Автореферат (Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления), страница 4

Голубая линия на рисунке – графикнапряжения, жёлтая – тока. Награфике напряжения видны триосновные фазы управляющегосигнала. В первой фазе происходитпостоянная подача напряжения наРисунок 10. Управляющий сигналобмотки электромагнита для обеспечения форсирования начала подачи топлива. Затем, во второй фазе происходитудержание тока на заданном уровне, что достигается регулированием продолжительности импульсов напряжения. В третьей фазе подаётся напряжение противоположного знака для быстрой разрядки обмотки электромагнита. В результатеэкспериментов на безмоторном стенде было определено, что увеличение тока вфазе форсирования выше 15 А не влияет на характеристику давления впрыскатоплива. Поэтому в управляющем сигнале продолжительность форсирования принята 800 мкс, что соответствует времени увеличения тока до заданной величины.Необходимая величина топливоподачи достигается изменением продолжительности удерживающей фазы импульса.На Рисунке 11 приведены результаты индицирования рабочего процесса.Верхний график – давление топлива, нижний – индикаторное давление в цилиндре(оранжевые линии).

На Рисунке 11 синими линиями показаны соответствующиехарактеристики, полученные при испытаниях системы управления одного из ведущих мировых производителей. Сравнение приведённых характеристик показывает, что разработанная система управления соответствует передовому современному уровню техники данного направления.Результаты испытаний установившихся режимов работы показали, что разработанная система управления обеспечивает все рабочие режимы дизеля.Для проверки динамических свойств разработанной системы управления наодноцилиндровом отсеке сняты переходные процессы при изменении скоростногорежима (Рисунок 12). В верхней части рисунка показаны процессы изменениянастройки режима (красная линия) и частоты вращения д (синяя линия).

Былиспользован алгоритм изменения частоты вращения с ограничением темпа набора25 об/мин в секунду. В нижней части рисунка показаны составляющие ПИ законарегулирования (П – фиолетовая линия, И – голубая линия) и продолжительностьсрабатывания клапана системы топливоподачи (зелёная линия).14В результате анализа полученных результатов сделаны выводы о достаточном быстродействии и точности разработанной системы управления.Рисунок 11. Характеристика впрыска ииндикаторная диаграмма: а – давлениетоплива; б – индикаторная диаграммаРисунок 12. Переходные процессыОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Для обеспечения комплексного воздействия на параметры рабочего процесса двигателя в разработанной системе управления заложены каналы с регулирующими воздействиями на следующие системы дизельного двигателя: топливоподачу, воздухоснабжение, охлаждение, нейтрализацию и рециркуляцию.2.

Для проведения расчётного исследования комплексной адаптивной системы управления дизельным двигателем разработана математическая модель и компьютерная программа, которые обеспечивают моделирование статических и динамических характеристик двигателя при регулирующих воздействиях на топливоподачу и воздухоснабжение.3.

Предложен новый алгоритм регулирования турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины с целью уменьшения времени работы компрессора нарежимах помпажа в переходных процессах.4. Анализ результатов расчётного исследования статических и динамическиххарактеристик дизеля Д500 при различных вариантах работы системы турбонаддува показал, что при использовании двух регулируемых турбокомпрессоров увеличение крутящего момента достигает 80%, время переходных процессов снижается в 3-5 раз по сравнению с нерегулируемым турбонаддувом.5.

В результате расчётного исследования с использованием разработаннойматематической модели и компьютерной программы получены первичные калибровки СКАУД: матрица положений направляющего аппарата турбины для различ15ных режимов работы двигателя и коэффициенты законов регулирования. Значениякоэффициентов пропорциональной и интегральной составляющих законов регулирования составили: для канала воздействия на топливоподачу п = 0,05; и =0,05; для канала воздействия на турбокомпрессор п = 20; и = 5.6. При экспериментальных исследованиях статических и динамических характеристик дизеля Д500 с разработанной системой управления на безмоторномстенде и одноцилиндровом отсеке получены следующие результаты: давлениевпрыска – до 1700 бар, точность задания угла опережения впрыска топлива – 0,1градуса поворота коленчатого вала, стабильность поддержания частоты вращенияв пределах 1.8-4.7 % в зависимости от режима работы отсека, устойчивая работасистемы управления во всём диапазоне рабочих режимов двигателя.

Полученныепри испытаниях значения параметров рабочего процесса соответствуют требуемым для дизеля Д500 показателям, что подтверждает возможность использованияразработанной СКАУД для импортозамещения в области систем управлениясреднеоборотными дизельными двигателями.Основные положения диссертации изложены в следующих работах:1.

Кузнецов А.Г., Скибо В.С., Харитонов С.В. Полунатурное моделирование какметод разработки систем управления энергетическими установками транспортныхсредств // Материалы XXXXI Всероссийского симпозиума по механике и процессам управления. 2011. С. 193-200. (0,6 п.л./0,25 п.л.).2. Кузнецов А.Г., Кулешов А.С., Харитонов С.В. Метод реконструкции исходныхданных для составления математических моделей дизелей // Известия высшихучебных заведений. Машиностроение. 2014.

№5. С.49-54. (0,6 п.л./0,25 п.л.).3. Моделирование процессов управления транспортным средством с дизелем иэлектрической трансмиссией/ Харитонов С.В. [и др.] // Вестник Волгоградскогогосударственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. 2014.№5. С. 68-77. (0,7 п.л./0,2 п.л.).4. Кузнецов А.Г.

Харитонов С.В. Латочкин А.А. Математическая модель дизелякак источника энергии транспортной установки с электрической трансмиссией //Грузовик. Машиностроение. 2014. №7. С. 11-14. (0,6 п.л./0,25 п.л.).5. Метод имитационного моделирования при проектировании систем управлениядвигателями/ Харитонов С.В.

[и др.] // Перспективные направления развития автотранспортного комплекса: сборник статей IX Всероссийской научнопроизводственной конференции. МНИЦ ПГСХА. Пенза: РИО ПГСХА, 2015. С.35-38. (0,4 п.л./0,1 п.л.).6. A mathematical model of a diesel engine for simulation modelling of the control system/ Kharitonov S.V. [et al.] // Global Journal of Pure and Applied Mathematics(GJPAM). 2016.

№1. pp. 213-228. (1,5 п.л./0,5 п.л.).7. Investigation on electromagnetic valve of fuel injector for accumulator fuel equipmentsystem/ Kharitonov S.V. [et al.] // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. №11. pp. 7431-7438. (1,6 п.л./0,4 п.л.).8. Numerical Investigation of Diesel Engine Characteristics During Control System Development/ Kharitonov S.V. [et al.] // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. №23.

pp. 11560-11565. (1 п.л./ 0,25 п.л.).16.