柴油發(fā)電機(jī)組模型的構(gòu)建及半物理仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

柴油機(jī)的建模一般有2種途徑，一種是數(shù)學(xué)機(jī)理建模，一種是試驗(yàn)辨識建模。數(shù)學(xué)機(jī)理建模主要從柴油機(jī)各部件的原始特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)入手，根據(jù)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)關(guān)系方程建立機(jī)理模型其建模的工作量大，計(jì)算復(fù)雜而且為模型的求解帶來一定的難度。試驗(yàn)辨識建模是根據(jù)柴油機(jī)試驗(yàn)臺試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用不同的數(shù)學(xué)擬合方法建立柴油機(jī)的數(shù)學(xué)模型。對于研究電子調(diào)速器參數(shù)整定以及配機(jī)試驗(yàn)，這里關(guān)心柴油機(jī)外部性能參數(shù)的關(guān)系，可以不考慮柴油機(jī)內(nèi)部的熱力過程。只要柴油發(fā)電機(jī)組仿真模型能較真實(shí)地模擬柴油機(jī)及其負(fù)載特性，則測試結(jié)果就能較為真實(shí)地反映出電子調(diào)速器的實(shí)際配機(jī)性能。

因此選用試驗(yàn)辨識建模法，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組模型。MTU396柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制半物理仿真系統(tǒng)的輸入輸出信號，主要有3種類型：

（1）脈寬調(diào)制（PWM）信號，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)齒條驅(qū)動(dòng)信號；

（2）頻率信號，即模擬柴油轉(zhuǎn)速脈沖信號；

（3）開關(guān)量信號，即對電子調(diào)速器的各種控制信號，如啟動(dòng)、停止、增速減速控制等。

柴油發(fā)電機(jī)組的磨合與高原地區(qū)的使用

1．柴油機(jī)的磨合

新的或經(jīng)大修后的柴油機(jī)，在正式使用前須經(jīng)60h磨合運(yùn)轉(zhuǎn)，方可投入全負(fù)荷使用。以改善柴油機(jī)保運(yùn)動(dòng)部件的工作狀況，提高柴油機(jī)的運(yùn)行可靠性和使用壽命。磨合應(yīng)視柴油機(jī)用途和拖載方式的不同，來考慮具體磨合方案。原則上隨著磨合時(shí)間的增加階段逐步提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載，在整個(gè)磨合期內(nèi)負(fù)荷以12h標(biāo)定功率的50%-80%為宜，轉(zhuǎn)速應(yīng)不大于標(biāo)定轉(zhuǎn)速的80%為好。但在磨合的開始階段空運(yùn)轉(zhuǎn)或過小負(fù)載情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不宜太長。

每當(dāng)更換缸套、活塞、活塞環(huán)、連桿軸瓦和曲拐亦按上述磨合工況適當(dāng)進(jìn)行短期磨合。

2．柴油的正常使用

柴油發(fā)電機(jī)組投入正常使用后，應(yīng)經(jīng)常注視所有儀表的指示值和觀察整機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)；要經(jīng)常檢查冷卻系統(tǒng)和各部分潤滑油的液面，如發(fā)現(xiàn)有不符規(guī)定要求或出現(xiàn)損漏時(shí)，應(yīng)即給予補(bǔ)充或檢查原因予以排除。

在運(yùn)行過程中，特別是當(dāng)突減負(fù)荷時(shí)，應(yīng)注意防止因調(diào)速器失靈使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速突然升高（俗稱飛車）超過規(guī)定值，一當(dāng)出現(xiàn)此類情況應(yīng)迅速采取緊急措施，然后再查清原因。

3．柴油機(jī)與工作機(jī)械功率的匹配

用戶選用柴油機(jī)時(shí)不僅應(yīng)考慮與之配套的工作機(jī)械所需功率的大小，還必須考慮工作機(jī)械的負(fù)荷率，比如是間歇使用，還是連續(xù)使用。同時(shí)要考慮工作機(jī)械的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，即負(fù)載的工作特性和柴油機(jī)的特性的必須合理分配。因此柴油機(jī)功率的正確標(biāo)定和柴油機(jī)與工作機(jī)械特性的合理匹配乃是保證柴油機(jī)可靠、長壽命以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提，否則將可能使柴油機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行和產(chǎn)生不必要的故障；或負(fù)載功率過小，柴油機(jī)功率不能得到充分的運(yùn)用，這樣即不經(jīng)濟(jì)并且產(chǎn)生竄機(jī)油等弊病。

4．柴油機(jī)在高原地區(qū)的使用

柴油機(jī)在高原地區(qū)使用與平原地區(qū)的情況不同，給柴油機(jī)在性能和使用方面帶來一些變化，下述幾點(diǎn)供在高原地區(qū)使用柴油機(jī)的用戶參考。

1）由于高原地區(qū)的氣壓低，空氣稀薄，含氧分量小，特別對自然吸氣的柴油機(jī)，因進(jìn)氣量不足而燃燒條件變差，使柴油機(jī)不能發(fā)出原規(guī)定的標(biāo)定功率。即使柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)相同，但各型柴油機(jī)標(biāo)定功率不同，因此它們在高原的能力是不一樣的。例如，6135Q-1型柴油機(jī)，標(biāo)定功率為161．8kW/2200r/min，由于標(biāo)定功率大，性能上余量很小，則在高原使用時(shí)每升高1000m，功率約降低12%左右，因此在高原長期使用時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐暮芨叨?，適當(dāng)減小供油量。而6135K-11型柴油機(jī)，雖然燃燒過程相同，但因標(biāo)定功率僅為117.7kW/2200r/min，因此性能上具有足夠的余量，這樣柴油機(jī)本身就有一定的高原工作能力。

考慮到在高原條件下著火延遲的傾向，為了提高柴油機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，一般推薦自然吸氣柴油機(jī)供油提前角應(yīng)適當(dāng)提前。

由于海撥升高，動(dòng)力性下降，排氣溫度上升，因此用戶在選用柴油機(jī)時(shí)也應(yīng)該考慮柴油機(jī)的高原工作能力，嚴(yán)格避免超負(fù)荷運(yùn)行。

根據(jù)近年來的試驗(yàn)證明，對高原地區(qū)使用的柴油機(jī)，可采用廢氣渦輪增壓的方法作為高原的功率補(bǔ)償。通過廢氣渦輪增壓不但可彌補(bǔ)高原功率的不足，還可改善煙色、恢復(fù)動(dòng)力性能和降低燃油消耗率。

2）隨著海撥的升高，環(huán)境溫度亦比平原地區(qū)的要低，一般每升高1000m，環(huán)境溫度約下降0.6℃左右，外加因高原空氣稀薄，因此，柴油機(jī)的起動(dòng)性

3）由于海撥的升高，水的沸點(diǎn)降低，同時(shí)冷卻空氣的風(fēng)壓和冷卻空氣質(zhì)量減小，以及每千瓦在單位時(shí)間內(nèi)熱量的增加，因此冷卻系統(tǒng)的散熱條件要比平原差。一般在高海撥地區(qū)不宜采用開式冷卻循環(huán)，可采用加壓的閉式冷卻系統(tǒng)以提高高原使用時(shí)冷卻液的沸點(diǎn)。