклад в развитие теории автоматического управления и регулирования двигателей и разработку методов моделирования динамических режимов систем управления внесли М.А. Айзерман, З.Ш. Блох, A.M. Кац, М.И. Левин, В.И. Крутое, В.И. Толшин и др.

Для сравнительного анализа существующих динамических моделей дизелей целесообразно пользоваться следующими оценочными критериями: точностью, временем расчёта, трудоёмкостью получения модели.

При моделировании используется различная степень детализации описания системы управления по составу. Система управления, включающая дизель, может рассматриваться в целом или в виде укрупнённых каналов прохождения сигналов. Но в большинстве случаев комбинированный дизель представляется как совокупность взаимосвязанных элементов: поршневой части, турбокомпрессора, впускного и выпускного трубопроводов, охладителя надувочного воздуха, топливной аппаратуры, различных дополнительных устройств. Каждый из перечисленных элементов описывается математической моделью в виде дифференциальных и алгебраических уравнений или передаточных функций.

Для описания динамических процессов в элементах комбинированного дизеля, обычно, используются уравнения динамического баланса потоков механической и тепловой энергии и массы воздуха и газов. Значения параметров, входящих в дифференциальные уравнения, могут определяться на каждом цикле двигателя методами теории рабочих процессов с использованием компьютерных программ. Такой подход характеризуется наивысшей точностью, но требует значительного времени расчёта. Другой подход состоит в чисто математической идентификации элементов комбинированного дизеля или всей системы управления в целом типовыми звеньями, используемыми в теории автоматического управления.

Наибольшее распространение при разработке дизелей и их систем управления получили комбинированные подходы к созданию моделей, сочетающие использование физических соотношений с удобными математическими методами формирования функциональных зависимостей между параметрами рабочего процесса дизеля. При определении основных параметров дизеля не рассматриваются отдельные циклы в цилиндре двигателя, а используются интегральные характеристики рабочего процесса - индикаторные или эффективные показатели. В полученных таким образом моделях достигается требуемый на конкретном этапе проектирования системы компромисс по точности, времени расчёта и затратам на их составление.

Важной особенностью моделирования динамических режимов САУ транспортных установок является то, что двигатель работает в составе энергетической установки, назначение которой и определяет характерные режимы работы двигателя. В связи с этим, для имитации реальных режимов необходимо включать динамическую модель дизеля в модель транспортной установки в целом.

Для осуществления ускоренного проектирования и доводки двигателей и систем управления ими возникла задача создания и внедрения в практику методов полунатурного моделирования, которое позволяет разрабатывать и отлаживать на реальные режимы работы двигателей натурные средства САУ одновременно с созданием самого двигателя. Полунатурное моделирование даёт возможность также экономить средства, затрачиваемые на испытания двигателей. При полунатурном моделировании реальный микропроцессорный блок управления и, при необходимости, дру-

гие элементы (датчики, исполнительные устройства) САУ сопрягаются с математической (компьютерной) моделью создаваемого или испытываемого двигателя.

Для проведения цифрового полунатурного моделирования необходимо разработать комплекс аппаратурных и программных средств, образующих стенд полунатурного моделирования. В натурную часть стенда входят микропроцессорный контроллер, управляющее устройство, датчики и исполнительные устройства САУ дизеля. Цифровая компьютерная модель описывает динамические свойства комбинированного двигателя и транспортной установки.

Основной особенностью работы стенда полунатурного моделирования является обмен информацией между натурной и модельной частями стенда в реальном времени. Для моделирования переходных процессов САУ в реальном времени необходимо согласование в фиксированные моменты времени натурной и модельной частей стенда. Периодичность обмена задаётся контроллером и составляет, обычно, интервал времени порядка миллисекунд. Проблема обеспечения обмена информацией между натурной и модельной частями стенда в реальном времени становится одной из основных и по сути определяет вид модели. За интервал времени между последовательными обменами информацией в модели должны быть определены все необходимые изменения параметров рабочего процесса энергетической установки.

Проведённый анализ существующих математических моделей дизелей показал, что ни одна из них в полной мере не подходит для полунатурного моделирования. В связи с этим возникает задача разработки универсальной, «быстрой» и, в то же время, точной динамической модели комбинированного дизеля, удовлетворяющей специфическим требованиям полунатурного моделирования. Такая модель должна включать дифференциальные уравнения, описывающие изменения основных параметров во времени, соотношения теории рабочих процессов комбинированных двигателей и эмпирическую часть, содержащую данные для интегрирования дифференциальных уравнений и расчёта параметров по формулам рабочего процесса. Основная задача состоит в нахождении такого компромиссного сочетания теоретической и эмпирической частей модели, при котором расчёт динамических режимов проводится с нужной точностью за требуемый малый промежуток времени.

Для изучения особенностей работы дизеля на неустановившихся режимах и выработки подходов к составлению его динамической модели возникает необходимость проведения экспериментального исследования дизеля с имитацией реальных динамических режимов.

Кроме имитационных моделей дизеля и энергетической установки тепловоза для осуществления полунатурного моделирования необходимо устройство сопряжения натурной и компьютерной частей стенда, осуществляющее преобразование сигналов обмена информацией между частями стенда.

В результате проведённого анализа сформулированы цель и поставлены следующие задачи диссертационной работы:

- экспериментальное исследование дизеля с имитацией неустановившихся режимов с целью анализа особенностей работы дизеля в динамике и обоснования подходов к составлению его динамической математической модели;

- расчётное исследование способов улучшения показателей качества переходных процессов дизель-генератора;

- разработка динамических математических моделей комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза для расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени динамических режимов;

- разработка стенда для полунатурного моделирования в реальном времени режимов работы комбинированного дизеля в составе энергетической установки;

- полунатурное моделирование переходных процессов комбинированного дизеля в составе энергетической установки тепловоза и анализ результатов моделирования;

- разработка предложений по повышению эффективности работы дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

В главе 2 приведены результаты экспериментального и расчётного исследования характеристик комбинированного дизеля при работе на неустановившихся режимах.

В динамике из-за инерционности элементов комбинированного двигателя соотношения между параметрами рабочего процесса, соответствующие установившимся режимам, нарушаются. Для получения исходных данных, необходимых для построения динамической модели комбинированного дизеля, режимы экспериментальных статических характеристик должны соответствовать неустановившимся режимам переходных процессов. Это достигается специальной методикой испытаний, при которой обеспечивается независимое изменение параметров рабочего процесса дизеля и лопаточных машин. Применительно к крутящему моменту дизеля это означает независимые изменения положения органа дозирования подачи топлива, частоты вращения вала, плотности надувочного воздуха. Дизель отсоединяется от турбокомпрессора и оснащается автономным источником наддувочного воздуха. При заданном постоянном давлении надувочного воздуха, поддерживаемом автономным источником, снимаются скоростные или нагрузочные характеристики дизеля. Испытания повторяются при различных значениях давления наддува.

Для получения характеристик комбинированного дизеля в условиях работы на неустановившихся режимах на испытательном стенде ОАО «Коломенский завод» было проведено экспериментальное исследование одноцилиндрового отсека дизеля размерности 26/26. Подвод воздуха к цилиндру двигателя осуществлялся от автономного источника, что обеспечивало возможность задания давления наддува независимо от других пара-

метров режима испытаний. Производилось снятие нагрузочных характеристик при частоте вращения вала установки «д = 750 мин'1, характерной для работы дизеля на генератор переменного тока. Было получено шесть нагрузочных характеристик при следующих постоянных давлениях надувочного воздуха (абсолютные значения) рк = 0,1; 0,139; 0,179; 0,218; 0,257; 0,296 МПа.

На рис. 1 в качестве примера приведены изменения следующих параметров рабочего процесса дизеля на нагрузочной характеристике при постоянных давлениях наддува рк = 0,139 МПа (рис.1,а) и рк = 0,257 МПа (рис. 1, б): коэффициента избытка воздуха а; температуры отработавших газов Тг, °К; индикаторного КПД т^; эффективного КПД г)е; механического КПД Т1„; концентраций содержания в отработавших газах оксидов азота Смох, % и оксида углерода ССо, %■

а-РаХ

Тг,К 4ЧО0

гоо

воо

ш

гоо-

/ / / С«,/ / / / / /

1 У / у / / / / /

// /1 / ! ^ / / /

/ \ / ГУ7 -- У __

(-■V ч /•ч — \

о,<б

М

оря

ор*

М

м

200

/ / с ' / /

/ / / У / уУ

\ <* / л / / / / 1

\ / \/ / / / / / —?—V-—

/ —4 .

ш

оа

т

ю а

Рис. 1. Нагрузочные характеристики отсека дизеля 26/26 при постоянном давлении наддува: а - рк = 0,139 МПа; б -рк = 0,257 МПа

Для расчётного исследования динамических режимов была составлена математическая модель дизеля 16ЧН26/26 при работе в качестве привода генератора переменного тока. Для описания процессов изменения угловых скоростей вала дизеля и ротора турбокомпрессора использовались

уравнения динамического баланса крутящих моментов. В динамическую часть модели комбинированного дизеля входили также дифференциальные уравнения изменения давлений воздуха во впускном трубопроводе и отработавших газов в выпускном трубопроводе. Функциональные зависимости, входящие в дифференциальные уравнения модели, такие, как эффективный момент дизеля, описывались полными полиномами второго и третьего порядков с положительными показателями степени, коэффициенты которых определялись методом наименьших квадратов по исходным данным, полученным при испытаниях отсека дизеля с имитацией условий работы дизеля на неустановившихся режимах с коррекцией на полноразмерный двигатель.

Пригодность разработанной математической модели для расчётного анализа динамических режимов оценивалась путём сравнения экспериментальных и расчётных переходных процессов системы автоматического регулирования (САР) частоты вращения вала дизель-генератора при набро-сах и сбросах нагрузки. На рис. 2 приведены экспериментальные (сплошные линии) и расчётные (пунктирные линии) переходные процессы изменения параметров при набросе нагрузки: положения реек дизель-

генератора ТНВД И, частот вращения вала дизеля пд и ротора турбокомпрессора «г , давлений надувочного воздуха рк и отработавших газов рг. Сравнение экспериментальных и расчётных переходных процессов свидетельствует о приемлемой точности разработанной математической модели и возможности её использования для расчётного исследования динамических режимов рассмотренного дизель-генератора пере-

Пт,ИШ

itooo

аооо

то

кот

г 3 1 5 6 7

Рис. 2 Переходные процессы САР дизель-генератора

менного тока.

При расчётном моделировании исследовалось влияние параметров регулятора, характеристик дизеля и системы воздухоснабжения на показатели качества переходных процессов дизель-генератора при набросах и сбросах нагрузки. На рис. 3 приведены расчётные переходные процессы изменения частоты вращения вала дизель-генератора для наброса нагрузки при различных значениях времени работы цифрового ЭБ регулятора Д/. Увеличение времени работы ЭБ регулятора ухудшает качество переходных процессов - увеличивается и время процесса т, и отклонение частоты вращения <р. Сравнительно небольшие значения Д/ порядка 0,003 - 0,005 с незначительно влияют на протекание процессов. Заметное влияние наблюдается при Дг = 0,05 - 0,1 с.

Эффективным способом влияния на динамику процессов регулирования является применение системы приёмистости. На рис. 4, а показаны переходные процессы САР при подкрутке ротора турбокомпрессора (моделирование осуществлялось путём добавления к крутящему моменту турбины дополнительного момента ДЛ/Т.). На рис. 4, б приведены переходные процессы при подводе массы дополнительного воздуха /«до,, в цилиндры дизеля. В верхней части рис. 4, б показаны графики изменения давлений: основными линиями - давления во впускном трубопроводе рк, пунктирными линиями - давления в цилиндрах дизеля. Как видно из процессов, приведённых на рис. 4, подкрутка ротора турбокомпрессора и подвод дополнительного воздуха в цилиндры дизеля интенсифицирует рост давления рк, что улучшает качество переходных процессов, снижая время процесса т и заброс частоты вращения ср.

Рассмотренная математическая модель, разработанная в рамках данного исследования особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах, базируется на уравнениях динамического баланса, которые обычно используются в подобных динамических моделях. Новизна подхода заключается в описании функциональных зависимостей моментов и расходов по результатам исследований, имитирующих неустановившиеся режимы работы дизеля. Это позволило приблизить описание характеристик моментов и расходов к условиям реальных неустановив-

Рис. 3. Влияние на переходные процессы САР времени работы регулятора

шихся режимов и повысить точность расчётов переходных процессов исследованного дизеля при работе в качестве привода генератора переменного тока на постоянной частоте вращения.

Рис. 4. Переходные процессы САР при: а - подкрутке ротора турбокомпрессора; б - подводе дополнительного воздуха

Адаптация данной модели для дизеля 16ЧН26/26 тепловозного назначения требует проведения дополнительных экспериментальных исследований по описанной выше методике на различных частотах вращения вала, что необходимо для описания транспортных условий работы дизеля, что требует значительных материальных и финансовых затрат.

Результаты, полученные в рамках проведённого исследования дизеля с имитацией неустановившихся режимов работы, позволили обосновать подход к составлению универсальной динамической модели комбинированного дизеля для полунатурного моделирования.

При заданном расходе топлива эффективный момент дизеля Ме определяется характеристикой эффективного КПД г/е. Анализ зависимостей эффективного КПД т]е, построенных по результатам экспериментального исследования отсека дизеля с имитацией условий работы на неустановившихся режимах, показывает, что изменение давления наддува существенно влияет на значение эффективного КПД дизеля даже при неизменной величине коэффициента избытка воздуха. Такие условия работы дизеля с тур-бонаддувом присущи неустановившимся режимам, когда турбокомпрессор из-за высокой механической инерционности отстаёт от поршневой части двигателя.

На рис. 5 приведены зависимости индикаторного КПД т)1 дизеля размерности 26/26 от коэффициента избытка воздуха а при постоянных значениях давления надувочного воздуха рк, полученные при экспериментальном исследовании отсека с нанесенными на них режимами работы полноразмерного дизеля 16ЧН26/26. Как показывают экспериментальные исследования рабочего процесса различных типов двигателей, характеристика индикаторного КПД в зависимости от а имеет достаточно общий вид, что важно при составлении моделей для полунатурного моделирования. Анализ зависимостей на рис. 5 показывает, что изменение давления надувочного воздуха не оказывает такого существенного влияния на характеристику индикаторного КПД 7, дизеля, как это наблюдается для эффективного КПД т]е. Поэтому для составления функциональной зависимости индикаторного КПД от других параметров рабочего процесса дизеля, прежде всего - коэффициента избытка воздуха, можно пользоваться исходными данными нагрузочных или скоростных характеристик, полученных при стандартных испытаниях дизеля. Характер расположения точек режимов полноразмерного двигателя на поле зависимостей параметров отсека подтверждает данный вывод.

Анализ характеристик дизеля в условиях работы на неустановившихся режимах показал, что при составлении математической динамической модели для полунатурного моделирования целесообразно формировать функциональные зависимости для таких величин, как индикаторный КПД, коэффициент наполнения и др., зависимости которых от других параметров хорошо изучены в теории рабочих процессов двигателей и могут

быть получены при стандартных испытаниях дизеля или спрогнозированы по имеющимся в теории данным для аналогичных типов двигателей.

Рис. 5. Зависимости 77, 0т а прирк = const: о-рк = 0,1 МПа; V-pK = 0,139

МПа; Д-рк = 0,179 МПа; ° - /?к = 0,218 МПа; • -рк = 0,257 МПа; + -рк = 0,296 МПа; О - полноразмерный дизель.

2,"

0.6

OA

0.2

+ <» Ч п * ft .

«8Г D cgfl^. я > Л > а

О

А

8 Ы.

В главе 3 представлена математическая модель комбинированного дизеля в составе энергетической установки. Рассматривается математическая модель энергетической установки тепловоза 2ТЭ116, в электрической части которой через выпрямительную установку объединены контуры переменного и постоянного тока.

На рис. 6 приведена функциональная схема САУ тепловоза, которая включает энергетическую установку и регулятор. Энергетическую установку тепловоза целесообразно представить в виде совокупности следующих укрупнённых составных частей: дизель и тяговый генератор (Д + Г -механическая часть); возбудитель, управляемый выпрямитель и обмотка возбуждения тягового генератора (В + ОВГ - электрическая часть); тяговый генератор, выпрямительная установка и тяговые электродвигатели (Г + ЭД - электрическая часть); тяговые электродвигатели, колёсные пары тепловоза и поезд (ЭД + П - механическая часть). Входными воздействиями для энергетической установки тепловоза являются управляющие воздействия в виде положения рейки топливных насосов к и сигнала управления выпрямителем ОВГ ув и возмущающее воздействие - характер дороги (ХД), определяющий момент сопротивления движению поезда Мс.

Рис. 6. Функциональная схема САУ тепловоза

Выходной параметр - частота вращения валов тяговых электродвигателей лэд или пересчитанная через неё скорость поезда v. Внутренними сигналами схемы, связывающими между собой элементы установки, являются: частота вращения вала дизель-генератора ид; ток /г и напряжение и,- генератора; ток обмотки возбуждения генератора /вг; момент, необходимый для вращения вала генератора Мг.

Для осуществления полунатурного моделирования системы управления тепловоза возникает задача создания «быстрой» динамической математической модели энергетической установки тепловоза и комбинированного дизеля как её основного элемента, которая при достоверном определении основных параметров рабочего процесса осуществляет расчёт за

промежутки времени порядка миллисекунд. Поставленная цель достигается сочетанием в модели соотношений теории рабочих процессов комбинированных двигателей с эмпирической частью.

На функциональной схеме (рис. 7) комбинированный дизель представлен как совокупность следующих элементов: собственно двигатель, или поршневая часть (ГТЧ); топливная аппаратура (ТА); турбокомпрессор (ТКР); впускной трубопровод (ВпТ); выпускной трубопровод (ВыпТ). Взаимосвязь между элементами комбинированного дизеля осуществляется через следующие параметры рабочего процесса: угловую скорость вала дизеля сол\ угловую скорость вала ротора турбокомпрессора £УТ; цикловую подачу топлива давление воздуха во впускном трубопроводе рк; давление газов в выпускном трубопроводе рг.

Структура предлагаемой «быстрой» динамической модели комбинированного дизеля представлена на рис. 8. Основу модели комбинированного двигателя составляют дифференциальные уравнения поршневой части (собственно дизеля), турбокомпрессора, впускного и выпускного трубопроводов. Изменения угловых скоростей вала дизеля сой и ротора турбокомпрессора и)т описываются уравнениями динамического баланса механической энергии при вращении твердого тела. Изменения давлений воздуха во впускном трубопроводе рк и газов в выпускном трубопроводе рг описываются уравнениями динамического баланса расходов.

Поршневая часть дизеля: = где /д- момент

ш Уд

инерции вала дизель-генератора, М-, - индикаторный момент дизеля, Мп -момент внутренних потерь в дизеле, Мг - момент тягового генератора.

Турбокомпрессор: = где /т - момент инерции ро-

тора турбокомпрессора, А/т - момент турбины, Мк - момент компрессора.

Впускной трубопровод: ^^ = (Ск-Са), где Лви Г, - газовая

постоянная и температура воздуха, Квп - объём впускного трубопровода, С?к и 6д- расходы воздуха через компрессор и дизель. Учитывалось изменение температуры воздуха в охладителе Гв (Г*), где Тк - температура воздуха на выходе из компрессора.

Рис. 7. Функциональная схема комбинированного дизеля

Рис. 8. Структура математической динамической модели дизеля

Выпускной трубопровод: = ^~(GR+GTQm-G1), где Rr и Тг -

'вып

газовая постоянная и температура газов, Квып- объём выпускного трубопровода, Стопл - расход топлива, GT - расход газов через турбину.

Параметры рабочего процесса, определяющие правые части дифференциальных уравнений, разделены на три группы. Первую составляют исходные данные: ®до>^то>Рко>£)тО>^о>'1Ь ■ Среди остальных параметров выделены такие (вторая группа), которые для достижения высокой скорости расчёта определены заранее в виде функциональных зависимостей от других (первичных) параметров. В эту группу включены коэффициенты, характеризующие отличие реальных рабочих процессов от теоретических, и параметры рабочего процесса, определение которых требует значительного времени при расчётах: индикаторный КПД дизеля 77,-, коэффициент наполнения 77„, адиабатический КПД компрессора т)кал, эффективный КПД турбины Т]т, цикловая подача топлива ga, температура воздуха Тв, температура газов Тг, моменты М„ и Мг, расходы GK и GT, степень понижения давления газов в турбине тгт. В третью группу вошли параметры, значения которых определяются по формулам рабочего процесса: плотность р надувочного воздуха, коэффициент избытка воздуха а, расходы воздуха GR и топлива GT0IUI, моменты дизеля Mj, компрессора Мк и турбины А/т.

В результате анализа теории рабочих процессов комбинированных двигателей заданы функциональные зависимости для второй группы параметров модели: 77¡(а,фл), t]v{coa,/>к), Яц(Л,<уд), Тг(соя,а ,рк), Мп(сол), 77кад (. Рк)> GK (ÜJT, рк), 7ГТ (рг), т]т (й)тпр, тгт), Стпр (отпр, тгт), где

и Gmp=GrjTr/Pr.

По соотношениям теории рабочих процессов определяются параметры модели из третьей группы. Для дизеля: Р=РАК :ГВ);0Д = ^-К(«Д/120)77У, где г - число цилиндров, V - рабочий объём цилиндра, «д/120 - число циклов за 1 секунду при частоте вращения вала дизеля ид =3 0шд/тг; Стопл =/ лд /120; а=Сд/(14,ЗСТ0ПЛ); М,=НиСТ0Ш177, /гуд, где Ни - низшая теплота сгорания дизельного топлива.

кл

Для турбокомпрессора: Тк=Тй[\+(лк * -1)/ 7кад], где к - показатель адиабаты для воздуха; лк— степень повышения давления воздуха в компрессоре;

адиабатическая работа сжатия 1 кг воздуха в компрессоре ¿кад К ы

Т0( пн 1 -1); действительная работа сжатия А<= £*адIЛкья ; мощность, затрачиваемая на привод компрессора Лгк=Ок Ькзд/т]каа; Мк = Лгк / о»т; адиабати-

к

ческая работа 1 кг газа в турбине Ь^д = ^ г ^ Я^Т

1-я-/-

, где кГ- показа-

тель адиабаты отработавших газов; полезная работа газов в турбине ¿Т = ¿тад^т; мощность турбины IVт = ; Мт=Ыт/а>т.

Функциональные зависимости между параметрами рабочего процесса комбинированного дизеля задавались в виде полиномов, коэффициенты которых определялись методом наименьших квадратов. Подбор вида полиномов осуществлялся по критерию высокой точности приближения при возможно более простой структуре полиномов. В результате предварительного подбора вида полиномов, исходя из физической картины рабочего процесса, получены полиномы, содержащие члены как в положительной, так и в отрицательной степенях, наибольшая степень полиномов, в основном, от -3 до +3. Из состава полиномов удалялись члены, оказывающие малозаметное влияние на точность приближения. Выбранные полиномы содержат минимально возможное количество членов, набор которых обеспечивает высокую точность приближения. В качестве примера на рис. 9 показана поверхность полинома индикаторного КПД дизеля с точками исходных данных.

Для оценки экологических показателей дизеля 16ЧН26/26 получены полиномы функциональных зависимостей для концентраций оксидов азота Смох(а, Тг) и углерода Ссо(а, Гг).

В электрической схеме тепловоза 2ТЭ116 есть две цепи электропередачи энергии, содержащие контуры переменного и постоянного тока: обмотка якоря возбудителя - управляемый выпрямитель - обмотка возбуждения тягового генератора (ОЯВ - УВ - ОВГ); обмотка тягового генератора - выпрямительная установка - обмотки возбуждения и якорей тяговых электродвигателей (ОЯТ - В - ОЭД).

шд, рад/с 100Схема замеще-

60 ^----------ния рассматри-

Шваемых цепей приведена на

сунке для цепи

действующее значение ЭДС

ное сопротивле-

^ние и индуктив-

01 ^^ ность ОЯВ;

ия=ияв и 1я=1яв - действующие

Рис. 9. Поверхность полинома 77,(«>®д) значения напря-

жения и тока

ОЯВ; и=и0вг и 1=1овг~ напряжение и ток ОВГ; Л=Л0дг и ь=ь0вг~ активное сопротивление и индуктивность ОВГ; еэд отсутствует. Для цепи ОЯГ - В - ОЭД: Ея=Еяг - действующее значение ЭДС ОЯГ; яя=яяг и Ья=Ьяг — активное сопротивление и индуктивность ОЯГ; ия=ияг и 1я=1яг - действующие значения напряжения и тока ОЯГ; 11=11г и 1=1 г - напряжение и ток после выпрямительной установки; я=яэд=яовд+^яэд и Ь=Ьэд=Ьовд+ЬЯэд - активное сопротивление и индуктивность обмоток возбуждения и якорей ЭД; Еэд - ЭДС ЭД; у в отсутствует.

I ОВГ или ЗД]

Рис. 10. Схема замещения электрических цепей энергоустановки

Для обеспечения необходимой скорости расчётов динамических режимов энергетической установки в реальном времени переходные процессы изменения токов в рассматриваемых цепях описываются единым урав-

dl a dl

нением второго закона Кирхгофа Ья + L— + + RI = U - ЕЭд.

На установившихся режимах индуктивность учитывается только в переменной части цепи. В цепи возбуждения тягового генератора это - Ьяв, в цепи питания тяговых электродвигателей - Ьяг- Для переменной части схемы определялись действующие значения напряжения и тока через величину полного сопротивления z = +(<и£Л)2 , где œ - циклическая частота синусоидальной ЭДС в ОЯВ или ОЯГ. В балансе напряжений учитывалось падение напряжения на Roer Для цепи питания ОВГ и на Яэд для цепи питания ЭД. В переходных процессах ток изменяется во всей электрической схеме, поэтому для тягового генератора необходимо учитывать также наличие Ь0вг> а в цепи питания ЭД - L-щ.

Действующее значение ЭДС в ОЯВ или фазе ОЯГ£я =4,44kQEfiv0, где к0в — обмоточный коэффициент; w - число витков в обмотке; Ф - магнитный поток полюса статора В или ОВГ; f=pn!60 - частота синусоидальной ЭДС; 2р - число пар полюсов; п - частота вращения ротора.

Принято, что изменение тока в цепи ОЯВ - УВ - ОВГ при изменении управляющего сигнала ув происходит за счёт изменения ЭДС ОЯВ ЕЯв=ЕявнУв/увн, где ЕЯвн и уВн - действующее значения ЭДС и управляющего сигнала на номинальном режиме. Действующее значение напряжения ОЯВ или ОЯГ ия=Ея-1яг.

Значения постоянных напряжения и тока после однофазного управляемого выпрямителя: [/овг=0,9(/яв. Лэвг=0,9/яв; после трёхфазной выпрямительной установки t/r=2,34(/tfr, /г=1,23¡яг-

ЭДС и электромагнитный момент тягового ЭД ЕЭд=СрпЭдФ0Вд, Мэдэ=См1ЭдФ0Вд, где СЕ=рп/(60а) - конструктивный коэффициент ЭДС: р - число пар полюсов; а - число параллельных ветвей; N - число проводников в обмотке якоря; См=9,57Се - конструктивный коэффициент момента; 1Эд=1,-/6 - ток якоря; Фонд - магнитный поток полюса, пропорциональный току (для ЭД последовательного возбуждения).

При работе тягового генератора на выпрямитель ток в фазах обмотки якоря является несинусоидальным. В течение времени, соответствующего углу коммутации у, ток фазы отстаёт от напряжения на угол, примерно равный (0,5...0,6) у. cosy = 1-0,ШхК1г/ЕК, где хк - сопротивление фазы в режиме коммутации, Е„ - действующее значение фазной ЭДС за сопротивлением хк.

Электрическая мощность тягового генератора после трёхфазной мостовой схемы выпрямления РГэ = 2,241гиягсо$(у/2). Потери мощности в тяговых электроагрегатах тепловоза представлены в виде суммы АР = APD + АРы, где APj=kJ2 - электрические потери, АР„=кмп2 - механические и маг-

нитные потери. Механическая мощность тягового генератора />ГМ=/)[Э+А/>Г. Момент генератора МГ=РГМ /шд. Электрическая мощность тягового электродвигателя Рэдъ=иэд1эд, где иэд=Еэд+1эдНэд. КПД электродвигателя т\эд— ]-ДРзд/Рэдэ■ Крутящий момент (механический) электродвигателя Мэдм^МэдэЦэд-

Динамический баланс механических энергий шести тяговых электродвигателей и поезда в процессе поступательного движения описывается уравнением второго закона Ньютона а-(Рт-Р^/тп, где тп - масса поезда; а - ускорение; Рт=Мкп/Як- сила тяги; Рс - сила сопротивления движению поезда; Мкп - момент на колёсных парах тепловоза; Як - радиус колёс тепловоза. С учётом передаточного отношения гкп редукторов, установленных между шестью тяговыми электродвигателями и колёсными парами, Мкп=61кпМэДм.

В главе 4 дано описание стенда для расчётно-экспериментального исследования динамических режимов дизеля в реальном времени. Структура стенда представлена на рис. 11. Стенд состоит из натурной части, компьютерной части и устройства их сопряжения.

Рис. 11. Структура стенда полунатурного моделирования

Возможны два режима работы стенда полунатурного моделирования. 1. Режим отладки взаимодействия ЭБ с внешними устройствами, к которым относятся датчики дизеля и энергетической установки и исполнительные устройства регулятора. В этом случае наиболее часто осуществляется функционирование САУ в разомкнутом состоянии. Данный режим работы

стенда применяется для доработки конструкции датчиков и исполнительных устройств регулятора, отладки аппаратурных каналов схем интерфейса и программных средств обработки и формирования сигналов ЭБ. 2. Режим моделирования замкнутой САУ дизеля и энергетической установки. Это основной режим работы стенда, предназначенный для отладки алгоритмов и программ управления ЭБ и определения настроек регулятора для реальных режимов энергетической установки.

Рассматривались следующие варианты структуры стенда полунатурного моделирования (рис. 11). Основным элементом натурной части стенда является ЭБ (микроконтроллер) регулятора. В случае использования стенда для отладки взаимодействия контроллера с внешними устройствами на физическом уровне сигналов к микроконтроллеру могут быть подключены: устройство управления энергетической установкой (УУ) - для энергетической установки тепловоза это контроллер машиниста; часть реальных датчиков (Д); исполнительное устройство регулятора (ИУ) с датчиком (ДИУ). При моделировании замкнутой системы управления эти устройства могут войти в состав модели.

Для связи натурной и компьютерной частей стенда используется специальное устройство сопряжения, которое преобразует вид регулирующих сигналов и сигналов датчиков. Коды сигналов датчиков на выходе компьютерной части стенда преобразуются в физическую форму, воспринимаемую контроллером. Для регулирующих сигналов, вырабатываемых контроллером, осуществляется обратное преобразование - из физической формы в код.

Рассмотрены два варианта структуры стенда. В первом все необходимые программные средства стенда полунатурного моделирования реализованы на одном компьютере в современной операционной системе. Во втором в составе стенда используются два компьютера: в одном записана модель дизеля и транспортной установки (упрощённая конфигурация компьютера), другой служит средством связи оператора со стендом - с него осуществляется задание, в том числе оперативное, настроек системы управления и отображение результатов моделирования.

Устройство сопряжения стенда реализовано в виде программируемого электронного блока на базе компьютера или однокристального микроконтроллера. Программа такого устройства организует движение потоков информации между натурной и модельной частями стенда и задаёт режим работы каналов преобразования сигналов, аппаратурный состав которых проще, чем в устройстве жёсткой логики. При использовании в составе стенда двух компьютеров программа одного из них содержит модель энергетической установки и алгоритмы преобразования и формирования сигналов устройства сопряжения. В этом случае конфигурация этого компьютера является упрощённой с точки зрения стандартных компьютерных составляющих, однако должна быть дополнена аппаратурными средствами каналов преобразования сигналов устройства сопряжения.

Современные однокристальные микроконтроллеры сочетают достаточно высокое быстродействие с широкими функциональными возможностями. При полунатурном моделировании компьютер стенда полунатурного моделирования использовался для оперативного управления стендом и отображения результатов моделирования. «Быстрая» динамическая модель установки реализована в микроконтроллере устройства сопряжения, функции которого в этом случае расширяются и включают не только преобразование сигналов, но и непосредственно процесс моделирования. Такой подход оправдан именно с позиций работы стенда в реальном времени. В этом случае отпадает необходимость применения для организации работы в реальном времени компьютерных операционных систем, а для отображения результатов моделирования можно использовать наиболее удобную операционную систему и соответствующие программные средства.

В натурную часть стенда полунатурного моделирования, разработанного в рамках данной работы, вошли элементы регулятора типа ЭРЧМЗОТЗ производства ООО «111111 Дизельавтоматика», устанавливаемого на дизель-генераторы 1А-9ДГ магистральных тепловозов 2ТЭ116 с дизелем 16ЧН26/26.

Натурная часть стенда включала в себя поворотный электромагнит ИУ. Гидравлический серводвигатель ИУ регулятора входил в состав модели. Динамические свойства гидравлического серводвигателя с жёсткой обратной связью описываются типовым дифференциальным уравнением

апериодического звена первого порядка кг2, где Тс и кс~ соот-

с а/ с

ветственно постоянная времени и коэффициент передачи серводвигателя, г - сигнал воздействия на золотник серводвигателя.

В электронной цифровой модели дизеля и энергетической установки тепловоза в процессе имитации режимов работы формируются двоичные коды сигналов следующих датчиков: частоты вращения вала дизель-генератора пд, частоты вращения ротора турбокомпрессора пт, давления наддува рк, давления масла в масляной системе дизеля рм, положения реек ТНВД И, напряжения тягового генератора IIг, тока тягового генератора 1Г.

В компьютерной части стенда задаётся также двоичный код комплексного сигнала управления энергетической установкой тепловоза, содержащий номер позиции контроллера машиниста и другие сигналы с пульта управления тепловоза. В устройстве сопряжения производится перевод двоичных кодов сигналов в физическую форму, которая соответствует виду выходных сигналов реальных датчиков с характерными диапазонами изменения их параметров: Таким образом, ЭБ системы управления при полунатурном моделировании получает от устройства сопряжения стенда набор сигналов, вид и форма которых не отличаются от сигналов реальных датчиков и устройств управления, чем достигается максимальное приближение процесса полунатурного моделирования к реальным условиям работы дизеля и энергетической установки тепловоза. Выходные сигналы ЭБ (регулирующие сигналы на ИУ и блок управления возбуждением

тягового генератора) поступают на устройство сопряжения стенда, где осуществляется их перевод в двоичные коды, которые передаются в цифровую модель дизеля и энергетической установки тепловоза.

Цикл программы устройства сопряжения производит постоянный опрос входных параметров через драйверы устройств ввода. При запросе информации по одному из интерфейсов компьютера в цикле программы формируется ответный пакет данных и передаётся соответствующему драйверу устройств вывода. Алгоритмы драйверов ввода/вывода сигналов и интерфейсов реализованы на базе прерываний микроконтроллера и используют соответствующую периферию асинхронно. Алгоритм главного цикла программы представляет собой циклически выполняющийся опрос драйверов ввода, принятия данных по интерфейсу с одновременной отсылкой обновленных значений входных переменных, преобразование и передачу принятых по интерфейсу данных на драйверы вывода.

В главе 5 приведены результаты расчётно-экспериментального исследования динамики дизеля в составе энергетической установки и проведён анализ методов повышения эффективности работы дизеля на динамических режимах. На разработанном стенде проведено полунатурное моделирование динамических режимов энергетической установки тепловоза 2ТЭ116. Целями моделирования являлись: проверка функционирования стенда, проверка адекватности динамических моделей комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза, исследование влияния настроек регулятора на качество процессов управления энергетической установкой тепловоза.

В качестве примера на рис. 12 приведены экспериментальные процессы, полученные при следующей последовательности задания позиций КМ (канал управления движением тепловоза): последовательный перевод КМ на позиции N=1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12 с работой на каждой промежуточной позиции в течение десяти секунд и последовательное возвращение на позицию N=1. Соответствующие процессы, полученные при полунатурном моделировании, показаны на рис. 13. Полученные результаты подтвердили работоспособность разработанного стенда с заложенными в него математическими моделями, что даёт возможность использования стенда для полунатурного моделирования динамических режимов комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза в широком диапазоне изменения режимов работы установки и настроек САУ.

На рис. 14 показаны полученные методом полунатурного моделирования переходные процессы изменения основных параметров дизеля и энергетической установки при изменении момента сопротивления движению на восьмой позиции КМ (канал регулирования).

На рис. 15 приведены переходные процессы изменения частоты вращения вала дизель-генератора ид, расхода топлива Ст, расхода оксидов

азота Gnox и расхода оксида углерода Geo ПРИ переводе КМ на позиции N = 1- 8-14.

С целью исследования влияния настроек регулятора на качество процессов управления энергетической установкой тепловоза проведено полунатурное моделирование движения тепловоза при резком переводе КМ с позиции N=1 на позицию N=12. На первом этапе исследования проводилось изменение значений коэффициентов пропорциональной кпр и интегральной кИР составляющих пропорционально-интегрального (ПИ) закона регулирования канала стабилизации частоты вращения вала дизель-генератора при разгоне. Изменение коэффициентов ПИ закона регулирования исследованного канала регулятора в широких пределах оказало слабое влияние на процессы изменения параметров энергетической установки тепловоза 2ТЭ116, включая процесс перемещения реек ТНВД.

На втором этапе исследования проводилось изменение коэффициентов пропорциональной кП12 и интегральной кИц составляющих ПИ закона регулирования частоты вращения вала дизель-генератора на двенадцатой

Рис. 13. Процесс управления тепловозом

Рис. 14. Процесс регулирования при изменении момента сопротивления

позиции КМ. Заметное влияние на переходные процессы изменения основных параметров энергетической установки тепловоза оказывает коэффициент пропорциональной составляющей /сП12. Уменьшение кщ2 (рис. 16) приводит к вялому протеканию процесса перемещения реек ТНВД к(().

Рейка не доходит до положения ограничения. Происходит значительный по величине и длительный по времени провал положения реек после выхода частоты вращения пд на значение уставки, соответствующей двенадца-

той позиции КМ. Этот провал вызывает замедление роста давления наддува рк и уменьшение соответствующего ограничения реек по давлению наддува. Восстановление частоты вращения после превышения значения уставки происходит более медленно. Таким образом, уменьшение к[Л2 приводит к ухудшению качества процессов регулирования частоты вращения вала дизель-генератора.

На третьем этапе исследования осуществлялось изменение коэффициентов пропорциональной кцм и интегральной ким составляющих ПИ закона регулирования канала регулирования мощности, действующего кратковременно после окончания режима разгона. Моделирование показало, что уменьшение незначительно влияет на протекание процессов регулирования.

Исследовалось также одновременное изменение настроек канала регулирования мощности, действующего кратковременно после окончания режима разгона и канала регулирования частоты вращения вала дизель-генератора при разгоне кпр-

В целом, анализ результатов проведённого методом полунатурного моделирования исследования варьирования настроек каналов регулятора показал, что изменение настроек регулятора оказывает определённое влияние на процесс перемещения реек ТНВД, непосредственно связанных с ИУ регулятора. При этом переходные процессы остальных параметров энергетической установки тепловоза изменяются незначительно, что можно объяснить механической инерционностью системы газотурбинного наддува и приводимого в движение поезда - это влияние оказывается на энергетическую установку через частоту вращения валов тяговых ЭД, связанных через редукторы с колёсными парами тепловоза. Другая причина полученного эффекта заключается в том, что важным элементом алгоритма работы регулятора, во многом определяющим протекание переходных процессов, является ограничение темпа набора частоты вращения вала дизель-генератора.

Рассмотрим возможные пути повышения эффективности управления энергетической установкой тепловоза, которые целесообразно рекомендовать для исследования методом полунатурного моделирования на предприятиях, занимающихся разработкой и производством элементов систем управления тепловозных дизелей.

Выбор настроек системы управления целесообразно проводить, приняв в качестве критерия усреднённый показатель в форме

л л

/ = £ + £ , где п - количество исследуемых режимов, к, - весо-

ы Ы

т

вой коэффициент /-го режима. С?, - суммарный расход токсичных

7-1

компонентов на ¡-ом режиме, где т - количество токсичных компонентов, кгу - весовые коэффициенты токсичных компонентов.

В случае, когда нормы превышены по одному из токсичных компонентов, например для дизелей - по NOx, в качестве критерия качества

п

удобно рассматривать произведение 1 = £ Gmwl¡Gr¡.

1ш 1

При оптимизации переходных процессов САУ, наряду с критериями экономичности и экологии, следует рассматривать также критерии качества протекания процессов: время переходного процесса (быстродействие САУ), максимальное отклонение регулируемого параметра (заброс), тип процесса (апериодический или колебательный) или интегральные оценки процесса в целом, основанные на площади под кривой процесса. Обычно, наибольший эффект достигается при использовании комплексных критериев.

Проведён анализ следующих пути совершенствования алгоритмов регулирования, направленных на повышения качества переходных процессов САУ:

- использование на режимах работы САУ по управлению и регулированию регулятора переменной структуры с введением в закон регулирования дифференциальной составляющей;

- использование комбинированного регулирования, сочетающего принципы регулирования по отклонению и возмущению (условиям движения поезда);

- переход на более простые схемы ИУ регулятора частоты вращения с реализацией необходимых преобразований программными средствами ЭБ;

- переход на регулирование скорости поезда, как конечного результата функционирования энергетической установки и САУ тепловоза.

Реализация предложений по улучшению показателей экономичности и токсичности тепловозных дизелей связана с применением топливной аппаратуры перспективного типа. В МГТУ им. Н.Э. Баумана при участии автора разработаны перспективные варианты топливной аппаратуры дизелей.

В одном из вариантов ТНВД оснащён двумя рейками для раздельного воздействия на подачу и угол опережения впрыска (УОВТ) топлива. В другой конструкции УОВТ задаётся с помощью электромагнитного клапана, установленного в наполнительном канале между полостью плунжерной пары и нагнетательным клапаном. В результате модернизации данной схемы была разработана конструкция ТНВД с уменьшенными объёмами полости нагнетания, что позволило повысить давление впрыска. Проведённые безмоторные и моторные испытания предложенных вариантов ТНВД показали их работоспособность и эффективность влияния на показатели экономичности и токсичности рабочего процесса дизеля. Развитием данного направления в топливной аппаратуре дизелей является использование разгруженных быстродействующих клапанов, установленных в нагнетательном канале ТНВД.

Разработанные средства полунатурного моделирования в виде стенда с динамическими моделями комбинированного дизеля и энергетической

установки позволяют предприятиям, проектирующим и выпускающим элементы автоматики для транспортных установок, вносить необходимые конструктивные и программные изменения в структуру САУ и путём полунатурного моделирования проводить исследование предложенных в рамках данной работы и других перспективных вариантов построения систем управления.

Стенд полунатурного моделирования реализован на базе программируемых устройств, что обеспечивает гибкость структуры стенда и возможность его программной перенастройки на различные типы энергетических и других промышленных установок. При создании соответствующих динамических моделей разработанный базовый вариант стенда может быть адаптирован для полунатурного моделирования в реальном времени установившихся и динамических режимов работы технических устройств широкого назначения. Стенд предназначен, прежде всего, для разработки, отладки и настройки конструктивных узлов, алгоритмов работы, аппаратурных и программных средств элементов САУ техническими устройствами и технологическими процессами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате проведённых теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы и средства, направленные на повышение эффективности работы дизелей и качества процессов управления ими на динамических режимах. По результатам диссертационной работы сделаны следующие основные выводы.

1. В современных условиях сокращения сроков выпуска новых образцов двигателей разработка систем управления проводится одновременно с созданием самого двигателя. На этапе проектирования, когда элементы САУ уже реализованы аппаратурно и конструктивно, а двигатель физически ещё не существует, целесообразно продолжать разработку и отладку системы управления методом полунатурного моделирования, сопрягая натурные устройства автоматики с динамической компьютерной моделью двигателя, которая имитирует его функционирование в реальном времени. Полунатурное моделирование даёт возможность также экономить средства, затрачиваемые на испытания двигателей.

2. Анализ существующих математических моделей комбинированных дизелей показал, что они не отвечают требованиям моделирования в реальном времени. Для анализа особенностей работы дизелей в динамике и обоснования подхода к составлению математической динамической модели дизеля для полунатурного моделирования проведено экспериментальное исследование одноцилиндрового отсека дизеля размерности 26/26 с имитацией динамических режимов. Методика проведения эксперимента предусматривает подвод воздуха в цилиндр двигателя от постороннего источника, чем обеспечивается независимое изменение параметров рабочего процесса, соответствующее условиям неустановившимся режимам работы дизеля.

3. По результатам экспериментов составлена динамическая модель дизеля 16ЧН26/26 как привода генератора переменного тока и проведено расчётное исследование влияния на переходные процессы САУ параметров регулятора, дизеля и системы приёмистости с целью повышения качества процессов регулирования дизель-генератора.

4. Анализ характеристик дизеля в условиях работы на неустановившихся режимах показал, что при составлении универсальной динамической модели целесообразно формировать функциональные зависимости для таких величин, как индикаторный КПД, коэффициент наполнения и др., которые могут быть получены при стандартных испытаниях дизеля.

5. Предложена методика составления динамической математической модели комбинированного дизеля для полунатурного моделирования. Изменения основных параметров элементов комбинированного дизеля описываются дифференциальными уравнениями динамического баланса потоков энергии и массы газа. Для достижения высокой скорости расчёта часть параметров рабочего процесса дизеля задана в виде функциональных зависимостей от других (первичных) параметров. В эту группу включены коэффициенты, характеризующие отличие реальных рабочих процессов от теоретических, и параметры рабочего процесса, определение которых требует значительного времени при расчётах: индикаторный КПД дизеля, коэффициент наполнения, адиабатический КПД компрессора, эффективный КПД турбины и др.

6. На основе анализа методов интерполяции и аппроксимации выбран способ описания функциональных зависимостей параметров рабочих процессов в виде полиномов, коэффициенты которых определены методом наименьших квадратов. Выбор необходимых полиномов осуществлялся из условий высокой точности приближения к исходным данным и соответствия физической картине рабочего процесса комбинированного дизеля.

7. По предложенной методике составлены динамические математические модели дизеля 16ЧН26/26 и энергетической установки тепловоза 2ТЭ116, имитирующие неустановившиеся режимы работы в реальном времени.

8. Для осуществления цифрового полунатурного моделирования разработан комплекс аппаратурных и программных средств, образующих стенд полунатурного моделирования. В натурную часть стенда входят микропроцессорный контроллер, исполнительное устройство и другие элементы САУ. Цифровая компьютерная модель описывает динамические свойства комбинированного двигателя и транспортной установки. Связь между натурной и модельной частями стенда в реальном времени осуществляется устройством сопряжения.

9. Разработано программное обеспечение функционирования цифровых моделей дизеля и энергетической установки и работы устройства сопряжения стенда по преобразованию и формированию сигналов информационных потоков между натурной и модельной частями стенда.

10. Проведено полунатурное моделирование характерных режимов работы дизеля 16ЧН26/26 в составе энергетической установки тепловоза 2ТЭ116. Сравнение результатов моделирования динамических режимов с аналогичными экспериментальными переходными процессами изменения основных параметров дизеля и энергетической установки показало работоспособность разработанного стенда и адекватность описания рабочих процессов комбинированного дизеля и энергетической установки составленными моделями.

11. Методом полунатурного моделирования проведено исследование влияния настроек регулятора на качество процессов управления и регулирования энергетической установки тепловоза при изменении позиции КМ (канал управления) и момента сопротивления движению поезда (канал регулирования).

12. Проведён анализ методов повышения эффективности работы тепловозного дизеля на динамических режимах.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Крутов В.И., Кузнецов А.Г. Перспективы развития автоматического регулирования автомобильных дизелей // Автомобильная промышленность. 1987. №2. С. 10-11.

2. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива/ А.Г. Кузнецов [и др.] //Автомобильная промышленность. 1994. № 9. С 9-12.

3. Анализ методов составления математической модели дизеля с газотурбинным наддувом/ В.И. Крутов [и др.] // Известия вузов. Машиностроение. 1994. № 10-12. С. 62-69.

4. Кузнецов А.Г. Анализ критериев экономичности и токсичности работы транспортных двигателей // Двигателестроение. 1996. № 2. С. 67-68.

5. Проблемы создания и совершенствования систем управления дизелей/ А.Г. Кузнецов [и др.] // Известия вузов. Машиностроение. 1999. № 5-6. С. 76-87.

6. Улучшение экологических показателей транспортных дизелей путём управления процессом топливоподачи/ А.Г. Кузнецов [и др.] // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2000. № 2. С. 62-75.

7. Математическая модель системы автоматического управления дизелем с турбонаддувом/ А.Г. Кузнецов [и др.] // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2000. №4. С. 106-119.

8. ТНВД с электронным управлением топливоподачей / А.Г. Кузнецов [и др.] // Автомобильная промышленность. 2000. № 10. С. 11-15.

9. Кузнецов А.Г., Трифонов В.Л., Боковиков А.Н. Вопросы разработки стенда полунатурного моделирования динамических режимов систем управления. Научно-техническая конференция 3-й Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: Тезисы докладов. МАДИ (ГТУ). М.: 2007. С. 63-64.

10. Кузнецов А.Г., Трифонов B.JI. Разработка стенда полунатурного моделирования энергетической установки с дизелем. Актуальные проблемы

развития поршневых ДВС: материалы межотраслевой научно-технической конференции. СПб.: Издательский центр СПбГМТУ. 2008. С. 96-98.

11. Кузнецов А.Г., Лиходед Е.И. Описание функциональных зависимостей динамической модели дизеля полиномами. Актуальные проблемы развития поршневых ДВС: материалы межотраслевой научно-технической конференции. СПб.: Издательский центр СПбГМТУ. 2008. С. 98-101.

12. Кузнецов А.Г. Стенд полунатурного моделирования динамических режимов энергетических установок с дизелями // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2008. № 4. С. 25-29.

13. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива в цилиндр дизеля / А.Г. Кузнецов [и др.] // Автомобильная промышленность. 2009. № 2. С. 9-12.

14. Кузнецов А.Г. Динамическая модель энергетической установки тепловоза // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2009. № 3. С. 49-56.

15. Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Математическая модель системы возду-хоснабжения автомобильного дизеля для полунатурного моделирования его динамических режимов // Грузовик. 2009. № 11. С. 30-33.

16. . Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Результаты полунатурного моделирования режимов работы автомобильного дизеля // Грузовик. 2009. № 12. С. 15-17.

17. Кузнецов А.Г. Динамическая модель дизеля // Автомобильная промышленность. 2010. № 2. С. 30-33.

Подписано к печати 11.03.10. Заказ № 140 Объем 2,0 печ.л. Тираж 100 экз. Типография Mi 1 У им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5 (499) 263-62-01

2009126852

2009126852

СПИСОК ТЕРМИНОВ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЁТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ДИЗЕЛЕЙ И ИХ СИСТЕМ.

1.1. Анализ методов расчётного исследования динамических режимов работы дизелей.

1.2. Особенности расчётно-экспериментального метода исследования динамических режимов работы дизелей в реальном времени.

Постановка задач исследования.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ НА НЕУСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ.

2.1. Анализ особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах.

2.2. Экспериментальное исследование характеристик комбинированного дизеля с имитацией неустановившихся режимов.

2.3. Расчётное исследование и анализ динамических режимов комбинированного дизеля.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМБИНИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ В СОСТАВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.

3.1. Состав энергетической установки тепловоза.

3.2. Общие принципы построения модели комбинированного дизеля.

3.3. Уравнения динамики элементов комбинированного дизеля.

3.3.1. Поршневая часть дизеля с топливной аппаратурой.

3.3.2. Турбокомпрессор.

3.3.3. Впускной трубопровод дизеля.

3.3.4. Выпускной трубопровод дизеля.

3.3.5. Охладитель надувочного воздуха.

3.4. Функциональные зависимости между параметрами рабочего процесса комбинированного дизеля.

3.5. Математическая модель энергетической установки тепловоза.

3.5.1. Общие принципы построения модели.

3.5.2. Уравнения динамики элементов энергетической установки тепловоза.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. СТЕНД РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ДИЗЕЛЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ.

4.1. Функции и структура стенда.

4.2. Натурная часть стенда.

4.3. Устройство сопряжения стенда.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДИЗЕЛЯ В СОСТАВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ НА ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ.

5.1. Расчётно-экспериментальное исследование характерных режимов работы дизеля в составе энергетической установки.

5.2. Исследование влияния настроек регулятора на качество переходных процессов дизеля.

5.3. Анализ методов повышения эффективности работы дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

Выводы к главе 5.

Создание современных комбинированных (с турбонаддувом) поршневых двигателей внутреннего сгорания осуществляется в условиях жёстко регламентированных технических требований на показатели и характеристики двигателей, что обусловлено экологическими и экономическими проблемами. Выполнение этих требований важно для двигателей различного назначения с учётом специфики их совместного функционирования с потребителями энергии конкретного типа.

Характерными вариантами применения комбинированных дизелей, имеющими существенные отличие по условиям эксплуатации, являются работа в качестве источника энергии транспортных установок и использование в виде привода стационарных генераторов переменного тока.

Двигатели транспортных установок функционируют в широком диапазоне изменения частоты вращения вала и нагрузки как на установившихся, так и на неустановившихся режимах. К ним предъявляются наиболее строгие требования по соблюдению норм по экологическим и экономическим и показателям. Одним из наиболее сложных типов транспортных средств является энергетическая установка тепловоза, в которой режимы дизеля в значительной степени зависят от функционирования элементов развитой трансмиссии. Далее более подробно рассматриваются условия работы дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

Основная проблема, возникающая при разработке стационарных дизель-генераторов и их систем, заключается в обеспечении жёстких требований по динамическим показателям качества переходных процессов при изменении нагрузки. В связи с этим проведено исследование неустановившихся режимов работы комбинированного дизеля в составе дизель-генератора переменного тока.

Наибольшую опасность для экологической обстановки представляют выбросы токсичных веществ с отработавшими газами автомобильного транспорта в городских условиях [1-3]. В связи с этим развитие законодательной базы по ограничению загрязнения окружающей среды интенсивно происходит, прежде всего, для автомобильных двигателей, является характерным и может служить ориентиром и для других типов транспортных двигателей.

Принятие законодательных актов в этой области происходит регулярно и повсеместно во многих странах, начиная с 1970 г. и до настоящего времени [4-7 ]. Для дизелей введены ограничения на максимально допустимые удельные массовые выбросы с отработавшими газами по оксидам азота N0*, монооксиду углерода СО, несгоревшим углеводородам СНХ, твёрдым частицам ТЧ [8-12 ]. Динамика развития ограничений на эмиссию токсичных компонентов в развитых странах (США, Японии, странах Западной Европы) свидетельствует о постоянном ужесточении принимаемых нормативных показателей [13]. В настоящее время в России введены нормы на токсичность выбросов и правила ЕЭК ООН 24-03 по ограничениям на дымность отработавших газов автомобильных дизелей.

Кроме высокотоксичных компонентов в отработавших газах двигателей содержатся и другие составляющие, среди которых, наряду с азотом, значительную часть составляет слаботоксичный диоксид углерода С02 (углекислый газ). Его содержание в атмосфере в результате работы двигателей повышается также при окислении СО. В условиях реально существующих концентраций токсичность углекислого газа невысока, он также поглощается растениями с выделением кислорода. Опасность накопления С02 в атмосфере Земли связана с явлениями парникового эффекта и глобального потепления климата [14, 15, 16, 17, 18]. Углекислый газ является одним из компонентов атмосферы, который поглощает инфракрасное излучение, отражённое от поверхности Земли, что приводит к вторичному нагреву атмосферы [15].

В 1994 г. Россия зарегистрировала Рамочную конвенцию ООН об изменении климата (РКИК), направленную на координацию усилий по сокращению антропогенных воздействий на атмосферу планеты. Страны-участницы РКИК обязались к 2000 г. сократить выброс «парниковых» газов до уровня 1990 г. В настоящее время, в период с 2008 г. по 2012 г., Россия, как участница РКИК, должна снизить выбросы углекислого газа на 6 % по сравнению с уровнем 1990 г. Для достижения поставленных требований в странах Европейского Сообщества приняты правила 101 ЕЭК ООН. В России принят аналогичный ГОСТ Р41.101-99 для автомобильных двигателей. Следует ожидать распространение нормирования выбросов СОг на двигатели и других транспортных средств.

Рассмотренная законодательная база по ограничению эмиссии токсичных веществ с отработавшими газами автомобильных двигателей показывает общую картину экологических проблем в области эксплуатации двигателей и позволяет прогнозировать развитие законодательных норм и для других типов двигателей.

В России нормирование выбросов вредных веществ с отработавшими газами тепловозных дизелей проводится в соответствии с ГОСТ Р 51249-99 [19]. Нормируемым параметром является удельный средневзвешенный выброс вредного вещества с отработавшими газами дизеля е^, выражающий количество этого вещества в граммах, приходящееся на 1 кВтч эффективной работы дизеля, совершённой им при выполнении полного испытательного цикла, имитирующего типовые условия эксплуатации.

В таблице 1 для тепловозных дизелей приведены предельно допустимые удельные средневзвешенные выбросы по оксидам азота (МОх) ерМох в приведении к N02, оксиду углерода (СО) ерСо и углеводородам (СН) ерСц в приведении к СН,,85.

Нормирование дымности отработавших газов тепловозных дизелей проводится по ГОСТ Р 51250-99 [20]. Определение дымности осуществляется ды-момерами либо оптического, либо фильтрационного типа. При использовании дымомера оптического типа нормируются натуральный показатель ослабления потока К, м-1 (величина, обратная толщине слоя отработавших газов, проходя через который световой поток от источника света дымомера ослабляется в е раз, где е — основание натурального логарифма) и коэффициент ослабления светового потока Ы, % (часть светового потока от источника света дымомера, не достигшая приёмника света из-за поглощения, отражения и рассеяния этой

Таблица 1

Допустимые удельные средневзвешенные выбросы токсичных компонентов отработавших газов тепловозных дизелей

Наименование нормируемого параметра Обозначение Норма удельных средневзвешанных выбросов

Выпуск до 2000 г. Выпуск с 2000 г.

Удельный средневзвешанный выброс оксидов азота (1\ЮХ) в приведении к N02, г/(кВт-ч) еРЫОх 18,0 12,0

Удельный средневзвешанный выброс оксида углерода (СО), г/(кВт-ч) ерсо 6,0 3,0

Удельный средневзвешанный выброс углеводородов (СН) в приведении к СН^б, г/(кВт-ч) ерсн 2,4 1,0 части потока отработавшими газами). При использовании дымомера фильтрационного типа нормируется дымовое число фильтра ББИ - степень потемнения фильтра, определяемая по оптическому отражению от окрашенного отработавшими газами фильтра по отношению к чистому фильтру, выраженная в условных единицах десятибалльной шкалы. В таблице 2 приведены максимально допустимые значения нормируемых показателей для некоторых значений расхода отработавших газов тепловозных дизелей.

Традиционной задачей развития двигателей является улучшение топливной экономичности, что обусловлено снижением мировых запасов нефти и повышением цен на нефтепродукты. Количество потребляемого двигателем топлива, во многом, определяет и его экологические показатели. При увеличении количества сгоревшего топлива возрастают массовые выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Началось введение в практику законодательных мероприятий по ограничению расхода топлива транспортными установками [8, 21], что способствует развитию новых методов и подходов в разработке двигателей [12, 22-29]. На благоприятных по условиям протекания рабочего процесса режимах работы транспортных дизелей удаётся достичь величины удельного эффективного расхода топлива gc = 195-205 г/(кВтч).

Одним из основных направлений обеспечения высоких требований по экологии, экономичности и динамическим показателям двигателей транспортных установок является совершенствование систем автоматического управления (САУ) [25, 26, 28, 30-41].

Возможности гидромеханических регуляторов ограничены, поэтому дальнейшее совершенствование систем управления двигателями идёт по пути использования в структуре регуляторов электронных микропроцессорных устройств [28, 31, 32, 34, 36-38, 40-42], получивших название контроллеров. Необходимость внедрения электроники не вызывает сомнений у специалистов, однако выбор конкретных путей этого внедрения не всегда носит правильный и обоснованный характер. Регуляторы с микропроцессорными контроллерами не должны просто заменить гидромеханические конструкции и устройства

Таблица 2

Предельно допустимые значения нормируемых показателей дымности для некоторых значений расхода отработавших газов тепловозных дизелей

Коэффициент Дымовое число

Нормируе- ослабления све- фильтра, мый показа- тового потока приведённое к

Расход ОГ УехЬ, тель ослаб- приведённый шкале дымомедм3 /с ления све- к шкале дымо- ра .фильтрацитового по- мера оптиче- онного типа тока К, м"1, ского типа (Ь (ЬР=405 м), усне более =0,43 м) %, не более ловных единиц, не более

Св. 75 до 85 вкл. 1,707 52 4,0

95 110 1,521 48 3,8

125 140 1,348 44 3,6

160 185 1,188 40 3,4

210 250 1,038 36 3,2

290 350 0,897 32 2,9

400 500 0,764 28 2,7

600 700 0,638 24 2,3

900 1150 0,519 20 2,0

1500 2000 0,405 16 1,7

3000 0,297 12 1,3 аналоговой электроники, повторяя или дублируя их функции. С применением контроллеров системы управления двигателями должны выйти на новый, качественно более высокий уровень, на котором целью управления становится не просто стабилизация регулируемых параметров рабочего процесса (частоты вращения вала, температуры охлаждающей жидкости и др.) с ограниченной коррекцией, а комплексная автоматизация и оптимизация работы двигателя и энергетической установки в целом.

Оптимизация режимов двигателя может осуществляться по двум направлениям: первое - оптимизация установившихся режимов работы двигателя (режим определяется совокупностью скорости и нагрузки), второе - оптимизация неустановившихся режимов (процессов управления и регулирования) [36, 43]. В первом случае предусматривается установка на различных режимах таких значений управляемых параметров двигателя, при которых достигается экстремум или допустимое значение выбранного критерия оптимальности. Во втором случае определяется закон регулирования (алгоритм регулирования или структура регулятора), обеспечивающий наилучшее значение критерия оптимальности, характеризующего переходный процесс.

Оптимизация процессов управления характерна для двигателей транспортных установок, в том числе — тепловозных. Повышение качества процессов регулирования важно для дизель-генераторов, функционирующих в условиях стационарных источников переменного тока. Динамические свойства систем автоматического регулирования скорости (САРС) стационарных и тепловозных дизелей регламентирует ГОСТ 10511-72 [44].

Среди показателей качества переходных процессов дизелей рассматриваемых типов наиболее важны следующие. Нестабильность частоты вращения V, % — размах колебаний относительной частоты вращения вала дизеля при установившемся режиме. Заброс частоты вращения ср, % - наибольшее отклонение относительной частоты вращения вала дизеля от предшествовавшего установившегося режима. Длительность переходного процесса т, с - промежуток времени от начала процесса до момента, начиная с которого отклонение частоты вращения от её нового установившегося значения не выходит за пределы зоны допустимой нестабильности.

Показатели качества переходных процессов после мгновенного сброса или наброса номинальной нагрузки для САРС дизель-генераторов переменного тока, работающих в стационарных условиях, для четырёх классов точности приведены в таблице 3.

Для тепловозных дизелей нестабильность частоты вращения V САРС при работе по номинальной регуляторной характеристике должна отвечать требованиям 3-го и 4-го классов точности в соответствии с таблицей 3. Нестабильность частоты вращения при настройках скорости менее 0,5 номинальной не должна превышать: для САРС 3-го класса точности — 2,0 %, для САРС 4-го класса точности - 4,0 %. Заброс частоты вращения ф после мгновенного сброса номинальной нагрузки тепловозного дизель-генератора путём выключения возбуждения не должен превышать 15 %. Длительность переходного процесса т при этом не должна превышать 10 с.

Экспериментальное и теоретическое исследование неустановившихся режимов комбинированных дизелей является сложной задачей, реализация которой связана со специальной методикой проведения испытаний, составлением математических динамических моделей и разработкой систем управления. Комплекс проблем, связанных с исследованием неустановившихся режимов дизелей, в настоящее время в полной мере не решён. В связи с этим в данной работе предложены новые подходы к исследованию и разработке систем дизелей, направленные на повышение эффективности их работы на динамических режимах и основанные на расчётно-экспериментальном методе.

Универсальными критериями оптимальности являются экономичность и экологические показатели. Их оптимизация важна как на установившихся, так и на динамических режимах работы двигателя. Критериями оптимальности процессов управления могут быть также точность (минимальное отклонение параметра от заданного значения за процесс управления) и быстродействие.

Таблица 3

Показатели качества переходных процессов САРС дизель-генераторов переменного тока

Показатели качества Класс точности переходных процессов

САРС 1 2 3 4

Нестабильность частоты вращения V, % при относительной нагрузке:

- менее 25 %; 0,8 1,0 1,5 3,0

- от 25 до 100 % 0,6 0,8 1,0 2,0

Заброс частоты вращения ср, % 5,0 7,5 10,0 15,0

Длительность переходного процесса т, с 2 3 5 10

В системах управления дизелями для реализации процессов оптимизации создаётся два уровня управления:

- верхний уровень (собственно управление) осуществляет задание настроек контуров регулирования из условия экстремума выбранного критерия оптимальности;

- нижний уровень (регулирования) обеспечивает стабилизацию заданных верхним уровнем настроек контуров регулирования при изменении условий работы двигателя.

Поиск оптимального варианта настроек контуров регулирования может быть осуществлён на этапе предварительного исследования. В этом случае строится программная система управления, значения настроек контуров системы для различных режимов работы в виде матриц помещаются в запоминающее устройство электронного блока управления. В процессе эксплуатации двигателя они после определения режима работы извлекаются из памяти и реализуются исполнительными устройствами САУ. Недостаток программных систем управления заключается в изменении характеристик конкретных образцов двигателей, что вызывает необходимость корректировки матриц настроек с течением времени и для каждого образца двигателя.

В настоящее время получают широкое распространение адаптивные, или самонастраивающиеся САУ, осуществляющие поиск оптимальных настроек непосредственно в процессе эксплуатации установки. Применительно к двигателям адаптивный подход заключается в том, что на каждом режиме работы из первоначальных настроек контуров регулирования производится поиск экстремума критерия оптимальности путём тестовых изменений настроек.

Реализация адаптивных САУ затрудняется следующими обстоятельствами. Поисковые изменения режима работы двигателя не должны оказывать влияние на нормальную эксплуатацию энергетической установки. Критерии оптимизации должны оперативно и надёжно определяться по измеряемым параметрам рабочего процесса. В связи с этим на дизелях транспортных установок практическое применение получают, в первую очередь, программные системы управления.

Разработка двигателей и их систем до окончательного этапа экспериментальных испытаний проводится с использованием математических моделей, вид и содержание которых на каждом этапе проектирования имеют свои особенности, определяемые задачами данной стадии разработки. На начальном этапе создания самого двигателя проводится расчёт основных параметров рабочего процесса на наиболее важных установившихся режимах работы: номинальном, режиме максимального крутящего момента, режиме наилучшей экономичности. Подбирается или рассчитывается турбокомпрессор. Проводится расчёт на прочность и конструируются детали двигателя.

В современных условиях жёсткой конкуренции двигателестроительных предприятий сократились сроки выпуска новых образцов двигателей. Поэтому разработка системы управления проводится одновременно с созданием самого двигателя методами комбинированного расчётно-экспериментального исследования и проектирования. Здесь осуществляется анализ характерных динамических режимов с использованием моделей, позволяющих рассчитывать переходные процессы изменения параметров рабочего процесса двигателя во времени.

Нередко создаётся положение, когда элементы САУ, такие как электронный блок, датчики, исполнительные устройства, уже реализованы аппаратурно и конструктивно, а двигатель физически ещё не существует. В этом случае целесообразно продолжать разработку и отладку системы управления, сопрягая натурные устройства автоматики с динамической моделью двигателя, которая имитирует его функционирование в реальном времени [45-48]. Данный способ полунатурного моделирования САУ является окончательным этапом процесса проектирования системы и служит соединительным звеном с завершающим этапом экспериментальных испытаний двигателя и САУ.

Подобные подходы уже получили применение в различных отраслях промышленности, особенно - аэрокосмической и автомобильной. Инженеры из аэрокосмических и автомобильных компаний привнесли концепции быстрого полунатурного моделирования в другие отрасли, включая промышленное, медицинское и компьютерное оборудование [49-54].

Развитие этого направления является весьма перспективным для различных типов энергетических установок и их двигателей. Как показывает анализ информационных источников, средства полунатурного моделирования двигателей транспортных установок широкого назначения в настоящее время разработаны ещё не достаточно. С учётом высокой эффективности и перспектив данного направления разработки двигателей и их систем в данной работе рассматриваются вопросы создания необходимых методов и средств (динамических математических моделей, аппаратурных и программных средств) для полунатурного моделирования одного из наиболее сложных объектов управления транспортных установок — тепловозного дизеля.

Научная новизна

По результатам экспериментального исследования отсека дизеля с имитацией неустановившихся режимов проведён анализ особенностей работы дизеля в условиях переходных процессов и дано обоснование метода разработки динамической математической модели дизеля.

Методом расчётного анализа переходных процессов дизель-генератора показаны возможности интенсификации и повышения качества процессов регулирования частоты вращения вала установки путём влияния на параметры дизеля и системы приёмистости.

На основе анализа существующих моделей двигателей и результатов экспериментального исследования отсека дизеля в условиях неустановившихся режимов предложена методика составления математической модели комбинированного дизеля и разработана математическая динамическая модель дизеля, обеспечивающая полунатурное моделирование режимов работы с требуемой точностью в реальном времени.

Режимы работы дизелей определяются характерными режимами эксплуатации энергетических установок. Для имитации работы дизеля в реальных условиях эксплуатации предложена методика составления математической модели одного из наиболее сложных для описания типов транспортных установок -энергетической установки тепловоза с переменно-постоянной схемой передачи мощности и разработана математическая динамическая модель энергетической установки тепловоза для полунатурного моделирования в реальном времени.

Предложена структура стенда полунатурного моделирования статических и динамических режимов работы энергетической установки с комбинированным дизелем в реальном времени. Разработаны технические средства стенда, алгоритмическое и программное обеспечение компьютерной части и устройства сопряжения стенда.

В результате полунатурного моделирования переходных процессов комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза получены результаты влияния настроек элементов САУ на показатели качества процессов управления движением тепловоза.

Разработаны предложения по повышению эффективности работы тепловозного дизеля в составе энергетической установки на установившихся и неустановившихся режимах на основе критериев качества, учитывающих экономические, экологические и динамические показатели работы Объекты исследования Объектами исследования являются комбинированный дизель, дизель-генератор переменного тока, энергетическая установка тепловоза и САУ тепловозом. Разработанные методики составления математических моделей использованы при создании динамических моделей дизеля 16ЧН26/26 дизель-генератора 7-9 ДГ и энергетической установки тепловоза 2ТЭ116, предназначенных для расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени.

Методы исследования Исследования проводились следующими методами: - методом анализа информационных источников;

- методом анализа теории рабочих процессов комбинированных дизелей, теории электрических машин, теории автоматического управления и регулирования;

- методом экспериментального исследования установившихся и неустановившихся режимов комбинированного дизеля;

- методом расчётного исследования динамических режимов комбинированного дизеля в составе дизель-генератора и энергетической установки тепловоза;

- методом полунатурного моделирования переходных процессов комбинированного дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

Цели и задачи диссертации Целью диссертации является разработка методов и средств расчётно-экспериментального исследования комбинированных дизелей с использованием полунатурного моделирования, направленных на повышение эффективности работы дизелей на динамических режимах. Задачи диссертации:

- провести экспериментальное исследование дизеля с имитацией неустановившихся режимов с целью анализа особенностей работы дизеля в динамике и обоснования подходов к составлению его динамической математической модели;

- провести расчётное исследование способов улучшения показателей качества переходных процессов дизель-генератора;

- разработать динамическую математическую модель комбинированного дизеля для расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени динамических режимов;

- разработать динамическую математическую модель энергетической установки тепловоза, позволяющую имитировать режимы работы тепловозного дизеля в реальном времени;

- разработать стенд для полунатурного моделирования в реальном времени режимов работы комбинированного дизеля в составе энергетической установки;

- разработать программные средства для представления математической модели энергетической установки с дизелем в компьютерной части стенда и функционирования устройств сопряжения стенда;

- провести полунатурное моделирование переходных процессов комбинированного дизеля в составе энергетической установки тепловоза и проанализировать результаты моделирования;

- разработать предложения по повышению эффективности работы дизеля в составе энергетической установки тепловоза.

Достоверность научных положений Достоверность научных положений подтверждена соответствием результатов расчётного исследования и полунатурного моделирования в реальном времени установившихся и динамических режимов комбинированного дизеля и экспериментальных данных для сходственных режимов работы, полученных в условиях реальной эксплуатации энергетических установок.

Научные положения, выносимые на защиту На защиту выносятся следующие научные положения диссертации:

- анализ особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах по результатам экспериментального исследования с имитацией условий работы дизеля в динамике;

- методика составления математической динамической модели комбинированного дизеля для полунатурного моделирования в реальном времени и разработанная математическая динамическая модель тепловозного дизеля;

- методика составления математической динамической модели энергетической установки, имитирующая динамические режимы работы в реальном времени, и разработанная математическая динамическая модель энергетической установки тепловоза;

- методы разработки стенда полунатурного моделирования динамических режимов технических устройств в реальном времени;

- методы повышения эффективности работы комбинированного дизеля в составе дизель-генератора и энергетической установки тепловоза.

Практическая ценность результатов

Результаты экспериментального и расчётного исследования особенностей работы комбинированного дизеля на неустановившихся режимах могут быть использованы для выбора параметров дизеля и системы приёмистости для повышения качества процессов регулирования частоты вращения вала дизель-генераторов переменного тока.

Разработанные математические динамические модели комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза и методы и средства полунатурного моделирования позволяют ускорить и удешевить процесс разработки, отладки и настройки элементов САУ тепловоза и других типов транспортных средств, а также заменить дорогостоящие экспериментальные испытания на полунатурные.

Область применения результатов Методы интенсификации переходных процессов дизель-генераторов, разработанные динамические модели комбинированного дизеля и энергетической установки тепловоза, стенд полунатурного моделирования могут использоваться на предприятиях, занимающихся проектированием и производством дизелей, элементов систем управления энергетических установок тепловозов, а также других типов транспортных средств и технических устройств широкого промышленного назначения.

Список публикаций По результатам диссертации опубликовано 17 научных статей, из них 14 — в журналах, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций по данному направлению.

Апробация и внедрение результатов По результатам диссертации сделаны доклады: на Всероссийском научно-техническом семинаре по управлению энергетическими установками в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2007, 2008 и 2009 г.; на научно-технической конференции «3-й Луканинские чтения, решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» в МАДИ (ГТУ) в 2007 г.; на межотраслевой научнотехнической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС» в СПбГМТУ в 2008.

Результаты диссертации внедрены в ООО «111 il I Дизельавтоматика» и ЗАО «ЮТА».

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объём работы 281 страница, включая 105 рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 176 наименований на 16 страницах. Приложение на 2 страницах содержит документы о внедрении результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённых теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы и средства, направленные на повышение эффективности работы дизелей и качества процессов управления ими на динамических режимах. По результатам диссертационной работы сделаны следующие основные выводы.

1. В современных условиях сокращения сроков выпуска новых образцов двигателей разработка систем управления проводится одновременно с созданием самого двигателя. На этапе проектирования, когда элементы САУ уже реализованы аппаратурно и конструктивно, а двигатель физически ещё не существует, целесообразно продолжать разработку и отладку системы управления методом полунатурного моделирования, сопрягая натурные устройства автоматики с динамической компьютерной моделью двигателя, которая имитирует его функционирование в реальном времени. Полунатурное моделирование даёт возможность также экономить средства, затрачиваемые на испытания двигателей.

2. Анализ существующих математических моделей комбинированных дизелей показал, что они не отвечают требованиям моделирования в реальном времени. Для анализа особенностей работы дизелей в динамике и обоснования подхода к составлению математической динамической модели дизеля для полунатурного моделирования проведено экспериментальное исследование одноцилиндрового отсека дизеля размерности 26/26 с имитацией динамических режимов. Методика проведения эксперимента предусматривает подвод воздуха в цилиндр двигателя от постороннего источника, чем обеспечивается независимое изменение параметров рабочего процесса, соответствующее условиям неустановившимся режимам работы дизеля.

3. По результатам экспериментов составлена динамическая модель дизеля 16ЧН26/26 как привода генератора переменного тока и проведено расчётное исследование влияния на переходные процессы САУ параметров регулятора, дизеля и системы приёмистости с целью повышения качества процессов регулирования дизель-генератора.

4. Анализ характеристик дизеля в условиях работы на неустановившихся режимах показал, что при составлении универсальной динамической модели целесообразно формировать функциональные зависимости для таких величин, как индикаторный КПД, коэффициент наполнения и др., которые могут быть получены при стандартных испытаниях дизеля.

5. Предложена методика составления динамической математической модели комбинированного дизеля для полунатурного моделирования. Изменения основных параметров элементов комбинированного дизеля описываются дифференциальными уравнениями динамического баланса потоков энергии и массы газа. Для достижения высокой скорости расчёта часть параметров рабочего процесса дизеля задана в виде функциональных зависимостей от других (первичных) параметров. В эту группу включены коэффициенты, характеризующие отличие реальных рабочих процессов от теоретических, и параметры рабочего процесса, определение которых требует значительного времени при расчётах: индикаторный КПД дизеля, коэффициент наполнения, адиабатический КПД компрессора, эффективный КПД турбины и др.

6. На основе анализа методов интерполяции и аппроксимации выбран способ описания функциональных зависимостей параметров рабочих процессов в виде полиномов, коэффициенты которых определены методом наименьших квадратов. Выбор необходимых полиномов осуществлялся из условий высокой точности приближения к исходным данным и соответствия физической картине рабочего процесса комбинированного дизеля.

7. По предложенной методике составлены динамические математические модели дизеля 16ЧН26/26 и энергетической установки тепловоза 2ТЭ116, имитирующие неустановившиеся режимы работы в реальном времени.

8. Для осуществления цифрового полу натурного моделирования разработан комплекс аппаратурных и программных средств, образующих стенд полунатурного моделирования. В натурную часть стенда входят микропроцессорный контроллер, исполнительное устройство и другие элементы САУ. Цифровая компьютерная модель описывает динамические свойства комбинированного двигателя и транспортной установки. Связь между натурной и модельной частями стенда в реальном времени осуществляется устройством сопряжения.

9. Разработано программное обеспечение функционирования цифровых моделей дизеля и энергетической установки и работы устройства сопряжения стенда по преобразованию и формированию сигналов информационных потоков между натурной и модельной частями стенда.

10. Проведено полунатурное моделирование характерных режимов работы дизеля 16ЧН26/26 в составе энергетической установки тепловоза 2ТЭ116. Сравнение результатов моделирования динамических режимов с аналогичными экспериментальными переходными процессами изменения основных параметров дизеля и энергетической установки показало работоспособность разработанного стенда и адекватность описания рабочих процессов комбинированного дизеля и энергетической установки составленными моделями.

11. Методом полунатурного моделирования проведено исследование влияния настроек регулятора на качество процессов управления и регулировал ния энергетической установки тепловоза при изменении позиции КМ (канал управления) и момента сопротивления движению поезда (канал регулирования).

12. Проведён анализ методов повышения эффективности работы тепловозного дизеля на динамических режимах.

1. Beckman E.W., Fagley W.S., Sarto J.O. Exhaust Emission Control by Chrysler. The Cleaner Air Package // SAE Technical Paper Series. 1966. № 660654. P. 1-7.

2. Springer K.J., Dietzman H.E. Diesel Exhaust Hydrocarbon Measurement a Flame Lonization Method // SAE Technical Paper Series. 1970. № 700106. P. 1-9.

3. Работа дизелей на нетрадиционных топливах / В.А. Марков и др. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. 464 с.

4. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. М.: Колос, 1994. 224 с.

5. Стандарты на состав отработавших газов тракторных и комбайновых дизелей / А.Р. Кульчицкий и др. // Двигателестроение. 1966. № 1. С. 13.

6. Филипосянц Т.Р., Кратко А.П., Мазинг М.В. Пути снижения вредных выбросов отработавшими газами автомобильных двигателей. М.: НИИавтопром, 1979. 65 с.

7. Филиппов А.З. Токсичность отработавших газов тепловых двигателей. Киев.: Вища школа, 1980. 160 с.

8. Грехов Л.В., Иващенко H.A., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2004. 344 с.

9. Корнилов Г.С. Теоретическое и экспериментальное обоснование способов улучшения экологических показателей и топливной экономичности автомобильных дизелей: Дисс. . докт. техн. наук. М. 2005. 439 с.

10. Марков В.А., Баширов РП.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана:, 2002. 376 с.

11. Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2000. 79 с.

12. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А.Д. Блинов и др.; Под. ред. B.C. Папонова, A.M. Минеева. М.: НИЦ «Инженер», 2000. 332 с.

13. Kapus P., Ofner H. Development of Fuel Injection Equipment and Combustion System for D1 Diesels Operated on Dimethyl Ether // SAE Technical Paper Series. 1991. №950062. P. 1-18.

14. Ильинский А.И. Киотский протокол и новый углеродный ресурс России

15. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. 2004. № 6. С. 6466.

16. Кульчицкий А.Р., Эфрос В.В. Транспорт и парниковые газы // Автомобильная промышленность. 2005. № 6. С. 5-8.

17. Луканин В.Н., Камфер Г.М. Тепловой двигатель как источник «энтропийного» загрязнения // Двигатели внутреннего сгорания: проблемы, перспективы развития: Труды МАДИ (ТУ). М., 2000. С. 51-67.

18. О методике комплексной оценки уровня экологической безопасности автомобиля в жизненном цикле / В.Ф. Кутенёв и др. // «Автомобильные и тракторные двигатели»: Межвуз. сб. (М.). 1999. Вып. 15. С. 88-96.

19. ГОСТ Р 51249-99. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 10 с.

20. ГОСТ Р 51250-99. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дым-ность отработавших газов. Нормы и методы определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 12 с.

21. Bosch: Системы управления дизельными двигателями: Пер. с немецк. М.: Изд-во «За рулём», 2004. 480 с.

22. Исследование характеристик дизеля с двухимпульсным регулятором с переменным коэффициентом усиления / И.В. Леонов и др. // Известия вузов. Машиностроение. 1984. № 10. С. 83-86.

23. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1988. 216 с.

24. Разработка систем управления дизелями, обеспечивающих улучшение экономических и экологических показателей / В.И. Крутов и др. // 165 лет МГТУ им. Н.Э. Баумана: Тезисы докл. межвуз. науч.-тех. конф. М., 1995. Часть 1. С. 98.

25. Улучшение экономических и экологических показателей транспортных дизелей путём совместного управления процессами топливоподачи и воздухо-снабжения / А.Г. Кузнецов и др. // Конверсия. 1996. № 10. С. 40-44.

26. Улучшение экологических показателей транспортных дизелей путём управления процессом топливоподачи / А.Г. Кузнецов и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2000. № 2. С. 62-74.

27. Разработка и исследование системы подачи смесевых топлив: Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана / А.Г. Кузнецов и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2000. № 3. С. 121.

28. Geurts D., Schreurs В., Peters М. Managing Euro IV: Cost-Effective Solution for Emission-Busting Technology // Engine Technology International. 1998. № 2. P. 2326.

29. К статическому расчёту двухимпульсного регулятора комбинированного двигателя / В.И. Крутов и др. // Известия вузов. Машиностроение. 1983. № 9. С.85-89.

30. Крутов В.И., Кузнецов А.Г. Перспективы развития автоматического регулирования автомобильных дизелей // Автомобильная промышленность. 1987. № 2. С. 10-11.

31. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива / А.Г. Кузнецов и др. // Автомобильная промышленность. 1994. № 9. С. 9-12.

32. Формирование оптимальных настроек системы управления транспортным дизелем с регулированием угла опережения впрыскивания / В.И. Крутов и др. // Автомобильные и тракторные двигатели: Межвуз. сб. (М.). 1996. Вып. 13. С. 15-26.

33. Микропроцессорная система управления автотракторным дизелем / O.A. Горбунов и др. // Двигатель 97: Сб. тез. докл. Международной науч.-тех. конф. М., 1997. С. 105-106.

34. Влияние способа регулирования частоты вращения на токсичность отработавших газов транспортного дизеля: Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана / А.Г. Кузнецов и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 1997. № 2. С. 126.

35. Кузнецов А.Г., Марков В.А., Шатров В.И. Проблемы создания и совершенствования систем управления дизелей // Известия вузов. Машиностроение. 1999. № 5-6. С.76-87.

36. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива в цилиндры дизеля / А.Г. Кузнецов и др. // Автомобильная промышленность. 2009. №2. С. 9-12.

37. Электроника корректирует подачу топлива в дизель / Ю.Е. Хрящёв и др. // Автомобильная промышленность. 2001. № 7. С. 13-16.

38. Богачёв С.А., Хрящёв Ю.Е. Электрогидравлическая форсунка с двухпози-ционным клапаном // Известия вузов. Машиностроение. № 2-3. С. 61-75.

39. ТНВД с электронным управлением топливоподачей / А.Г. Кузнецов и др. // Автомобильная промышленность. 2000. № 10. С. 11-15.

40. Кузнецов А.Г. Анализ критериев экономичности и токсичности работы транспортных двигателей // Двигателестроение. 1996. № 2. С. 67-68.

41. ГОСТ 10511-72. Системы автоматического регулирования скорости (САРС) дизелей стационарных, судовых, тепловозных и промышленного назначения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1972. 14 с.

42. Кузнецов А.Г., Трифонов В.Л., Боковиков А.Н. Вопросы разработки стенда полунатурного моделирования динамических режимов систем управления

43. Научно-техническая конференция 3-й Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: Тезисы докладов. М., 2007. С. 63-64.

44. Кузнецов А.Г., Трифонов В.Л. Разработка стенда полунатурного моделирования систем управления двигателями: Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2008. № 3. С. 117.

45. Кузнецов А.Г., Трифонов В.Л. Разработка стенда полунатурного моделирования энергетической установки с дизелем // Актуальные проблемы развития поршневых ДВС: Материалы межотраслевой научно-технической конференции. СПб., 2008. С. 96-98.

46. Кузнецов А.Г. Стенд полунатурного моделирования динамических режимов энергетических установок с дизелями // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2008. № 4. С. 25-29.

47. Пополитов В.Н. Разработка методов и программных средств полунатурного моделирования систем управления динамическими объектами: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1984. 165 с.

48. Никонов Б.С., Новикова А.П. Информационно-измерительные устройства для полунатурного моделирования: Учебное пособие. М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1987. 50 с.

49. Казаков Ю.П., Смелянский P.JI. Об организации распределённого имитационного моделирования // Программирование. 1994. № 2. С. 45-64.

50. Алгоритм имитационного моделирования эхо-сигналов PJIC обзора поверхности земли / И.С. Тырышкин и др. // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2001. №5. С. 26-31.

51. Киселёва Ю.В., Кренев А.Н. Полунатурное моделирование в задаче картографирования земной поверхности // Телекоммуникации. 2003. № 2. С. 17-21.

52. Черепанов Е.О. Разработка и реализация методов имитационного моделирования программно-аппаратных средств управления комплексами безопасности: Автореф. дисс. . кан. техн. наук. Дубна. 2004. 19 с.

53. Дизели: Справочное пособие конструктора / H.A. Андреевский и др.; Под ред. В.А. Ваншейдта. M.-JL: Машгиз, 1957. 442 с.

54. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / В.П. Алексеев и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение. 1980. 288 с.

55. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. 372 с.

56. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. 384 с.

57. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. 456 с.

58. Портнов Д.А. Быстроходные турбопоршневые двигатели с воспламенением от сжатия. М.: Машгиз, 1963. 639 с.

59. Теория двигателей внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко и др.; Под. ред. Н.Х. Дьяченко. JL: Машиностроение, 1974. 552 е.

60. Кулешов A.C., Грехов Л.В. Расчётное формирование оптимальных законов управления дизелями на традиционных и альтернативных топливах // Безопасность в техносфере. 2007. № 5. С. 30-32.

61. Кулешов A.C., Грехов JI.B. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2000. 64 с.

62. Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования двигателей (уравнения движения и устойчивость). М.: Гостеориздат, 1952. 512 с.

63. Блох З.Ш. Динамика линейных систем автоматического регулирования машин. М.: Гостеориздат, 1952. 491 с.

64. Кац A.M. Автоматическое регулирование скорости двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Ю.В. Долголенко и А.И. Лурье. Л.: Машгиз, 1956. 304 с.

65. Левин М.И. Автоматизация судовых дизельных установок. Л.: Судостроение, 1969. 466 с.

66. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1979. 615 с.

67. Крутов В.И. Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект. М.: Машиностроение, 1978. 472 с.

68. Крутов В.И. Переходные процессы систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1965. 252 с.

69. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. 416 с.

70. Толшин В.И. Устойчивость параллельной работы дизель-генераторов. Л.: Машиностроение, 1970. 200 с.

71. Толшин В.И., Ковалевский Е.С. Переходные процессы в дизель- генераторах. Л.: Машиностроение, 1977. 168 с.

72. Никулин М.А., Шегалов И.Л. Оптимизация систем регулирования и управления тепловозов. М.: Транспорт, 1971. 191 с.

73. Левин М.И., Звонцов В.А., Печищев М.И. Анализ проводимости каналов нагрузки главного судового дизеля методами статистической динамики // Энергомашиностроение. 1978. № 1. С. 4-6.

74. Звонцов В.А. Передаточные и переходные функции каналов контроля нагрузки главных судовых дизелей // Двигателестроение. 1984. № 11. С. 34-35.

75. Крутов В.И. Учёт дискретности работы ДВС при оценке его динамических свойств как регулируемого объекта // Двигателестроение. 1991. № 4. С. 32-33.

76. Пинский Ф.И. Оптимизация режимов работы дизелей электронным управлением впрыскивания топлива: Дисс. . докт. техн. наук. Коломна. 1986. 406 с.

77. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. 340 с.

78. Фомин Ю.Я., Мирошников В.В. Основы математического решения задачи определения оптимальных параметров топливной аппаратуры // Тракторы и сельхозмашины. 1970. № 10. С. 7-10.

79. Мирошников В.В. Оценка устойчивости решения задачи определения оптимальных конструктивных параметров топливных систем дизелей // Тракторы и сельхозмашины. 1973. № 6. С. 3-6.

80. Мирошников В.В. Градиентно-статистический метод расчёта на ЭЦВМ оптимальных параметров топливной аппаратуры дизелей // Энергомашиностроение. 1974. №4. С. 16-18.

81. Емельянов П.С., Романовский В.В., Шегалов И.Л. Вероятностные процессы в судовых энергетических установках. М.: Транспорт, 1993. 125 с.

82. Звонов В.А., Фурса В.В. Применение метода математического планирования эксперимента для оценки токсичности двигателя // Двигатели внутреннего сгорания: Республиканский межведомственный научно-технический сборник (Харьков). 1973. Вып. 17. С. 99-105.

83. Кузнецов А.Г. Анализ и синтез системы автоматического регулирования скорости дизеля с регулятором прямого действия, заполненным топливом: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1981. 196 с.

84. Пугачёв B.C. Теория случайных функций и её применение к задачам автоматического управления. М.: Физматгиз, 1962. 883 с.

85. Досик В.А. Применение регрессионного анализа для получения обобщённых эмпирических зависимостей // Двигателестроение. 1981. № 2. С. 14-16.

86. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973.392 с.

87. Левин М.И., Петров A.C. Принципы создания автоматизированных стендов для испытаний дизелей в условиях, близких к эксплуатационным // Энергомашиностроение. 1976. № 8. С. 6-8.

88. Левин М.И., Звонцов В.А. Оценка динамической погрешности каналов контроля нагрузки главного судового дизеля по экспериментальным характеристикам // Научные труды ЦНИДИ. 1978. Вып. 73. С. 97-108.

89. Звонцов В.А. О характере изменения корреляционных связей между контролируемыми параметрами главного судового дизеля в эксплуатационных условиях // Двигателестроение. 1980. № 2. С. 36-38.

90. Боковиков А.Н. Задачи моделирования динамических режимов автомобильного дизеля // Электронное научное издание «Наука и образование: электронное научно-техническое издание». 2009. № 4. http://technomag.edu.ru/doc/ 117297.html.

91. Храмов Ю.В. Расчётно-экспериментальный метод исследования переходных процессов автотракторных дизелей // Автомобильная промышленность. 1965. №2. С. 5-7.

92. Шатров В.И. Анализ переходных процессов линейной модели дизеля с тур-бонаддувом: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1966. 196 с.

93. Данилов Ф.М. Анализ динамических свойств системы автоматического регулирования дизеля с турбонаддувом: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1967. 141 с.

94. Леонов И.В. Двухимпульсная система регулирования дизеля с турбонадду-вом: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1967. 150 с.

95. Возницкий И.В., Пунда A.C. Дифференциальные уравнения, описывающие скорости подготовки и сгорания топлива в цилиндре дизеля // Судовые силовые установки (М.). 1975. Вып. 15. С. 81-87.

96. Самсонов Л.А. Использование метода планирования экспериментов в математических моделях рабочих процессов судовых двигателей // Двигателестрое-ние. 1979. №5. С. 45-46.

97. Самсонов Л.А. Некоторые результаты моделирования динамических режимов работ системы главный судовой дизель — регулятор частоты вращения на ЭЦВМ // Двигателестроение. 1979. № 8. С. 29-30.

98. Косгрифф Р. Применение линейных дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами для исследования нелинейных систем // Труды 1 Международного конгресса ИФАК. М., 1961. Т. 1. С. 23-35.

99. Арефьев Б.А. Определение характеристик нелинейных объектов в процессе их нормальной эксплуатации // Известия вузов. Радиофизика. 1964. Т. 7, № 5. С. 949-957.

100. Петров В.А., Вершинин A.C. Протекание рабочего процесса дизеля в переходных режимах // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств, сб. (М.). 1966. Вып. 6. С. 57-60.

101. Крутов В.И., Кузьмик П.К. Графо-аналитический метод построения переходных процессов нестационарных систем автоматического регулирования

102. Труды ЦНИТА. 1966. Вып. 30. С. 19-26.

103. Васильев-Южин P.M. Численное моделирование эксплуатационных характеристик дизелей// Двигателестроение. 1980. № 4. С. 34-36.

104. Байбурин Ф.З., Васильев-Южин P.M. Математическое моделирование неустановившихся режимов работы судового дизеля. Общие принципы // Двигателестроение. 1987. № 9. С. 30-33.

105. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1975. 768 с.

106. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 256 с.

107. Основы автоматического регулирования и управления / Л.И. Каргу и др.; Под ред. В.М. Пономарёва, А.П. Литвинова. М.: Высшая школа, 1974. 439 с.

108. Сабуров Ф.Ф. Учёт нелинейностей в изодромном регуляторе скорости тепловозного двигателя внутреннего сгорания // Труды ЛИИЖТ. 1964. Вып. 232. С. 67-80.

109. Канило П.М. Исследование динамики регулирования скорости тепловозных дизель-генераторов типа Д 100: Автореф. дисс. . кан. техн. наук. Харьков. 1970. 28 с.

110. Эпштейн A.C., Коцюба П.И. Применение ЭЦВМ «Урал-2» для расчёта переходных процессов дизель-генератора с приводным нагнетателем // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств, сб. (М.). 1966. Вып. 2. С. 21-35.

111. Васильев-Южин P.M. Газообмен в четырёхтактном дизеле // Двигателе-строение. 1979. № 2. С. 3-5.

112. Васильев-Южин P.M., Гацак П.М., Голованов А.И. Разработка алгоритмического обеспечения параметрического диагностирования судовых ДВС // Дви-гателестроение. 1984. № 1. С. 43-46.

113. Васильев-Южин P.M. Исследование совместной работы дизеля и агрегатов воздухоснабжения при изменении внешних условий // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств, сб. (М.). 1977. Вып. 25. С. 42-49.

114. Построение алгоритма диагностирования малооборотного дизеля на основе регрессионных моделей (для использования с устройством К-748) / Е.В. Дмитриевский и др. // Двигателестроение. 1984. № 1. С. 46-49.

115. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. 240 с.

116. Шишкин В.А., Демиденко Е.П. Стохастическое моделирование работы судового дизеля по данным эксплуатационного контроля // Двигателестроение. 1984. № 11. С. 36-38.

117. Аведьян Э.Д., Цыпкин Я.З. Обобщённый алгоритм Качмажа // Автоматика и телемеханика. 1979. № 1. С. 72-78.

118. Рабочие процессы судовых дизелей / И.В. Возницкий и др.. М.: Транспорт, 1979. 208 с.

119. Путятинский В.А., Орлов A.B., Дружинин J1.B. Оптимальное регулирование частоты вращения дизель-электрической установки с асинхронным генератором в зависимости от нагрузки // Двигателестроение. 1981. № 7. С. 30-32.

120. Планирование эксперимента при построении универсальных характеристик малооборотного дизеля / Ю.А. Пахомов и др. // Двигателестроение. 1981. № 8. С. 14-15.

121. Котиков Ю.Г., Егоров А.Б., Богомазов A.B. Вероятностные модели эксплуатационных режимов автомобильного двигателя и использование их в технико-экономическом анализе // Двигателестроение. 1979. № 11. С. 42-45.

122. Костин А.К., Кадышевич Е.Х., Никитин В.В. Способ оценки ресурса дизеля до первой переборки // Двигателестроение. 1981. № 1. С. 47-48.

123. Приходько И.М., Филиппов Э.Б., Фомин A.B. Анализ результатов оптимизации параметров рабочего процесса двигателя Стирлинга на основе идеальной изотермической модели // Двигателестроение. 1981. № 11. С. 9-10.

124. Коссов Е.Е., Сухопаров С.И. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов. М.: Интекст, 1999. 184 с.

125. Кузьмик П.К. Моделирование переходных процессов транспортного дизеля с учётом основных нелинейностей: Дисс. . канд. техн. наук. М. 1969. 119 с.

126. Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985. 216 с.

127. Mean Value Modeling of a Small Turbocharged Diesel Engine / J.P. Jensen & all. // SAE Technical Paper. 1991. 910070. P. 1-20.

128. Kao M., Moskwa J.J. Turbocharged Diesel Engine Modeling for Nonlinear Engine Control and Estimation // ASME Jornal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 1995. Vol 117. P. 20-32.

129. Muller M., Hendricks E., Sorenson S.C. Mean Value Modeling of Turbocharged Spark Ignition Engines // SAE Technical Paper. 1998. 980784. P. 125-145.

130. Moraal P., Kolmanovsky I. Turbocharged Modeling for Automotive Control Applications// SAEPaper. 1999. 1999-01-0908. P. 309-322.

131. Coordinated EGR VGT Control for Diesel Engines: an Experimental Comparison / P. Moraal & all. // SAE Paper. 2000. 2000-01-0266. P. 1-16.

132. Guzzella L., Wenger U., Martin R. IC-engine Downsiring and Pressure-Ware Supercharging for Fuel Economy // SAE Technical Paper. 2000. 2000-01-1019. P. 1-10.

133. Jung M. Mean-Value Modeling and Robust Control of the Airpath of a Turbocharged Diesel Engine: This dissertation is submitted for the degree of Doctor of Philosophy. Cambridge: Departament of Engineering University of Cambridge, 2003. 145 p.

134. Model Based Control of the VGT and EGR in a Turbocharged Common Rail Diesel Engine: Theory and Passenger Car Implementation / M. Amman & all.

135. SAE Paper. 2003. 2003-01-0357. P. 1-14.

136. Compact and Accurate Turbocharged Modeling for Engine Control / S.C. Sorenson & all. // SAE Technical Paper. 2005. 2005-01-1942. P. 1-16.

137. System Structure and Controller Concept for an Advanced Turbocharged / V. Mueller & all. // SAE Paper. 2005. 2005-01-3888. P. 1-15.

138. Eriksson L. Modeling and Control of Turbocharged SI and DI Engines. Oil & Gas Science and Technology // Rev. IFP. 2007. Vol 62, No 4. P. 523-538.

139. Nelson S.A., Filipi Z.S., Assanis D.N. The Use of Neural Networks for Matching Compressors With Diesel Engines // Spring Technical Conference. New York. 1996. Vol ICE-26-3. P. 35-42.

140. Traver M.L., Atkinson R.J., Atkinson C.M. Neural Network based Diesel Engine Emissions Prediction Using in - cylinder Combustion Pressure // SAE Paper. 1999. 1999-01-1532. P. 1-17.

141. Hafner M. Model Based Determination of Dynamic Engine Control Function Parameters // SAE Paper. 2001. 01FL-319. P. 1-16.

142. Brahma I., Fie Y., Rutland C.J. Improvement of Neural Network Accuracy for Engine Simulations // SAE Paper. 2003. 2003-01-3227. P. 1-18.

143. Wu В., Filipi Z., Assanis D. Using Artificial Neural Networks for Representing the Air Flow Rate Throgh a 2.4 Liter WT Engine // SAE Paper. 2004. 2004-013054. P. 1-11.

144. Zweiri Y.H. Diesel Engine Indicated Torque Estimation Based on Artificial Neural Networks // International Jornal of Intelligent Technology. 2006. Vol 1, No 3. P. 233-239.

145. Болдов H.A., Степанов А.Д. Теплоэлектрический подвижной состав. М.: Транспорт, 1968. 360 с.

146. Пушкарёв И.Ф. Уравнение движения системы автоматического управления гидромеханической передачей тепловоза // Труды ЛИИЖТ. 1961. Вып. 176. С. 70-79.

147. Пушкарёв И.Ф., Шегалов И.Л. Бесконтактная электрическая система автоматического управления гидропередачи тепловоза и принципы её электронного моделирования // Труды ЛИИЖТ. 1963. Вып. 206. С. 9-17.

148. Пушкарёв И.Ф. Исследование системы автоматического управления ступенчатой гидропередачи тепловоза на электронной моделирующей установке

149. Труды ЛИИЖТ. 1964. Вып. 232. С. 44-59.

150. Сабуров Ф.Ф. Основные уравнения динамики переключения ступеней скорости в многоциркуляционных гидропередачах тепловозов // Труды ЛИИЖТ. 1964. Вып. 232. С. 133-141.

151. Никулин М.А. Основы анализа и синтеза электрической цепи тепловоза с электрической передачей // Труды ЛИИЖТ. 1964. Вып. 232. С. 89-94.

152. Никулин М.А. Упрощённые уравнения переходных процессов в электрической передаче тепловозов // Труды ЛИИЖТ. 1955. Вып. 149. С. 57-69.

153. Бабичков A.M., Новиков А.П. Численные методы решения уравнения движения поезда, управляемого автомашинистом // Труды МИИТ. 1963. Вып. 161. С. 80-91.

154. Быков A.C. Электрические стенды для исследования систем автоматического регулирования скорости дизель-генераторов. // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств, сб. (М.). 1974. № 4-74-19. С. 18-32.

155. Динамическое моделирование и испытания технических систем / И.Д. Кочубиевский и др. ; Под ред. И.Д. Кочубиевского. М.: Энергия, 1978. 303 с.

156. Стенд для исследования динамических свойств регуляторов скорости дизелей / В.И. Крутов и др. // Двигателестроение. 1979. № 2. С. 21-22.

157. Лысенко A.A., Ватин П.А., Никитин A.B. Стенд для испытания регуляторов скорости непрямого действия // Двигателестроение. 1981. № 10. С. 29-31.

158. Тепловоз 2ТЭ116 / С.П. Филонов и др.. М.: Транспорт, 1996. 334 с.

159. Лукин Н.М., Стрекопытов В.В., Рудая К.И. Передачи мощности тепловозов. М.: Транспорт, 1987. 279 с.

160. Крутов В.И., Кузнецов А.Г., Шатров В.И. Анализ методов составления математической модели дизеля с газотурбинным наддувом // Известия вузов. Машиностроение. 1994. № 10-12. С. 62-69.

161. Кузнецов А.Г., Трифонов В.Л., Марков В.А. Математическая модель системы автоматического регулирования дизеля с турбонаддувом // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2000. № 4. С. 106-119.

162. Кутьков Г.М. Тяговая динамика тракторов. М.: Машиностроение, 1980. 215 с.

163. Никитин Е.А., Лобастов В.М., Шутков Е.А. Экспериментальное исследование САР скорости дизель-генератора переменного тока с электронно-гидравлическим регулятором // Двигателестроение. 1979. № 9. С. 27-29.

164. Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Математическая модель системы воздухо-снабжения автомобильного дизеля для полунатурного моделирования его динамических режимов // Грузовик. 2009. №11. С.30-33.

165. Кузнецов А.Г. Математическая модель дизеля // Автомобильная промышленность. 2010. № 2. С.30-33.

166. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: Государственное энергетическое издательство, 1949. 396 с.

167. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. 239 с.

168. Харде В. Прикладная непараметрическая регрессия: Пер. с англ. М.: Мир, 1993. 349 с.

169. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере. М.: ИНФРА, 2003. 544 с.

170. Кузнецов А.Г., Лиходед Е.И. Описание функциональных зависимостей динамической модели дизеля полиномами // Актуальные проблемы развития поршневых ДВС: Материалы межотраслевой научно-технической конференции. СПб., 2008. С. 98-101.

171. Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Результаты полунатурного моделирования режимов работы автомобильного дизеля // Грузовик. 2009. № 12. С. 15-17.

172. Кузнецов А.Г. Динамическая модель энергетической установки тепловоза // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2009. № 3. С. 49-56.

173. Волынский Б.А., Зейн E.H., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энерго-атомиздат, 1987. 528 с.

174. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины. Часть 2. М.: Высшая школа, 1979. 304 с.