請聽我說：柴油發電機組的歷史故事 如果用簡單方式看待歷史，那么組成歷史的僅僅包括年代、人名、故事三個要素。雖然時間跨度沖淡他的年代和故事，但他應該感到欣慰，因為至少他的名字得以流傳。魯道夫·狄賽爾(RudoflDiesel)一個永遠不會被忘卻的名字。 　　命運多篤的發明家 　　在科學史上，人們總是會對那種無心插柳卻一舉成功的故事津津樂道，比如倫琴射線、青霉素、宇宙微波背景輻射等等。當然能有上述的成就固然可敬，但還有一種同樣可敬的人：他們在有生之年不斷探索，但成就卻不被世人承認，直到多年之后他們的成就才發揚光大。柴油機的發明者魯道夫?狄賽爾就是這樣的一個人。 　　 　　狄賽爾1858年出生在法國巴黎，他的父親是德國奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后，狄賽爾進入了德國的慕尼黑技術大學攻讀。就在他讀大學期間的1876年，德國人奧托研制成功了 臺4沖程煤氣發動機，這是法國技師羅夏內燃機理論 次得到實際運用。這一成就鼓舞了當時從事機械動力研究的許多工程師，這其中既包括后來汽車的發明者卡爾·奔馳和戈特利普·戴姆勒，也包括對機器動力十分有興趣的年輕人狄賽爾。 　　與致力于改造奧托發動機的奔馳和戴姆勒不同，狄賽爾的想法更為超前，他想完全舍去發動機中的點火系統，靠壓縮空氣發熱，噴入燃料后自燃做功，這種方式完全區別于吸入燃氣混合氣點燃做功的方式，后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內燃機”原理。當然狄賽爾產生這樣的設想也并不是空穴來風，因為當時并沒有發明分電器和高壓點火線圈，點火裝置非常簡陋和不穩定，狄賽爾想跳過這個技術障礙完全是可以理解的。不久，他在法國人約瑟夫·莫勒特(JosephMollet)發明的氣動打火機上找到了靈感，并堅持不懈的探索下去。 　　狄賽爾沒有料到，他的想法實現起來遠遠比發明點火系統復雜的多，他所遇到的 個就是燃料問題。常用的汽油非?；钴S，也非常容易點燃，但汽油卻不能適應有很高的壓縮比的壓燃式發動機，一旦把汽油霧化噴入含有高溫、高壓空氣的燃燒室，就會發生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的，狄賽爾創造性把他的目標指向了植物油。經過一系列試驗，對于植物油的嘗試也失敗了，但他是 個把植物油料引入內燃機的人，因而近現代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。 　　終燃料選擇鎖定在了石油裂解產物中一直未被重視的柴油上。柴油相對于汽油來說性質非常穩定，比較難于點燃，同時柴油一旦點燃會冒出大量的黑煙，因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩定的特性卻恰恰適合于壓燃式內燃機，在壓縮比非常高的情況下柴油也不會出現爆震，這正是狄賽爾所需要的。經過近20年的潛心研究，狄賽爾終于在1892年試制成了 臺壓燃式內燃機，也就是柴油機。 　　這臺柴油機用汽缸吸入純空氣，再用活塞強力壓縮，使空氣體積縮小到15倍左右，溫度上升到500—700度，然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸，與缸中高溫純空氣混合，由于汽缸這是已經有了較高的溫度，因而柴油噴入后自行燃燒做功。1892年2月27日，狄賽爾取得了此項技術的 。 　　柴油機的 特點是省油，熱效率高，但狄賽爾初試制的柴油機卻很不穩定，1894年，狄賽爾改進了柴油機并使其能運行1分鐘左右，盡管他的柴油機還并不穩定，但狄賽爾卻迫不及待的把它投入了商業生產，因為他的競爭對手早在1886年就把汽油機安裝車輛上，而8年之后，汽油機汽車已經投入了商業運作。這位只了解技術并不了解商業運作的發明家犯下了一生中 的一次錯誤，他急于推向市場的20臺柴油機由于技術不過關，紛紛遭到了退貨，這不但給了他巨大的經濟負擔，更重要是影響了柴油機在公眾的印象，在隨后的幾年里幾乎沒有廠家或個人樂意裝配柴油機。沒有了資金來源又負債累累，這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。1913年10月29日，55歲的狄賽爾獨自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上，被巨浪卷入了大海(多數歷史學家認為狄賽爾是跳海自盡的)。為了紀念狄賽爾，人們把柴油發動機命名為Diesel。

介紹柴油發電機組調速方法 １面向Simulink數字調速系統框圖 　　在建立了柴油發電機組調速系統的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規PID控制，變速積分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的調速系統框圖。 　?。保背Ｒ嶱ID控制 　　首先看常規PID控制，下面是它的系統仿真框圖，這是常規采用的PID控制系統圖，通過對真實控制系統繪制仿真框圖，觀察采用常規PID控制效果。 　?。保膊煌耆⒎諴ID控制 　　下面是不完全微分PID控制系統仿真框圖,圖２不完全微分PID控制系統仿真框圖這是在常規PID基礎上進行了不完全微分，這是用來改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　　１．３變速度積分PID控制　 　　下面是變速度積分PID控制系統仿真框圖。 　　１．４模糊PID控制　 　　自適應模糊PID控制是將自適應控制的思想和常規PID控制器結合，吸收了自適應控制和常規PID控制的優點。首先它具備自適應能力，能夠自動識辨被控過程參數、自動整定控制參數，能夠適應被控過程模型參數的變化；其次它又具有常規PID控制器結構簡單、魯棒性強、可靠性高的優點。這使得自適應PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法?！?　　如果用模糊控制箱設計出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系統仿真模型，把模糊控制器模塊和我們設計的ＦＩＳ結構連接起來，就可以對它進行仿真研究了，系統仿真框圖的建立關鍵是對ＰＩＤ三個參數Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時刻三個參數的相互作用和它們之間的關系。 　　下面從系統的穩定性、響應速度、超調量和穩態精度等各方面來考慮Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊規則表。 　?。ǎ保┍壤禂担耍鸬淖饔檬羌涌煜到y的響應速度，提高系統的調節精度。Ｋｐ越大，系統的響應速度越快，系統的調節精度越高，但容易產生超調，可能會導致系統不穩定。Ｋｐ取值過小，會降低調節精度，使響應速度變慢，延長調節時間，使系統動態和靜態特征變壞。 　　（２）積分作用系數Ｋｉ的作用是系統的穩態誤差。Ｋｉ越大，系統的靜態誤差越快，但Ｋｉ過大，在響應過程的初期會產生積分飽和現象，從而引起響應過程的較大超調。但Ｋｉ過小會使系統的靜態誤差難以，影響系統的調節精度。 　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂担耍涞淖饔檬歉纳葡到y的動態特征，其主要作用是在響應過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進行提前預報。但Ｋｄ過大，會使響應過程提前制動，延長了調節時間，而且會降低系統的抗干擾性能。下面是進行模糊控制PID控制的系統仿真框圖。 　?。矊ο到y進行仿真研究 　　建立了系統的仿真框圖后，就可以對系統進行仿真研究，就可以比較采用常規PID控制和變積分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自適應PID控制的比較，并具體分析我們采用的模糊控制系統仿真框圖自適應控制時的仿真效果。對系統進行仿真有助于我們對柴油發電機組調速系統的快速理解，并初步地分析出我們需要的控制參數，對系統的研究有積極作用。 　　系統仿真圖通過ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱實現，同時根據自己控制系統的具體特點和要求來建立的，基本可以反應控制系統的基本情況，可以起到很好的仿真模擬作用。 　　首先，比較常規PID控制和變積分PID控制，變速積分PID通過改變積分項的累加速度，使得它和偏差大小相適應，偏差大的時候，積分慢；偏差小時，積分快，這就可以減少超調，同時更好地靜差。 　　下面比較一下常規PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的區別。不完全微分就是在PID算法中引入了一個一階慣性環節，使得系統性能得到改善，在改善系統動態特性的時候又盡量減少高頻干擾。 　　 介紹模糊自適應控制和常規PID的比較，并對模糊自適應控制的仿真進行分析。這些都是基于前面建立的柴油發電機的系統模型的 　　可見模糊PID控制器和常規PID控制相比，它使得系統響應的超調時間減小，曲線更平整，反應時間加快了，控制效果明顯更好了。同時模糊PID控制器在控制過程前期具有模糊控制器的特點，而在控制過程后期具有PID調節器的所有優勢，是一種性能優良的控制器，所以在實際使用中可以選用模糊自適應控制方法。

柴油機在寒冷氣候下的啟動 (1)預熱當溫度為10℃或更低時，為幫助啟動柴油機可采用進氣空氣預熱器，預熱設備包括一個將燃油泵入進氣歧管中的手油泵和一個將電熱塞電路接通的開關，電熱塞由蓄電池通電加熱，燃油在進氣歧管中燃燒以加熱進入汽缸的空氣。電熱塞系統向汽缸中提供的熱量使壓縮空氣溫度足以點燃燃油。但應注意：幫助啟動用的蒸氣與預熱器不可聯合使用，否則會引起火災。 冷車啟動使用預熱器的操作步驟： ①將油門調到怠速位置。將電熱塞撥動開關轉到“開”（ON）的位置上，紅色指示燈應亮。 ②紅色指示燈燃亮20秒鐘后，開始啟動柴油機。當柴油機一轉動后，立即開動預熱器手油泵使之保持（552～689）kPa（80～1001bf/in2）的燃油壓力。如果在20秒鐘前就用手油泵會將電熱塞弄濕妨礙加熱。 ③如果柴油機在30s內不能啟動，應停止轉動柴油機，等（1～2）min后再啟動。 ④在柴油機啟動后，應慢慢泵動手油泵以保持柴油機平穩怠速運轉。在寒冷氣候條件下，怠速運轉需要（4～5）min或更長一點時間，才能加速。 ⑤當柴油機走熱之后，在手油泵注油行程間不再顫動時，停止泵油。關閉并鎖上手油泵，關斷電熱塞撥動開關，紅色指示燈熄滅。 ⑥若柴油機在預熱器泵頭三個滿行程中無啟動跡象，用手摸進氣歧管是否熱，如果不熱應檢查電路情況。若電路良好，應卸下進氣歧管上靠近電熱塞處的1/8”管塞。然后合上電熱塞手動開關15s觀察1/8”管塞孔電熱塞應呈白熱狀態。如果不是這種狀態，將電線接到（6～12）V電源上，測釁其電流值，小電流應為（30～32）A。若電熱塞良好，再檢查手動開關和電阻情況，必要時，予以更換。 (2)啟動液輔助啟動裝置啟動液是高揮發性燃料，可在較低的汽缸溫度下燃燒。用一個壓力噴霧器或一塊用啟動液濕的布片通常能在一23℃的低溫下實現快速啟動。 噴霧器接頭必須安裝在柴油機進氣歧管上或進氣管接頭上，以便向各缸供應等的啟動液。噴霧器上的兩個噴油孔相隔180°布置，這樣安裝使噴霧器噴霧順著進氣歧管的孔道噴射,否則噴霧就會噴向進氣歧管的管壁上，效果降低。 采用弗里特伽德（Fleetguaed）輔助啟動裝置時的啟動方法: ①將油門調到怠速位置； ②分離傳動機構或將變速器撥到空檔位置； ③打開手動燃油截流閥或電動截流閥； ④開動啟動機，當發動機轉動時，供應定量的啟動液直到柴油機平穩地怠速運轉為止。 在無計量設備情況下使用啟動液注意的問題： ①當一個人啟動柴油機時，另一個人向空氣濾清器中噴霧狀啟動液。 ②啟動液煙霧被吸人到柴油機的進氣歧管中，這樣柴油機就容易發動啟動。 由于啟動液是揮發性很強的燃料，不允許啟動液與明火靠近，也不允許將其與預熱器或火焰噴射設備一起使用，不得吸入啟動液煙霧，啟動液使用量過多會導致壓力過高，引起爆震或使柴油機超速運轉，因此，使用啟動液時，一定要注意。 啟動液輔助裝置只能在一23℃低溫下實現快速啟動。若低于此溫度，就需要采用直接向進氣歧管中噴射蒸氣的辦法幫助啟動。