автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Взаимосвязанное регулирование транспортного дизеля как многоемкостного объекта

Б Ой

- 8 М1Р ОдсиСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ГРИР ХАСАН -

ВЗАИМОСВЯЗАННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ КАК МНОГОЕМКОСТНОГО ОБЪЕКТА

Специальность 05. 13. 07 - Автоматизация технологических процессов и производств

, ... АВТОРЕФЕ PAT

диссертации, на соискание ученой степени кандидата технических наук

Одесса 1996

Работа выполнена в Одесской государственной морской академии

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки и техники, академик ТА Украины, доктор технических наук, профессор Кузьминых A.B.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Ханмамедов С. А. ;

- кандидат технических наук, профессор Ломакин В. Ф.;

Ведущая организация: Научно-производственное объединение "Кольцо"

Защита диссертации состоится "49" Апреля 1996 г. в 10 часов на заседании специализированного Совета Д 05.17.01 по защите докторских диссертации в Одесской государственной морской академии по адресу: 270029. Одесса, ул. Дидрихсона, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОГМА Автореферат разослан '45" МА&тА 1996г.

Ученый секретарь специализированного Совета Д 05.17.01.

доктор технических наук, профессор ^ Капитонов й.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ -Актуальность том ы. Современный транспортный дизель является многоемкостным объектом регулирования б котором изменение входных или выходных параметров б отдельных аккумуляторах энергии (A3) приводит к существенным изменениям з других взаимосвязанных A3. Статистические и динамические свойства A3, входящих в структуру дизеля, несовместимы для широкого диапазона отличных от номинального режимов длительная работа дизелей на пониженной мощности приводит к следующим явлениям: повышенный износ цилиндро-порш-невой группы; интенсивное нагарообразование на поршневых кольцах и воздушно-газовых трактах; опрокидывание газообмена в цилиндре двигателя; появление пешажа в газотурбинном нагнетателе (ГТН); перегрев органов газораспределения. Особенно четко это проявляется в режимах пуска, реверса, нулевого упора винта и частичных режимов. Для достижения поставленной задачи выполнены следующие исследования: выполнен анализ существующих функциональных схем (ФС) транспортных дизелей; разработана математическая модель (ММ) комбинированного дизеля с ГТН и электроприводной воздуходувкой; произведено исследование устойчивости работы элементов дизеля в различных нагрузочных режимах, определены зоны устойчивой работы дизеля; выполнен анализ функциональных схем автоматического регулирования (ФСАР) транспортных дизелей; разработана ММ система взаимосвязанного регулирования (СВР) главного судового дизеля; произведены натурные испытания дизеля и сравнительный анализ результатов математического эксперимента (МЭ) и натурных испытаний.

Методика исследования. В процессе выполнения диссертационной работы использовались аналитические методы теории автоматического управления и регулирования, численные методы моделирования с реализацией на ЭВМ и теория многосвязных систем автоматического регулирования. МЭ сравнивался с экспериментальными исследованиями других авторов. В работе выполнены исследование главного судового дизеля с позиции управления, произведен расчет характеристик подвода энергии и нагрузочных характеристик отдельных элементов дизеля,- Расчеты производились на основании паспортных данных дизеля 9ДКРН 80/160.Произведенные расчеты позволили произвести анализ устойчивости работы дизеля на различных режимах отдельных элементов дизеля и определить области их устойчивой работы.

Теоретические исследования позволили сформулировать требования к системе управления (СУ), определить требуемую структуру СУ и конкретные ее параметры.

Натурные испытания позволили определить эффективность функционирования разработанной СУ. Сравнительный анализ результатов МЗ и натуральных испытаний позволил оценить точность математических исследований.

Научная новизна. К новым научным результатам, полученным автором диссертации, относятся: математическое описание транспортного дизеля как многоемкостного объекта; разработана СВР транспортного дизеля обеспечивающая устойчивую работу его элементов в различных режимах.

Практическая значимость результатов исследования заключаетя в той, что разработанная ММ комбинированного дизеля позволяет в процессе проектирования, наладки, настройки и эксплуатации дизеля определить основные параметры дизеля как объекта регулирования истодом МЭ. СВР позволяет совместить характеристики отдельных элементов дизеля на всех эксплуатационных режимах, что существенно повышает эффективность использования дизеля как источника энергии для движения судна.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждла-лись на Международной выставке-конференции "Мотортехноло-гия-94" в г.Киеве, октябрь 1994г.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа содержит 2 85 страниц машинописного текста , 48 рисунков , 10 таблиц . Библиография включает 81 наименований.

Во введение представлена общая характеристика работы, обосновывается актуальность теш.

В первой главе представлен анализ ФС транспортных дизелей . Недостатки дизелей с ГТН в режимах пуска и работы при пониженной мощности вызваны главным образом дефицитом воздуха . нагнетаемого ГТН в ДВС. Введение же в ФС электрокомпрессора (ЭК и ЭМ) (рис. 1) позволяет независимо от режимов работы ДВС осуществлять подачу нужного количества воздуха п двигатель. А это позволяет значительно повысить КПД двигателя в рассматриваемых режимах работы и снизить вероятность и интенсивность процесса нагарообразования.

tog ®

рис.1. Функциональная схема ДВС с злектро-воздуходувкой.

Уравнения динамики (УД). УД собственно дизеля. ФС комбинированного дизеля представленная на рис.1 содержит 5 переменных параметров: Входы: qs - цикловая подача топлива (ЦПТ);Рн1 - давление продувочного воздуха; X -относительная поступь гребного винта: выходы: ш - угловая скорость дизеля; GT - количество выпускных газов. При малых отклонениях от установившихся режимов работы дизеля принимаем Gr = const. Тогда УД собственно дизеля будет выражение: dAco

Tj- + Aw = Kj • Aqu + Ко • Дря - К3 • &Х (1)

dt

УД ТНВД. ТНВД содержит: входы:., Ь - положение рейки ТНВД, соя -угловая скорость вала ТНВД; выходом является Ц,, -ЦПТ :

бАац

Т,:------ + да = к4 • ДЬ + К* ■ До)., (2)

" йЬ * ■

дА?.

УД ВТ: Т, —- + ДР. = К, -Дш + К7 -ДР„ + Ю> - До,. (3) " йЬ '

ДР., - изменение давления перед турбиной; йДсог т „

УД ГТН; Т, Даг „- КГДР„ + К10-Да„ - К^ -ДРК (4)

dí

Ч- г к ~ угловая скорость вала ГТН; УД ВВХ будет иметь вид: бАи

Т5 - + Д4Н = К12-ДЬ - К, з - К^-ДУ (5)

йЬ

£я - температура воздуха на выходе из ВВХ;

- температура хладагента; 1Г- положение регулирующего органа на трубопроводе хладоносителя;

о!ДРн1

УД ВК: Тс, -- + ДР„. - - К< = ■ Дй + К!Й'ДР, +

К,.. 'Да;.,,- (6)

•¿др,;/

УД ЭК: Т~ •---— + ДР,г К) г; • Дсо.,(7)

Р.- давление после ЭК; - угловая скорость вала ЭК; Т....Т- - постоянные времени АЭ; К1...К19 - коэффициенты передачи по соответствующим каналам. Таким образом ФС комбинированного дизеля (рис.1) , описывается УД 1-7.

Статические характеристики (СХ) дизеля как объекта регулирования,

Устойчивость работы дизеля определяется его фактором устойчивости (ФУ). Численные значения ФУ и динамических коэффициентов могут быть определены, как частные производные в точках пересечения, характеристик подвода и отвода энергии для каждого конкретного режима работы двигателя. Для

определения численных значений выбираем конкретный двигатель марки 9ДКРН 80/160, получивший наибольшее распространение на сирийских транспортных судах. Исходные данные:Тип судна : "Сухогрузное", Длина : 173.8т, Ширина : 25.46т, Осадка : 9.82ю, Дедвейт : 15950, Тип двигателя : 9ДКРН 80/160, Мощность : 15822 кВт (21600 л.е.). Частота вращения : 2,033 об/с. Число лопастей гребного винта : 6. Существуют целый класс дизелей для которых режим пуска осуществляется на холостом ходу (XX). УД ДВС при этом упрощается, т. к. нагрузка дизеля осуществляется только за счет трения при отсутствии внешней нагрузки. Графики, построенные на базе экспериментальных и расчетных данных, дают возможность численного определения частных производных в точках пересечения частных и винтовой характеристик. Для номинального режима ФУ работы дизеля Рд=1530 КВт-сг. Особый интерес с точки зрения устойчивой работы дизеля представляет холостой ход. Практически на любом скоростном режиме XX дизеля ФУ отрицательный, т. е. работа дизеля неустойчива.

На устойчивость работы ДВС оказывает существенное влияние ТНВД, агрегаты наддува, ВК и ВТ. Работа ТНВД - форсунка могут входить в зону неустойчивых режимов, когда СХ ЦПТ и характеристики порций топлива, поданной ТНВД образуют взаимное пересечение дающее отрицательное значение ФУ.

Кроме неустойчивой работы форсунки в рабочем диапазоне дизеля возникает неустойчивая работа ГТН, соответствующие характеристики ГТН имеются в источниках литературы.

Таким образом на основании анализа главного комбинированного судового дизеля как 0У, можно сделать выводы: ком-

бинированкый дизель описывается уравнениями динамики 1-7. взаимное расположение статических ХПЗ и ХОЗ показывает, что дизель работает неустойчиво в режимах XX и режимах малых оборотов; потеря устойчивости на указанных режимах работы объясняется, особенностями СХ ТНВД-форсунка, сдвигом рабочих процессов ГТН-дизель. Кроме того ГТН имеет относительно большую инертность, чем дизель.

Во второй главе был произведен анализ ФСАР транспортных дизелей. Регулирование (Р) числа оборотов ДВС осуществлялось 4-мя способами: Р пропусками; Р изменением состава смеси путем изменения количества подаваемого топлива или воздуха; Р изменением количества подаваемого топлива в цилиндр; Р с помощью изменения состава смеси и ее количест -ва. Последние 3 способа ? осуществлялись с помощью регуляторов прямого действия типа Уатта,

Постоянное усложнение ФС ДВС привели к совершенствованию структуры как автоматических регуляторов (АР) так и САР дизельными двигателями. Основной СУ всегда была система стабилизации скорости вала двигателя путем изменения расхода топлива. Позже эта система обросла большим количеством вспомогательных подсистем и системы воздухообеспечения ДВС.

В связи с широким внедрением систем ДАУ на флоте возникла необходимость создания технических средств автоматизации, которые могли бы быть использованы в составе СДАУ, имели бы относительно невысокую стоимость и высокую надежность. Таким требованиям могли бы удовлетворить на тот момент лишь электронные АР. Типичным представителем такого рода АР является АР фирмы STL типа 990. АР предназначен для управления

дизелем по стабилизации частоты вращения либо по стабилизации положения рейки топливного насоса и применяется в составе ДАУ. Известны электронные АР серии DYNA, DGS-8800, системы ДАУ "DATA CHIEF", STL, "Камева", САУ вспомогательными механизмами "Залив-М", "Дгшатик" и др. В этих САУ и АР реализуется, как правило, ПИД-регулирование. В последние годы разработчики электронных САУ сосредотачивают внимание на возможности оптимизации работы дизеля по различным критериям в зависимости от эксплуатационных условий на базе микропроцессорной (МП) техники. Цифровой электронный АР DGS-8800 (DIGITAL GOVERNOR SYSTEM) выполняет все задачи Р скорости малооборотных длинноходовых главных судовых двигателей.

■Выбор регулируемых параметров. Эффективный крутящий момент дизеля с наддувом является функцией от многих переменных: угловой скорости коленчатого вала; координата органа топливоподачи; давления наддувочного воздуха; температуры охлаждения двигателя; вязкости топлива; относительной влажности и температуры окружающего воздуха; количества и качества смазочного масла и ряда других параметров. Определяющим параметром является угловая скорость ю, координата рейки топливных насосов h и давление продувочного воздуха рн. Исследования проведенное в главе 1 показывает, что именно эти параметры характеризуют транспортный дизель как объект регулирования. Оценка информационной значимости по скорости накопления негэнтропии, предложенная профессором Козьминых А. В. также показывает приоритет вше названных параметров.

Известно, что при организации-процессов" сгорания топлива, важнсГязш Фактором является соотношение топливо-воздух, что обеспечивает эффективность сгорания топлива, экономичность и экологическую чистоту продуктов сгорания. На основании отого при взаимосвязанном регулировании (ВАР) необходимо обеспечить оптимальное соотношение количества сжигаемого продукта и количества воздуха необходимого для полного сгорания отого топлива. В диссертации главной задачей является разработка ВАР, обеспечивающего устойчивость работы ЛВС на всех режимах его работы, и оптимальное соотношение топливо-воздух, обеспечивающее полное сгорание.

Математическая модель системы взаимосвязанного регулирования (СВР) главного судового дизеля. Для исследования интерес представляет неустойчивые режимы работы двигателя и задачей САУ является повышение устойчивости работы комбинированного дизеля именно в этих режимах.

Как известно из главы 1, для большинства элементов комбинированного дизеля неустойчивыми являются режимы XX, малого хода и пусковой режим. При исследовании вопроса устойчивости ЛВС он рассматривался совместно с ТН8Д .

ВК и ВТ зенаш неустойчивой работы не обладают. Важным элементом комбинированного дизеля, обладающим неустойчивостью в работе на указанных выше скоростных режимах является ГТН. Следует заметить, что уравнение динамики ГТН на XX и малом ходу свою структуру не изменяет. Как было указано выше САУ должна работать на основании информации об рн и ш меняя И. СВР принимает структуру, приведенную на рис. 2.

- Рн

Регулятор -> и ОУ

ш

Ряс. 2. Общая структура системы управления.

На рисунке и=Ш,, Щ) - вектор управления, включающий управление положением рейки топливного насоса ^ и электроприводом ЭК иг. Так как ЭК имеет в качестве электропривода асинхронный двигатель, поэтому управляющее воздействие и2 имеет позиционный характер. Формирование сигнала задания будет сводиться к обеспечению минимального необходимого количества воздуха для полного сгорания топлива, подаваемого в камеру сгорания в количестве Оцт =КПР}-Н-ш. Минимальное необходимое количество воздуха Р^^Кдрг-Ост- КПР1, КдР2 - коэффициенты передачи позиционного регулятора (ПР). Включаться ЭК будет , если Рн < РИ!П, а выключаться - когда Рн>Рт1п+(ЗР, где ёР = Рзк + (1, где с1 - гистерезис. Гистерезис должен быть таким, чтобы в момент выключения ЭК с учетам динамики системы наддува ДВС реальное давление наддува, которое будет обеспечивать ГТН, во время переходного процесса не оказалось ниже минимально необходимого и не привело к повторному пуску ЭК. Итак, структурная схема ПР будет иметь вид:

Рис. 3. Структурная схема позиционного регулятора.

где Рякт - давление, которое обеспечивает конкретный ЭК на номинально!,! режиме работы.

Управление скоростным режимом осуществляется посредством ПИД-регулятора. Передаточная функция (ПФ) этого АР будет иметь вид: \'КР) = К,. ( 1 + 1/Т,ДР) + Тд (Р) ), где Кр - коэффициент передачи, Т, и Т„ - постоянные времени интегрирования и предварения регулятора.

С целью снижения влияния резких перепадов давления наддува на скорость вращения вала двигателя в состав АСР была введена корректирующая связь (КС) по давлению наддува. Был произведен синтез структуры этой части СВР. После серии математических преобразований и упрощений ПФ КС приняла вид Ккс • (1+Т^.Р) • 1/(Т4Р^1), где К,с, Т;;, и Тф - коэффициент передачи, постоянная времени КС и постоянная времени фильтра.

В качестве какала регулирования температуры на выходе из ВВО был выбран единственно возможный канал ЬР=Г(и). В качестве АР был выбран ПИД-регулятср. Было произведено моделирование канала и расчет настроек АР температуры воздуха на выходе из ВВО. Так как с процессе работы не ставилась задача исследования влияния качества работы регулятора температуры на показатели работы ДВС, то на этом заканчивается разработка структуры и расчет параметров зтого регулятора.

Таким образем, СВР будет иметь следующую структуру:

Рис. 4. Структурная схема СВР.

В третьей главе был произведен расчет коэффициентов ММ. Синтез САУ производился методом имитационного моделирования. В качестве ОУ использовалась ММ комбинированного дизеля, составленная на основании УД элементов дизеля с учетом возможности работы ДВС в режимах пуска и вывода на различные скоростные и нагрузочные режимы. Числовые значения коэффициентов модели были получены из СХ, литературных источников, на основании адекватности номинальных параметров элементов ДВС. Введен ряд упрощений в модель с целью повышения надежности ее работы без ущерба точности. В связи с изменениями, внесенными в модель ДВС изменениям подверглась и модель ВТ. С целью повышения надежности были частично упрощены модели ГТН и ВК. С целью исследования работы САУ в режимах нагрузки была введена модель нагрузки.

Т.к. расчет начальных условий - громоздкое и сложное дело, расчет их производился в процессе моделирования посредством вывода в пусковом режиме объекта на заданный ско-

ростной режим, а затем нанесения нагрузки в виде ступенчатого возмущающего воздействия. Характер возмущения является наиболее неблагоприятным для САУ.

В качестве критерия управления принят удельный расход топлива

Программа МЭ. Синтез СВР производился в три этапа: 1.Выбор и расчет настроек АР скорости вала двигателя и температуры воздуха на выходе из ВВО. 2.Включение в состав САУ ПР работы ЭК работа которого основана на обеспечении минимального необходимого количества воздуха для полного сжигания подаваемого в камеру сгорания топлива. 3.Синтез инвариантной к давлению наддувочного воздуха САУ частотой вращения вала двигателя.

Синтез СВР производился посредством математического эксперимента (МЭ) методом имитационного моделирования. Для этого использовался спец. пакет программ на языке Фортран-77 разработанный на кафедре АПП ОГАПТ. Вывод графической информации производится в относительных единицах по отношению к номинальным для заданного скоростного режима значениям параметрам. Номинальные значения приняты пряыопропорциональными к исследуемому скоростному режиму.

Результаты МЭ. На первом этапе синтеза СВР был произведен расчет параметров АР частоты вращения вала ЛВС. Производилось моделирование работы дачной структуры САУ при пуске на номинальном и 20% номинального скоростных режимах.

На втором этапе синтеза СВР в состав САУ был введен ПР давления наддува. Управляющее воздействие прилагается к электроприводу ЭК.

Было произведено моделирование работы САУ при пуске ДВС и выводе его на номинальный и 20% номин. скоростные режимы. Результатом введения в САУ ПР давления наддува произошло улучшение критерия на номинальном скоростном режиме на 0.5%, на 20% номинального критерий уменьшился на 0.5%.

С целью снижения влияния резких перепадов давления наддува на скорость вращения вала двигателя был предпринят третий этап синтеза СВР: в ее состав была введена КС по давлению наддува. САУ приобрела окончательную структуру СВР. Производилось моделирование окончательной структуры СВР ДВС. Результатом введения в САУ КС по давлению наддува произошло улучшение критерия на номинальном скоростном режиме на 10.75%, на 20% номинального критерий уменьшился на 21.3%.

Для исследования влияния различных степеней нагрузки на работу комбинированного дизеля на различных скоростных режимах было произведено моделирование работы ДВС на скоростных режимах от 0.2 до 1.0 номинального на XX и в условиях действия нагрузки 10%, 20%, 30% и 40%. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что топливная аппаратура неустойчиво работает при нагрузках, больших 20% при скоростных режимах, меньших 40% от номинального. Аналогичные зоны неустойчивой работы и у системы наддува.

Таким образом в результате МЭ был произведен синтез СВР главным судовым двигателем и анализ работы различных вариантов структур АСР и окончательного варианта структуры АСР на различных скоростных и нагрузочных режимах. В результате этого можно сделать следующие выводы: СВР включает в себя: Р частоты вращения вала двигателя инвариантное к давлению над-

дувочного воздуха, _позиционное Р давления наддува и Р температуры воздуха на выходе из ВВО; сравнительный анализ структур АСР показал, что по отношению к первоначальной синтезированная СВР обеспечивает снижение удельного расхода топлива в условиях переходных процессов на 20% от ном. скоростного режима на 20.5%, а на ном. скоростном режиме - на 10.25%; анализ САУ та различных скоростных и нагрузочных режимах показал, что СВР обеспечивает устойчивую работу ДВС на XX, при пуске и при включении нагрузки.

В четвертой главе были приведены основные результаты натурных испытаний (НИ).

Характеристики объектов испытан и й. Основные экспериментальные исследования проведены в лаборатории ОГМА на тренажере "Дизельсим" норвежской фирмы "Норконтрол".В качестве модели главного двигателя использована перспективная длинноходовая малооборотная модель 6ТК цилиндрового дизеля фирмы "Бурмейстр и Ваин" типа 6Ь90СРСА с диметром цилиндра 0,9м и ходом поршня 2,18м, мощностью 17,4 МВт при 97 об/мин. На двигателе установлена вспомогательная воздуходувка с электроприводом. Давление продувочного воздуха 190 МПа. Механический КПД двигателя принят О,92, а удельный эффективный расход топлива 133,5 г/кЬ1..,. Двигатель двухтактный с прямоточно-наг.равлен-ной продувкой, реверсивный, крейцкопфовый с газотурбинным наддувом при постоянно!.! давлении газов. ТНВД с регулированием по концу подачи. Цикловая подача топлива при 2900 кВт и 98 06/мин равна 92 г/цикл . Форсунки охлаждаются топливом. Все управление двигателем осуществляется через ЭЦВМ типа

"Норд-ЮО" с объемом ОЗУ 256 К слов. Имитационная модель соответствует танкеру дедвейтом 136 тыс.т.

Программа испытаний. Целью НИ была проверка влияния автономного электро-воздушного компрессора на ТЗП дизеля на переходных режимах и устойчивость его работы при введении в регулятор частоты вращения пропорционального сигнала по давлению продувочного воздуха. Особый интерес представляют работа дизеля с малой ЦПТ, т.к. двигатель при этом теряет устойчивость. НИ необходимо производить по следующей программе: 1. Снять СХ работы САУ по относительной ЦПТ и относительной температуре в выпускном рессивере в зависимости от различных скоростных режимов работы ДВС на холостом ходу и при нагрузке 50% при ВРШ. 2. Снять переходный процесс по относительным скорости вала двигателя <р=(с/шн, положения рейки ТНВД 3e=h/hH и давления наддува рк =рк/ркк. 3. Снять переходные процессы при единичном возмущении по от номинального при введении в регулятор частоты второго сигнала по давлению наддувочного воздуха.

Результаты испытаний. В соответствии с программой НИ были сняты СХ САУ при включенном ЭК по относительным цикловой подаче топлива и температуре газов в ВТ взависшости от заданного скоростного режима ДВС на холостом ходу и при включении нагрузки 50% при BPS. На втором этапе были получены графики переходных процессов (ПП) по относительным скорости вращения вала двигателя, положению ТНВД и давлению продувочного воздуха. На третьем этапе НИ были получены ПП при единичном возмущении по координате рейки топливного насоса h=5% от номинального при введении в регу-

лятор частоты сигнала по давлению продувочного воздуха при различной настройке постоянной времени ГОС.

Сравнительный анализ МЭ и НИ. Для сравнения результатов НК и МЭ были получены СХ САУ ДВС по относительной цикловой подаче топлива на различных скоростных режимах на XX и с нагрузкой 40%. Для сравнения были взяты аналогичные СХ, полученные в результате НИ. Расхождения в результатах аналитического расчета и НИ составляет в среднем 16,97%.

Основные результаты экспериментальных исследований и сравнение их с аналитическими расчетами показывают-, расхождения в результатах аналитического расчета и экспериментальных данных колеблется в приделах 15-20%, что объясняется некоторыми отличиями расчетного объекта ст экспериментального и принятыми допущениями при аналитических расчетах; введение в САР сигнала по давлению продувочного воздуха и КС по давлению воздуха улучшаются экономические показатели дизеля; следует отметить, что экспериментальный 0У ведет себя на переходных режимах более устойчиво, чем ММ ДВС, а значит можно говорить об запасе устойчивости по сравнению с ММ у экспериментального дизеля.

Результаты работы внедрены на НПО "Кольцо" и на судне "МШАМАЙ" в виде программного продукта в составе прграммного обеспечения компьютера, что подтверждается соответствующими акта;,и внедрения. Следует отметить возможность реализации разработанных алгоритмов управления на базе микропроцессорных контроллеров (например типа РЕМИКОНТ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выявлено практическое отсутствие согласованности работы его элементов и, в частности, их СХ и ДХ. Взаимное расположение СХ показывает, что ДВС работает неустойчивой при режимах пуска, XX и режимах малых оборотов.

2. Рассмотрен дизель, как многоемкостный объект, в котором изменение параметров в отдельных АЗ приводит к существенным изменениям в других взаимосвязанных АЗ.

3. ФС ДВС с ЗК является самой перспективной на сегодняшний день, т.к. решает проблему неустойчивой работы ДВС при частичных режимах.

4. Поставлена и решена задача создания ММ комбинированного дизеля, состоящая из ММ его элементов.

5. Перспективными САР являются системы созданные на базе микропроцессорной техники .

6. Регулируемыми параметрами являются угловая скорость вращения вала двигателя ш и давление наддува рн.

7. Произведен синтез структуры и ММ СВР. Основными структурными единицами системы являются: ПИД-регулятор частоты вращения вала двигателя, ПР давления продувочного воздуха, КС по давлению продувочного воздуха и регулятор температуры на выходе из ВВО.

8. Для уточнения численных значений СВР и для прогнозирования ожидаемых результатов ее работы произведен МЭ. Для целей МЭ разработана рабочая ММ дизеля, позволяющая исследовать устойчивость работы различных вариантов САУ при пуске, на различных скоростных и нагрузочных режимах.

9. Сравнительный анализ различных вариантов САУ показал.

что по сравнению с первоначальной "структурой АСР СВР дала -значительное улучшение критерия в условиях ПП, при этом ошибка статизма не выходит за допустимые значения (кроме того, увеличение статизма САР благоприятна для главного судового дизеля, так как уменьшаются тепловые перегрузки при резком изменении сопротивления движению судна). Анализ САУ на различных скоростных и нагрузочных режимах показал, что СВР обеспечивает устойчивую работу ДВС на XX, при пуске и при включении нагрузки.

10. Для оценки эффективности работы СВР были произведены НИ на лабораторном стенде и произведен сравнительный анализ результатов НИ и МЭ. Этот анализ подтвердил адекватность ММ реальному дизелю. Результаты НИ подтверждают, что СВР обеспечивает повышение устойчивости работы ДВС на исследуемых режимах в широком диапазоне настроек регулирующей части САУ.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Грир Хасан. Исследование и обоснование необходимости автоматического регулирования комбинированного транспортного дизеля на частичных нагрузках. /Тез. докл. на Международной выставке-конференции "Мотортсхнология ' 94". Прогрессивные технологии и материалы в моторостроении. Киев, 25-28 октября 1994г./ К.: 1994г., с. 53.

2. Грир Хасан. Взаимосвязанное управление транспортным двигателем. / Моторобуд1вник, N32, 22 вересня 1995р., Мел1-тополь: 1995г., с. 2.

3. Козьминых A.B., Грир Хасан. Взаимосвязанное регулирование главным судовым двигателем. Судоходство, N1, 1996.

Грир Хасан. Взаимосвязанное регулирование транспортного дизеля как многоемкостного объекта. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств. Одесская гос. мор. академия, Одесса, 1996.

Работа содержит математическую модель комбинированного дизеля как многоемкостного объекта, анализ устойчивости работы ДВС по элементам на различных режимах. Отмечается неустойчивая работа систем наддува и топливоподачи при пуске, на холостом и малом ходу. Разработана система взаимосвязанного регулирования комбинированного дизеля по угловой скорости вращения вала двигателя и давлению наддува. Система внедрена на НПО "Кольцо" и на судне "MINAMAR" в виде программного продукта в составе программного обеспечения компьютера.

Ghrir Hassan. Intercommunicated regulating of transport diesel as multicapacity object. Dissertation on attainment oi the degree - Ph.D in the speciality 05.13.07 - Automation of the technological processes and productions. Odessa State Maritime Academy, 1996.

fork contains mathematical ¡node! of combined diese! as multicapacity object, analysis of steadiness of work of internal combustion engine on separate parts at various speed and loaded regimes. It Is noted unsteady work of air blowing system and fuel supply under seting in motion in idling and slow speed. The system of intercommunicated regulation of combined diesel on angular velocity of engine shaft rofcate-tion and supercharge pressure is worked out.

The system is applied at scientific productions association "K0LTSÜ" and on the ship "miiAliAk"' as a program produel oi a computer software.

Ключов! слова: комбдновании дизель, багатоемк!снии об'-ект. взаено:ш*ялаие регудюваннн.