Лисенко В. Є. Комп’ютерно-інтегрована система подачі газу в судновий дизель-генератор за допомогою п’єзоперетворювачів

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової-технічної задачі − покращення системи подачі палива суднових дизелів, яка сприяє підвищенню безпеки судноплавства. В результаті виконаних автором досліджень було виявлено ряд закономірностей, аналіз яких дозволяє стверджувати, що сформульовані в роботі задачі можуть вважатися виконаними. При виконанні роботи були використані коректні і достовірні методи дослідження. Проведений аналіз сучасного стану комп’ютерно-інтегрованої системи управління подачею палива в судновий двопаливний дизель-генератор судна-газовоза LNG при утилізації СНх довів що одним е компонентів системи, що знижує робото здатність є клапан подачі газу з електромагнітним соленоїдом. Існуючі типи перетворювачів не вирішують тих задач, так як вони все рівно мають електромагнітний перетворювач в своєму складі. Відомі рішення в області п’єзоелектричних перетворювачів не задовольняють вимогам до роботи з клапаном подачі газу в судновий двопаливний середньообертовий дизель-генератор. Відомі рішення в автомобільній галузі та рішеннях для суднових малообертових двигунах підштовхнули до пошуку рішення з п’єзоелектричними перетворювачами. Запропоновано впровадження п’єзоелектричних перетворювачів для клапану подачі газу в судновий двопаливний дизель-генератор на основі складальних стовпів та лінійних п’єзоелектричних двигунів. Отримали подальший розвиток моделі конструкцій компонентів комп’ютерно-інтегрованої системи управління подачею палива на основі п’єзоперетворювачів із складальних стовпів, що дозволило отримати необхідні зусилля та час перемикання клапану подачі газу. Проведено їх моделювання та розрахунок основних показників. В результаті аналізу моделей конструкцій компонентів комп’ютерно-інтегрованої системи управління подачею палива на основі п’єзоперетворювача клапану подачі газу виявлено коливальний характер системи, яка хоча й нижча, ніж у електромагнітного соленоїда, але все рівно присутня. Для усунення цієї коливальності було запропоновано використання нечіткого регулятору, що дозволило збільшити гарантовану безпеку системи подачі палива в цілому. Запропоновані кінематичні та структурні схеми дозволили перейти до одномірних моделей та провести подальший розвиток моделі фрикційного контакту, завдяки якому розроблено бібліотеку п’єзоперетворювачів для середи електронного моделювання SimIntech. Подальший розвиток дістала субмодель п’єзоелектричного шару, що дозволило проводити моделювання не тільки з метематичними моделями, а й з механічними. На основі теоретичних рішень розроблені та запатентовані конструкції клапанів подачі газу на основі п’єзоелектричних складальних стовпів та лінійних п’єзоелектричних двигунів, проведено експериментальні дослідження. В результаті апаратної та програмної реалізації розроблених теоретичних положень створено макет комп’ютерно-інтегрованої системи подачі газу в судновий двопаливний дизель-генератор на основі аварійного дизель-генератору John Deere, PLC ILC 150 GSM/GPRS та п’єзодвигуна LPM-5, дослідження роботи якого підтвердило можливість застосування п’єзоперетворювачів для клапану подачі газу. Достовірність отриманих результатів підтверджена при електронному моделюванні в середовищі SimInTech control systems simulator (Безлімітна ліцензія. Організація: НУ «ОМА». Серійний номер: D63B30FDA70). Здійснено впровадження результатів дисертаційного дослідження в навчальному процесі Національного університету «Одеська морська академія» кафедри автоматизації дизельних і газотурбінних установок і кафедри технічної експлуатації флоту.