柴油發(fā)電機組模型的構建及半物理仿真系統(tǒng)結構

柴油機的建模一般有2種途徑，一種是數(shù)學機理建模，一種是試驗辨識建模。數(shù)學機理建模主要從柴油機各部件的原始特性和結構參數(shù)入手，根據(jù)動力學和熱力學關系方程建立機理模型其建模的工作量大，計算復雜而且為模型的求解帶來一定的難度。試驗辨識建模是根據(jù)柴油機試驗臺試驗數(shù)據(jù)，采用不同的數(shù)學擬合方法建立柴油機的數(shù)學模型。對于研究電子調速器參數(shù)整定以及配機試驗，這里關心柴油機外部性能參數(shù)的關系，可以不考慮柴油機內部的熱力過程。只要柴油發(fā)電機組仿真模型能較真實地模擬柴油機及其負載特性，則測試結果就能較為真實地反映出電子調速器的實際配機性能。

因此選用試驗辨識建模法，應用BP神經網絡建立柴油機發(fā)電機組模型。MTU396柴油發(fā)電機組轉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）脈寬調制（PWM）信號，即執(zhí)行機構齒條驅動信號；

（2）頻率信號，即模擬柴油轉速脈沖信號；

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

柴油發(fā)電機組的磨合與高原地區(qū)的使用

1．柴油機的磨合

新的或經大修后的柴油機，在正式使用前須經60h磨合運轉，方可投入全負荷使用。以改善柴油機保運動部件的工作狀況，提高柴油機的運行可靠性和使用壽命。磨合應視柴油機用途和拖載方式的不同，來考慮具體磨合方案。原則上隨著磨合時間的增加階段逐步提高柴油機的轉速和負載，在整個磨合期內負荷以12h標定功率的50%-80%為宜，轉速應不大于標定轉速的80%為好。但在磨合的開始階段空運轉或過小負載情況下的運轉時間不宜太長。

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

2．柴油的正常使用

柴油發(fā)電機組投入正常使用后，應經常注視所有儀表的指示值和觀察整機運行的動態(tài)；要經常檢查冷卻系統(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，應即給予補充或檢查原因予以排除。

在運行過程中，特別是當突減負荷時，應注意防止因調速器失靈使柴油機轉速突然升高（俗稱飛車）超過規(guī)定值，一當出現(xiàn)此類情況應迅速采取緊急措施，然后再查清原因。

3．柴油機與工作機械功率的匹配

用戶選用柴油機時不僅應考慮與之配套的工作機械所需功率的大小，還必須考慮工作機械的負荷率，比如是間歇使用，還是連續(xù)使用。同時要考慮工作機械的運行經濟性，即負載的工作特性和柴油機的特性的必須合理分配。因此柴油機功率的正確標定和柴油機與工作機械特性的合理匹配乃是保證柴油機可靠、長壽命以及經濟運行的前提，否則將可能使柴油機超負荷運行和產生不必要的故障；或負載功率過小，柴油機功率不能得到充分的運用，這樣即不經濟并且產生竄機油等弊病。

4．柴油機在高原地區(qū)的使用

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

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，因進氣量不足而燃燒條件變差，使柴油機不能發(fā)出原規(guī)定的標定功率。即使柴油機基本結構相同，但各型柴油機標定功率不同，因此它們在高原的能力是不一樣的。例如，6135Q-1型柴油機，標定功率為161．8kW/2200r/min，由于標定功率大，性能上余量很小，則在高原使用時每升高1000m，功率約降低12%左右，因此在高原長期使用時應根據(jù)當?shù)氐暮芨叨龋m當減小供油量。而6135K-11型柴油機，雖然燃燒過程相同，但因標定功率僅為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，為了提高柴油機的運行經濟性，一般推薦自然吸氣柴油機供油提前角應適當提前。

由于海撥升高，動力性下降，排氣溫度上升，因此用戶在選用柴油機時也應該考慮柴油機的高原工作能力，嚴格避免超負荷運行。

根據(jù)近年來的試驗證明，對高原地區(qū)使用的柴油機，可采用廢氣渦輪增壓的方法作為高原的功率補償。通過廢氣渦輪增壓不但可彌補高原功率的不足，還可改善煙色、恢復動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，柴油機的起動性

3）由于海撥的升高，水的沸點降低，同時冷卻空氣的風壓和冷卻空氣質量減小，以及每千瓦在單位時間內熱量的增加，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)以提高高原使用時冷卻液的沸點。