Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включенными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки

• Автор: Поздняков, Евгений Федорович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ САР ДИЗЕЛЕЙ
И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1.1. Требования, предъявляемые к САР
частоты вращения дизелей
1.2. Принципы построения систем автоматического регулирования частоты вращения дизелей
1.3. Режимы работы дизелей различного назначения
1.4. Цель работы и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЗВЕНЬЯМИ
2.1. Математическая модель дизеля
как объекта регулирования по частоте вращения
2.2. Определение численных значений коэффициентов дифференциальных уравнений математической модели
дизеля как объекта регулирования по частоте вращения
2.3. Математическая модель автоматического регулятора
частоты вращения дизеля
Основные результаты и выводы по второй главе

3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ САР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
3.1. Расчет переходного процесса наброса нагрузки на дизель ДГУ и методика выбора параметров регулятора частоты вращения
с последовательно включенным корректирующим звеном
3.2. Методика оцеї-іки устойчивости САР частоты вращения дизеля ДГУ с регулятором с последовательно включенным
корректирующим звеном
Основные результаты и выводы по третьей главе
4. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ САР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ ДГУ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЗВЕНЬЯМИ
4.1. Разработка регулятора частоты вращения дизеля
с последовательно включенными корректирующими звеньями и его расчетные исследования
4.2. Экспериментальные исследований дизеля с регуляторами
частоты вращения различных типов
4.3. Оценка токсичности отработавших газов дизелей и их
топливной экономичности в переходных процессах
Основные результаты и выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ДГУ - дизель-генераторная установка;
КС - камера сгорания;
ОГ - отработавшие газы;
ОР - объект регулирования;
ЛАЧХ и ЛФЧХ - логарифмические амплитудно-частотная и фазочастотные характеристики;

Д-закон регулирования - дифференциальный закон регулирования;
И-закон регулирования - интегральный закон регулирования;
П- закон регулирования - пропорциональный закон регулирования;
ПД-закон регулирования - пропорционально-дифференциальный закон регулирования;
ПИ-закон регулирования - пропорционально-интегральный закон регулирования;
ПИД-закон регулирования - пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования;
САР - система автоматического регулирования;
САУ - система автоматического управления;
ТНВД - топливный насос высокого давления; у(ф - регулируемая величина;
§Д) - задающее воздействие;
ц(ф - регулирующее воздействие
х(ф - динамическая ошибки регулирования;
хст - статическая ошибка регулирования;
С - продолжительность переходного процесса;
Ушах _ максимальный заброс параметра в переходном процессе; а - перерегулирование;
8 - наклон (общая степень неравномерности) регуляторной характеристики;
10 - комплексный показатель качества процесса регулирования;

возрастают максимальные температуры сгорания. Поэтому максимальные концентрации NOx в ОГ также наблюдаются в начальной фазе переходного процесса.
Наибольшая дымность ОГ (содержание в ОГ сажи) также наблюдается в начальной фазе наброса нагрузки, что также вызвано недостаточной подачей воздуха в начальной фазе этого переходного процесса из-за инерционности системы газотурбинного наддува [17,109,110].
В целом следует отметить, что на неустановившихся режимах работы дизеля с турбонаддувом наблюдается повышенное (в 2-3 раза) содержание в ОГ продуктов неполного сгорания топлива (сажи С, монооксида углерода СО, несгоревших углеводородов СНХ) при увеличении концентрации NOx на 10-15% в сопоставлении со сходственными установившимися режимами [30,54,70]. По этой причине необходимым становится применение устройств и систем управления, обеспечивающих сокращение продолжительности переходных процессов. Применение систем автоматического регулирования и управления (САР и САУ) позволяет существенно улучшить показатели токсичности ОГ дизелей в условиях эксплуатации.
1.4. Цель работы и задачи исследования
Анализ расчетных и экспериментальных работ, проведенных МГТУ им. Н.Э. Баумана [17,18,29,43,58,120], РУДН [10,20-24,73], ГТУ «МАДИ» [14,111], МГТУ «МАМИ» [74-77,83], ФГУП «НАМИ» [36,70], МГАВТ [107-110], ЛПИ [88,90,91], ЦНИДИ [99], ЦНИТА [114,115], ЛИСИ [34], ЯПИ [5,92,117], КАДИ [13] и рядом других организаций, а также работ Блаженно-ва Е.И. [5,92], Голубкова Л.Н. [14,111], Грехова Л.В. [17-19], Гусакова С.В. [21-24], Иващенко H.A. [33], Крутова В.И. [40-47], Кузнецова А.Г. [48,95], Леонова И.В. [51,52], Патрахальцева H.H. [72,73], Пинского Ф.И. [74-77], Толшина В.И. [107-110], Хрящева Ю.Е. [92,116,117], Шатрова В.И. [43,119], Эммиля М.В. [20,123] и др. показал, что совершенствование рабочих процес-