Рис. 1. Схема стенда полунатурного моделирования
Основу динамической математической модели комбинированного
двигателя составляют дифференциальные уравнения поршневой ча-
сти (собственно дизеля), турбокомпрессора, впускного и выпускно-
го трубопроводов [1, 2]. Изменения угловых скоростей вала дизеля
ω
д
и ротора турбокомпрессора
ω
т
описываются уравнениями динами-
ческого баланса механической энергии при вращении твердого тела
dω/dt
=
n
P
1
M
i
.
I
, где
I
— момент инерции вала дизеля или ро-
тора турбокомпрессора;
M
i
,
i
= 1
, . . . , n
, — крутящие и тормозящие
вал или ротор моменты. Изменения давлений воздуха во впускном
трубопроводе
p
к
и газов в выпускном трубопроводе
p
г
описывают-
ся уравнениями динамического баланса расходов при допущении о
применимости к воздуху и отработавшим газам уравнения состояния
идеального газа
dp/dt
=
RT
V
n
P
1
G
i
, где
R
и
T
— газовая постоянная и
температура воздуха или отработавших газов;
V
— объем впускного
или выпускного трубопровода;
G
i
,
i
= 1
, . . . , n
, — расходы воздуха,
отработавших газов, топлива.
Представление правых частей дифференциальных уравнений в ви-
де линейных функций и типовых нелинейностей [1] не обеспечивает
требуемую точность расчета. Использование современных компьютер-
ных программ расчета рабочего процесса [3] для полунатурного мо-
делирования неприемлемо, так как расчет длится сравнительно долго
и время моделирования отстает от реального времени. В связи с этим
возникает задача создания “быстрой” динамической математической
модели энергетической установки и комбинированного дизеля как ее
основного элемента, которая при достоверном определении основных
параметров рабочего процесса осуществляет расчет достаточно бы-
стро для организации обмена информацией с контроллером в реаль-
ном времени.
26 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 4
