基于某内河公务船的柴电混合动力模式切换研究

发布时间：2020-09-21 14:48

　　 近年来我国各地区经济发展的联动性不断提高,内河运力随之稳步攀升,内河建设固定资产投资不断增加,内河游览船、公务监管船等船型数量也逐渐增长,随着内河船舶总量的提升,其带来的水污染、空气污染等污染问题也越来越严重;此外由于传统的内河船舶动力系统多采用中高速柴油机作为动力来源,该种设备在低负荷条件下效率低,会加重污染问题,并不适合内河船舶多工况、功率变化范围大、高排放要求的运行特点,需要对其动力系统架构、能量管理策略及控制模式进行优化研究。为了保证船舶的安全性、提供动力冗余,并且改善船舶的燃油效率,降低污染物的排放,混合动力船舶正慢慢成为一种优选的推进模式,尤其适合多工况作业,排放要求严格的内河船舶,也在多功能工程船、近海补给船、游轮、近海钻井平台以及军事舰船等领域具有广泛的应用前景。本文阐述了柴电混合动力船舶的基本动力装置构架和基本工作模式,分析了混合动力船舶的能量管理策略,进一步提出柴电混合动力船舶的研究核心是其不同能量源的转化和融合,为了有效发挥经济性、环境友好性等优势,动力模式切换环节必不可少,本文以某艘内河公务船为载体,对模式切换问题进行了研究,提出模型参考控制(Model Reference Control,简称MRC)的新思路。仿真结果表明,与逐步升压控制等传统的模式切换控制方式相比,MRC控制可避免动力中断和轴系剧烈冲击,而且显著减小离合器滑磨功。敏感性分析还给出了外部干扰和执行机构噪声对控制品质的影响,结果表明离合器参与动力切换的转速差阈值取值不同,模型参考控制方法对轴系的冲击度不变,但是滑磨功随着阈值增大而增大;螺旋桨负载力矩的扰动对离合器输入和输出传动轴的加速度、冲击度都产生较大影响,并增大离合器滑磨功;柴油机输出力矩扰动对离合器输入传动轴的加速度、冲击度影响较大,但是对离合器输出轴几乎没有影响;离合器力矩扰动对离合器输入传动轴和输出传动轴的加速度、冲击度的影响较明显,离合器滑磨功有所增大。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.1
【部分图文】：

图 1-1 内河船舶水污染Fig.1-1 Water pollution from inland ships空气污染：柴油机排放的有害气体较多，除了温室气体之外，还有硫氧化氧化物、一氧化碳、碳氢化物、有害颗粒物。数据显示，全球 2007 年各种

图 1-2 内河船舶空气污染Fig.1-2Air pollution from inland ships噪声污染：传统的船舶动力系统架构运行时会产生较大的噪声，尤其是工作时的噪声污染一直是一个比较严重的问题，在游览船、监管船、运输

图 1-3 内河船舶噪声污染Fig.1-3 Noise pollution from inland ships减少污染、提高效率的方法很多，有些是直接通过提高柴油机燃油的品质善换热功能、选择更有效的燃烧方式这些办法来直接解决，但是这种措施无

【参考文献】

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本文编号：2823622