RU2239220C1 - Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock - Google Patents
Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239220C1 RU2239220C1 RU2003124765/28A RU2003124765A RU2239220C1 RU 2239220 C1 RU2239220 C1 RU 2239220C1 RU 2003124765/28 A RU2003124765/28 A RU 2003124765/28A RU 2003124765 A RU2003124765 A RU 2003124765A RU 2239220 C1 RU2239220 C1 RU 2239220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- pneumatic system
- rolling stock
- pressure
- traction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области совершенствования поршневых компрессорных установок тягового подвижного состава, например дизельного тягового подвижного состава, на котором компрессоры приводятся от теплового двигателя. На дизельном тяговом подвижном составе применяются следующие приводы компрессоров: механический неотключаемый от главного теплового двигателя; электрический регулируемый релейно; гидродинамический с регулируемой муфтой; гидродинамический с нерегулируемой муфтой; привод от вспомогательного теплового двигателя (нетключаемый) [1].The invention relates to the field of improvement of reciprocating compressor units of traction rolling stock, for example, diesel traction rolling stock on which compressors are driven by a heat engine. The following compressor drives are used on diesel traction rolling stock: mechanical non-disconnectable from the main heat engine; electric adjustable relay; hydrodynamic with adjustable clutch; hydrodynamic with an unregulated coupling; drive from auxiliary heat engine (non-switching) [1].
Эксплуатация компрессорных установок на локомотивах значительно отличается от эксплуатации их в стационарных условиях. Из-за специфики поездной работы, конструкционных особенностей локомотивов и типов привода компрессоров это отличие характеризуется переменными скоростью вращения вала, давлением нагнетания, температурными условиями, частыми пусками и остановками или сменами рабочего и холостого хода [2].The operation of compressor units on locomotives is significantly different from their operation under stationary conditions. Due to the specifics of train work, the design features of locomotives and compressor drive types, this difference is characterized by variable shaft speeds, discharge pressure, temperature conditions, frequent starts and stops or changes of working and idling [2].
Известно, что из всех применяемых способов изменения подачи Q2 и давления рк компрессоров способ изменения их путем изменения скорости вращения вала компрессора ωк является наиболее эффективным. Однако для поддержания давления воздуха рк в пневматической системе тягового транспортного средства широко применяются релейные автоматические системы регулирования давления (АСРД), в которых функции исполнительно-регулирующих устройств (ИРУ), т.е. исполнительных механизмов (ИМ) в совокупности с регулирующими органами (РО), выполняют привод компрессора и собственно компрессор (фиг.1). Сама пневматическая система тягового транспортного средства является объектом регулирования давления (ОРД). Автоматический регулятор давления (АРД) содержит кроме исполнительно-регулирующего устройства еще управляющий орган (УО), состоящий из измерительного устройства (ИУ), задающего (ЗУ), сравнивающего (СУ) и усилительно-преобразующего (УУ) устройств [3].It is known that of all the methods used to change the supply Q 2 and pressure p k of compressors, the method of changing them by changing the speed of rotation of the compressor shaft ω k is the most effective. However, relay automatic pressure regulating system (ASRD) are widely used to maintain the air pressure p to the pneumatic system of the traction vehicle, in which the functions of executive-control devices (EDM), i.e. actuators (MI) in conjunction with regulatory authorities (RO), perform the drive of the compressor and the actual compressor (figure 1). The pneumatic system of the traction vehicle itself is an object of pressure regulation (ARD). The automatic pressure regulator (ARD) contains, in addition to the executive-regulating device, a control body (UO), consisting of a measuring device (IU), a master (ZU), a comparing (SU) and an amplifier-converting (UU) device [3].
На объект регулирования давления действуют внешние возмущающие воздействия: расход воздуха из пневматической системы Q1(λ1), температура Ta(λ2) и давление ра(λ3) атмосферного (всасываемого) воздуха. Для поддержания регулируемой величины - давления рк(φ) в заданном диапазоне автоматический регулятор давления изменяет регулирующее воздействие - подачу воздуха Q2(μ) в пневматической системе. Релейный автоматический регулятор давления имеет статическую характеристику в виде петли (фиг.2), и при работе автоматической системы регулирования давления величина рк изменяется в пределах от рк1 до рк2. Повышение давления величина pк oт pк1 до рк2 осуществляется при работе компрессора с максимальной скоростью вращения вала ωк макс и максимальной подачей Q2 макс. При этом наблюдается максимальная скорость износа деталей цилиндропоршневой группы компрессора и увеличенный расход смазки. Так уменьшение ωк с 1450 до 710 об/мин приводит к снижению скорости износа компрессионных и маслосъемных колец (из улучшенного специального фосфористого чугуна) первой и второй ступеней в 1,3-3 раза, а цилиндров в 2,5-3 раза [4]. Результаты испытаний показывают, что скорость износа деталей компрессора возрастает как с увеличением ωк, так и с увеличением рк, причем более сильное влияние на увеличение скорости износа оказывает давление рк. При увеличении рк в 1,4 раза (с 0,7 до 1,0 МПа) скорость износа шатунных шеек возрастает в 3,2 раза, тогда как при увеличении рк в 1,4 раза (с 1170 до 1640 об/мин) - только в 1,2 раза. Наиболее интенсивно скорость износа начинает увеличиваться при рк более 0,6-0,7 МПа [5].In the pressure control object acted upon by external disturbance variables: air flow rate Q of the compressed air system 1 (λ 1), the temperature T a (λ 2) and a pressure p (λ 3) outside (intake) air. To maintain an adjustable value - pressure p k (φ) in a given range, the automatic pressure regulator changes the regulatory effect - air supply Q 2 (μ) in the pneumatic system. Relay automatic pressure regulator has a static characteristic in the form of a loop (Figure 2), and if the automatic pressure regulating system for the value of p varies from p to p k1 k2. The increase in pressure, the value of p to from p k1 to p k2 is carried out during operation of the compressor with a maximum shaft rotation speed ω to max and a maximum supply of Q 2 max . At the same time, the maximum wear rate of parts of the cylinder-piston group of the compressor and increased lubricant consumption are observed. Thus, a decrease in ω k from 1450 to 710 rpm leads to a decrease in the wear rate of compression and oil scraper rings (from improved special phosphorous cast iron) of the first and second stages by 1.3–3 times, and cylinders by 2.5–3 times [4 ]. The test results show that the wear rate of the compressor parts increases both with an increase in ω k and with an increase in p k , and the pressure p k has a stronger effect on the increase in the wear rate. By increasing p to 1.4 times (from 0.7 to 1.0 MPa) the wear rate increased the crankpins 3.2 times, whereas with an increase in p to 1.4 times (from 1170 to 1640 rev / min ) - only 1.2 times. The most intense wear rate begins to increase at p to more than 0.6-0.7 MPa [5].
Изменение режимов работы компрессора оказывает существенное влияние не только на скорость износа деталей цилиндро-поршневой группы, но и на расход смазки. С повышением ωк и давления нагнетания рк расход смазки увеличивается. Например, при испытаниях компрессора на номинальном скоростном режиме с серийными поршневыми кольцами увеличение рк от 0 до 0,6, 0,8 и 1,0 МПа привело к увеличению расхода смазки соответственно в 1,8, 2,7 и 3,0 раза. При уменьшении ωк с 1450 до 710 об/мин расход смазки снижался примерно в 6 раз [4]. Для уменьшения износа деталей цилиндропоршневой группы компрессора и уменьшения расхода смазки необходимо применять непрерывное регулирование рк наиболее эффективным способом - плавным изменением ωк, при котором уменьшается время работы компрессора при ωк макс и рк макс. Автоматические системы регулирования давления непрерывного действия содержат автоматические регуляторы давления, статические характеристики которых имеют вид, показанный на фиг.3 (1 - при выключении привода компрессора при ωк=0; 2 - при выключении привода компрессора при ωк=(0,13-0,17 ωк макс). Анализ свойств автоматического регулятора давления релейного и непрерывного действия показывает, что при непрерывном регулировании давления компрессор работает больше времени при пониженной ωк и пониженном рк, что способствует уменьшению скорости износа деталей цилиндропоршневой группы и уменьшению расхода смазки (стоимость которой на порядок выше стоимости дизельного топлива).Changing the compressor operating modes has a significant effect not only on the wear rate of the parts of the cylinder-piston group, but also on the lubricant consumption. With an increase in ω k and a discharge pressure p k, the lubricant consumption increases. For example, when tested at nominal compressor speed mode with serial piston rings to increase p from 0 to 0.6, 0.8 and 1.0 MPa, resulting in increased grease consumption respectively 1.8, 2.7 and 3.0 times . With a decrease in ω k from 1450 to 710 rpm, the lubricant consumption decreased by about 6 times [4]. To reduce the wear of parts of the compressor piston group and to reduce the lubricant consumption, it is necessary to apply continuous regulation of p to the most efficient way - a smooth change in ω k , at which the compressor operating time decreases at ω k max and p k max . Automatic continuous pressure control systems contain automatic pressure regulators, the static characteristics of which are shown in Fig. 3 (1 - when the compressor drive is turned off at ω to = 0; 2 - when the compressor drive is turned off at ω to = (0,13- 0.17 ω k max ) .Analysis of the properties of an automatic pressure regulator for relay and continuous operation shows that with continuous pressure control, the compressor works longer with a lower ω k and a lower p k , which helps to reduce the speed and wear of cylinder piston parts and a decrease in lubricant consumption (the cost of which is much higher than the cost of diesel fuel).
Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства с автоматическим регулятором давления непрерывного действия содержит компрессор 1 (фиг.4), приводимый от вала турбинного колеса 2 гидродинамической муфты переменного наполнения 3. Через полый вал насосного колеса 4 гидродинамической муфты в нее поступает масло с подачей G1. Полый вал насосного колеса 4 через повышающий зубчатый редуктор 5 соединен с валом теплового двигателя 6. Подачей масла G1 в гидродинамическую муфту управляет золотник 7. В этом микропроцессорном автоматическом регуляторе давления сигнал рк подается на датчик давления 13, пройдя через первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП1) 14, бортовой микропроцессорный контроллер 15 и ЦАП 16, усиливается усилителем 17 и подается на обмотку 18 тягового электромагнита 19, электромагнитная сила которого измеряется измерительной пружиной 9. От соотношения сил тягового электромагнита и пружины зависит положение золотника 7. Сила тягового электромагнита 19 передается измерительной пружине 9 через нажимную шайбу 8. Силу затяжки измерительной пружины 9 можно изменять с помощью регулировочной гайки 10. Положение золотника 7 зависит от рк, но определяется алгоритмом работы микропроцессорного автоматического регулятора давления, учитывающим условия и режимы работы пневматической системы и компрессорной установки тягового транспортного средства. Для учета величины ωк в микропроцессорном автоматическом регуляторе давления применен датчик ωк 20, соединенный с бортовым микропроцессорным контроллером 15 через второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП2) 21.An automatic pressure control system in the pneumatic system of a traction vehicle with an automatic continuous pressure regulator contains a compressor 1 (Fig. 4) driven from a shaft of a
Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства работает следующим образом. При рк ниже рк1 (см. фиг.3 и 4) пружина 9 удерживает золотник 7 в крайнем верхнем положении. Отверстие для подачи масла G1 в гидродинамическую муфту 3 полностью открыто золотником 7. Рабочая полость гидродинамической муфты 3 полностью заполнена маслом и турбинное колесо 2 и вал компрессора вращаются со скоростью ωк макс. Компрессор имеет подачу Q2 макс, и давление рк повышается. После достижения рк значения pк1 электромагнитная сила тягового электромагнита 19 становится больше силы измерительной пружины 9, Золотник 7 начинает перемещаться и частично перекрывать отверстие для подачи масла G1 в гидродинамическую муфту 3. Это приводит к уменьшению степени наполнения гидродинамической муфты 3, к уменьшению скорости ωк и подачи компрессора Q2. Расход воздуха Q1 из пневматической системы 11 зависит от режимов работы пневматических устройств тягового транспортного средства. Когда подача компрессора станет равной расходу Q1 наступит установившийся режим работы автоматической системы регулирования давления и рк будет постоянным. Если рк становится равным рк2 золотник 7 перекрывает подачу масла G1 в гидродинамическую муфту 3, компрессор останавливается и подача его становится равной нулю. Поскольку компрессор дает заметную подачу при ωк>(0,13-0,17) ωк макс, то автоматическую систему регулирования давления можно настраивать так, чтобы гидродинамическая муфта опоражнивалась при достижении этой минимальной скорости вращения (фиг.3). Таким образом, при разных расходах воздуха из пневматической системы тягового транспортного средства автоматическая система регулирования давления всегда будет поддерживать подачу Q2, равную расходу Q1 при изменении давления в диапазоне от рк1 до рк2.Automatic pressure control system in the pneumatic system of a traction vehicle operates as follows. When p to below p k1 (see figure 3 and 4), the spring 9 holds the
Источники информацииSources of information
1. Тепловозы. Конструкция, теория и расчет./Под ред. Н.И.Панова. - М.: Машиностроение, 1976. - 544 с.1. Diesel locomotives. Design, theory and calculation. / Ed. N.I. Panova. - M.: Mechanical Engineering, 1976 .-- 544 p.
2. Шарунин А.А. Эксплуатационные испытания локомотивных компрессоров ПК-35 и ПК-3,5. Труды ЦНИИ МПС, 1970, вып.413.2. Sharunin A.A. Field tests of locomotive compressors PK-35 and PK-3,5. Proceedings of the Central Research Institute of the Ministry of Railways, 1970, issue 413.
3. Луков Н.М. Основы автоматики и автоматизации тепловозов. - М.: Транспорт, 1989.3. Lukov N.M. Fundamentals of automation and automation of diesel locomotives. - M .: Transport, 1989.
4. Банников В.А., Маньшин А.П. Влияние режимов работы компрессоров на износ деталей цилиндропоршневой группы и расход смазки. - Коломна, Труды ВНИТИ, 1983, вып.58.4. Bannikov V.A., Manshin A.P. The influence of compressor operating modes on the wear of cylinder-piston parts and lubricant consumption. - Kolomna, Proceedings of VNITI, 1983, issue 58.
5. Цыкунов Ю.И. Результаты испытаний на износ компрессоров ПК-35 и ПК-3,5. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Транспортное машиностроение, 1968, вып.13.5. Tsykunov Yu.I. Wear test results for PK-35 and PK-3,5 compressors. - M.: NIIINFORMTYAZHMASH, Transport Engineering, 1968,
6. Цыкунов Ю.И., Лесин В.И. Результаты испытаний опытных образцов локомотивных компрессоров ПК-3,5 и ПК-1,75. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. Транспортное машиностроение, 1968, вып.5-67-14.6. Tsykunov Yu.I., Lesin V.I. Test results of prototypes of locomotive compressors PK-3.5 and PK-1.75. - M.: NIIINFORMTYAZHMASH. Transport Engineering, 1968, issue 5-67-14.
7. А.Н.Логунов и др. Устройство тепловоза ТГМ6А. М.: Транспорт, 1989.7. A.N. Logunov and others. The device locomotive TGM6A. M .: Transport, 1989.
8. Маньшин А.П. Исследование системы автоматического регулирования скорости вращения компрессора с приводом через гидромуфту переменного наполнения: Дис. кан. техн. наук. - М., МИИТ, 1970.8. Manshin A.P. Research of a system of automatic control of compressor rotation speed with a drive through a fluid coupling of variable filling: Dis. can tech. sciences. - M., MIIT, 1970.
9. Маньшин А.П. Исследование системы автоматического регулирования скорости вращения компрессора с приводом через гидромуфту переменного наполнения. - Коломна, Труды ВНИТИ, 1975, вып.41.9. Manshin A.P. Investigation of a system for automatically controlling the speed of rotation of a compressor with a drive through a fluid coupling of variable filling. - Kolomna, Transactions of VNITI, 1975, issue 41.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124765/28A RU2239220C1 (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124765/28A RU2239220C1 (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2239220C1 true RU2239220C1 (en) | 2004-10-27 |
RU2003124765A RU2003124765A (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=33538250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124765/28A RU2239220C1 (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2239220C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502115C2 (en) * | 2011-12-23 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МГУПС (МИИТ)) | Automatic microprocessor system to adjust traction transport facility pneumatic system |
-
2003
- 2003-08-12 RU RU2003124765/28A patent/RU2239220C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАНЬШИН А.П. Исследование системы автоматического регулирования скорости вращения компрессора с приводом через гидромуфту переменного наполнения. Труды ВНИТИ. - Коломна, 1975, вып.41. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502115C2 (en) * | 2011-12-23 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МГУПС (МИИТ)) | Automatic microprocessor system to adjust traction transport facility pneumatic system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124765A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4355508A (en) | Air power motor | |
EP0942173A1 (en) | Compressor unit and control device used thereby | |
US4803969A (en) | Process for the load-dependent control of a hydraulic drive for a compressor arranged at an internal-combustion engine | |
CN101160457B (en) | Exhaust valve assembly for a large two-stroke diesel engine | |
CA2277380C (en) | A method for regulating fluid pressure | |
KR102098753B1 (en) | Fuel or lubrication pump for a large two-stroke compression-ignited internal combustion engine | |
CN103097696B (en) | Optimize the control method of airborne vehicle free turbine power set and implement the control device of the method | |
US5241826A (en) | Fixed geometry variable displacement pump system | |
US6347516B1 (en) | Electrohydraulic pressure supply unit with variable-displacement pump and controllable electric device | |
EP2126359A1 (en) | Variable torque transmitter | |
CN100334339C (en) | Circuit arrangement and method for controlling electric fuel pump in non-return fuel delivery system | |
JPS6035129A (en) | Gas turbine engine | |
RU2239220C1 (en) | Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock | |
KR20060080864A (en) | Method for optimizing the utilization ratio in a drive unit and drive unit | |
US5533333A (en) | Method and regulator for regulating the air pressure of a pressurized vessel | |
RU2438045C2 (en) | Automatic system of pressure control in pneumatic system of tractive transport device | |
RU2258014C2 (en) | Automatic pressure control system in traction vehicle pneumatic system | |
RU2258838C2 (en) | Automatic pressure control system for traction vehicle pneumatic system | |
RU2239221C1 (en) | Automatic pressure control system in pneumatic system of traction rolling stock | |
CN1680715A (en) | Arrangement and method of coupling an air compressor to the drive shaft of a combustion engine | |
RU2416814C2 (en) | Automatic microprocessor system to adjust traction transport facility pneumatic system | |
RU2415459C1 (en) | Automatic system of pressure control in pneumatic system of tractive transport device | |
CA2331748C (en) | A device for the supply of a liquid fuel to a burner member | |
RU2416039C1 (en) | Automatic system of pressure control in pneumatic system of tractive transport device | |
RU2258015C2 (en) | Automatic pressure control system in traction vehicle pneumatic system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050813 |