Neue Regelungsstrategien für Antriebsanlagen mit hochaufgeladenen schnellaufenden Viertakt-Dieselmotoren:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 12]
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Autor: Östreicher, Wolfgang F
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis Verwendete Formelzeichen vii 1 Einleitung 1 1.1 Ausgangspunkt 1 1.2 Stand der Forschung 1 1.3 Aufgabenstellung 5 2 Modellierung der Antriebsanlage 7 2.1 Motormodell 7 2.1.1 Zylinder 8 2.1.1.1 Kreisprozeß 8 2.1.1.2 Kennfeld 15 2.1.2 Leitungssysteme 19 2.1.2.1 Das thermodynamische System Behälter 19 2.1.2.2 Ladeluftleitung mit Ladeluftkühler 21 2.1.2.3 Wärmeübergang in der Abgasleitung 21 2.1.2.4 Temperaturverlauf in Bauteilwänden 22 2.1.3 Abgasturbolader 24 2.1.3.1 Verdichter 24 2.1.3.2 Turbine 25 2.1.4 Drossel — Modell einer Leitungsquerschnittsverengung 26 2.1.4.1 Wastegate 27 2.1.4.2 Klappen der Registeraufladung 27 2.1.5 Reibungsverluste des Motors 30 2.1.6 Welle — mechanisches Koppelelement 31 2.1.7 Einspritzsystem 31 2.1.8 Förderbeginnversteller 32 2.1.9 Regler 33 2.2 Getriebemodell 34 2.2.1 hydrodynamisches Getriebe 35 2.2.2 Schalt-Kupplung 37 2.2.2.1 Reibkupplung 37 2.2.2.2 Überholkupplung 37 2.2.3 Stirnradstufe 38 2.2.4 Welle 38 2.2.5 elektrisches Getriebe 39 2.3 Arbeitsmaschine 39 2.3.1 Generator, Hilfsaggregate 40 2.3.2 Fahrzeugmodell 40 2.3.3 Schiffsmodell 41 2.3.3.1 Propeller 41 2.3.3.2 Schiff 43
VI Inhaltsverzeichnis 2.4 Gasturbinenmodell 43 2.5 Modelle zur Anlagensteuerung 44 2.5.1 Motor- und Getriebesteuerung 44 2.5.2 Schiffsanlagensteuerung 45 3 Neue Regelungsstrategien für Dieselmotor und Gesamtantriebsanlage 49 3.1 Einfluß großen auf den Zylinderprozeß 49 3.1.1 Einfluß des Ladungswechsels 50 3.1.1.1 Der Zylinderprozeß im Motorbetriebskennfeld 50 3.1.1.2 Der Zylinderprozeß bei konstantem Luftverhältnis 54 3.1.2 Einflüsse durch die Energieumsetzung im Zylinder 60 3.1.2.1 Förderbeginn 63 3.1.2.2 Zylinderwandtemperatur 63 3.2 Transienter Betrieb von Motor und Gesamtanlage 63 3.2.1 Motordynamik 64 3.2.1.1 Einfluß der Zylinderzahl 64 3.2.1.2 Motordrehzahl 65 3.2.1.3 Vergleich Kreisprozeß — Kennfeld 73 3.2.2 Thermische Einflüsse 75 3.2.2.1 Zylinder 75 3.2.2.2 Wärmeabfuhr in der Abgasleitung 79 3.2.3 Aufladung 87 3.2.3.1 Turboladerträgheitsmoment 89 3.2.3.2 Vergleich von Stau- und Stoßaufladung 92 3.2.3.3 Vorteile einer Registeraufladung 96 3.2.4 Charakteristik der Arbeitsmaschine 102 3.2.4.1 Fahrzeug 103 3.2.4.2 Schiff 109 3.3 Optimierung des transienten Dieselmotorbetriebs 113 3.3.1 Betriebsgrenzen des Dieselmotors 114 3.3.2 Dieselmotorregler mit optimierter Begrenzung 119 3.4 Optimierung des transienten Anlagenbetriebs 125 3.4.1 Aufgaben einer Schiffsanlagenregelung 125 3.4.2 Aufbau eines Fuzzy-Reglers 126 3.4.3 Antriebsanlagenregler mit optimierter Diesellastregelung — Einsatz eines Fuzzy-Reglers 129 3.4.4 Vorteile im Antriebsanlagenverhalten durch eine optimierte Diesellast-Regelung 133 4 Zusammenfassung 143 Literatur 146
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