Удосконалення конструкції механізму газорозподілу локомотивної енергетичної установки типу Д80

Abstract

UA: Дисертація присвячена рішенню актуальної наукової задачі  поліпшенню експлуатаційних показників локомотивних енергетичних установок типу Д80 (ЛЕУ Д80). Перспективним напрямком їх поліпшення зазначено удосконалення конструкції механізму газорозподілу шляхом застосування розподільних валів з принципово новими профілями кулачків привода клапанів. Формалізовано відповідну задачу модернізації механізму газорозподілу ЛЕУ Д80. Розроблено комплект методик і відповідну комплексну математична модель для проектування та дослідження високоефективних КМГР локомотивних енергетичних установок. Запропоновано варіант удосконалення конструкції кулачкового механізму газорозподілу ЛЕУ Д80, який забезпечує підвищення час-перерізу клапанів на 15% при виконанні всього комплексу вимог на проектування. За рахунок використання розподільних валів з дослідними кулачками може бути досягнуто зниження середньоексплуатаційних витрат палива на 3%. Запропоновані технологія виготовлення розподільних валів з дослідними кулачками та варіант модернізації локомотивних енергетичних установок типу Д80 на ремонтних підприємствах залізниць України.

RU: Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи  улучшению эксплуатационных показателей локомотивных энергетических установок типа Д80 (ЛЭУ Д80). Выполнена оценка резервов улучшения эксплуатационных показателей ЛЭУ Д80. В качестве перспективного направления выделено улучшение газообменных процессов в цилиндре за счёт совершенствования характеристик функционирования кулачковых механизмов газораспределения (КМГР). Отмечено, что самым рациональным и экономичным путем совершенствования конструкции КМГР является применение распределительных валов с высокоэффективными кулачками привода клапанов. Формализована задача оптимизационного проектирования кулачковых механизмов привода клапанов, которая представлена в записи задачи многомерной оптимизации с ограничениями. Разработан комплект методик для проектирования высокоэффективных кулачковых механизмов клапанного привода ЛЭУ, включающий методику профилирования кулачков предельной эффективности (по величине время-сечения клапанов) с учётом налагаемых требований и ограничений на проектирование; методику расчёта динамических характеристик КМГР; методику уточнённых расчётов на прочность его основных деталей с учётом протекающих на работающей ЛЭУ динамических процессов. На основе этих методик разработана комплексная математическая модель для проектирования и исследования высокоэффективных КМГР локомотивных энергетических установок. Выполнен комплекс работ по усовершенствованию конструкции кулачкового механизма газораспределения ЛЭУ Д80. В соответствии с предложенной методикой в ходе расчетно-экспериментального исследования определены основные параметры динамической модели КМГР локомотивной энергетической установки типа Д80. В результате проведенных расчётных исследований сформирован массив исходных данных на профилирование высокоэффективных кулачков с учётом всех налагаемых требований и ограничений на проектирование. Проведены расчёты координат для профилирования высокоэффективных кулачков газораспределения ЛЭУ Д80, обеспечивающие повышение время-сечение клапанов на 15% при выполнении всего комплекса требований на проектирование. Моделирование динамических характеристик и оценка прочности основных деталей клапанного привода подтвердили работоспособность КМГР с опытными кулачками. Эффективность предложенного варианта усовершенствования конструкции КМГР подтверждена результатами моделирования рабочего процесса ЛЭУ 1Д80 с опытным распределительным валом на режимах тепловозной характеристики. Полученные результаты свидетельствуют о снижении среднеэксплуатационного расхода топлива на 3%. Разработана технология изготовления распределительных валов с опытными кулачками и модернизации ЛЭУ Д80 на ремонтных предприятиях железных дорог Украины. Ожидаемый годовой экономический эффект от экономии дизельного топлива при внедрении предложенного варианта усовершенствования конструкции КМГР локомотивной энергетической установки на одну секцию магистрального тепловоза 2ТЭ116 эксплуатационного парка составляет 16 тыс. грн.

EN: The dissertation is devoted to the decision of a urgent scientific problem  improvement of operation parameters locomotive of power plants type a Д80 (LPP Д80). By perspective direction of their meliorating is design sophistication the timing gear at the expense of applying camshafts with new profiles tappets driving of flaps. Is formalised problem modernisation the timing gear LPP Д80. Is designed the kit of the method of applications and applicable all-up mathematical model for engineering and study of highperformance the tappet timing gear the locomotives of power plants. The alternative of advancing is proposed design sophistication the tappet timing gear LPP Д80, which one ensures a heightening time - section of flaps on 15%. At the expense of usage camshafts with experimental tappets the drop can be reached average operational fuel expense on 3%. Are proposed technology process camshafts with experimental tappets and alternative modernisation LPP Д80 on repair the plant railway of Ukraine.