船用柴油机调速器性能仿真分析

发布时间：2017-06-02 20:05

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【摘要】：随着柴油机技术的不断进步,与其相关的标准、法规也日益严格。柴油机的性能指标与喷油系统关系密切,而作为调节喷油过程主要手段的调速技术,则是柴油机重要的核心技术之一。目前,我国自主研发生产的调速器主要应用于中、小型柴油机上,而在大功率柴油机领域还是以进口产品为主,长期受到国外的制约,大功率柴油机调速器国产化在技术方面尚存在很大空白,这对于我国的工业、国防等都产生了较大影响。调速器执行机构的动力学性能提高是调速技术的关键,这也是我国调速技术发展的基本方向。本文针对国内某调速器厂设计开发的某型电液调速器和某型液压调速器进行控制系统、执行机构的仿真研究及动力学特性分析,主要完成了以下工作： 在分析柴油机调速技术重要性的基础上,总结了国内外调速技术的发展现状以及未来调速技术的发展方向,并对现有的调速器产品进行分类比较,详细介绍了各种调速器的工作原理与特点。 分析了柴油机的调节系统和运行特性,针对转速控制系统的各组成原理,分析了其工作过程传递函数,建立整个控制系统的数学模型,并且建立了各个子系统和全转速控制系统方框图,分析了调速器的工作原理和调节特点。 利用AMESim软件建立了传统三位三通阀的仿真模型,并进一步完成了对某型电液调速器、某型液压调速器的仿真分析过程。着重分析了某型电液调速器、某型液压调速器控制阀的响应特性、流量特性和压力特性；对某型电液调速器、某型液压调速器整个执行机构的控制阀、伺服活塞、双反馈系统和机械杠杆阻尼反馈系统分别进行了响应特性、流量特性和压力特性分析。 通过仿真计算的结果分析可以看出,某调速器厂所设计的某型电液调速器和某型液压调速器执行机构能够快速、稳定地调节柴油机转速。当柴油机转速发生变化时,执行机构能够立即做出反应,打开伺服活塞高压油路,使伺服活塞产生位移,调节喷油泵燃油供给量,调节柴油机转速达到新的平衡。并且在反馈系统作用下,控制阀能够在柴油机转速重新平衡后迅速回到平衡位置,关闭伺服活塞高压油路,准备进行下一轮的调速运动。
【关键词】：调速器 控制系统 执行机构 仿真分析 响应特性
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 柴油机发展历史8-9
• 1.2 调速器发展历史9-17
• 1.2.1 离心式机械调速器9-10
• 1.2.2 液压式调速器10-14
• 1.2.3 电子式调速器14-16
• 1.2.4 国内外调速器研究现状和发展趋势16-17
• 1.3 课题意义与研究内容17
• 1.4 小结17-18
• 2 调速器理论18-33
• 2.1 柴油机速度调节系统及基本原理18-20
• 2.1.1 速度调节系统18-19
• 2.1.2 运行特性19-20
• 2.2 调速器速度调节系统及基本原理20-31
• 2.2.1 执行机构20-25
• 2.2.2 调速器转速控制系统25-31
• 2.3 调速器原理31-32
• 2.4 调速器调节特点32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 AMESim简介与仿真验证33-44
• 3.1 AMESim功能介绍33-34
• 3.1.1 建模仿真工具AMESim33
• 3.1.2 模型与文档生成器AMESet33-34
• 3.1.3 数据库创建工具AMECustom34
• 3.1.4 运行工具AMERun34
• 3.2 AMESim基本特性34-36
• 3.3 AMESim软件仿真验证36-43
• 3.3.1 软件使用方法36-39
• 3.3.2 应用举例分析39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 某型电液调速器仿真分析44-59
• 4.1 控制阀仿真分析45-51
• 4.1.1 建立控制阀AMESim模型45-47
• 4.1.2 仿真模型参数设置47-48
• 4.1.3 仿真结果及分析48-51
• 小结51
• 4.2 执行机构仿真分析51-59
• 4.2.1 建立调速器执行机构仿真模型52-53
• 4.2.2 仿真模型参数设置53-55
• 4.2.3 仿真结果及分析55-58
• 小结58-59
• 5 某型液压调速器仿真分析59-74
• 5.1 控制阀仿真分析59-66
• 5.1.1 建立控制阀AMESim模型59-62
• 5.1.2 仿真模型参数设置62-63
• 5.1.3 仿真结果及分析63-65
• 小结65-66
• 5.2 执行机构仿真分析66-74
• 5.2.1 建立调速器执行机构仿真模型66-67
• 5.2.2 仿真模型参数设置67-69
• 5.2.3 仿真结果及分析69-73
• 小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

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1 韩巍,陈嘉福,夏焕锦,包s，

本文编号：416377