автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Снижение эксплуатационного расхода топлива тепловозами 2ТЭ116 путем применения микропроцессорной системы управления дизель-генератором

кандидата технических наук
Бычков, Дмитрий Аркадьевич
город
Москва
год
2005
специальность ВАК РФ
05.22.07
Диссертация по транспорту на тему «Снижение эксплуатационного расхода топлива тепловозами 2ТЭ116 путем применения микропроцессорной системы управления дизель-генератором»

Автореферат диссертации по теме "Снижение эксплуатационного расхода топлива тепловозами 2ТЭ116 путем применения микропроцессорной системы управления дизель-генератором"

На правах рукописи

БЫЧКОВ Дмитрий Аркадьевич

СНИЖЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ТЕПЛОВОЗАМИ 2ТЭ116 ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОМ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 200S

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии "Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (ФГУП ВНИИЖТ)

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор КОССОВ Евгений Евгеньевич (ВНИИЖТ)

доктор технических наук, профессор Гршценко Александр Васильевич (ПГУПС)

кандидат технических наук

Подшивалов Алексей Борисович (ВНИИЖТ)

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Защита диссертации состоится "_"_ 2006 года в_

часов на заседании диссертационного совета Д218.002.01 при Федеральном государственном унитарном предприятии "Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" по адресу: 129851, г. Москва, ул. 3-я Мытищинская, д. 10, конференц-зал Опытного завода ВНИИЖТ.

Автореферат разослан "_"_2006 г.

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке ВНИИЖТ.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в адрес института.

Ученый секретарь диссертационного совета/^---у

доктор технических наук, профессор Т. Гребешок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

В тепловозном хозяйстве около 40 % эксплуатационных расходов приходится на приобретение дизельного топлива. Тепловозами ежегодно расходуется более 2,5 млн. тонн топлива на сумму около 27 млрд. руб., поэтому работы по снижению эксплуатационного расхода имеют приоритетное значение. Расход топлива дизель-генератором локомотива определяется в первую очередь конструкционными характеристиками дизеля, качеством работы системы регулирования и режимами нагружения. В последние годы в различных областях промышленности и транспорта активно внедряются управляющие системы на базе микроэлектронной техники. Перевод системы объединенного регулирования силовой установки тепловоза с гидромеханической на микропроцессорную основу открывает широкие возможности для повышения качества регулирования дизель-генераторов. Автоматическая корректировка внешней характеристики

высокофорсированных дизелей в зависимости от внешних условий, повышение стабильности поддержания частоты вращения вала и мощности, исключение перегрузок дизель-генератора, четкое ограничение цикловой подачи топлива по текущему значению коэффициента избытка воздуха и применение секционной тяги, позволяют существенно снизить эксплуатационный расход топлива, а также улучшить показатели надежности и экологические характеристики.

Целью диссертационной работы является исследование и анализ возможных путей повышения топливной экономичности тепловозов 2ТЭ116 с помощью электронных систем регулирования дизель-генераторов, анализ и проверка эффективности изменения настройки тепловозной характеристики дизеля, разработка нового алгоритма управления секционной тягой, анализ и

ЦЕЛЬРАБОТЫ

проверка эффективности его применения.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Поставленные задачи решались с использованием методов математического моделирования, графо-аналитического и

экспериментального исследования.

Основным методом теоретического исследования послужило математическое моделирование процессов в силовой установке тепловоза при работе в условиях эксплуатации, в т. ч. в переходных режимах работы дизеля, при изменении нагрузки в зависимости от случайных факторов, связанных с поездной работой.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

- разработана модель нагрузки дизель-генератора, описывающая потери в тяговой передаче, затраты энергии вспомогательным оборудованием и расход энергии на движение поезда по участку пути с заданным профилем;

- определена новая настройка тепловозной характеристики дизель-генератора при расширенном диапазоне номинальной частоты вращения 850 + 1000

Об, . 'миы.>

- создана методика определения точек перехода на асинхронное и синхронное нагружение секций с учетом температуры окружающей среды и скорости движения локомотива;

- разработан и исследован новый алгоритм управления секционной тягой;

- подтверждена эффективность применения предлагаемых настройки тепловозной характеристики дизель-генератора и алгоритма управления секционной тягой.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

На основании выполненных исследований разработаны предложения по повышению эксплуатационной топливной экономичности серийных

тепловозов 2ТЭ116 за счет применения цифровых программируемых систем управления.

Определена новая настройка тепловозной характеристики дизель-генератора 1А-9ДГ с расширенной областью рабочих режимов при сохранении тяговых свойств тепловоза по позициям контроллера.

Определены потенциальные возможности снижения эксплуатационного расхода топлива при применении секционной тяги. Разработана методика определения точек перехода на асинхронное и синхронное нагружение секций с учетом изменения температуры окружающей среды и скорости движения поезда. Разработан алгоритм управления секционной тягой для тепловозов типа2ТЭ116.

Выполнена оценка эксплуатационной эффективности предлагаемых мероприятий применительно к магистральным тепловозам этого типа.

При проведении приемочных и эксплуатационных испытаний опытного тепловоза 2ТЭ116 №1360 подтверждена эффективность принятых решений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты работы и ее отдельные положения докладывались на конференциях аспирантов и молодых ученых ВНИИЖТа в 2000 и 2003 году.

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, шести основных разделов, заключения, списка использованных источников и приложений.

Работа изложена на 178 страницах, содержит 53 рисунка, 22 таблицы и 9 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность научной задачи, обоснована её экономическая целесообразность, сформулированы общие цели исследования.

В первой главе рассмотрены основные факторы, определяющие расход топлива тепловозами в эксплуатации при грузовой работе. Проведен анализ этих факторов с целью определения наиболее значимых из них и выбраны приоритетные направления путей снижения расхода топлива при применении электронных цифровых систем управления.

В разное время теоретические и экспериментальные исследования по повышению топливной экономичности тепловозов в эксплуатации были выполнены в Харьковском институте инженеров железнодорожного транспорта (ХИИТе) под руководством д.т.н. А. Э. Симеона и А. 3. Хомича и во ВНИИЖТе под руководством д.т.н. А. И. Володина. Значительный вклад в теорию и практику решения этой проблемы внесли: Н. М. Глаголев, Е. Е. Коссов, С. И. Сухопаров, А. С. Нестрахов, Г. А. Фофанов, В. Т. Бардуков, Н. Н. Иванченко, С. С. Соколов, Л. И. Власов, Е. А. Никитин, В. А. Рыжов, Э. А. Пахомов, Д. А. Дехович, В. И. Поляков, А. П. Кудряш, Е. Г. Заславский, Э. Д Тартаковский и другие. Было выяснено, что эксплуатационный расход топлива тепловозами зависит от множества различных факторов. Эти факторы условно можно разделить на конструкционные и эксплуатационные. К первым относятся: зависимость удельного расхода топлива от текущей мощности дизеля (^=^(N5)), величина затрат энергии на собственные нужды, уровень потерь в электрической передаче тепловоза и др.; к эксплуатационным факторам - план и профиль пути, масса поезда, сопротивление движению, факторы, определяющие режимы движения поезда (число задержек перед запрещающими сигналами, пробег в грузовом движении, порожний пробег, средняя техническая и участковая скорости, межремонтные пробеги), климатические условия и мастерство машиниста. Из конструкционных факторов наибольшее влияние на расход топлива тепловозами в эксплуатации

оказывают те из них, которые определяют величину удельного эффективного расхода топлива а из эксплуатационных факторов - те, которые

определяют распределение режимов загрузки дизелей (N5=^1)).

Известно, что топливная экономичность тепловозов в эксплуатации значительно ниже номинальной и почти на 85% определяется эффективностью использования топлива при работе под нагрузкой. Поэтому наибольший резерв экономии топлива заключается в улучшении его использования именно в режиме тяги. При этом наиболее существенное влияние на среднеэксплуатационный КПД тепловоза оказывает относительное время работы на режимах, где удельный расход топлива относительно велик.

Основными путями снижения эксплуатационного расхода топлива магистральными тепловозами при работе под нагрузкой являются:

- снижение расхода топлива на наиболее часто используемых режимах

- перераспределение режимов загрузки силовых установок Ые=А[х).

Снижение удельного расхода топлива ^^(Ие) может быть достигнуто

повышением в этой зоне тепловозной характеристики дизель-генератора, т.е. изменением настройки мощности при сохранении частот вращения коленчатого вала, а для изменения распределения при сохранении

существующих условий эксплуатации может быть применена так называемая секционная тяга, когда при нагрузках до 54 Непот тепловоз переводится на тягу одной секцией, что вдвое увеличивает мощность "ведущего" дизеля и значительно снижает так как происходит перемещение режима работы ДГ в зону мёньших удельных расходов топлива.

Обычно считают, что для достижения минимального расхода топлива тепловозом при любом режиме работы достаточно обеспечить расположение характеристики Нс=^Пд) как можно ближе к экономической характеристике дизеля. При таком подходе не учитывается то обстоятельство, что затраты энергии на привод вспомогательного оборудования большинства серийных тепловозов, в т.ч. и 2ТЭ116, в значительной степени зависят от частоты

вращения коленчатого вала дизеля. Так как суммарные затраты энергии на некоторых режимах могут достигать 12 + 15% от N.. „<,„,, то потребовалось проанализировать влияние настройки тепловозной характеристики дизель-генератора на расход топлива тепловозом.

Ввиду внедрения на тепловозах 2ТЭ116 микропроцессорных систем регулирования появилась возможность повысить эффективность применения секционной тяги. Для этого следует найти такой порядок и уровень загрузки каждой силовой установки, при котором расход топлива локомотивом был бы минимальным.

Вторая глава посвящена описанию математической модели.

В работе использована математическая модель, основа которой создавалась сначала в МИИТе и затем в отделении "Тяговый подвижной состав и электроснабжение" ВНИИЖТа под руководством д.т.н., проф. Е. Е. Коссова. Модель описывает работу силовой установки и тяговой передачи тепловоза, а также движение локомотива с составом поезда по участку железнодорожного пути с заданным профилем.

При моделировании рабочего процесса дизеля был применен метод расчета, основанный на обработке большого количества опытных данных, полученных в результате проведения испытаний и опытов. Дизель описан системой алгебраических и дифференциальных уравнений, характеризующих процессы в поршневой части, агрегатах наддува, механические потери и газообмен. Главными достоинствами примененной математической модели дизеля являются:

- точность моделирования статических и динамических процессов;

- компактность модели;

- возможность моделирования работы при задании различных настроек

тепловозных характеристик.

Система уравнений математической модели состоит из трех групп:

- алгебраических уравнений, описывающих квазистационарное течение рабочего тела по элементам дизеля и системы воздухоснабжения при фиксированных подаче топлива, угловой скорости коленчатого вала дизеля и роторов турбокомпрессоров, температуре наружного воздуха;

- дифференциальных уравнений, описывающих изменение во времени названных фиксированных величин;

- дифференциальных и алгебраических уравнений, описывающих характерные особенности устройств управления подачей топлива и требования к таким устройствам.

Адекватность модели дизеля оценивалась численным совпадением в переходных и установившихся режимах ряда показателей работы, таких как расход топлива, угловые скорости коленчатого вала и ротора турбокомпрессора, эффективная мощность дизеля, давление наддувочного воздуха и выпускных газов, рассчитанных с помощью модели и полученных экспериментально на Коломенском машиностроительном заводе, во ВНИИЖТе и в МИИТе.

По полученным от дизеля величинам текущих значений эффективной мощности Ые и частоты вращения коленчатого вала (Пд) с учетом скорости движения (V) и касательной силы тяги (Р^ определяются потери энергии в тяговой передаче. Затраты на вспомогательное оборудование определены в зависимости от частоты вращения пд. При расчете потерь в элементах электрической передачи КПД выпрямительной установки принят постоянным, а КПД тягового генератора и тяговых электродвигателей (ТЭД) определяются по характеристикам генератора и ТЭД в зависимости от текущей мощности и скорости движения. В итоге рассчитывается текущее значение силы тяги тепловоза Рк.

В зависимости от массы состава, его длины и координаты на участке пути определяется текущее сопротивление движению. Особенностью математической модели является представление поезда в виде равномерно распределенной неупругой массы заданной длины. По методике, принятой в

Правилах тяговых расчетов, определяются текущие значения сопротивления движению и ускорение поезда.

В качестве профилей ж.д. пути в математической модели использованы типовые эквивалентные профили типа I - IV по классификации ВНИИЖТ, широко используемые в технических и технико-экономических расчетах.

Третья глава посвящена исследованию эффективности расширения области рабочих режимов дизель-генератора 1А-9ДГ, расчету и проверке нового алгоритма асинхронного нагружения секций.

При создании дизель-генератора 1А-9ДГ исп. 3 с номинальной частотой вращения 850 ^/„т при мощности 2250 кВт (для тепловозов 2ТЭ10) Коломенским заводом была применена новая тепловозная характеристика дизеля Ые=А(Пд). Эта характеристика значительно выше настройки серийного 1А-9ДГ исп. 2, но достаточно далеко от ограничительной кривой (рис. 1). ВНИИЖТом было предложено распространить такой опыт и на тепловозы 2ТЭ116, при этом необходимо расширить диапазон частоты вращения коленвала при реализации номинальной мощности до 850 - 1000 "1тн (см. рис. 1), т.к. при высокой температуре воздуха окружающей среды и пд= 850 ""/„„н не обеспечивается достаточное охлаждение теплоносителей дизеля и тяговых электрических машин.

В работе был выполнен расчет настройки новой тепловозной характеристики ДГ по позициям контроллера машиниста. Так как при понижении частоты вращения пд энергозатраты на вспомогательные нагрузки существенно снижаются, то для реализации касательной мощности тепловоза требуется меньшая мощность дизеля. Во избежание корректировки существующих режимных карт ведения поезда потребовалось снизить уставки мощности дизель-генератора соответственно изменению касательной мощности. Такое снижение мощности дизель-генератора выровняло касательные мощности тепловозов с серийными и усовершенствованными ДГ и обеспечило дополнительное снижение расхода топлива.

Расширенное поле тепловозных характеристик

Я* кВт

2500

'220

-223-и •230-и -235 -и •240 'и

'230 ЧЛ

'270'/.»

■290

300 400 500 600 700 800 900 1000

я**/«

Рис. 1.

Предлагаемая настройка тепловозной характеристики силовой установки по позициям контроллера машиниста и получаемое при этом снижение удельного расхода топлива тепловозом приведены в табл.1.

Таблица 1.

Мощность дизель-генератора Ы„ кВт 157 257 354 456 558 711 862 1003 1142 1298 1453 163« 1823 1992 2160

Частота вращения п., об, 'МНИ 350 390 421 452 485 528 567 600 634 668 700 740 778 806 835

Удельный расход топлива тепловозом, г/ 'кйтхч 319 297 283 273 264 254 247 243 239 236 234 233 232 232 233

Снижение удельного расхода топлива тепловозом по отношению к существующему % 8,9 8,2 7,9 8,0 8,0 7,5 7,3 6,9 7,1 7,5 8,0 8,2 8,7 8,9 9,2

Помимо изменения настройки тепловозной характеристики проанализирована возможность снижения удельного эксплуатационного расхода топлива путем применения секционной тяги. Для определения диапазона мощности эффективного использования секционной тяги были рассчитаны и сопоставлены часовые расходы топлива (В,) двумя секциями тепловоза 2ТЭ116 при синхронном и асинхронном нагружениях дизель-генераторов.

Выполненные расчеты и анализ показали, что при использовании микропроцессорной системы управления на тепловозе 2ТЭ116 с сохранением пятнадцатипозиционного управления, следует применить алгоритм асинхронного нагружения силовых установок приведенный в табл. 2. Рассмотрено влияние основных внешних факторов, воздействие которых может сказаться на алгоритме управления режимом нагружения. К таким факторам можно отнести ток тягового генератора, температуру наружного воздуха и скорость движения локомотива. Выяснено, что корректировка переходов с режима на режим в зависимости от тока генератора и температуры воздуха не целесообразна.

Таблица 2.

№ поз. контроллера машиниста 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Уставка при обычном режиме Ыи кВт 157 х2 257 х2 354 х2 456 х2 558 х2 711 х2 862 х2 1003 х2 1142 х2 1298 х2 1453 х2 1638 х2 1823 х2 1992 х2 2160 х2

Уставка ведущей секции N.. кВт 157 565 786 1020 1240 1562 1840 1003 1142 1298 1453 1638 1823 1992 2160

Уставка ведомой секции И« кВт 157 0 0 0 0 0 0 1003 1142 1298 1453 1638 1823 1992 2160

Корректировка алгоритма по текущей скорости движения должна выполняться следующим образом:

- при V > 40 км/ч переход должен быть осуществлён с 2 на 3 позицию;

- при V > 65 км/ч переход должен быть осуществлён с 6 на 7 позицию. Численная оценка эффективности предлагаемой настройки тепловозной характеристики дизель-генератора и применения секционной тяги выполнена на математической модели путем сравнения рассчитанного суммарного расхода натурного топлива за поездку по серийному и предлагаемому вариантам.

Для выполнения численной оценки эффективности предлагаемой тепловозной характеристики ДГ и нового алгоритма управления асинхронным нагружением секций в имеющуюся математическую модель были введены новые данные и алгоритмы, соответствующие предлагаемым решениям.

Для обеспечения адекватности получаемых результатов все расчеты выполнены при следующих условиях, одинаковых для всех вариантов:

- разгон поезда осуществляется двумя секциями тепловоза на 15 позиции контроллера машиниста;

- продолжительность хода по участку одинакова;

- веса составов и длины профилей пути в обоих направлениях равны. Анализ полученных результатов показывает, что снижение расхода

топлива при применении предложенной настройки тепловозной характеристики Н.=^пд) дизель-генератора составила от 3 до 14 % (в среднем около 9,2 %), при этом большее влияние оказала масса состава 0 (на 5 -И 1 %) и несколько меньшее "тяжесть" профиля пути (около 6 %). Эффективность применения секционной тяги оказалась на уровне 1,9 %. Таким образом снижение расхода топлива на тягу поездов в эксплуатации должно составить в среднем около 11,1%.

В четвертой главе диссертационной работы приведено описание изменения конструкции элементов тепловоза, которые позволили реализовать предлагаемые алгоритмы управления. Все внесенные изменения относятся только к дизелю и системе управления силовой установкой.

На двух серийных дизель-генераторах 1А-9ДГ исп. 2 №№ 1537 и 1311, при производстве капитального ремонта на Коломенском заводе были внесены следующие изменения:

1 - применена микропроцессорная система управления частоты вращения и

мощности ЭРЧМЗОТЗ; 2- изменена геометрия топливных кулаков распределительного вала для увеличения скорости плунжера;

3 - установлены модифицированные турбокомпрессоры, настроенные на

повышенное давление наддува;

4 - применены поршни, обеспечивающие повышенную степень сжатия.

Электронная система регулирования частоты вращения и мощности ЭРЧМЗОТЗ, изготовленная Саратовским предприятием ООО "ППП Дизельавтоматика", предназначена для автоматического управления дизель-генератором по сигналам, получаемым от цепей управления тепловоза и собственного комплекта датчиков. Система обеспечивает: - пятнадцатипозиционное задание частоты вращения коленчатого вала с точностью задания ±1

- автоматическую корректировку настройки характеристики Ие^Пд) при температуре наружного воздуха выше +15 °С;

- вывод реек топливных насосов высокого давления на нулевую подачу топлива при: выключении штатных тумблеров "Топливный насос", обесточивают питающей цепи, обрыве цепей датчика пд или исполнительного устройства (ИУ);

- защиту дизеля от снижения давления масла в его масляной системе ниже заданных значений в функции пд и сигнализацию в случае срабатывания этой защиты;

- ограничение 1МС при переходных режимах в зависимости от давления наддува;

- двухступенчатое снижение мощности тягового генератора (ТГ) при буксовании колесных пар и плавное восстановление её после прекращения буксования;

- ограничение мощности ТГ при отключении одного из ТЭД ;

- ограничение цикловой подачи топлива при пуске дизеля;

- обеспечение работы силовых установок в режиме секционной тяги;

- автоматическое отключение функции регулирования возбуждения ТГ при переходе на аварийный режим работы генератора с сохранением регулирования частоты вращения вала дизеля;

- ограничение тока ТГ;

- ограничение напряжения ТГ.

От электрических цепей тепловоза к микропроцессорной системе управления подключается несколько устройств. В качестве датчика скорости движения локомотива используется стандартный датчик типа ДПС САУТ-МП-2, а в качестве датчиков тока и напряжения ТГ - штатные тепловозные трансформаторы постоянного тока и напряжения. Задатчиком режима работы для системы управления является контроллер машиниста.

Проведенные стендовые испытания усовершенствованных дизель-генераторов №№ 1537 и 1311 показали, что при полной мощности дизеля снижение частоты вращения вала с 1000 до 850 "'/„„я привело к повышению

механического КПД в области эксплуатационных режимов на 2,5%. Увеличение степени сжатия с 12,4 до 13,5 позволило повысить индикаторный КПД во всем диапазоне рабочих режимов. Повышение скорости движения плунжера топливных насосов высокого давления с 1,62 до 1,8 м/с при пд=1000

"^мин увеличило максимальное давление впрыска с 75 мПа до 90 95 мПа, (

i'

снизило период задержки самовоспламенения и уменьшило продолжительность подачи топлива, что также способствовало повышению КПД дизеля. Оптимизация характеристик проточной части турбокомпрессора привела к некоторому увеличению коэффициента избытка воздуха при мощности 20 - 40 % от Ne „о,,, и обеспечила реализацию номинальной мощности дизеля в диапазоне частоты вращения 850 +■ МОО"6/^,,.

Пятая глава посвящена результатам приемочных и эксплуатационных испытаний опытного тепловоза 2ТЭ116 №1360 с модифицированными дизель-генераторами и микропроцессорными системами управления.

Испытания были проведены в рамках научно-исследовательской работы по совершенствованию дизель-генератора 1А-9ДГ исполнения 2, которая выполнялась ВНИИЖТом совместно с ОАО ХК "Коломенский завод", 111111 "Дизельавтоматика" и Приволжской ж.д. Тепловоз прошел поездные приемочные испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа и эксплуатационные в локомотивном депо Сарепта (ТЧ-5 Прив. ж.д.). Перед началом поездных испытаний были проведены наладочные реостатные

*

испытания, которые позволили выполнить предварительную настройку пропорциональных и интегральных коэффициентов регуляторов системы управления и подтвердить работоспособность алгоритмов. *

В ходе испытаний получены следующие преимущества по сравнению с тепловозом с серийным гидромеханическим объединенным регулятором 4-7РС2:

- ускоренный запуск дизеля продолжительностью в среднем 3 -г- 5сек.;

- более точное поддержание частоты вращения вала дизель-генератора

±2 ^/„„н, в т.ч. на холостом ходу (для 4-7РС2 допускается действительное отклонение частоты вращения от заданной ±10 + ±20 •"/„ в зависимости от позиции);

- более точное поддержание мощности Nc на всех позициях контроллера машиниста;

- повышенная скорость перехода силовой установки с позиции на позицию (на холостом ходу продолжительность разгона дизеля при переходе по позициям составило в среднем 2 сек, разгон под нагрузкой -до 3 сек, снижение частоты вращения по позициям примерно 2 сек.);

- продолжительность разгона вала дизеля с минимального до максимального значения снизилось примерно до 24 + 25 сек (у серийного ДГ разгон до 1000 06- 40 сек, до 850 ^/„„н - 29 сек), продолжительность выхода на номинальную мощность сократилась и составила около 45 сек (на серийном ДГ около 55 сек), а продолжительность снижения частоты пд до минимальной - 17 + 20 сек.;

- более плавное трогание тепловоза с места;

- раздельное управление уровнем мощности по секциям тепловоза;

- достигнута практически бездымная работа тепловоза на всех режимах работы силовой установки, включая запуск и переходные процессы;

- примерно в два раза снижена токсичность выхлопных газов. Система управления автоматически плавно корректирует настройку

тепловозной характеристики, обеспечивая частоту вращения вала дизеля 850 t,, при температуре окружающей среды +15 °С и ниже, и повышение частоты до 1000 при +40 °С. Исполняемый алгоритм асинхронного нагружения силовых установок точно соответствовал заданному.

Максимальная величина перерегулирования частоты вращения дизель-генератора, зафиксированная в процессе проведения испытаний, составила около 4 %, что существенно меньше 10 % ограничения, указанного в Технических условиях. Переходные процессы имеют апериодический характер.

Контрольные поездки с грузовыми поездами, опытного тепловоза №1360 и серийного №1359 показали, что расход топлива на измеритель перевозочной работы составил:

-для тепловоза 2ТЭ116№1360-25,0 кг. /104тхкмбр.;

- для 2ТЭ116 №1359 - 27,7 кг./104 тхкм бр.

Таким образом, удельный эксплуатационный расход топлива у опытного тепловоза оказался в среднем на 10,8 % ниже, чем у серийного, что достаточно близко к значению, полученному в результате расчетов на математической модели (11,1 %).

Шестая глава работы посвящена технико-экономической оценке эффективности применения на серийных тепловозах 2ТЭ116 комплекса модифицированных узлов дизеля Д49 и электронной системы управления силовой установкой ЭРЧМЗОТЗ.

Оценка выполнена согласно "Методическим рекомендациям по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на ж.д. транспорте". В основу расчета положены данные, полученные в ходе эксплуатационных испытаний опытного тепловоза на Приволжской ж.д. Расчеты выполнены применительно к опытно-промышленной партии, состоящей из 20 локомотивов (40 секций) 2ТЭ116.

В качестве капитальных затрат потребителя учтены стоимости изготовления, доставки и монтажа нового оборудования. Капитальные затраты на один комплект составили 1,1 млн. руб., из них 750,0 тыс. руб. на усовершенствование дизеля и 350,0 тыс. руб. на микропроцессорную систему управления.

Выполненный расчет показал, что суммарный экономический эффект за срок службы (с учетом затрат на НИОКР и дисконтированием) от эксплуатации опытного тепловоза №1360 составит 9,1 млн.руб., а при проведении усовершенствования ещё 20ти локомотивов, должен составить 231,1 млн.руб. или 5,5 млн.руб. на одну секцию.

Срок окупаемости инвестиций (срок возврата капитальных вложений) составит 1,0 года. Все это подтверждает эффективность усовершенствования и целесообразность проведенной работы.

Заключение. В результате выполненных исследований был решен ряд задач, связанных с разработкой и анализом алгоритмов управления для созданных и внедряемых на железных дорогах Российской Федерации микропроцессорных программируемых систем управления магистральных тепловозов, в частности серии 2ТЭ116.

1. Проанализированы основные факторы, влияющие на топливную экономичность магистральных грузовых тепловозов в эксплуатации. Выявлены наиболее важные из них и определены основные направления по снижению их негативного влияния на расход топлива.

2. Проанализирована предложенная Коломенским заводом и ВНИИЖТом новая настройка тепловозной характеристики для усовершенствованных дизель-генераторов 1А-9ДГ второго исполнения с реализацией номинальной мощности при частоте вращения коленчатого вала дизеля в диапазоне 850+ 1000

3. Определена требуемая настройка характеристики по позициям контроллера машинист применительно к тепловозам 2ТЭ11 б.

4. Подтверждена возможность повышения топливной экономичности двухсекционных тепловозов 2ТЭ116 на 1,5% путем применения секционной тяги.

5. Разработав новый алгоритм управления секционной тягой тепловоза 2ТЭ116, обеспечивающий наибольшую топливную эффективность и автоматически корректирующий моменты переходов на синхронное или асинхронное нагружение по текущему значению скорости движения поезда.

6. Выполненная методом математического моделирования оценка эффективности предлагаемых мер показала, что повышение тепловозной характеристики дизеля позволяет снизить средний эксплуатационный

расход топлива тепловозов 2ТЭ116 за поездку на 9,2 %, а применение нового алгоритма секционной тяги еще на 1,9 %.

7. Экспериментально подтверждено, что предложенные технические решения позволили достичь снижения расхода топлива при эксплуатации опытного тепловоза около 10,8 %, по сравнению с серийными машинами этого типа, работающими в таких же условиях.

8. Накопленный экономический эффект от эксплуатации опытного тепловоза №1360 с учётом НИОКР и дисконтирования составит 9,1 млн.руб, а при проведении усовершенствования ещё 20ти локомотивов, должен составить 231,1 млн.руб. или 5,5 млн.руб. на одну секцию. Срок возврата капитальных вложений 1 год.

9. Полученные результаты приемочных и эксплуатационных испытаний подтвердили эффективность принятых технических решений и послужили основанием для рекомендации ОАО "РЖД" об оборудовании на ОАО ХК "Коломенский завод" и Воронежском тепловозоремонтном заводе модифицированными дизелями и электронными системами управления опытно-промышленной партии из 20ти тепловозов 2ТЭ116.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бычков Д. А. "Система автоматического управления силовой установкой тепловоза, совместимая с существующими системами автоведения" Сборник трудов ВНИИЖТ "Проблемы железнодорожного транспорта", М.: Интекст, 1999 г., с. 72 - 75.

2. Бычков Д. А. "Алгоритм управления кратной тягой", Тезисы докладов. Конференция аспирантов и молодых ученых по проблемам железнодорожного транспорта, ВНИИЖТ, Москва, 2000 г.

3. Коссов Е. Е., Нестрахов А. С., Аникиев И. П., Бычков Д. А. "Микропроцессорная система регулирования дизель-генератора" М.: Локомотив, 2002 г., №12,48 с.

4. Коссов Е. Е., Нестрахов А. С., Аникиев И. П., Бычков Д. А. и др. "Электронный регулятор для дизель-генератора магистрального тепловоза" М.: Локомотив, 2004 г., №6 и 7.

5. Коссов Е. Е., Аникиев И. П., Бычков Д. А. "Разработка и анализ нового алгоритма секционной тяги для тепловозов 2ТЭ116", Сборник трудов ВНИИЖТ "Железнодорожный транспорт на современном этапе развития", М.: Интекст, 2005 г., с. 73 - 78.

I

i

1

Подписано к печати 22.12.2005 г. Формат бумаги 60x90. 1/16 Объем 1,5 п.л. Заказ 225 Тираж 100 экз. Типография ВНИИЖТ, 3-я Мытищинская ул., д. 10

Ht 2 6 1 52

РНБ Русский фонд

2006-4 28415

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Бычков, Дмитрий Аркадьевич

Введение. 1. Выбор приоритетных направлений снижения эксплуатационного расхода топлива.

1.1. Основные факторы влияющие на удельный расход топлива.

1.1.1. Конструкционные факторы.

1.1.2. Эксплуатационные факторы.

1.2. Методы снижения расходной характеристики и изменения режимов работы дизелей по условиям эксплуатации.

1.3 Постановка задачи исследования.

2. Математическое моделирование рабочего процесса дизеля на режимах нагружения.

2.1. Общее описание математической модели и её обобщенная блок-схема.

2.2. Описание математической модели рабочих процессов дизеля.

2.2.1. Выбор модели дизеля.

2.2.2. Основные допущения и расчетная схема модели.

2.2.3. Обобщенная блок схема модели дизеля.

2.2.4. Методика расчета расхода рабочего тела. 2.2.5. Методика расчета параметров рабочего тела по элементам дизеля.

2.3. Описание модели нагрузки дизеля.

2.3.1. Расчет касательной мощности и силы тяги тепловоза.

2.3.2. Расчет ускорения поезда.

2.3.3. Расчет переходных процессов, расхода топлива и изменения мощности силовой установки.

2.3.4. Примененные профили пути.

2.3.5. Примеры работы и адекватность математической модели.

3. Оценка эффективности изменения настройки тепловозной характеристики дизеля и применения секционной тяги.

3.1. Определение настройки тепловозной характеристики дизеля.

3.1.1. Анализ влияния настройки тепловозной характеристики дизель-генератора на расход топлива тепловозом.

3.1.2. Предлагаемая настройка тепловозной характеристики и ее влияние на надежность дизеля.

3.1.3. Определение настройки предлагаемой характеристики по позициям контроллера машиниста.

3.2. Разработка алгоритма секционной тяги.

3.2.1. Энергетический баланс при синхронном и несинхронном нагружении.

3.2.2. Определение требуемой силы тяги ведущей секции.

3.2.3. Предварительное определение зоны эффективности асинхронного нагружения.

3.2.4. Точки перехода на асинхронное нагружение.

3.2.5. Определение требуемых уставок позиций контроллера машиниста.

3.2.6. Порядок осуществления переходов и ограничения налагаемые на работу в режиме асинхронного нагружения.

3.3 Численная оценка эффективности предлагаемых алгоритмов.

3.3.1. Представление предлагаемых решений в мат. модели.

3.3.2. Результаты расчетов на математической модели.

3.3.3. Анализ результатов численного исследования.

4. Особенности конструкции опытного дизель-генератора и системы управления.

4.1. Усовершенствование дизель-генераторов 1А-9ДГ исполнения 2.

4.1.1. Конструктивные изменения усовершенствованных дизелей.

4.1.2. Общее описание и принцип действия микропроцессорной системы управления.

4.2. Результаты стендовых испытаний усовершенствованных дизель-генераторов.ИЗ

5. Экспериментальная проверка эффективности применения микропроцессорной системы управления дизель-генератором.

5.1. Объект испытаний.

5.2. Материально-техническое и метрологическое обеспечение.

5.3. Условия испытаний.

5.4. Результаты испытаний.

5.4.1. Проверка работы системы в режиме запуска дизеля.

5.4.2. Работа электронной системы на холостом ходу дизель-генератора.

5.4.3. Проверка электронной системы в режиме трогания тепловоза.

5.4.4. Качество работы системы при работе дизеля под нагрузкой с учетом ограничения топливоподачи по давлению наддува.

5.4.5. Работа системы в режиме управления секционной тягой.

5.4.6. Проверка работы системы по корректировке характеристики в зависимости от температуры окружающей среды.

5.4.7. Результаты эксплуатационных испытаний.

5.5. Анализ результатов приемочных и эксплуатационных испытаний. 131 6. Технико-экономическая оценка эффективности применения модифицированного дизеля и электронной системы управления.

6.1. Методика расчета.

6.2. Расчет годовых эксплуатационных расходов.

6.2.1. Снижение годовых эксплуатационных затрат на топливо.

6.2.2. Расчет снижения годовых эксплуатационных затрат на обслуживание и ремонт.

6.2.3. Снижение эксплуатационных затрат за счет общего повышения надежности дизель-генераторной установки.

6.3. Расчет суммарной экономии годовых эксплуатационных расходов

6.4. Определение экономического эффекта за расчетный период и срока возврата капитальных вложений.

Введение 2005 год, диссертация по транспорту, Бычков, Дмитрий Аркадьевич

Железнодорожный транспорт является крупным потребителем дизельного топлива в стране. В эксплуатационных расходах локомотивного хозяйства на топливо приходится около 40 %, что составляет более 2,5 млн. тонн на сумму около 27 млрд. руб.

Последние годы расход топлива тепловозной тягой изменяется незначительно, однако за счет роста цен, затраты на топливо увеличиваются более чем на 10 % [1]. Исследования, проведенные во ВНИИЖТе в 1970 -80х гг. показали, что расход дизельного топлива тепловозной тягой по родам службы распределяется следующим образом: в грузовом движении 84,1 %, пассажирском 11,1 %, хозяйственном 3,4 % маневровая работа 0,9 % и пригородное движение 0,41 % [2]. Т.е. расход в грузовом движении является существенно преобладающим, и соответственно снижение эксплуатационного расхода топлива существующими и вновь строящимися грузовыми магистральными тепловозами есть наиболее эффективное направление снижения затрат на энергоносители. В настоящее время серийные дизели 1А-5Д49 исполнения 2, применяемые на тепловозах типа 2ТЭ116, имеют наименьший удельный расход топлива в узком диапазоне мощности (70 -ь 100 % от номинальной). Учитывая, это и то, что усовершенствованные дизели Д49 предполагается применить и на тепловозах следующего поколения, проверка новых технических решений, связанных с повышением топливной экономичности дизель-генераторов 1А-9ДГ, является особенно своевременной.

Расход топлива силовой установкой тепловоза определяется в первую очередь конструктивными характеристиками дизеля, качеством работы системы регулирования и режимами загрузки. В последние годы в различных областях промышленности и транспорта активно внедряются управляющие системы на базе электронной техники. Перевод системы управления силовой установкой тепловоза с гидромеханической на микропроцессорную основу открывает широкие возможности по повышению качества регулирования. Это подразумевает осуществление, при необходимости, автоматической корректировки законов управления и характеристик как при статических, так и при динамических режимах, а также расширение функций системы управления (например управление секционной тягой, противобуксовочной защитой и т.п.), что позволяет существенно повысить стабильность поддержания частоты вращения вала и мощности, исключить перегрузки дизеля, четко выдержать ограничение цикловой подачи топлива по текущему значению коэффициента избытка воздуха, и в итоге должно привести к снижению эксплуатационного расхода топлива тепловозом, снижению затрат на техническое обслуживание и ремонт силовой установки и улучшению экологических характеристик.

В последние годы были созданы и проверены на железных дорогах России несколько микропроцессорных систем управления силовыми установками тепловозов, некоторые из которых уже серийно внедряются. Так на начало 2004 года на сети эксплуатировалось более двухсот тепловозов оборудованных унифицированными микропроцессорными регуляторами ЭРЧМЗОТ и пятидесяти тепловозов оборудованных УСТА. В связи с этим в настоящее время существенно расширяются возможности по реализации различных алгоритмов управления и появилась острая необходимость в разработке новых.

В результате выполненных исследований, был решен ряд задач, связанных с анализом и разработкой алгоритмов управления для созданных и внедряемых на железных дорогах Российской Федерации микропроцессорных программируемых систем управления магистральными тепловозами и их силовыми установками, в частности дизель-генератором тепловозов серии 2ТЭ116. В работе проанализированы основные факторы влияющие на топливную экономичность магистральных грузовых тепловозов в эксплуатации, выявлены наиболее важные из этих факторов и определены основные направления по снижению их негативного влияния на расход топлива, исследована новая тепловозная характеристика усовершенствованных дизель-генераторов 1А-9ДГ исп.2. с реализацией номинальной мощности при частоте вращения коленчатого вала дизеля 850 *,(7МИ11> определена требуемая настройка характеристики по позициям контроллера машиниста, проанализированы возможности повышения топливной экономичности двухсекционных магистральных тепловозов за счет применения асинхронного нагружения силовых установок, разработан новый алгоритм управления секционной тягой с автоматической корректировкой моментов переходов на синхронное или асинхронное нагружение по текущим значениям скорости движения и температуры воздуха окружающей среды.

Поставленные задачи решались с использованием методов математического моделирования, графо-аналитического и эксперимен тального исследования.

Основным методом теоретического исследования послужило математическое моделирование работы силовой установки тепловоза в условиях эксплуатации, в т. ч. переходных процессов дизеля при изменении нагрузки в зависимости от случайных факторов, связанных с поездной работой.

В качестве исходных данных широко использованы материалы научно-исследовательских работ по снижению удельного расхода дизельного топлива дизель-генераторами 1А-9ДГ второго исполнения проведенных ВНИИЖТом совместно с ОАО ХК "Коломенский завод", ООО "ППП / Дизельавтоматика" и Приволжской железной дорогой.

Основные положения диссертационной работы и ее отдельные положения докладывались на конференциях аспирантов и молодых ученых по проблемам железнодорожного транспорта (Щербинка, 2000 и 2003 г.) и на заседании научно-технического совета отдела "Автономный тяговый подвижной состав" комплексного отделения "Тяговый подвижной состав и электроснабжение".

Заключение диссертация на тему "Снижение эксплуатационного расхода топлива тепловозами 2ТЭ116 путем применения микропроцессорной системы управления дизель-генератором"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований был решен ряд задач, связанных с разработкой и анализом алгоритмов управления для созданных и внедряемых на железных дорогах Российской Федерации микропроцессорных программируемых систем управления магистральных тепловозов, в частности, серии 2ТЭ116.

1. Проанализированы основные факторы, влияющие на топливную экономичность магистральных грузовых тепловозов в эксплуатации. Выявлены наиболее важные из них и определены основные направления по снижению их негативного влияния на расход топлива.

2. Проанализирована предложенная Коломенским заводом и ВНИИЖТом новая настройка тепловозной характеристики для усовершенствованных дизель-геиераторов 1А-9ДГ второго исполнения с реализацией номинальной мощности при частоте вращения коленчатого вала дизеля в диапазоне 850 + 1000 об/Мин

3. Определена требуемая настройка характеристики по позициям контроллера машиниста применительно к тепловозам 2ТЭ116.

4. Подтверждена возможность повышения топливной экономичности двухсекционных тепловозов 2ТЭ116 на 1,5% путем применения секционной тяги.

5. Разработан новый алгоритм управления секционной тягой тепловоза 2ТЭ116, обеспечивающий наибольшую топливную эффективность и автоматически корректирующий моменты переходов на синхронное или асинхронное нагружение по текущему значению скорости движения поезда.

6. Выполненная методом математического моделирования оценка эффективности предлагаемых мер показала, что повышение тепловозной характеристики дизеля позволяет снизить средний эксплуатационный расход топлива тепловозов 2ТЭ116 за поездку на 9,2 %, а применение нового алгоритма секционной тяги еще на 1,9 %.

7. Экспериментально подтверждено, что предложенные технические решения позволили достичь снижения расхода топлива при эксплуатации опытного тепловоза около 10,8 %, по сравнению с серийными машинами этого типа, работающими в таких же условиях.

8. Накопленный экономический эффект от эксплуатации опытного тепловоза №1360 с учётом НИОКР и дисконтирования составит 9,1 млн.руб, а при проведении усовершенствования ещё 20ти локомотивам, должен составить 231,1 млн.руб. или 5,5 млн.руб. на одну секцию. Срок возврата капитальных вложений 1 год.

9. Полученные результаты приемочных и эксплуатационных испытаний подтвердили эффективность принятых технических решений и послужили основанием для рекомендации ОАО "РЖД" об оборудовании на ОАО ХК "Коломенский завод" и Воронежском тепловозоремонтном заводе модифицированными дизелями и электронными системами управления опытно-промышленной партии из 20ти тепловозов 2ТЭ116.

Библиография Бычков, Дмитрий Аркадьевич, диссертация по теме Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

1.

2. Фофанов Г. А. "Экономия топлива на тепловозах" Сборник ВНИИЖТ "Повышение топливной экономичности тепловозов", М.: Транспорт, 1991г., 128 с.

3. Якобсон П. В. "Тепловоз", М.-Л.: ОГИЗ Гострансиздат.-, 1932 г., 247 с.4 "Бюллетени тепловозной комиссии. Вып. 1", М. Транспечать НКПС, 1927 г., 53 с.

4. Малышев В. А., Шпаковский И. Д., Зейтман С. М. "Тепловоз Эзл типа 2-5-1 с электрической передачей", М.: Редбюротрансмаш, 1936 г., 349 с.

5. Якобсон П. В. "История тепловоза в СССР", М.: Трансжелдориздат., 1960 г., 211 с.

6. Глаголев Н. М. "Тепловозы". М.: Гос. трансп. ж-д. изд-во, 1948 г., 388 с.

7. Володин А. И., Фофанов Г. А. "Топливная экономичность силовых установок тепловозов", М.: Транспорт, 1979 г., 126 с.

8. Володин А. И. "Локомотивные двигатели внутреннего сгорания" Изд. 2-е перераб. и доп., М.: Транспорт, 1990 г., 256 с.

9. Хомич А. 3., Тупицын О. И., Симеон А. Э. "Экономия топлива и техническая модернизация тепловозов", М.: Транспорт, 1975 г., 264 с.

10. Кудряш А. П., Заславский Е. Г., Тартаковский Э. Д. "Резервы повышения экономичности тепловозов 2ТЭ10Л". М.: Транспорт, 1975 г., 65 с.

11. Фуфрянский Н. А., Бевзенко А. Н. "Развитие локомотивной тяги". М.: Транспорт, 1988 г., 344 с.

12. Фофанов Г. А., Пахомов Э. А., Лосев А. А. "Режимы работы тепловозов и пути повышения их топливной экономичности" Вестник ВНИИЖТ №6 Москва, 1983 г., 56 с.

13. Коссов Е. Е., Нестрахов А. С., Аникиев И. П., Бычков Д. А., Кирьянов А. Н., Лобанов С. В., Фурман В. В. "Электронный регулятор для дизель-генератора магистрального тепловоза" М.: Локомотив, 2004 г., №6 и 7.

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

15. Бычков Д. А. "Система автоматического управления силовой установкой тепловоза, совместимая с существующими системами автоведения" Сборник трудов ВНИИЖТ "Проблемы железнодорожного транспорта", М.: Интекст, 1999 г., с. 72 75.

16. Коссов Е. Е., Нестрахов А. С., Аникиев И. П., Бычков Д. А. "Микропроцессорная система регулирования дизель-генератора" М.: Локомотив, 2002 г., №12, 48 с.

17. Отчет о научно-исследовательской работе "Разработка и исследование опытного образца устройства для управления секционной тягой, Испытание на тепловозе 2ТЭ10Л (В). Технические требования", № И-804-Т-83 раздел За, ВНИИЖТ, Москва, 1983 г., 34 с.

18. Руденко В. Ф., Шевченко С. И., Котов И. М "Разработка алгоритма неравномерного иагружения дизелей двухсекционного тепловоза" Труды ВНИТИ. Коломна. 1988 г., №67, 167 с.

19. Коссов Е. Е. "Повышение производительности и топливной экономичности тепловозов путем оптимизации режимов работы дизелей", Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, МИИТ, Москва, 1987 г., 363 с.

20. Отчет по научно-исследовательской работе "Разработка методики выбора тепловозной характеристики четырехтактного дизеля мощностью 4000 8000 л.с. с учетом режимов эксплуатации и степени форсировки по наддуву", МИИТ, Москва, 1984 г., 73 с.

21. Иващенко Н. А., Горбунова Н. А. "Методика и результаты математической оптимизации рабочего процесса тепловозного дизеля" Двигателестроение, Л.: Машиностроение, 1989 г., №5, с. 10 12.

22. Куценко А. С. "Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания на ЭВМ" Наукова думка, 1988 г., 104 с.

23. Глаголев Н. М. "Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины" Изд. 3-е перераб. и доп., М.: Транспорт, 1973 г., 336 с.

24. Гончар Б. М., Матвеев В. В. "Методика численного моделирования переходных процессов дизелей" Труды ЦНИДИ, вып. 68, Л., 1975 г.

25. Тимановская Л. Е., Погребняк В. В., Соболь В. Н. "Применение ЭВМ для исследования динамики двигателей с турбонаддувом" Двигатели внутреннего сгорания, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1975 г., №5, 29 с.

26. Симеон А. Э., Хомич А. 3., Куриц А. А. "Тепловозные двигатели внутреннего сгорания" Изд. 2-е перераб. и доп., М.: Транспорт, 1987 г., 536 с.

27. Федин К. И., Толшин В. И., Литвин С. Н. "Моделирование рабочего процесса двигателя с турбонаддувом в переходных режимах" Двигателестроение, Л.: Машиностроение, 1989 г., №5, с. 13-14.

28. Отчет по научно-исследовательской работе "Эксплуатационные испытания тепловоза 2ТЭ116", №144-Т-3 раздел 2а, ВНИИЖТ, Москва, 1973 г., 235 с.

29. Петров Г. Н., "Электрические машины" В 3-х ч. Ч. 3. Коллекторные машины постоянного и переменного тока. Изд. 2-е, перераб., М.: Энергия, 1968 г., 224 с.

30. Баранов А. М., Козлов В. Е., Фельдман Э. Д. "Развитие пропускной и провозной способности однопутных линий" Труды ВНИИЖТ, №280, М.: Транспорт. 1964 г., 196 с.

31. Фельдман Э. Д. "Технико-экономическое обоснование параметров магистральных тепловозов на перспективу", М.: Машиностроение, 1976 г., 34-63 с.

32. Хайт Э. И., Фельдман Э. Д. и др. "Методические указания по определению технико-экономической эффективности новых и усовершенствованных электровозов", М.: Транспорт, 1986 г.

33. Отчет по научно-исследовательской работе "Анализ реального профиля пути, классификация, структура и распределение профилей определенного типа для главных направлений и в целом по сети железных дорог", №1257, ВНИИЖТ, Москва, 2000 г.

34. Кудрявцев Я. Б. "Асинхронное нагружение дизелей двухсекционных тепловозов как средство повышения топливной экономичности" Сборник ВНИИЖТ "Совершенствование системы ремонта и технического обслуживания тепловозов", М.: Транспорт, 1995 г.

35. Коссов Е. Е., Аникиев И. П., Бычков Д. А. "Разработка и анализ нового алгоритма секционной тяги для тепловозов 2ТЭ116", Сборник трудов ВНИИЖТ "Железнодорожный транспорт на современном этапе развития", М.: Интекст, 2005 г., с. 73 78.

36. Технические условия "Тепловозные дизель-генераторы 1А-9ДГ" ТУ 24.06.374-83, ПО "Коломенский завод", Коломна, 1983 г.

37. Филонов С. П., Гибалов А. И., Никитин Е. А. и др. "Тепловоз 2ТЭ116", изд. 3-е перераб. и доп., М.: Транспорт, 1996 г., 334 с.

38. Отчет о научно-исследовательской работе "Снижение удельного эксплуатационного расхода топлива тепловоза 2ТЭ116 за чет внедрения на дизелях Д49 усовершенствованных узлов и электронной системы управления", №1037/01, ВНИИЖТ, Москва, 2002 г., 186 с.

39. Отчет о научно-исследовательской работе "Снижение удельного эксплуатационного расхода топлива тепловоза 2ТЭ116 за чет внедрения на дизелях Д49 усовершенствованных узлов и электронной системы управления", № 1061 /01, ВНИИЖТ, Москва, 2003 г., 86 с.

40. Руководство по эксплуатации "Система регулирования частоты вращения и мощности электронная тепловоза 2ТЭ116" ЭРЧМ30Т3.00.000-01РЭ, 000"ППП Дизельавтоматика", Саратов, 2002г.

41. Костин А. К., Ларионов В. В., Михайлов Л. И. и др. "Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания" Справочное пособие, Л.: Машиностроение, 1979 г., 222 с.