madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1459Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиИсследование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателяStudy of the Automatic Speed Control System of a Diesel EngineМарковВладимир АнатольевичMarkovVladimir A.

д-р техн. наук, проф.

Doctor of Sciences (Technical), professor

vladimir.markov58@yandex.ruБарченкоФилипп БорисовичBarchenkoPhilip B.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

barchenco@mail.ruПоздняковЕвгений ФедоровичPozdnyakovEvgeniy F.

канд. техн. наук, зав. лаб.

Candidate of Sciences (Technical), head of the laboratory

pef07@mail.ruСлепцовОлег НиколаевичSleptsovOleg N.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

mabill@yandex.ruСмоликовЯрослав ВадимовичSmolikovYaroslav V.

студент

student

y.smolikov@gmail.comМГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBMSTURussian Federation20252606202502(44)11Copyright © Марков В.А., Барченко Ф.Б., Поздняков Е.Ф., Слепцов О.Н., Смоликов Я.В., 20252025Марков В.А., Барченко Ф.Б., Поздняков Е.Ф., Слепцов О.Н., Смоликов Я.В.Markov V.A., Barchenko P.B., Pozdnyakov E.F., Sleptsov O.N., Smolikov Y.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1459

Для повышения топливной экономичности и снижения выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами дизельных двигателей необходимо обеспечить точное поддержание частоты вращения коленчатого вала. Эта функция возлагается на систему автоматического регулирования частоты вращения двигателя. В настоящее время преимущественное распространение в двигателестроении получили регуляторы частоты вращения, работающие по принципу Ползунова-Уатта. Однако эти регуляторы не всегда обеспечивают требуемые показатели статической точности регулирования частоты вращения и динамические показатели процесса регулирования. В статье исследована возможность улучшения названных показателей путём использования в регуляторе частоты вращения дизельного двигателя типа ЗМЗ 514 (4 ЧН 8,7/9,4) последовательно включённых корректирующих звеньев. В качестве такого звена рассмотрено корректирующее инерционно-форсирующее звено. С использованием программного комплекса SimInTech проведены расчёты переходных процессов наброса нагрузки на двигатель, оснащённый штатным регулятором частоты вращения и регулятором с последовательно включённым корректирующим звеном. Проведена оптимизация структуры и параметров рассматриваемого регулятора частоты вращения.

To increase fuel efficiency and reduce emissions of toxic components from exhaust gases of diesel engines, it is necessary to ensure accurate maintenance of the crankshaft speed. This function is assigned to the automatic engine speed control system. Currently, speed regulators operating on the Polzunov-Watt principle have become predominant in the engine industry. However, these regulators do not always provide the required indicators of static accuracy of speed control and dynamic parameters of the control process. The article examines the possibility of improving these indicators by using sequentially connected corrective links in the speed controller of a ZMZ 514 diesel engine (4 ChN 8,7/9,4). A corrective inertial-forcing link is considered as such a link. Using the SimInTech software package, calculations of transient processes of loading on an engine equipped with a standard speed controller and a regulator with a sequentially activated correction link were carried out. The optimization of the structure and parameters of the considered speed controller has been carried out.

дизельный двигательсистема автоматического регулированияпродолжительность переходного процессаперерегулированиепоследовательно включённое корректирующее динамическое звеноdiesel engineautomatic control systemduration of the transition processovershootsequentially activated dynamic correction linkReferencesHeywood, J.B. Internal Combustion Engine Fundamentals / J.B. Heywood. – Second Edition. – New York: McGraw-Hill Education, 2018. – 1721 p.Heywood J.B. Internal Combustion Engine Fundamentals. Second Edition. New York: McGraw-Hill Education, 2018. 1721 p.Folkson, R. Alternative Fuels and Advanced Vehicle Technologies for Improved Environmental Performance / R. Folkson, S. – Sapsford. Sawston, Cambridge: WoodheadPublishing, 2022. – 798 p.Folkson R., Sapsford S. Alternative Fuels and Advanced Vehicle Technologies for Improved Environmental Performance. Sawston, Cambridge: Woodhead-Publishing, 2022. 798 p.Грехов, Л. В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 101200 - "Двигатели внутреннего сгорания", направлению 651200 - "Энергомашиностроение" / Л. В. Грехов. – 2-е издание. – Москва : Легион-Автодата, 2005. – 344 с. – ISBN 5-88850-187-5. – EDN QMKETX.Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Toplivnaya apparatura i sis-temy upravleniya dizeley [Fuel Equipment and Diesel Control Systems]. Moscow, Legion-Avtodata Publ., 2005, 344 p. (In Russ.).Марков, В. А. Проблемы и перспективы совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок / В. А. Марков // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. – 2024. – № 1(148). – С. 128-155. – EDN HKCYSS.Markov V.A. Problems and Prospects of Improving the Automatic Control and Regulation Systems of the Thermal Power Plants // Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Mechanical Engineering, 2024, no. 1, pp. 128-155.(In Russ.).Марков, В. А. Тенденции совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок / В. А. Марков // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. – 2023. – № 1(144). – С. 97-126. – DOI 10.18698/0236-3941-2023-1-97-126. – EDN DXCWRC.Markov V.A. Trends in the Improvement of Automatic Control and Regulation Systems for Thermal Power Plants // Herald of the Bauman Moscow State Tech-nical University, Series Mechanical Engineering, 2023, no. 1, pp. 97-126. (In Russ.).A Hybrid End-to-End Control Strategy Combining Dueling Deep Q-network and PID for Transient Boost Control of a Diesel Engine with Variable Geometry Turbocharger and Cooled EGR / B. Hu, J. Li, S. Li, J. Yang // Energies. – 2019. –Vol. 12, Issue 19. – P. 3739.Hu B., Li J., Li S., Yang J. A HybridOptimization of Air-Fuel Ratio Control of Fuel-Powered UAV Engine Using Adaptive Fuzzy-PID / Y. Wang, Y. Shi, M. Cai, W. Xu // Journal of the Franklin Institute. – 2018. – Vol. 355, Issue 17. – P. 8554-8575.Optimization of Air-Fuel Ratio Control of Fuel-Powered UAV Engine Using Adaptive Fuzzy-PID / Y. Wang, Y. Shi, M. Cai, W. Xu // Journal of the Franklin Institute. – 2018. – Vol. 355, Issue 17. – P. 8554-8575.Design and Optimization of a Novel Electrically Controlled High Pressure Fuel Injection System for Heavy Fuel Aircraft Piston Engine / K. Zhang, X. Huang, X.I.E. Zhifeng, M. Zhou // Chinese Journal of Aeronautics. – 2018. – Vol. 31, Issue 9. – P. 1920-1928.Design and Optimization of a Novel Electrically Controlled High Pressure Fuel Injection System for Heavy Fuel Aircraft Piston Engine / K. Zhang, X. Huang, X.I.E. Zhifeng, M. Zhou // Chinese Journal of Aeronautics. – 2018. – Vol. 31, Issue 9. – P. 1920-1928.Автоматизация настройки ПИ-регулятора системы управления давлением топлива в аккумуляторной топливной системе дизеля / П. В. Душкин, А. А. Савастенко, С. С. Ховренок [и др.] // Двигателестроение. – 2023. – № 1(291). – С. 51-63. – DOI 10.18698/jec.2023.1.51-63. – EDN YTUHPQ.Автоматизация настройки ПИ-регулятора системы управления давлением топлива в аккумуляторной топливной системе дизеля / П. В. Душкин, А. А. Савастенко, С. С. Ховренок [и др.] // Двигателестроение. – 2023. – № 1(291). – С. 51-63. – DOI 10.18698/jec.2023.1.51-63. – EDN YTUHPQ.Разработка быстродействующей модели для проверки алгоритмов управления дизельной аккумуляторной топливной системой / Л. Н. Голубков, П. В. Душкин, А. А. Савастенко [и др.] // Двигателестроение. – 2024. – № 3(297). – С. 14-20. – EDN ESYBXQ.Разработка быстродействующей модели для проверки алгоритмов управления дизельной аккумуляторной топливной системой / Л. Н. Голубков, П. В. Душкин, А. А. Савастенко [и др.] // Двигателестроение. – 2024. – № 3(297). – С. 14-20. – EDN ESYBXQ.Расчетные исследования динамических качеств комбинированной силовой установки с поршневым двигателем / В. А. Марков, Ф. Б. Барченко, О. Н. Слепцов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2024. – № 2(767). – С. 70-86. – EDN DKZMUV.Расчетные исследования динамических качеств комбинированной силовой установки с поршневым двигателем / В. А. Марков, Ф. Б. Барченко, О. Н. Слепцов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2024. – № 2(767). – С. 70-86. – EDN DKZMUV.Поздняков, Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включёнными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки: специальность: 05.04.02: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Поздняков Е.Ф.; МГТУ им. Н.Э. Баумана. – Москва, 2009. – 150 с.Поздняков, Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включёнными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки: специальность: 05.04.02: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Поздняков Е.Ф.; МГТУ им. Н.Э. Баумана. – Москва, 2009. – 150 с.Моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя / В. А. Марков, Е. Ф. Поздняков, В. В. Фурман, С. В. Плахов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2019. – № 7(712). – С. 35-46. – DOI 10.18698/0536-1044-2019-7-35-46. – EDN RNVPOA.Моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя / В. А. Марков, Е. Ф. Поздняков, В. В. Фурман, С. В. Плахов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2019. – № 7(712). – С. 35-46. – DOI 10.18698/0536-1044-2019-7-35-46. – EDN RNVPOA.Среда динамического моделирования технических систем SimInTech: Практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б.А. Карташов, Е.А. Шабаев, О.С. Козлов, А.М. Щекатуров. – Москва : ДМК Пресс, 2017. – 424 с.Среда динамического моделирования технических систем SimInTech: Практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б.А. Карташов, Е.А. Шабаев, О.С. Козлов, А.М. Щекатуров. – Москва : ДМК Пресс, 2017. – 424 с.Щекатуров, А.М. SimInTech: методика моделирования динамики паротурбинной установки / А.М. Щекатуров, А.Р. Корсаков. – Москва: ДМК Пресс, 2021. – 242 с.Щекатуров, А.М. SimInTech: методика моделирования динамики паротурбинной установки / А.М. Щекатуров, А.Р. Корсаков. – Москва: ДМК Пресс, 2021. – 242 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.