ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ШВИДКІСНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ СУДНОВИХ ДИЗЕЛІВ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ СИСТЕМУ РЕЦИРКУЛЯЦІЇ ВИПУСКНИХ ГАЗІВ
Ключові слова:
випускні гази, емісія оксидів азоту, збурення, критерії оптимізації, математична модель, морський транспорт, навантаження, параметрі налаштування регулятора, перехідний процес, регулювання, система автоматичного регулювання частоти обертання, система рециркуляції випускних газів, судновий дизель, чисельне моделювання, швидкісний режим суднового дизеляАнотація
Наведені результати досліджень щодо забезпечення швидкісних режимів роботи суднових дизелів, які використовують систему рециркуляції випускних газів. Зазначено, що систем рециркуляції випускних газів низького та високого тиску відносяться до способів, що сприяють виконанню вимог Міжнародної конвенції МАРПОЛ відносно забруднення атмосфери оксидами азоту. Зазначено, що у системах рециркуляції низького і високого тиску кількість випускних газів, що повертають до циліндра дизеля, може досягати 15...20 % від їх загального обсягу. Це призводить до погіршення процесу згоряння та зниження пікових температур в циліндрі дизеля. При цьому з одного боку зменшують кількість оксидів азоту, що утворюється під час згоряння палива, з іншого – уповільнюють процес розширення газів. Це викликає зменшення крутного моменту та ефективної потужності дизеля та призводить до необхідності збільшення циклової подачі палива. Таким чином, зменшення кількості кисню, що потрапляє до циліндру дизелю в складі газоповітряної суміші, стає причиною додаткового зовнішнього збурення на систему автоматичного регулювання його частоти обертання. Через це ціллю статті було визначення оптимальних режимів роботи системи автоматичного регулювання частоти обертання суднового дизеля під час стрибкоподібних експлуатаційних навантажень в системі рециркуляції випускних газів. Дослідження виконувались шляхом моделювання відповідних процесів рециркуляції випускних газів та регулювання частоти обертання колінчатого валу для суднового малообертового дизеля 8G60ME фірми MAN Diesel, обладнаного системою рециркуляції газів високого тиску. До системи автоматичного регулювання були включені дизель 8G60ME та регулятор, що забезпечує пропорційно-інтегральний закон регулювання. Моделювання виконувалось для трьох різних відносних навантажень 1,0; 0,75; 0,5, що відповідало 20 %, 15 % та 10 % ступеню рециркуляції випускних газів. Зміна параметрів налаштування регулятора обрилась в діапазоні: коефіцієнт підсилення за пропорційною складовою (0,5…2,5) з кроком зміни 1,0; час інтегрування (0,2…1,0) с з кроком зміни 0,4 с. Це дозволили визначити оптимальні режимі, за якими спостерігається перебіг перехідних процесів з найменшим часом регулювання та найменшим закидом частоти обертання.
