АНАЛІЗ ДИНАМІКИ КОМБІНОВАНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА

Анотація

У статті розглянуто актуальну задачу забезпечення стабільної частоти обертання валу дизельного двигуна в умовах різких змін механічного навантаження, характерних для роботи суднових енергетичних установок. Динамічна взаємодія навантаження з двигуном призводить до короткочасних відхилень частоти обертання, що негативно позначається на стійкості роботи силового агрегату, рівномірності подачі палива та механічному навантаженні на вузли газорозподільного механізму (ГРМ) і кривошипно-шатунний механізм (КШМ). Традиційні системи автоматичного регулювання (САР) частоти обертання, засновані на зворотному зв’язку, мають обмежені можливості щодо швидкого компенсування таких збурень, що проявляється у значному провалі частоти та затримці відновлення сталого режиму. Для підвищення динамічної стійкості розглянуто комбіновану систему регулювання, у якій до основного контуру додано випереджальний сигнал, що враховує характер прикладеного навантаження. На основі операторного опису елементів системи побудовано математичну модель та виконано чисельно-імітаційне моделювання реакції двигуна на зміну навантаження. Аналіз отриманих перехідних процесів дав змогу оцінити ключові динамічні показники: глибину провалу частоти, швидкодію, стійкість та здатність системи до демпфування механічних збурень. Порівняння традиційної та комбінованої структур САР показало, що використання додаткового випереджального сигналу дозволяє зменшити відхилення частоти майже вдвічі та скоротити час відновлення до усталеного режиму. Отримані результати підтверджують ефективність комбінованого регулювання для підвищення надійності й механічної стійкості дизельних двигунів у перехідних режимах, що є важливим для суднових енергетичних комплексів.