ОПТИМІЗАЦІЯ НАЛАШТУВАННЯ ЕЛЕКТРОННОГО РЕГУЛЯТОРА ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ СУДНОВОГО ДИЗЕЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2025.1.05Ключові слова:
судновий дизельний двигун, індикаторний момент, стабільність швидкісного режиму, регулятор частоти обертання, хвилювання моряАнотація
Система автоматичного регулювання частоти обертання (САРЧ) є визначальною у забезпеченні стабільності роботи дизелів, які є найпоширенішими первинними приводами на суднах. Сучасні дизельні установки обладнуються електронними регулятори частоти обертання (РЧО), які мають технічну можливість налаштування відповідно до змінних умов плавання судна. Однак на практиці параметри налаштування регулятора встановлюються для конкретного режиму без урахування стохастичності зовнішніх умов плавання, що призводить до незадовільного регулювання частоти обертання на інших режимах. Це створює проблему забезпечення оптимальної роботи САРЧ з електронними РЧО в експлуатації, особливо за складних погодних умов. У зв’язку з цим метою дослідження є оптимізація налаштування електронного РЧО з урахуванням стохастичності навантаження в усьому діапазоні можливих експлуатаційних режимів суднових дизелів. Методика проведення дослідження включає використання методів чисельного та математичного моделювання, а також дозволяє врахувати стохастичні характеристики збурюючого впливу з боку гребного гвинта, зміни тиску газів у циліндрах дизеля, динамічні властивості елементів РЧО та нелінійності САРЧ. Методика апробована на головній дизельній установці HYUNDAI-MAN B&W 6S60MC-C7 танкеру "CATALAN SEA" на різних експлуатаційних режимах роботи та при зміні у широкому діапазоні умов плавання судна. В результаті дослідження визначені оптимальні налаштування електронного регулятора Nabtesco MG-800 за критерієм мінімуму нестабільності амплітуди коливань частоти обертання колінчастого валу дизеля при виконанні умови щодо допустимої нестабільності теплового режиму. Це дозволило підвищити стабільність роботи дизеля та зменшити питому ефективну витрату палива на 1,5…4,3 % на основних експлуатаційних режимах роботи. Наведені у роботі рекомендації щодо налаштування електронного РЧО можуть використовуватися під час експлуатації суднових дизелів для підвищення стабільності роботи.
Посилання
Сагін С. В. Підвищення ефективності роботи середньообертових суднових дизельних двигунів / С. В. Сагін, Ю. В. Заблоцький, А. С. Сагін // Водний транспорт. – 2025. – № 1 (42). – С. 166 – 179.
Tijan E. Digital transformation in the maritime transport sector / E. Tijan, M. Jović, S. Aksentijević, A. Pucihar // Technological Forecasting and Social Change. 2021. № 170. P. 1 – 15.
Tenkey Data List for MG-800 Governor System: № 74H63927-82B. Nabtesco Corporation, 2011. 16 p.
Taskar B. The effect of waves on engine-propeller dynamics and propulsion performance of ships / B. Taskar, K. Yum, S. Steen, E. Pedersen // Ocean Engineering. – 2016. – № 122. – Р. 262 – 277.
Yang Z. Disturbance sources in the diesel engine combustion process / Z. Yang, T. Steffen, R. Stobart // SAE Technical Paper. − 2013. − № 2013-01-0318.– 14 p.
Maftei C. Simulation of the dynamics of a marine diesel engine / C. Maftei, L. Moreira, C. Soares // Journal of Marine Engineering & Technology. – 2009. – № 8(3). – P. 29 – 43.
Cheng M. Study on Intelligent Speed Control Algorithm for Diesel Engine / M. Cheng, S. Enzhe, Z. Guofeng, Y. Chong // Proceedings of 14th International Naval Engineering Conference & Exhibition. – 2018. – 12 p.
Gorb S. I. Increasing the Accuracy of a Marine Diesel Engine Operation Limit by Thermal Factor / S. I. Gorb, M. I. Budurov // International Review of Mechanical Engineering (IREME). 2021. № 15 (3). P. 115 121.
Sugianto D. Wave height forecasting using measurement wind speed distribution equation in Java Sea, Indonesia / D. Sugianto, M. Zainuri, A. Darari, Suripin, S. Darsono, N. Yuwono // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2017. – № 8 (5). – P. 604 – 619.
Aroucha L. Practical aspects of meteorology and oceanography for mariners: A guide for the perplexed / L. Aroucha, H. Duarte, E. Droguett, D. Veleda // Cogent Engineering. – 2018. – № 5 (1). – P. 1 – 23.
Горб С. И. Повышение эффективности работы главного двигателя корректировкой упора гребного винта / С. И. Горб, А. К. Сандлер, Н. И. Будуров // Автоматизация судовых технических средств: науч.-техн. сб. – 2019. – № 25. – Одесса: НУ "ОМА". – С. 35 – 52.
Горб С. И. Оптимизация главного двигателя на режиме экономического хода судна / С. И Горб // Автоматизация судовых технических средств: науч. -техн. сб. – 2019. – № 25. – Одесса: НУ "ОМА". – С. 17 – 34.
Горб С. И. Оптимизация автоматического регулирования частоты вращения судового дизеля / С. И. Горб, Н. И. Будуров // Автоматизация судовых технических средств: науч. -техн. сб. – 2021. – № 27. – Одесса: НУ "ОМА". – С. 3 – 21.
Mei Q. Numerical Investigation on the Combustion and Emission Characteristics of Diesel Engine with Flexible Fuel Injection / Q. Mei, I. Naruemon, L. Liu, Y. Wu, X. Ma // Machines. – 2023. – № 11 (120). – 21 p.
Milasinovic A. Determination of the engine torque of a four cylinder four stroke diesel engine on the basis of harmonic analysis of the crankshaft angular velocity / A. Milasinovic, I. Filipovic, Z. Milovanovic, D. Knežević // Transactions of FAMENA. – 2011. – № 35. – P. 55 – 65.
Zhong L. Effect of Cycle-to-Cycle Variation in the Injection Pressure in a Common Rail Diesel Injection System on Engine Performance / L. Zhong, I. Singh, J. Han, M. Lai, N. Henein, W. Bryzik // SAE Technical Paper. – 2003. − № 2003-01-0699. − 12 p.
Kyrtatos P. Apparent effects of in-cylinder pressure oscillations and cycle-to-cycle variability on heat release rate and soot concentration under long ignition delay conditions in diesel engines / P. Kyrtatos, K. Hoyer, P. Obrecht, K. Boulouchos // International Journal of Engine Research. – 2013. – № 15 (3). – P. 325 – 327.
Sigmund S. Numerical and experimental investigation of propulsion in waves / S. Sigmund, O. Moctar // Ocean Engineering. – 2017. – № 144. – P. 35 – 49.
Cardoso D. An Innovative Mechanical Approach to Mitigating Torque Fluctuations in IC Engines during Idle Operation / D. Cardoso, P. Fael, P. Gaspar, A. Espírito-Santo // Designs. − 2024. – № 8 (47). – 20 p.
Shop Test Result for Main Engine HYUNDAI-MAN B&W 6S60MC-C7: № K630-IR11A-5984. − HHI-EMD, 2011. − 18 p.
Gorb S. Sensitivity Optimisation of a Main Marine Diesel Engine Electronic Speed Governor / S. Gorb, M. Levinskyi, M. Budurov // Scientific Horizons. – 2021. – № 24 (11). – P. 9 – 19.
Kazienko D. Instantaneous Rotational Speed Algorithm for Locating Malfunctions in Marine Diesel Engines / D. Kazienko, L. Chybowski // Energies. – 2020. – № 13. – P. 1 – 31.
Tsitsilonis K. A novel method for in-cylinder pressure prediction using the engine instantaneous crankshaft torque / K. Tsitsilonis, G. Theotokatos // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M. –. 2021. – № 236 (1). – P. 131 – 149.
Горб С. И. Повышение точности численного моделирования рабочих процессов дизелей / С. И. Горб // Автоматизация судовых технических средств: науч. -техн. сб. – 2020. – № 26. – Одесса: НУ "ОМА". – С. 3 – 26.
Usov A. Determination of optimal control of a vessel diesel engine during non-stationary traffic regimes. / A. Usov, M. Slobodianiuk, M. Nikolskyi // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2021. – № 6. – P. 136 – 146.
Lünser H. The Influence of Characteristic Sea State Parameters on the Accuracy of Irregular Wave Field Simulations of Different Complexity / H. Lünser, M. Hartmann, N. Desmars, J. Behrendt, N. Hoffmann, M. Klein // Fluids. –2022. – № 7 (7). – P. 1 – 243.
Karaky H. Development and Validation of a New Zero-Dimensional Semi-Physical NOx Emission Model for a D.I. Diesel Engine Using Simulated Combustion Process / H. Karaky, G. Mauviot, X. Tauzia, A. Maiboom // SAE International Journal of Engines. – 2015. – № 8 (4) . – P. 1924 – 1937.
Gorb S. Adjustment of the Speed Governor for a Marine Diesel Generator Engine / S. Gorb, A. Popovskii, M. Budurov // International Journal of GEOMATE. – 2023. – № 25(109). – P. 125 – 132.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
