Диссертация (1026344), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Следует отметить, чтоСКАУД обеспечивает запуск двигателя с постоянным ускорением, подхватывая153вращение коленчатого вала с минимальной частоты вращения, после первыхоборотов за счѐт электростартера.Рисунок 4.14. Переходный процесс с показателями функционирования системыуправления154Рисунок 4.15. ПускНа Рисунке 4.16 показан процесс изменения частоты вращения при замедлении вала двигателя. С персонального компьютера была измененанастройка частоты вращения с 755 до 400 об/мин.Рисунок 4.16.
Замедление155При замедлении СКАУД прекращает подачу топлива до момента снижения частоты вращения до заданного значения. Ускорить замедление двигателяневозможно, так как в системе отсутствует воздействие на нагружающееустройство.На Рисунке 4.17 представлен переходный процесс при изменениинастройки частоты вращения от 400 до 500 об/мин.
Заброс по частоте вращенияне превышает 10 об/мин. Время перехода порядка 15 секунд.Рисунок 4.17. Переход от 400 до 500 об/минНа Рисунке 4.18 представлен переходный процесс изменения частотывращения от 500 до 600 об/мин. Параметры быстродействия соответствуютпредыдущему переходу (превышение уставки на 10 об/мин, время регулирования 15 секунд).156Рисунок 4.18. Переход от 500 до 600 об/минНа Рисунке 4.19 представлен процесс изменения частоты вращения припоследовательном переходе от 600 об/мин до 700 об/мин, затем до 800 об/мин.Система управления обеспечивает высокую стабильность работы двигателя впереходных процессах даже без ожидания стабилизации частоты вращения напромежуточных значениях частоты вращения.На Рисунке 4.20 представлен переходный процесс соответствующий выходу на максимальную частоту вращения (1000 об/мин). СКАУД обеспечиваетвыход двигателя на номинальный режим в соответствии с программой испытаний на одноцилиндровом отсеке двигателя Д500.157Рисунок 4.19.
Переход от 600 до 800 об/минРисунок 4.20. Переход от 900 до 1000 об/мин158Выводы по главе 41. При проверке функционирования и первичной отладке основного канала СКАУД с регулирующим воздействием на систему топливоподачи, проведѐнных на безмоторном стенде для испытаний топливной аппаратуры, получены следующие результаты: давление впрыска – до 1700 бар, точность заданияугла опережения впрыска топлива – 0,1 градуса поворота коленчатого вала.2. В результате экспериментов на безмоторном стенде было определено,что увеличение тока в фазе форсирования управляющего импульса выше 15 Ане влияет на характеристику давления впрыска топлива.
Поэтому в управляющем сигнале продолжительность форсирования принята 800 мкс, что соответствует времени увеличения тока до заданной величины.3. Параметры рабочего процесса, в том числе осциллограммы давлениявпрыска топлива и индикаторные диаграммы, снятые при экспериментальномисследовании режимов работы дизеля Д500 на одноцилиндровом отсеке, показали, что разработанная система управления обеспечивает требуемые характеристики дизеля, что подтверждается их сравнением с аналогичными характеристиками, полученными при использовании системы управления одного из ведущих мировых производителей.4.
Экспериментальные исследования показали, что разработанная системауправления обеспечивает стабильность поддержания частоты вращения в пределах 1.8-4.7 % в зависимости от режима работы дизеля, что соответствуетусловиям работы одноцилиндрового отсека.5. Переходные процессы, полученные при изменении настройки частотывращения, свидетельствуют об устойчивой работе разработанной системыуправления во всѐм диапазоне рабочих режимов двигателя.159ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Для обеспечения комплексного воздействия на параметры рабочегопроцесса двигателя в разработанной системе управления заложены каналы с регулирующими воздействиями на следующие системы дизельного двигателя:топливоподачу, воздухоснабжение, охлаждение, нейтрализацию и рециркуляцию.2. Для проведения расчѐтного исследования комплексной адаптивнойсистемы 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 компрессорана режимах помпажа в переходных процессах.4. Анализ результатов расчѐтного исследования статических и динамических характеристик дизеля Д500 при различных вариантах работы системытурбонаддува показал, что при использовании двух регулируемых турбокомпрессоров увеличение крутящего момента достигает 80%, время переходныхпроцессов снижается в 3-5 раз по сравнению с нерегулируемым турбонаддувом.5. В результате расчѐтного исследования с использованием разработанной математической модели и компьютерной программы получены первичныекалибровки СКАУД: матрица положений направляющего аппарата турбиныдля различных режимов работы двигателя и коэффициенты законов регулирования.
Значения коэффициентов пропорциональной и интегральной составляющих законов регулирования составили: для канала воздействия на топливоподачу; для канала воздействия на турбокомпрессор.6. При экспериментальных исследованиях статических и динамическиххарактеристик дизеля Д500 с разработанной системой управления на безмотор-160ном стенде и одноцилиндровом отсеке получены следующие результаты: давление впрыска – до 1700 бар, точность задания угла опережения впрыска топлива – 0,1 градуса поворота коленчатого вала, стабильность поддержания частоты вращения в пределах 1.8-4.7 % в зависимости от режима работы отсека,устойчивая работа системы управления во всѐм диапазоне рабочих режимовдвигателя. Полученные при испытаниях значения параметров рабочего процесса соответствуют требуемым для дизеля Д500 показателям, что подтверждаетвозможность использования разработанной СКАУД для импортозамещения вобласти систем управления среднеоборотными дизельными двигателями.161СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 (ред.
от24.11.2014, с изм. от 29.12.2014) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2015)№ 7-ФЗ // СПС КонсультантПлюс. 80 с.2.Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.1999 (ред.от 29.12.2014) № 96-ФЗ // СПС КонсультантПлюс. 32 с.3.ГОСТ Р 52408-2005. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. М.: Стандартинформ, 2006.26 с.4.ГОСТ 30574-98 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросывредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний. М.:Изд-во стандартов, 1999. 6 с.5.Указ Президента Российской Федерации «О сокращении выбросов парниковых газов» от 30 сентября 2013 № 752 // Российская газета. 2013 г. №6199. 1 с.6.Проблемные вопросы ограничения выбросов CO2 от автотранспортныхсредств/ Кутенев В.Ф.
[и др.] // Журнал автомобильных инженеров. 2010.№3. С. 55-59.7.Haurie A., Sceia A., Thenie J. Inland Transport and Climate Change a LiteratureReview // University of Geneva. 2009. 18 p.8.Energy Technology Perspectives. Scenarios and Strategies to 2050 // Paris: International Energy Agency. 2006. 486 p.9.Грехов Л.В., Иващенко H.A., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. М.: Легион-Автодата, 2004.344 с.10. Saadat, M., Esfahanian, M., Saket, M.H.
Reducing fuel consumption of dieselelectric locomotives using hybrid powertrain and fuzzy look-ahead control //Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail162andRapidTransit.2017.№231(4),pp.406-418.DOI:10.1177/0954409716631010.11. Characterisation, control, and energy management of electrified turbochargeddiesel engines/ Zhao D.
[et al.] // Energy Conversion and Management. 2017.№135. pp. 416-433. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.12.033.12. Исследование токсичных показателей отработавших газов дизеля на неустановившихся режимах/ Иващенко Н.А. [и др.] // Вестник ВолГУ. Серия10: Инновационная деятельность. 2014. №6. С. 95-103.13. Харитонов С.В. Исследование токсичных выбросов дизеля при полунатурном моделировании процессов управления энергетической установкойтепловоза // Студенческая научная весна-2011: Сб. тез. докладов. общеуниверситет.
НТК. 2011.Т.9. ч.3. С. 205-206.14. Кузнецов А.Г. Разработка методов и средств повышения эффективностиработы дизелей на динамических режимах: дис. … д-ра. техн. наук:05.04.02 / Кузнецов Александр Гавриилович. М., 2010. 281 с.15. Фурман В.В. Улучшение эксплуатационно-технических характеристик дизель-генераторов тепловозов путем создания и совершенствования системэлектронного управления: автореф. дис. … д-ра. техн. наук: 05.04.02 /Фурман Виктор Владимирович. М., 2016. 32 с.16.
Optimization and calibration strategy using design of experiment for a dieselengine/ Park S. [et al.] // Applied Thermal Engineering. 2017. №123. pp. 917928. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.05.171.17. Investigation on electromagnetic valve of fuel injector for accumulator fuelequipment system/ Kharitonov S.V.
[et al.] // International Journal of AppliedEngineering Research. 2016. №11. Pages 7431-7438.18. Модернизациясудовыхмалоразмерныхдизелейконструкторско-технологическими методами при их форсировании наддувом/ МатвеевЮ.И. [и др.] // Вестник АГТУ. Серия: Морская техника и технология. 2015.№1. С.74-83.16319.
Adaptive feedforward control of exhaust recirculation in large diesel engines/Nielsen, K.V. [et al.] // Control Engineering Practice. 2017. №65. pp. 26-35.DOI: 10.1016/j.conengprac.2017.05.003.20. Bosch: Системы управления дизельными двигателями: Пер. с немецк. М.:Изд-во «За рулѐм», 2004. 480 с.21. Engine calibration: Multi-objective constrained optimization of engine maps/Langouët H. [et al.] // Optimization and Engineering. 2011.
№3. pp. 407-424.DOI: 10.1007/s11081-011-9140-8.22. 4.2l V8 TDI with Common Rail Injection System // Volkspage. URL:http://www.volkspage.net/technik/ssp/ssp/SSP_365.pdf(датаобращения01.06.2017).23. Modeling of a large marine two-stroke diesel engine with cylinder bypass valveand EGR system/ Alegret, G. [et al.] // IFAC-PapersOnLine. 2015. №28, pp.273-278. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.10.292.24. Effect of Exhaust Gas Recirculation (EGR) on Performance and Emission characteristics of a Three Cylinder Direct Injection Compression Ignition Engine/Jaffar H. [et al.] // Alexandria Engineering Journal.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
