автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование реостатных испытаний тепловозов с применением управляющей микроЭВМ

стскип институт инженеров железнодорожного транспорта

На правах рукописи

УДК 629.424.1.064.5.004.5

ТАРУТА Виктор Федорович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕОСТАТНЫХ

ИСПЫТАНИИ ТЕПЛОВОЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ УПРАВЛЯЮЩЕЙ МИКРОЭВМ

Специальность 05.22.07 — Подвижном состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О Л\ С К 19 9 2

Работа выполнена в Омском институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель —

академик Инженерной академии доктор технических наук, профессор ЧЕТВЕРГОВ Виталий Алексеевич.

Официальные оппоненты —

доктор технических наук, профессор СТРЕКОПЫТОВ Виктор Васильевич; кандидат технически1: наук, доцент КЛЮКА Владислав Петрович.

Ведущее предприятие —

Западно-Сибирская железная дорога.

Защита диссертации состоится 2.0 (V_1992 г.

в 9 часов минут на заседании специализированного совета

Д 114.06.01 при Омском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

ннын печатью,

просим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета, чл.-корр. Академии транспорта России, доктор технических наук, профессор

В. К. ОКИШЕВ

Омский институт инж. ж.-д. транспорта, 1992 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБСШ

Актуальность темы. Значительные суммарные затраты на выполнение проверок текущего технического состояния локомотива в существующей системе технического обслуживания и ремонта связаны с недостаточной достоверностью контроля, значительными затра-тамитами времени на его выполнение, устаревшей технологией проведения реостатных испытаний, дискомфортными условиям) труда обслуживающего персонала, низким уровнем автоматизации производственных процессов и т.п. В то же время информация о техническом состоянии локомотива при прохождении им реостатных испытаний должна быть достаточной не только для выявления неисправных узлов и элементов и качественной настройки систем и агрегатов, но и для решения задач прогнозирования, т.е. определения неисправностей, которые могут возникнуть до очередной постановки тепловоза на шшново-предупредителышй ремонт.

Выполнить поставленную задачу с наибольшей эф|>ектйвностыо под силу только автоматизированным системам технической диагностики. Поэтому создание аьтоматизированной система контроля, испытаний и диагностирования тепловозов о использованием современных средств измерительной и вычислительной г ;ики и совершенствование на ее основе существующей технологии испытаний -важнейшая часть процесса повышения эффективности эксплуатации • локомотивов. Разработка подобных систем позволит сократить время на поиск и идентификацию неисправностей, создаст основу для изменения требований, предъявляемых к реостатным испытаниям.

Для целенаправленного решения вышеперечислен!!!« вопросов в рассматриваемой диссертации на основе теоретических исследований и проведенных экспериментов разработана и внедрена в локомотивном депо автоматизированная система контроля и испытаний (ЛСКИ) тепловозов о изменением упрпплтпией мнкроЖ.1.

Основное направление диссертационной рвботы определено целевой программой 0.13,05, .пункт 7 "Разроботат! и внедрить универсальную автоматизироввннув систему технически л л^гнсс-'•йкй тепловозов, содегтагугс встроенное нч тепловозе и стянио-

верное устройство11, утвервденной-постановлением ШГГ СССР J6 301 от 15.07.82, а также'научно-технической программой "Автоматизация научных исследований в высшей школе на базе проблемно-ориентированных измерительно-вычислительных комплексов, научных приборов, испытательных стендов и тренажеров" по приказу Госкомобразования К 282 от 24.04.1990 г.

Цель работы. Основной целью работы является решение научно технической задачи по разработке методов, технических средств в алгоритмов автоматизированной системы контроля, диагностирования и настройки тепловозов с использованием средств вычислительной техники, совершенствования на их основе технологии реостатных испытаний.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- разработка функциональной схемы автоматизированной системы контроля и испыпний тепловозов с применением управлявшей микроЭВМ;

- разработка функциональной схемы а логической модели дизель-генераторной установки тепловоза и выбор контролируем ыых параметров;

- совершенствование существующей технологии реостатных испытаний, инженерно^ методики и средств автоматизации технологических процессов на базе микроЗВМ, их практической реализации;

• - разработка и изготовление технического обеспечения автоматизированной системы контроля и испытаний, на основе создания устройств согласования объекта испытаний с системой, модернизации штатных тепловозных, адаптации типовых промышленных и изготовления опытвых первичных преобразователей;

- разработка алгоритмов и-машинных програш автоматизированных реостатных испытаний, тепловозов;

- внедрение автоматизированной системы контроля и испытаний тепловозов в практику работы локомотивных депо с проверкой ее эффективности.

Методика исследования. При решении поставленных задач теоретические исследования проводились с использованием методов структурного и корреляционно-регрессионного анализов, теорий графов, алгоритмов, математического моделирования, распознавания образов и планирования эксперимента, аппарата алгебры логики, метода экспертных оценок..

Наряду с теоретическими исследованиями проводилась экспериментальная проверка разработанных алгоритмов и технических средств при реостатных испытаниях в локомотивном депо.

Научная новизна. На основе выполненных в диссертации разработок Епервне решен комплекс задач, связанных с автоматизацией реостатных испытаний тепловозов: >

- разработаны логическая модель ДГУ тепловоза, позволявшая научно обосновать перечень параметров, необходимых для контроля при автоматизированных реостатных испытаниях;

- разработана технология автомэгазированных испытаний, содержащая новые технические решения, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения;

- предложены усовершенствованные алгоритмы испытаний, выполнено их прогрзммно-математическое обеспечение с учетом счетно-логических и управлявших возможностей микроЭВМ.

Практическая ценность. Разработаны и изготовлены первичные преобразователи, блок согласования управляющей микроЗВГЛ с объектом испытаний, методы и средства управления дизель-генераторной установкой и нагружающим устройством, позволяющие повысить контролепригодность тепловоза, автоматизировать процесс испытаний, •средлотенная технология автоматизированных реостатных испытании позволяет сократить ремонтные расходы при одновременном повышении качества ремонта и эксплуатационной нздотшостл локомотивов. Опытной эксплуатацией подтверждено практическая целесообразность использования в локомотивном депо при пред- и послэ-ремпнтпнх реостатных испытаниях ЛС1С1 тепловозов па бпзе мгжро-ЕГЯ.1. Подтгер'шенннй годовой экономический яГ^кт от внедрения спогемн л локсмстув;;ом дшю Омся-Каесяикгский псстани.ч 1,107 ть'с. ¡:у;'|. ¡11 олип теилгч«оя. I изул:-?г»тн пкполиетгох рчзуойоточ глргут |1|.гп, ¡1с;;сл1гсв-т"и ",е[1.'!'\г1''т<п!<.

ремонтными заводами и локомотивными депо; возможно использование протоколов автоматизированных реостатных испытаний для разработки систем технического диагностирования локомотивов.

Разработки по .созданию автоматизированной системы контроля и испытаний тепловозов на базе микроЭВМ применяются кафедрой "Управление технической эксплуатацией и ремонт локомотивов" ОмШТа в учебном процессе при проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам "Локомотивы", "Автоматика и автоматизация управления тепловозом", "Технология ремонта тепловозов".

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку не Всесоюзной конференции "Совершенствование средств я методов диагностики при техническом обслуживании и ремонте транспортных средств" (г.Москва, ИМ СССР, 1987 г.); Всесоюзной научно-практической конференции с участием специалистов социалистических стран "Проблемы повышения надежности я безопасности технических средств железнодорожного транспорта" (г.Москва, ВЗИИТ, 1988 г.)} Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта" (г.Москва, МИИТ, 1988 г.); республиканской конференции "Техническая диагностика и повышение надежности средств.«спорта" (г.Ташкент, ППО "Узавтот{внстехш1КБ", ТапйШТ, 1988 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства диагностирования технических средств железнодорожного транспорта", (г.Омск, ОмШТ, 1988 г.); Всесоюзном научно-техническом семинаре "Диагностика, повышение эффоктивноитв, вкономичиосги и долговечности двигателей" (г.ЛонингрРД, ЛСХИ, 1990 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развития локомотивострсенкл" (г.Луганск, 1Ш, ПО "Ворошиловградтеплоьоз", 199.0 г.); Всесоюзно!! научно-технической конференции "Автоматизированные системы испытании объектов железнодорожного транспорта" (г.Омск, ОмЛ'.ГГ, 1991 г.).

Репл!'знция работы. В ходе выполнения нсоледованшЧ бют:

- ипготоялено оптог.итизировопноя ст;темп контроля и испи-тпт'Я тсплрррзол но базе микроЭВМ;

- разработаны новые и модернизированы существующие первичные преобразователи для контроля параметров работы дизель-генераторной установки тепловоза;

- разработаны -алгоритмы автоматизированного технологического процесса контроля и настроим) систем и агрегатов тепловоз« при реостатных испытаниях;

- организована опытная эксплуатация системы при пред- и послеремонтнсм контроле и испытаниях тепловозов в локомотивном депо Омск-Пассажирский.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ. Получено 2 авторских свидетельства и 2 положительных решения на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глан, заключения, списка использованных источников и приложений. Основной текст изложен на 186 страницах. Работа содержит 31 рисунок, 9 таблиц, список использованных источников из 122 наименований, 6 приложений на 43 страницах,

СОДВРНАНПЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и перспективность приведенных разработок н исследований. Дальнейшее развитие тепловозной тяги, увеличение пропускной и провозной способности т^Суюг совершенствования системы ремонта и обслуживания, автоматизации производственных процессов с использованием средств микропроцессорной техники, как необходимой составной части ме]«-приятий, обеспечивающих надежную и экономичную работу локомотивов,

В первой главе произведен анализ отечественного л нарушенного опыта но автоматизации контроля, исгштышй и те/ничиск-ли диагностирования дизель-генераторных установок лококотийон5 существую. ;еи свстеш реомат;* испытаний тепловозы». Пока.-что проблема повышения эксплуатационной эффективности дизель-генераторных устз1.овок тепловозов включает в себи ксмадакслуч задачу иовнтежия юпестэа их робой н и ошмдонешоьп »н ч иг.и-

догии реостатных иопытаний с использованием средств вычислительной техники.

Теоретическим основам разработки методов и средств технического контроля и диагностирования посвящены работы Г.Ф.Верза-кова, А.В.Моагалевского, Я.Я.Осиса, Е.С.Павловича, Л.Н.Пархо-•менко, Э.А.Лахомива, Э.Э.Ряделя, Е.С.Согомоняна, В.В.Стрекопы-това, Э.Д,Тартаковского, В.А.Четвергова и других.

Работа по развитию методов и средств технического контроля и диагностирования локомотивов ведутся в НИИ и ВУЗах: ШИИЖГе, ШИГИ, ЩИД!, МИИТе, ЛИНТе, КИИТе, ОмИИТе, ТашИЦТв, ХИИТе, ЛИИГе, АчИКГе вод руководство!.! А.И.Володина, А.Д.Глущенко, И.П.. Исаева, В.Д.Кузьмича, Т.Ф.Кузнецова, П.МЛукова, Н.А.Малоземова, Ю,А.Магнитского, Э.А.Пахомова, И.Ф.Пушкарева и многих других. Наряду о работами, содержащими предпосылки использования методов в средств автоматизированного технического диагностирования, большое количество исследований относится к разработке частных вопросов технического диагностирования.

Выбору эксплуатационных характеристик энергетических установок тепловозов посвящены работы Кудряша А.П., Володина А.И., Стрекопнтова В.В. и др. _ .

Совершенствование систем- регулирования дизель-генераторных установок тепловозов твссматривается в работах Куценко С.М., Канило П.М., Долгих И.Д., Коссова Е.Е., Поваркове И.Л., Новикова A.B. и др.

Пути дальнейшего совершенствования системы технического .обслуживания и ремонта (ТОР) тепловозов на основе методов и средств технического диагностирования освещаются в работах Тартаковокого Э.Д., Пахомова Э.А., Ридедя Э.Э. - и др.

Работы В.В.Стрекопытова, И,Ф,Пушшревэ содержат результаты исследования.даремвтричеокой надежности тепловозов, ее опти- . ми задай на основа принципиально новых системных репвний, опре- . деления предельных значений пяреметров технического состояния тепловозов.

Отличительной особенностью, ха ра к те p;i з ующз fi большинство ^ , работ, посвящевянх техническому контролю я диашостиропняю * ' локомотивов,. является их направленность на решение, задач, не' >■

связанных с вопросами комплексной автоматизации реостатных'испытаний тепловозов. Анализ исследований в области создания систем автоматического диагностирования тепловозов показывает, что основная их часть посвяшена вопросам разработки комплексных стационарных и встроенных диагностических устройств с использованием средств вычислительной техники и ориентирована на рогазпие задач постановки диагноза. В то же время существующая • в локомотивных депо технология реостатных испытаний, как правило, не соответствует современному уровню развития науки и техники.

На основании выполненного анализа опубликованных работ можно сделать вывод о том, что перспективным направлением в совершенствовании технологии реостатных испытаний, развитии средств и методов их проведения является внедрение в производственный процесс автоматизированных систем контроля и испытаний тепловозов с использованием современных управляющих ЭВМ.

Во второй главе выполнена разработка функциональной схема автоматизированной системы контроля и иопытеняй тепловозов с использованием управляющей ЭВМ. Показано, что в зависимости от вида выполняемых задач система реализует различные функции, подразделяющиеся нв управляющие и "прикладные. Реализация управляющих функций требует уверенности в достоверности полученной от объекта испытаний информации. Квк правило, подобная цель достигаемся двумя путями:

. - сглаживанием измеренных значений за счет формирования средних}

- фильтрщяей при соответствующем времени считывания.

Однако, в любом случае скорость реакции управляющей ЭВМ на изменение состояния объекта испытаний снижается. Устранение отмеченного недостатка возмогло за счет сокращения числа контролируемых параметров.

Проблема выбора наиболее информативных параметров и минимизации их количества при контроле;технического состояния тепловоза остается одной из наименее изученных. Решение подобных задач, как ловило, предваряется моделированием поведения объекта исследования. При ограниченном интересе к происходя-

щим в кем физическим процеесем или отсутствии их точных математических зависимостей наиболее эффективным считается логическое описание модели.ГЬрадая элементы логической модели объекта приближенно определяются заданной точностью локализации неисправности. Применительно к процессу реостатных испытаний точность локализации ограничивается определением неисправного агрегата или системы. Логическая модель энергетической цепи тепловоза при работе его на нагрузочный реостат изобретена на рио.1. Модель можно представить в виде таблицы функций неисправностей (ТФН). Для этого выполнен анализ логической модели п записаны функции условий работы блоков модели:

Ff •сс1 -Z£) -Z/e ; ; £>

ñi'ZqZtf^rr^gZ^ >zsz*zrze;f Z.ffZ-sZsti^s'&fi? 7~/s\ fe '¿a ¡7t \ /¡9 Z¡p | ^

fio TsZ/Ъ Z/B ¡ ^ -Ar ,' ¿¿i -Z¿,£j

¿«¿trZeeZszl 'ZeZ/sZ^Zpo ;/*¡>sZi2=ZE7Z¿9;

^ ; fas ; Ks •

TV'H, соотеотствуищая логической модели, фактически пред-стпвллот собой двоичную математическую модель в вгде квадрат' ной патрицы:

(I, если Z¡ = I при условии, что = 0;

л

О, если Z,' - 0 при условии, 'что Y/- - с> j- - число состояний (строк ТТ'П)-; / - ЧИСЛО HtlVeMGTJ-OB ИЛИ Проверок (столбцов 'ГШ). \ i'üC'Of« коьт[олпруе1.та rni-jMGTion строится таблица

(2)

Логическая модель энергетической цепи тепловоза 2ТЭ10М при реостатных

испытаниях

матрица неисправностей, в которой столбцы соответствуют возмогшим состояниям системы, а строки - всем возможным проверкам. Контроль каждого параметра заканчивается двумя исходами; I - когда значение параметра допустимо и 0 - когда значение па^вшт?® недопустимо.

Нетрудно показать, что неисправности блоков модели, охваченных обратной связью, неразличимы. В данном случае необходимо введение управляемых разрыва в контуры обратных связей. При этом возможно рассмотрение не полной логической модели, а дашь ее составных частей.

Предполагается, что в разрыв связи между и

помещается коммутирующий элемент. Тогда вместо сигнала на вход блока О^ подается сигнал от коммутирующего

элемента, состояние которого определяется значением управляющего входа ^ ¿' • ~~~

Выбор контролируемых параметров с применением метода управляемых разрывов рассмотрен на примере топливной системы ДГУ тепловоза. Анализ, Т®, составленной для логической модели данной системы, произведен на основании работ о выборе диагностических параметров по критерию их информативности. Среднее количество информации о состоянии объекта при контроле набора " ' } составляет:

Ш1е.....ауи(А) - и (А/г*, ...), (3)

где Н(А}ж~%- Р&£)с&0-г ) ~ начальная неопределен-

" ность сведений о состо-

янии объекта перед кшт/ ( ролем;

Н[п]2-&, ) - неопределенность, остающаяся после контроля параметров |,

Для контроля выбирают наиболее информативные параметры, в наибольшей степени"уменьшюцне остаточную неопределенность на кавдсм шаге выбора. В выполненной работе определение совокупности контролируемых параметров объекта испытании производилось но логическим оценкам причинно-оледсгвепныу связей меаду ГШ1«метраып 1: ног^оуиыш , с учетом т^бс наши! Правил

технического обслугтаения и текущего ремонта тепловозов, соображений достаточности контроля технического состояния изделия по Г0СТ10448-80, с целью возможности локализации неисправности с; глубиной до отказавшего узла или системы, а также возможности предупреждения аварийны): ситуаций и разработки экспертных систем.

Установлено 28 параметров, необходимых для контроля при автоматизированных реостатных испытаниях с использованием АСКИ на базе управляющей микроЭВМ. Рассмотрен пример разработки экспертной системы для локализации неисправностей ЛГУ.

Третья глава риссертацпп посвящается разработке методов реостатных испытаний с использованием автоматизированной системы контроля и испытаний. В ней рассматриваются вопросы со-верыенствования технологии отдельных операций по контролю и настройке систем и агрегатов ДГУ с учетом счетно-логических и управляющих возможностей микросВМ.

I. Совершенствование технологии настройки изодромного механизма регулятора частоты вращения коленвала дизеля. Из линеаризованного уравнения дизеля

.-оно, что степепь возмущения системы регулирования связана с тем, насколько бистро регуляторпое воздействие станет ранним по величине нсзмупэкдаму. Известным путем улучшения переходных процессов пр.! эксплуатации слут.чт оптимальная настройка регулятора скорости, зяклпчапгпяс.ч в подборке опытным путем величины открутп.т изодрогя.

Получить ноглядную кэрт.шу дппгмпкг переходного процесса т.тс:"По, ппблрдпя г<г петле пением зубчатых 1«ек тоши-'шшх нпсо-соп с помогс-о «егоч'чгою щгич^гясмгсди нстеш'гч'втркчбскего

(4)

где Т(х - постоянная двигателя;

- угловая скорость коленчатого вала;

- регуляторпое воздействие;

- возмущающее воздействге,

'ITilUi. ílpli K3!W;!ltíI¡I,il положен»« иглы изодрош изиснлится соот-«tííCiTboi.iiO и площадь переходного ироцесиь ( Sдц ), кито-np.¡ бесконечно малом нроыеч-угке меуду изнерениями лыходз jeiiiai ( Л.р ) uvi<№t¡vc¿i к ш.'гв^алу:

¿"a

где Lf- - KOGjüüiiuriü шхода puilKii 'ГН;

¿/^ - начальной i! iioiio-iboo :лшчеы;л времени в ип-' Tüp^ujiu ;¡aMüj,L¡in:ii.

Tuin.i.i ocíj-abuM, задам) оптимизации нэстройкн пзодрошюги MiiXi':iíii3i.i¿¡ puj'yji) vopu сводится к отысканию такого положения iii'iLii .¡зодршн, иря котором uníoi'ikiл11шл площадь переходного процессы 1ииет м,иымалы:ис значение.

liou нуморьшы >1 шлиолипия осуществляются автоматически уи^ыьлü.u.i кпкроС^'Л. Шстиру ^остатных испытаний (РИ) выда-íitcji рвкешидац.;;; об окончательной регулировке изодрокшого Mixaimaun. Соиерсюнствонаниа переходных процессов регулятора содет к ítOüKiiiéiiuw Torüiiij:noli экономичности дизелей в эксплуатации,

2. Совершоистропвлие технологии настройки подачи топлива. };ля ровиемзрного |а<;продсломн нагрузки по цилиндрам дизеля. Но существующий технологии нестройна ведется путем экспериментального подбора циклових подач тотшпви в цилиндры дизеля при апйчитолышх затратах времени. Использование мпкроЗПМ позволит ускор.-ть процесс настройка по счет автоматизации счетно-логичеоких отз]оция. При ртом нредполагрется равномерное пиро-раемредилапие нсгрулки по остальным цилиндрам дизеля при рзмгз-1.ПГШ1 'НП'ЛОНСИ ПСД6ЧИ ТОПЛИЛП в один из них:

(G)

1ДЛ / л - ЧИСЛО Ц!'.-Ц:|1ДР0В ДГ>1!1 птв^л;

П j - 'íriviu цг.ичшрш? дош«' »CJ-/I, .

Р>и - гагсиснсе цпкложЛ по.гс-»!: топл;,гп .»• к

A 'j^

lo

С помощью ЗВМ рассчитываются необходимые регулировки по изменению цикловых подач для достижения равномерной нагрузки по цилиндрам. По результатам выполненных регулировок при дальнейших расчетах вводится корректировка на истинный характер изменения нагрузки.

Равномерная тепловая напряженность цилиндров в процессе эксплуатации ведет к повышению надежности двигателя.

3. Совершенствование технологии настройки автоматической системы регул1!]юваш!я мощности тягового генератора (АСРГ). Настройка ведется с учетом расходных характеристик дизеля. Автоматизированный контроль расходных характеристик с использованием УШ не требует специальных устройств, измеряющих расход топлива. В качестве критерия оценки эффективного расхода тошншп используется известный способ измерения координаты выхода рейки ТН с одновременным рте том таких факторов, как к.п.д. тях'ового генератора, oowsmhuí к.п.д. плунжерной пары T1I, скоростных характеристик топливной аппаратуры, температурного режима дизельного топлива. Расчет условного расхода топлива дизелем ( Q ) ведотся по формуле

дизеля;

^ _ плотность топлива в зависимости от темпе ротурч; - к.и.д. плунжерных ппр топливных насосов;

/1. - частота вращения коленчатого вала дизеля.

Знание условного удельного расхода топлива дизелем дает впгмокниот гз мчит ору ГЛ вести каотропчу АСГТ га наиболее экономичный гет'и пботн дГУ.

1. ¡'онолг^овч'Г'е средств гр-т'тческого щодотялпешгл пн-лорл-иг^ яр соло о >« гстроюифи технология |'яс1 ройкг АСРГ д:'-рсль-! -.'чт У: 'Л'';-;!; угчпновк.'! теил'л»п:»е. Р->ссмм речи ропро№

где

IG

настройки впившей характеристики ДГУ тепловозов с электромагнитной системой возбуждения. Представлен характер влияния параметров магнитной системы возбудителя с расщепленными полюсами на изменение пространственного положения внешней характеристики. На основе изложенного материала выполнено алгоритмическое обеспечение автоматической оценки полученной характеристики и выдачи рекомендации по необходлним регулировкам. Использование графопостроителя помогает мастеру ГИ наглядно представлять результаты выполненных регулировок, служит источником их документального подтверждения. Процесс контроля внешней характеристики УБМ ведется в динамике, "¡то позволяет приблизить процесс к эксплуатационным режимам работы тепловоза.

В четвертой глрве представлены результаты разработки метода;, средств и алго;,мтмов автоматизированных репст-'гныс ю-ni'toknt", и контроля параметров работы тепловоза с использованием MwcpoOFW. 13ВНДУ низкой контролепригодности тепловоза применение первичных преобразователен, установленных на локомотиве, но позволяет получить полную картину о техническом состоянии его энергетической пени. Поэтому рассмотрены предложения как но модернизации серийно изготавливаемых преобразователей, так и по разработке пестпндяртнзовзиных средств измерений (частоты вощения ТК, хода, рейки HI).

Структура ACKÍI тепловозов с применением ЭВМ определяется не/одами измерения, положенными в ее основу, необходимостью организации упуовлмтох воздействий и энергетическими особеи-!|пстл7,:п объекта контроля.

Технические средства, входящие в ее состав, делятся па 'lempo i гушш:

- набор пйринчпых измерительных преобразователен;

- Л1ГТ, ЦЛП i коммутаторы; кянплы связи, гальванические ¡язнязгн;

- п|ео0]".1:юг!1тел;; кодов, ЦЛП, леполпптелг.нне ыелпппзмп;

- у:::лш1.-га:»л ГГц с rj;i¡ пгсим набором nepniTeju i"пнх устройств.

.'гП'лптргвпиго ¡'¿»i н унрялеш.п технологически1!:! ироцнг.оп-

игогсг-./о .ir;, -, uji' кил::чн;; члгогп'мс» получен'я и обработки ,, i-r¡ ifjorKü vüiviMi"ьсгсйотнпП. Пни ¡алгn'io"кс

таких алгоритмов учитывались следующие положения:

- при составлении алгоритма необходима поэтапная детализация процесса;

- алгоритм должен строиться по модульному принципу;

- схема алгоритма должна составляться на базе ограниченного числа типовых структур.

В работе рассмотрены примеры разработки алгоритмов для а в тома?из ирова ниой на с тройки:

- изодромного механизма регулятора частоты вращения ко-ленвала дизеля;

- равномерного распределения нагрузки по цилиндрам дизеля;

- контроля л настройки расходных характеристик дизеля;

- контроля и настройки внешней характеристики тепловоза ТЭГ,12 в динамике о использованием графопостроителя.

Ядро программного обеспечения разработанной АСКИ на базе ммкроЭШ составляет программа диспетчер (см.рис,Она выполняет функции управления системой и организует работу подпрограмм контроля.

В пятой главе приведены результаты экспериментальной проверки разработанных предложений по совершенствованию технологии реостатных испытаний тепловозов с применением шкроЗБМ. Выполнена оценка погрешности измерений контролируемых пщыми'?-ров на примере измерительного канала температуры выпускных газов дизеля, позволяющая выполнить его метрологическую аттестацию, Модель измерительного канала представлена на рпе.З

?.,<■. Я

г

Алгоритм программы

"диспетчер" для автоматизированных реостатных испытаний

С )

,-7 Г .

Подключить твгг/юбаз к нагрузочному реостату По/Зключите> ааптчика ЛоДл-л/ом/гга РРМ

А

Лерсссад х .требуемой /то<5/траерст

Г" А I ВбоЭ осиа£г^ои ( I---1 /трограг/хлты

/. Оформление .и/а/ж/'лролто/голсг

2. Хонтра-лл /кгромшроб сасг.бозб. . 5. Лаютгро/Ю рагдЬ/гг& </ //егс/прайха Р/7Г °

4. Нас/гграйка рсх^н-смерн.рослред

5. №т/ралй лсграм. бнеши.^ар-хи JГV ё. Мастрааха изодролгсг регуня/тэра Т. /¿томатшароЗан//. а}ког/тссг

3. Достроеше тепловозной хор-ки

Нет

£&/£ор реп/о елгаа задачи

V. N протокола

2. /С тетгобозсс

3. Ла та ис/гьттагний

4 Алгмоарернае давление

Интересующие свойства измерительного канала - это пропорциональность между термоЭДС термопары и наблюдаемыми показаниями на экране дисплея:

А . (в)

Коэффициент пропорциональности К зависит от общей погрешности измерений А , являющейся, в свою очередь, функцией от многих определяемых погрешностей:

АшУ/Аг, АУ> ЛА, До)' (9)

Суммарная погрешность измерительного.канала определяется по формуле:

(10)

где К =1,1 для доверительной вероятности р = 0,95;

- относительные основные и дополнительные погрешности измерений в элементах измерительного канала.

• Представлены результаты автоматизированной настройки равномерного распределения нагрузки по цилиндрам дизеля. Показано, что выполненная работа позволила сократить неравномерность распределения нагрузки по цилиндрам дизелей ПДШ о 27,7 % до 6,7 %, что ведет к повышению топливной экономичности более, чем на 6,5 % на номинальном реиме их работы.

Рассмотрен вопрос наглядного представления толучаемых в , Г-'зультато регулировок характеристик энергетической цепп тепловоза. Приведены фрагменты настройки внешней характеристики ДГУ тепловоза. Даны рекомендации по совершенствованию существующей технологии ГП и протокола реостатик? испытаний.

Выполнена разреботкэ требований к форме представления инсТордации о результатах реостатных пспитянпй тепловозов с учетом возможностей ГГЛ.и

Произведена оценка гояг.'ко-вкснсш.ческоП оценю внедрения ACIC' тепловозов п npi бпдмгя ;«оот9"!иг< пппчтанк?.

Покевано, что эффективность управляющей ЭВМ в системе, успех идя неудачу ее использования можно оценить только после продолжительного ее функционирования. Определение технико-экономической эффективности использования в локомотивном депо АСКИ на безе микроЭВМ должно выполняться с учетом повышения экономического потенциала депо в целом. Подтвержденный экономический эффект от внедрения разработанной автоматизированной системы составил 1,187 тыс.р. на Ï тепловоз в год. .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований решена задача повышения эксплуатационно? эффективности тепловозов за счет совершенствования технологии РИ с применением АСКИ на базе микроЭВМ. Основные результаты сводятся к следующему:

1. Разработаны функциональная и логическая модели энергетической цепи тепловоза при FH, позволяющие научно обосновать выбор контролируемых АСКИ параметров.

2. Рвзработона новая, научно обоснованная технология автоматизированных РИ с использованием АСКИ, содержащая новые технические решения, защищенные авторскими свидетельствами

но изобретения.

3. Предложены усовершенствованные алгоритмы автематизи-роранных РП и технического контроля параметров работы тепловоза, в также наотройки его систем и агрегатов с учетом счетно-логических и управляющих возможностей ЭВМ, выполнено их прог-решчо-методическое обеспечение.

4. Изготовлены или модернизированы первичные преобразователи для автоматизированного контроля пврометров ЛГУ, блок согласования мгкрсЭВМ с объектом испытаний, позволяющие погасить контролепригодность тепловозе. '".

Б. Произведена экспериментальная проверка разработанных технологи? по совершенствованию технических характеристик ТСП/071 о?ор, проходящих РИ.

Р. Опнтчой рксплуэтпцгеИ подтвержден? пртктпчеокпя целе-

сообразность использования в локомотивном депо при РИ АСКИ на базе микроЭВМ.

7. Результаты исследований внедрены в локомотивном депо ст.Омск и используются на кафедре "Управление технической эксплуатацией и ремонт локомотивов" ОмИИТа в учебном процессе при проведении практических и лабораторных работ»

8. Подтверждена экономическая эффективность внедрения в промышленное производство автоматизироваино" системы контроля и испытаний тепловозов с применением микроэвм в технология РИ в депо ст.Омок в размере 1187,57 руб. на I тепловоз в год.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Романов C.B. Влияние настройся изодромного механизма РЧО при реостатных испытаниях на топливную экономичность тепловозов ТоМ2 //Повышение надежности в экономичности тепловозов в эксплуатации: Межвуз.сб.научн.тр, /Ом.ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1986. - С.39-43.

- 2. Должиков СЛ., Сапзлин A.M., Тарута В.Ф. Применение микроЭШ для периодического контроля ДГУ тепловозов //Тезиоы докладов научно-технической конференции кафедр ОмГОГГа /Ом.ин-т инж. ж.-д. тренсп. - Омск, 1986. - С.

3. Должиков C.H.j Тарута В.Ф., Головаш А.Н., Зяблицев Й.В. Совершенствование оистемн реостатных испытаний с применением микроЭШ для технического контроля ДГУ тепловозов //Совершенствование средств и методов диагностики при техническом обслуживании и ремонте транспортных средств: Тез.докл.всесоюзной нагч.-техн.ровф. /ВДНХ - Москва, 1997. С.67-68,

4. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Галоваш А.Н. Оценка качества настройки ДГ7 щи реостатных испытаниях //Повнтаёиио эффективности эксплуатации и совершенствование конструкции локомотивов: Мвжвуз.об.иауч.тр. /Ростовек. ия-т ияж. ж.-д.трансп. Ростов-йа-Дову;. I9S9. - C.77-I00.

5. Должиков-С.Н., Тарута В.Ф., Савелова 8.В. Соверзеяст-: -, . вование технология проведения реостатяюс испытаний тепловозов .

о использованием микроЭШ •"№;kib-I256h //Техничягквя яквгнооти-.

ка и повышение надежности средств транспорта: Тез.докл. республиканской конф. /Твш. вн-т инж. ж.-д. трансп, - Ташкент, 1988, - С.98-101.

6. До ликов С.Н., Та рута В.Ф, Оценка топливной экономичности ДГУ тепловота при реостатных испытаниях о применением микроЭШ //Повышение надежности подвижного состава железнодорожного транспорта: Мвжвуз.сб.науч.тр. /Куйб. ин-т инж, ж.-д. трансп. - Куйбышев, 1989. - С.30-36.

7. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Головам А.Н. Повышение контролепригодности тепловозов с целью совершенствования системы реостатных испытаний //Проблемы развития тепловозостроения: тез.докл.всесоюзной науч.-техн.конф. /ПО "Ворошиловград-тепловоз", Ворс ;:;:ловград,мапшностр. ин-т - Ворошиловград,

1990. - С. I6I-I62.

8. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Савелова В.В. Автоматизированная настройка равномерной нагрузки но цилиндрам дизеля //Тезисы докладов научно-практичеокой конференции кафедр ОмПИТа /Ол.ин-г инк. к.-д.трансп. - Омск, 1990. - С.44.

9. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Головаш А.Н, а др. Автоматизированный контроль газовоздупшого тракта дизелей тепловозов. 2ТЭ1Щ //Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта: тез.докл.всесоюзной науч.-техн.конф. /Ом. ин-т инж. ж.-д.трансп. т Омск, I99I-. - С.86-87.

10. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Семенчук Е.Г. и др. Еззре-бстка ыЛГОрИTuiGB SBTGaSTiiSHpOBSKiiiiX г'ОйНТВНйй и технического контроля параметров работа тепловоза //Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта: тез.докл. всесоюзной науч.-техн.конф. /Ом. ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск,

1991. - С. 35-38.

11. Должиков С.Н,, Тарута В.Ф., Лемидов E.H. Разработка требований к представлению результатов автоматизированных реостатных испытаний тепловозов о использованием средств вычислительной техники //Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного тренспорта: тез.докл.всесоюзной иауч,-твхн.конф. /Ом. ин-т инк. ж.-д. транса. - Пмск, 1991. - С.80-82,

12. A.c.ft I5750B5 (СССР) Устройство для контроля мощности

дизель-генеретортоИ установки локомотива /С.Н.Должиков, В.Ф. Тярута. - Опубл. в Б.И., 1990, * 24.

13. А.с.Л 1575087 (СССР) Споооб яаотройкя иэодромного механизма регуляторе частоты вращения дизеля /С.Н.Должиков, В. Ф. Та рута. - Опубл. й Б. И., 1990, I 24.

14. Должиков С.Н., Тарута В.Ф., Бойко А.И. Устройство для настройки дизель-генераторной установки локомотива. Заявка на изобретение * 4750144. Положительное решение от 12.10,90г.

15. Должиков С.Н., Тарута В.Ф. Устройство для наотройк* иэодромного механизме регулятора частоты вращения дизеля. Заявка на изобретение Л 472СГ706/11. Положительное решение от I5.Q5.9I г.

Автор выражает благодарность я прйзнатвльяооть квнд. техн.наук, доценту С.И.Должякову за оказанную помоги* в работе над диссертацией.

Ротвпргогт 0»41ИТп Зак."1б Тир.ЮО