双柴油机并车仿真研究与实验分析

【摘要】：柴-柴联合动力装置不仅能提供较大的输出功率,且与柴-燃联合动力装置中燃汽轮机较高的耗油率和对燃油品质的高要求相比,具有良好的经济性。此外,还能提供多种运行模式以适应不同的工况。 双机并车系统是柴-柴联合动力装置的关键部分,而实现双机的并车运行、在单机运行和双机运行中进行工况切换、通过双机并车系统进行单机间的切换运行以及实现双机并车一系列工况中的功率分配,都是研究双机并车系统时需要解决的问题。 依托本实验室双机并车物理试验台,借助于AMESim和MATLAB软件对试验台的主要设备(包括柴油机、SSS离合器、调速器、并车齿轮箱)建立了仿真模型,以仿真和实验相结合的方法对柴-柴联合动力装置的控制规律进行探讨,并且根据主机、传动方案及设备等选型依据提出了试验台的改建方案。 从简单的动力-负载控制系统出发,在分析控制模式和控制算法的基础后,研究了CODAD推进系统的控制,讨论了双机并车主要的控制方法。 借助于建立的仿真模型,先后进行多种工况下的仿真,为实验研究提供一定的参考依据。根据仿真实验结果,提出实验系统工况切换控制策略。 在实验阶段,对双机并车实验中能够影响负荷分配的因素进行分析,在完成了实验前准备工作后,利用实验室现有的测控系统对双机并车进行实时监控,得到两台柴油机分别在柴油机单独运行模式、柴油机并车运行模式及双机切换模式工况下的实验数据,并对实验结果进行了分析。 仿真结果表明,双机并车系统运行可靠性高,并车机动性好,负荷均衡性能良好,并车时并未出现异常。在双机并车试验中,当两机转速差距较大时,一台柴油机将拖带另一台柴油机运行。这种情况在实际试验中具有较高的危险性,不宜进行。模拟实验可以降低研究的危险性。双机并车实验是船舶主机智能化的一个重要内容,对我国新一代柴-柴联合动力装置的研制具有实际意义。