Діагностичний контроль робочого процесу суднових дизелів в експлуатації

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

Спеціальність 05.05.03 - Двигуни та енергетичні установки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Діагностичний контроль робочого процесу суднових дизелів в експлуатації

Варбанець Роман Анатолійович

Одеса - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському національному морському університеті

Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант:доктор технічних наук, професор

Івановський Валерій Георгійович,

завідувач кафедри суднових енергетичних

установок і технічної експлуатації

Одеського національного морського університету

Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор

Ткач Михайло Романович,

завідувач кафедри теоретичної механіки

національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова

доктор технічних наук, професор

Федоровський Костянтин Юрійович,

завідувач кафедри енергоустановок морських

суден і споруд Севастопольського

національного технічного університету

доктор технічних наук, професор

Ханмамедов Сергій Альбертович,

завідувач кафедри суднових енергетичних

установок Одеської національної морської академії

Захист відбудеться «6» травня 2010 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.106.01 в Одеській національній морській академії за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Дідріхсона, 8, корп. 1, зал засідань вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеської національної морської академії за адресою: м. Одеса, вул. Дідріхсона, 8, корп. 2.

Автореферат розісланий «26» березня 2010 р.

Вчений секретарспеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук, професор Тарапата В.В.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дана загальна характеристика роботи, обґрунтована її актуальність, визначено об'єкт і предмет дослідження, представлена наукова новизна і практичне значення результатів. Показано особистий внесок автора в їх отриманні, повнота викладення матеріалів дослідження в публікаціях, місця апробації результатів і коротко представлено основні впровадження результатів.

У першому розділі дано аналіз стану проблеми підвищення ефективності експлуатації дизельних СЕУ шляхом діагностичного контролю робочого процесу, вибрано напрям і поставлено цілі і завдання дослідження.

Підвищення ефективності експлуатації суднової дизельної енергетичної установки з кожним роком набуває все більшої актуальності. У першу чергу це обумовлено обмеженнями норм викидів в атмосферу оксидів сірки та азоту при експлуатації суднової енергетичної установки. Додаток VI Конвенції МАРПОЛ-73/78, в якому вказано норми викидів NOx і SОx, має законну силу з 19 травня 2005 року. Крім того, різке підвищення світових цін на всі види рідкого палива, яке відбувається з 2007 року, стимулює впровадження низки заходів щодо підвищення ефективності експлуатації суднових енергетичних установок. Підтримання високої економічної ефективності та екологічної безпеки при експлуатації енергетичної установки в сучасних умовах стає не тільки нормою, а й необхідністю. У той же час, ефективна, з мінімальним ризиком аварії і шкоди для навколишнього середовища, експлуатація суднової дизельної енергетичної установки нерозривно пов'язана з діагностичним контролем термодинамічних процесів, що відбуваються у неї всередині.

Аналіз структури і функціональних схем сучасних комплексів діагностики технічного стану дизельних СЕУ за параметрами робочого процесу показав, що в них об'єднано два завдання: завдання одержання даних в реальному часі і завдання часткового розрахунку основних параметрів робочого процесу. У зв'язку з цим реалізовані на даний час методи діагностування мають ряд недоліків. У більшості відомих систем моніторингу робочого процесу не визначаються під час експлуатації фази паливоподачі без введення в паливну систему високого тиску спеціальних пристроїв. У той же час, за сучасними вимогам більшості сертифікаційних товариств паливну систему високого тиску ізолюють, і ніяких втручань в неї не допускають. В усіх відомих системах моніторингу робочого процесу не визначаються фази газорозподілу під час експлуатації. Відомо, що технічний стан паливної апаратури високого тиску та механізму газорозподілу найбільшою мірою впливає на якість перебігу робочого процесу і, в той же час, ці вузли двигуна за даними статистики є найбільш уразливими в експлуатації. З ними пов'язано до 80% експлуатаційних відмов.

Сучасні математичні моделі вимагають великих ресурсів часу та високої потужності обчислювальної техніки, що не дає можливості використовувати їх в режимі реального часу. Як вихідні дані використовується обмежена кількість вимірюваних параметрів, що також пов'язано зі складністю одночасного отримання даних та їх обробкою в реальному часі.

Поєднання вимірювальної та розрахункової частини систем діагностичного контролю робочого процесу значно збільшує їх складність. Для передачі сигналів від двигуна до обчислювального комплексу використовуються довгі кабельні лінії. Встановлюються додаткові підсилювачі і перетворювачі сигналів, що знижує надійність функціонування системи в цілому. Крім того, ускладнений процес обміну інформацією між оператором і технічним персоналом, який здійснює безпосереднє вимірювання на двигуні. Вартість такого типу систем залишається досить високою, оскільки складається з вартості не тільки датчиків і первинних перетворювачів, а й усього проміжного обладнання плюс вартість обчислювального комплексу та програмного забезпечення.

Як наслідок, системи діагностичного контролю робочого процесу дизельних СЕУ в даний час недостатньо поширені на суднах морського флоту, незважаючи на важливість вчасного отримання даних про робочий процес. Таким чином, виникає необхідність розробки теоретичної бази і методів контролю робочого процесу, які виправляють ці дефекти. Отримані результати послужили обґрунтуванням вибору напрямку досліджень.

Другий розділ присвячено методологічним аспектам дослідження. Проблема, поставлена практикою експлуатації дизельних СЕУ, полягає в необхідності підвищення економічної та екологічної ефективності їх експлуатації. Вирішення цієї проблеми полягає у підтримці раціональних для даних умов експлуатації параметрів основних вузлів двигуна, відповідальних за перебіг робочого процесу: циліндропоршневої групи, паливної апаратури та механізму газорозподілу. Необхідною умовою для вирішення цієї проблеми є комплексний діагностичний контроль робочого процесу. Причому методи та засоби діагностичного контролю, що застосовувалися раніше, не дозволяють ефективно вирішувати це завдання в умовах експлуатації дизельної СЕУ, що становить суть наукової проблеми, вирішенню якої присвячена ця робота. Актуальними є наступні напрямки досліджень: розробка теорії, методів і технічних засобів контролю параметрів робочого процесу дизельних СЕУ; адаптивне математичне моделювання робочого процесу; реалізація та експериментальна перевірка методів діагностичного контролю робочого процесу в експлуатаційних умовах.

Аналіз існуючих методів діагностичного контролю робочого процесу дизельних СЕУ показав, що високий ступінь інтеграції діагностичних систем є, у багатьох випадках, надлишковим для одержання практично значущих результатів і, одночасно, недостатнім для якісного моделювання робочого процесу. Надмірність існуючих систем діагностики характеризує їх складність, високу вартість і малу поширеність на флоті. Для розширення функціональних можливостей з одночасним спрощенням структури та апаратної частини систем діагностичного контролю робочого процесу СДВЗ необхідно провести їх модульний поділ на інформаційну (МРВ) і аналітичну (РМ) частини

Метод вирішення задачі синхронізації повинен бути аналітичним. У порівнянні з ним апаратні методи, що застосовуються в більшості діагностичних систем робочого процесу дизельних СЕУ, мають ряд недоліків. Це неможливість проведення оперативного діагностичного контролю в умовах експлуатації; нестаціонарна і важко враховувана фазова і амплітудна похибки визначення основних параметрів робочого процесу; необхідність проведення підготовчих операцій і пов'язана з ними необхідність тимчасового виведення енергетичної установки з експлуатації; необхідність у додаткових апаратних засобах (фазових датчиках, кабелях, перетворювачах); трудомісткість і висока вартість діагностичного контролю, що як раз і є однією з основних причин недостатньої поширеності систем контролю робочого процесу на транспортному флоті.

Аналітичний метод синхронізації даних ґрунтується на тому факті, що за відсутності подачі палива швидкість зміни тиску у верхній мертвій точці поршня дорівнює (близька) нулю.

Об'єктом дослідження є робочі процеси в головних і допоміжних двигунах внутрішнього згоряння в експлуатаційних умовах. Предметом дослідження є діагностичний контроль параметрів і характеристик робочих процесів дизельних СЕУ, покладений в основу підвищення ефективності їх експлуатації. Сформульовано тему досліджень: «Діагностичний контроль параметрів робочого процесу дизельної СЕУ в умовах експлуатації». Основні цілі і завдання дисертаційного дослідження: логічне розділення функцій діагностичного контролю, спрощення структури та апаратної частини діагностичного комплексу, розробка методів діагностичного контролю параметрів робочого процесу дизельних СЕУ в експлуатаційних умовах.

Третій розділ присвячений розробці методів контролю основних параметрів робочого процесу, розробці та обґрунтуванню алгоритмічного методу синхронізації на базі термодинамічної залежності робочого процесу, обґрунтування вибору технічних засобів, розробці структури і функціональної схеми системи діагностичного контролю робочого процесу з поділом функцій. Аналіз похибки визначення основних енергетичних параметрів робочого процесу показує, що на кожен градус помилки синхронізації доводиться до 9% похибки у визначенні середнього ефективного тиску і потужності циліндра.

.

При використанні аналітичного методу синхронізації первинним завданням є поділ процесів стискання повітряного заряду в циліндрі і згоряння палива. Помилка у визначенні фази початку згоряння значно впливає на похибку синхронізації. Відношення похибок фаз -- від 6 до 10 для більшості дизельних СЕУ. Визначення фази початку згоряння в робочому циліндрі можливо за допомогою розрахунку координат максимумів похідних, починаючи з похідної 2-го порядку;

діагностичний судновий дизель синхронізація

,

де = 2; 3; 4.

Для «гладких» без шумів вихідних даних (математичної моделі) із збільшенням порядку похідної точність визначення фази початку згоряння збільшується. Під час моніторингу реального робочого процесу, з урахуванням шумів перетворення і дискретизації, застосування похідної вище 2-го порядку недоцільно, оскільки із збільшенням останнього зменьшення відносної похибки є незначним. Крім того, при чисельному диференціюванні для похідних старших порядків істотно зростає вплив шумів. Зменшити вплив шумів аналого-цифрового перетворення та дискретизації можна за допомогою цифрової фільтрації даних на базі прямого та зворотного перетворення Фур'є, із застосуванням вікон Хеннінга, Блекмена або інших.

Розв'язання задачі синхронізації з використанням рівняння та процедури нелінійної мінімізації можна розглядати як остаточну, уточнюючу розрахункові координати, операцію. У процесі її розв'язання використовується значення поточного ступеня стискання, що розраховується за формулою обсягу циліндра в залежності від кута ПКВ . Для цього необхідна інформація про початкові наближення величин кутів повороту колінчастого валу та початкові значення розрахункових координат ВМТ і НМТ. Для вирішення задачі попередньої оцінки фаз ПКВ використовується синусоїдальна модель (рис. 4), яка з відносною точністю описує швидкість зміни тиску газів поблизу ВМТ (рис. 4, ділянка кривої [B, C])

,

.

На відміну від лінійної моделі, для її побудови використовується частина кривої стискання до точки B (до десяти точок або не більше 5 єПКВ до цВ). У цьому випадку стійка (у сенсі мінімізації функціоналу F - з одним локальним мінімумом) синусоїдальна модель з найбільшою точністю описує ділянку кривої від точки В до С і з мінімальною похибкою визначає координату m (ВМТ). Функціонал F вирішується на множині точок [l1 = B-ДB, l2 = C], де ДB<10. У точці мінімуму повинні бути рівні нулю всі часткові похідні . Отримана в результаті система трьох трансцендентних рівнянь розв'язується чисельними методами.

Рис. 4. Рішення задачі попередньої синхронізації

У зв'язку з тим, що функціонал F має один добре відомий локальний мінімум в області дійсних коренів k, B, A, при використанні методу нелінійної мінімізації Powell'64, корені визначаються після декількох (до 7) послідовних кроків пошуку при заданій точності пошуку по зв'язаних напрямах = 10-7.

Остаточна процедура синхронізації здійснюється виходячи з того, що за відсутності згоряння в циліндрі швидкість зміни тиску при перекладці поршня у верхній мертвій точці дорівнює нулю

.

Остаточний вираз для швидкості зміни тиску на ділянці стискання

,

де ? тиск на початку стискання;

? поточний об'єм циліндра;

? об'єм, що описується повним ходом поршня;

? об'єм камери стискання;

? відношення радіусу кривошипа до довжини шатуна.

За допомогою даних моніторингу поточного режиму визначаються коефіцієнти моделі на ділянці стискання. Метод Powell-64 використовується на етапі мінімізації функціонала, записаного згідно з вимогами МНК

,

де ? кількість вимірювань на ділянці до .

Графік швидкості зміни тиску, отриманий за допомогою методів чисельного диференціювання кривої . Контрольні точки, що визначають положення ВМТ (точка m), а також граничні точки для побудови лінійної та синусоїдальної моделей. У зв'язку з дискретністю вихідних даних визначення коефіцієнтів моделі виконаємо шляхом пошуку мінімуму другої похідної (рис. 5), за допомогою методу нелінійного програмування.

.

або

,

де ,

Для випадку аналізу довільного ряду значень тиску, де представлено декілька підряд записаних в пам'ять робочих циклів, попередню оцінку фази ВМТ (точка m) кожного циклу зручніше здійснювати шляхом пошуку локальних мінімумів для кожного із записаних циклів.

Крім того, при розрахунку попередньої синхронізації, за допомогою синусоїдальної моделі використовуються координати точок B і C, де , а . Ці координати розраховуються як додатні корені нелінійного рівняння з областю визначення , де є ПКВ.

Для визначення лівої межі в попередній синхронізації за синусоїдальною моделлю використовується ліва координата максимуму другої похідної. У цьому випадку здійснюється пошук локального максимуму на області визначення значень кутів , де є ПКВ.

Описаний вище метод синхронізації отримав назву PLS-алгоритм. Він був модифікований і вдосконалений на основі аналізу великої кількості накопичених автором експериментальних даних і пройшов тривале тестування на різних типах дизельних СЕУ (середньо-, мало- і високообертових двигунах). Використання PLS-алгоритму при практичному індіціюванні дизельних СЕУ дає такі переваги:

Автоматично враховуються похибки синхронізації, які пов'язані зі скручуванням колінчастого валу пропорційно навантаженню і збільшуються на дальніх від маховика циліндрах, а також через крутильні коливання; зазорів в КШМ та інших факторів, які неможливо врахувати в «статиці»;

PLS-алгоритм автоматично враховує вплив невідповідності між справжнім станом ВМТ і його відміткою на маховику, що виникає внаслідок можливого неточного маркування маховика;

Автоматично враховується вплив кінцевої швидкості проходження хвилі тиску в каналі індикаторного крана (від камери згоряння до мембрани датчика тиску);

З'являється можливість здійснювати індіціювання без попередньої підготовки двигуна (під час роботи з системами моніторингу робочого процесу, що використовують апаратну синхронізацію, найбільш трудомістка і тривала частина налаштування системи -- установка фазового датчика та маркування маховика). У разі застосування PLS-алгоритму відсутні часові і фінансові витрати на установку фазових датчиків;

Застосування PLS-алгоритму дозволяє здійснювати діагностичний контроль безпосередньо в процесі експлуатації двигуна, без примусової зміни режиму його роботи;

PLS-алгоритм дозволяє створити універсальну переносну малогабаритну систему діагностичного контролю робочого процесу.

Після визначення коефіцієнту m і рішення задачі синхронізації уточнюється значення максимального тиску стискання в циліндрі

,

, где .

Далі визначається фазова похибка, яка виникає внаслідок того, що хвилі тиску в каналі індикаторного крана поширюються зі швидкістю звуку в газовому середовищі, що там знаходиться. Фазову затримку необхідно враховувати у зв'язку з паралельним використанням віброакустичного сигналу для визначення параметрів подачі палива й газорозподілу. Для фазової швидкості обертання колінчастого валу справедливо:

.

,

.

де -- довжина каналу індикаторного крана.

Швидкість поширення хвиль тиску збільшується із зростанням температури і незначно змінюється при малих відхиленнях молярної маси газу. У зоні температур 200450є С швидкість може змінюватися від 430 до 540 м/с. З рис. 6. видно, що фазова затримка може досягати 10є ПКВ і більше для ВОД і до 5є ПКВ і більше для СОД, тому, вона повинна бути обов'язково врахована під час діагностичного контролю.

Часто в експлуатації перебувають дизельні СЕУ, на яких не передбачено встановлення індикаторних кранів. Це стосується в першу чергу високообертових двигунів. Для таких ДВЗ неможливо в режимі експлуатації проведення діагностичного контролю за індикаторними параметрам робочого процесу. Проте, враховуючи той факт, що більшість експлуатаційних відмов дизельних СЕУ (від 60 до 80%) припадає на паливну апаратуру високого тиску і механізм газорозподілу, автором розроблено метод діагностування цих вузлів без використання базового сигналу тиску газів у циліндрі. Запропонована методика визначення параметрів подачі палива і газорозподілу для суднових двигунів внутрішнього згоряння ґрунтується на спектральному аналізі віброакустичних сигналів відповідних вузлів паливної апаратури і механізу газорозподілу. Дискретне перетворення Фур'є визначається відомою залежністю

,

де М -- кількість точок в реалізації вібродіаграм за часом.

Амплітудний спектр розраховувався за допомогою дискретного перетворення Фур'є

.

Обмеження на довжину часового ряду вибірки вібродіаграмми, на кількість записаних у ній робочих циклів ДВЗ і реальні діапазони частот обертання СОД та ВОД (7501800 хв-1) призводять до того, що розрахунок частоти, яка відповідає першій гармоніці, має похибку, пов'язану з дискретним перетворенням Фур'є (рис. 7). Основна частота обертання колінчастого вала, розрахована за дискретного спектру, може бути визначена з похибкою до 4 % від дійсної частоти обертання.

Для усунення цієї похибки пропонується провести моделювання безперервного спектру за допомогою процедури інтерполяції максимуму в районі першої гармоніки. Найкращі за точністю результати були отримані за допомогою параболічної інтерполяції, причому для побудови безперервної моделі спектру вибиралися точка максимуму і дві точки -- праворуч і ліворуч від максимуму ().

x0: = iMax-1; x1: = iMax; x2: = iMax+1;

.

Значення інтерполяційного поліному розраховуються за формулою:

Моделювання безперервного спектру в районі 1-ї гармоніки дозволило підвищити точність розрахунку основної частоти обертання колінчастого валу. Експериментально для дизелів типу СОД та ВОД, на всіх режимах роботи похибка розрахунку не перевищувала 0,5%. Розрахунок частоти обертання дозволив точно визначити період робочого циклу. Накладення періоду робочого циклу на часову вібродіаграму дозволив виділити на ній основні імпульси, що відповідають роботі окремих механізмів робочому циклу (720є ПКВ) чотиритактного СДВЗ

На вібродіаграмі немає сигналу з відкриття впускного клапана. Необхідно відзначити, що на всіх вібродіаграмах системи D4.0H відсутні або слабко виражені сигнали відкриття клапанів газорозподілу. Це пояснюється тим, що при закритті має місце сильний ударний імпульс, який виникає при посадці клапана на посадочне місце. Під час відкриття клапанів удару не відбувається (вибірка теплового зазору в механічних системах МГР не дає такого сильного сигналу). Знаючи паспортні величини фаз газорозподілу і подачі палива, можна з достатньою точністю виділити робочий період на записаній часовій вібродіаграмі. Всередині виділеного періоду можна зробити оцінку технічного стану паливної апаратури високого тиску та механізму газорозподілу за характером віброімпульсів всередині виділених періодів кількох сусідніх робочих циклів.

Наведені методи діагностичного контролю реалізовано в системах експлуатаційного діагностичного контролю робочого процесу з поділом функцій, остання версія називається D4.0H (рис. 9, табл.1, 2).

Таблиця 1

Технічні характеристики системи D4.0H

Елемент системи	Технічна характеристика
Датчик тиску газів PS-16	діапазон вимірювань 0-220 bar; конденсаторного типу, не охолоджується; робоча температура поверхні корпусу: до 350 °C; максимальна похибка: < 1,5%; маса: 0,42 кг; встановлюється на індикаторний кран, W27x1/10.
Вібродатчик VS-20	частотний діапазон: 0,118 КГц; смуга пропускання фільтру: 1,0 КГц; максимальна робоча температура: до 90 °C; датчик має магнітну основу.
Модуль реального часу D4.0H	процесор RСМ2000, 128 kb RAM, 256 kb flash, 25 Mhz; програмне забезпечення: Dynamic C, Assembler ; АЦП Ad7888 - 125 khz, 12 bit, 8 ch.; автоматичне визначення тактності дизеля; контрастний дисплей; управління однією кнопкою; Rs-232 інтерфейс, швидкість передачі 115200 б/с; тривалість автономної роботи ~ 10 годин; габарити: 130 x 80 x 40 мм; вага ~0.45 кг; живлення: 6 VDC (4 x A1).

Таблиця 2

Характерні несправності, що діагностуються системою D4.0H

Індикаторна і вібродіаграма при несправності	Опис
	1. Знос плунжерної пари ПНВТ (можливо, протічка всмоктувального клапана) Зсувається за ВМТ початок видимого згоряння Pс''. Зменшується Pz, збільшується Pexp і температура випускних газів. Змінюється форма, зменшується амплітуда і зсувається вправо вібродіаграма форсунки. а - передній фронт першого віброімпульсу відповідає підйому голки форсунки; b - передній фронт другого віброімпульсу відповідає посадці голки форсунки. Можлива фіксація відкриття випускного клапана на деяких моделях МОД
	2. Зависання голки форсунки (у нижньому положенні) Спотворюється форма вібродіаграми упорскування. Можлива повна відсутність переднього імпульсу а. Зменшується Pz, Pexp, температура випускних газів, середній індикаторний тиск та індикаторна потужність циліндра.
	3. Рання подача палива Момент початку видимого згоряння палива Pc' зсувається на лінію стискання. Характерний перегин індикаторної діаграми у момент початку згоряння може взагалі не виявлятися. Збільшується Pz. Зменшується Pexp і температура випускних газів. Збільшується «жорсткість» робочого процесу -- швидкість підвищення тиску на першій фазі згоряння. Збільшується механічна напруженість двигуна і ударні навантаження на підшипники. Вібродіаграма зсувається вліво.
	4. Прогоряння клапанів (Пізнє закриття впускного клапана). Знижується тиск в кінці стискання Pc. Знижується Pz, Pexp, Pi, Ni. В разі прогоряння клапанів збільшується температура випускних газів і падає потужність циліндра. Підвищується димність випускних газів. Зсуваються фази і спотворюються форми віброімпульсів клапанів газорозподілу (показано на прикладі впускного клапана).

Модуль реального часу системи D4.0H призначений для безпосереднього запису даних робочого процесу і попереднього розрахунку 3-х ключових параметрів (тактність двигуна визначається автоматично):

Pz (Pmax) -- максимальний тиск згоряння в циліндрі (середнє, мінімальне і максимальне значення за декілька робочих циклів);

RPM -- частота обертання колінчастого валу дизеля;

Pt -- середній тиск в циліндрі.

Автоматичне визначення тактності двигуна дозволяє проводити моніторинг без попереднього налаштування на тип дизеля. Дані відображення окремих циліндрів передаються з модуля D4.0H в комп'ютер по інтерфейсу USB / Rs-232 із швидкістю 115200 б/с.

Програмне забезпечення здійснює розрахунок наступних параметрів:

середній індикаторний тиск ;

індикаторна потужність циіндра ;

частота обертання колінчастого валу ;

максимальний тиск згоряння в циліндрі

\\ ;

максимальний тиск стискання ;

тиск на лінії розширення (36 після ВМК) ;

максимальна швидкість підвищення тиску ;

ступінь підвищення тиску ;

тиск на початку згоряння ;

дійсні і геометричні фази паливоподачі ;

період і кут затримки самозаймання палива ;

фази газорозподілу ;

аналіз технічного стану ПА і МГР;

тиск в будь-якій точці діаграми ;

дані спектрального (FFT) аналізу -- опція.

Четвертий розділ присвячений розробці математичної моделі робочого процесу дизельної СЕУ. Модель базується на 1-му законі термодинаміки

,

де ? теплота, виділена при згорянні палива, яка витрачається на здійснення роботи , зміну внутрішньої енергії робочого тіла і передачу тепла через стінки циліндра . Вирази для визначення зазначених складових наведені в роботах Фоміна Ю.Я. і Семенова В.С.

Розроблена адаптивна математична модель реалізована на мові програмування Delphi (із застосуванням бібліотек Numeric Toolbox, FFT і нелінійної мінімізації Powell'64, розробленій автором).

Для оцінки швидкості тепловиділення в циліндрі використовується трифазна модель В.С. Семенова - В.І. Квятковського

де ? кут затримки займання палива;

? зсув максимумів швидкості тепловиділення на кожній з трьох фаз;

? коефіцієнти, що визначаються за допомогою навантажувальних критеріїв Пн, Пн1, Пн2, Пн3

Встановлено, що у всьому діапазоні часткових режимів значення коефіцієнта і фаз трифазного методу розрахунку тепловиділення моделюються поліномами 2-го і 3-го ступеня з похибками е < 2,5 %. Деякі коефіцієнти та фази не змінюються на часткових режимах (). Ті, значення яких змінюється на часткових режимах, добре описуються cтепеневими поліномами, при цьому значення коефіцієнта детермінації

де - розрахункова величина коефіцієнту (фази) тепловиділення,

- незалежна змінна, що характеризує режим навантаження.

У ряді випадків, коли не використовується багатофазна паливоподача, може бути використана модель тепловиділення І.І. Вібе.

Використання трифазної моделі тепловиділення в циліндрі дозволяє моделювати багатофазне впорскування палива шляхом зсуву фаз тепловиде-лення, реалізоване у сучасних МОД і СОД. У цьому випадку метод Powell'64 використовується для уточнення навантажувальних критеріїв . Згідно з методом В.С. Семенова - В.І. Квятковського задаються взаємозв'язки між окремими фазами процесу тепловиділення, де кожний наступний зсув максимуму швидкості тепловиділення залежить від попереднього

Крім того, інтервал між окремими фазами тепловиділення також задається у вигляді емпіричних залежностей. Ці залежності були складені і перевірені експериментально для випадків однофазного вприскування палива. У сучасних дизельних СЕУ все частіше використовується багатофазне впорскування, яке дозволяє підвищити якість згоряння палива і зменшити токсичність випускних газів за рахунок зменшення затримки займання і більш якісного сумішоутворення. У деяких моделях СОД Wartsila з технологією Low NOx, використовується передвприскування - попередне займання порції палива. З використанням технологій RT-Flex і MAN B&W ME можливості управління паливоподачею ще більш доступні. Кероване упорскування палива дає можливості не тільки варіювати фази і тривалість впорскування палива в залежності від навантаження двигуна, але також повною мірою реалізувати багатофазне впорскування за заздалегідь обраним законом.

У цьому випадку зміна залежностей, закладених у методі В.С. Семенова - В.І. Квятковського, дозволяє розв'язати задачу моделювання багатофазного вприскування. Як початкові значення (початкові умови) окремих фаз уприскування можна приймати одержані за допомогою D4.0H дійсні фази паливоподачі () і затримку самозаймання.

Потім, для уточнення на поточному експлуатаційному режимі мінімізується функціонал на ділянці від до 36 єПКВ за ВМТ

.

У даному випадку безградіентний метод оптимізації Powell'64 дозволяє визначити значення коефіцієнтів закону тепловиділення при багатофазному упорскуванні палива. Після коректування закону тепловиділення остаточно визначаються навантажувальні критерії і циклова подача палива. Для цього мінімізується функціонал від наступних змінних:

.

Після уточнення питома індикаторна і ефективна витрати палива визначаються за допомогою наступних, відомих залежностей:

деz = 0.5 (1.0) для 4-х (2-х) тактних ДВЗ; i - кількість циліндрів;

? механічний ККД, що визначається на часткових режимах за допомогою методики професора Г.А. Конакова.

Необхідно відзначити, що функціонали Z мають декілька локальних мінімумів, тому дуже важливим є вдалий вибір початкових значень. У багатьох випадках як початкові значення фаз і критеріїв навантаження використовується попередній розрахунок цих величин, закладений в методі В.С. Семенова - В.І. Квятковського. Подальша мінімізація функціоналів Z уточнює ці значення стосовно поточного експлуатаційного режиму дизельної СЕУ.

З рівняння 1-го закону термодинаміки, записаного у вигляді кінцевих різниць, і рівняння стану газу випливає система рівнянь

де ? тиск і температура на J+1 інтервалі;

? доля теплоти, що виділилася на розрахунковій ділянці;

? циклова подача палива і нижча теплота його згоряння;

? число молів і теплоємність газу в циліндрі;

? об'єми циліндру на початку і в кінці розрахункової ділянки;

? втрата теплоти в стінки циліндра;

= 8.31(44) Дж/(мольK) ? універсальна газова стала.

Система розв'язується ітераційним методом, внаслідок чого отримуємо значення тиску і температури на J+1 інтервалі;

При моделюванні робочого процесу методом кінцевих різниць еле-ментарний абстрактний інтервал часу замінюється конкретним розрахунковим інтервалом кута повороту колінчастого валу. Для загальної оцінки впливу кроку розрахунку на якість моделювання були проаналізовані моделі декількох двигунів СОД, МОД і ВОД. Результати представлено на рис. 14. Відхилення у відсотках значень основних параметрів робочого процесу розглядалися відносно величин параметрів, розрахованих з мінімальним кроком ( = 0,001є). Показано, що похибка не перевищуватиме 3 %, якщо величину кроку не збільшувати понад 0,45є ПКВ. Для середнього індикаторного тиску та індикаторної потужності похибка менше 3 % забезпечується при величині кроку розрахунку до 1є ПКВ. Із збільшенням кроку розрахункові значення потужності, MIP і зменшуються, а значення питомої індикаторної витрати палива ? збільшується. Для всіх розрахунків, де використовуватиметься нелінійне програмування в задачах оптимізації, можна запропонувати фіксований крок розрахунку 0.5є ПКВ, як оптимальний з точки зору похибки і часу розрахунку основних параметрів робочого процесу.

При розрахунку ізохорних теплоємностей , що використовуються при визначенні внутрішньої енергії газу dU, на відміну від прийнятої раніше однопараметричної лінійної залежності використовується точніша двохпараметрична залежність . Урахування тиску при розрахунку ізохорної теплоємності повітря є актуальним в зоні низьких і середніх температур (до 800 К). Саме у цьому температурному діапазоні відбувається процес стискання в циліндрі. Таким чином, при розрахунку процесу стискання перехід на залежність дозволяє уточнити розрахунок робочого циклу перед початком згоряння і отримати коректнішу модель робочого процесу в цілому. Підвищення точності розрахунку основних параметрів робочого процесу -- 7-10 %.

Математичне моделювання робочого процесу дозволяє аналізувати ефективність поточного режиму експлуатації СДВЗ, здійснювати оцінку резерву його навантаження і визначати оптимальне поєднання параметрів налагодження паливної апаратури високого тиску і механізму газорозподілу. Наявність експериментальних даних дозволяє уточнювати коефіцієнти тепловиділення і визначати еталонні моделі на часткових режимах навантажання, а також моделювати наслідки регулювання паливної апаратури та механізму газорозподілу. Головною перевагою математичної моделі є можливість оцінки витрат палива на вибраному експлуатаціоному режимі та з заданими налаштуваннями паливної апаратури і механізмів газорозподілу.

У п'ятому розділі перевірялася адекватність математичної моделі робочого процесу на різних типах дизельних СЕУ. Перевірка проводилася за паспортними даними ходових випробувань і експериментальним шляхом за даними моніторингу робочого процесу. Після налаштування коефіцієнту математичної моделі похибка визначення основних параметрів робочого процесу не перевищувала 3%.

За допомогою розробленої адаптивної математичної моделі були проведені дослідження впливу характеристик ЦПГ, налаштувань паливної апаратури та механізму газорозподілу на основні параметри робочого процесу: потужність, питома витрата палива, pz, vm та ін.

За допомогою математичної моделі робочого процессса був визначений закон зміни кута випередження подачі палива, який реалізує VIT характеристику, при якому на всіх режимах дотримується умова . Індикаторні діаграми VIT закону паливоподачі наведено на рис. 13. Показано, що математична модель робочого процесу дизельної СЕУ дозволяє визначати раціональні в конкретній експлуатаційній ситуації режими навантаження, а також налаштування паливної апаратури та механізму газорозподілу, що відповідають обраним критеріям (мінімуму витрат палива, максимуму потужності, мінімуму механічних і теплових навантажень тощо).

У шостому розділі наведена реалізація методів діагностичного контролю на прикладах дизельних СЕУ МОД (рис. 18) і СОД (рис. 19). Під час ходових випробувань тх «Київ» було визначено параметри робочого процесу, паливоподачі і газорозподілу двотактного малообертового головного дизеля MAN B&W 13-ї модифікації S60MC. Нормальна робота паливної апаратури високого тиску (ПНВТ - нагнітальний клапан - форсунка) характеризується формою вібродіаграми упорскування, на якій виділено фронти підйому і посадки голки. На вібродіаграммах закриття впускних та випускних клапанів відображаються дефекти МГР, пов'язані з експлуатаційною розрегульованістю приводу.

Діагностичний контроль технічного стану ЦПГ кожного з циліндрів здійснюється за тиском в кінці стискання pc та індикаторними параметрами робочого процесу pi (MIP), Ni, pz. Контроль стану паливної апаратури високого тиску може бути проаналізовано за наступними показниками: геометричним і дійсним кутами випередження і фаз паливоподачі; різницею між ними, що характеризує величину протічок; фазами початку та закінчення циркуляції, періодом затримки займання палива. Крім аналізу стану паливної апаратури, можна здійснювати наочний контроль роботи механізму газорозподілу

Розроблені методи діагностичного контролю дизельних СЕУ в експлуатації дають можливість докладно аналізувати всі складові робочого процесу, виявляти приховані дефекти і запобігати аваріям життєво важливих об'єктів дизельних СЕУ. Вони також дозволяють контролювати витрату палива і знаходити раціональне поєднання параметрів робочого процесу в конкретних експлуатаційних умовах.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

У результаті виконаного дослідження здійснено теоретичне узагальнення і рішення наукової проблеми підвищення ефективності діагностичного контролю робочого процесу суднових дизелів в режимі експлуатації. Висновки, що узагальнюють сукупність розв'язаних у роботі задач, полягають у наступному.

1. Необхідною умовою підвищення економічної ефективності та екологічної безпеки експлуатації дизельної СЕУ є комплексний діагностичний контроль робочого процесу.

2. Вперше розроблена концепція і реалізовано метод поділу функцій діагностичного контролю робочого процесу на дві складові: інформаційну (з попередньою обробкою і розрахунком даних) і аналітичну.

3. Отримав подальший розвиток метод синхронного аналізу трьох складових робочого процесу: тепловиділення в циліндрі, паливоподачі і газорозподілу, що забезпечує високу ефективність і достовірність діагностичних даних в специфічних умовах експлуатації.

4. Вперше сформульовано та розроблено метод синхронізації даних робочого процесу на базі термодинамічного рівняння, що зв'язує швидкість зміни тиску в циліндрі і фази повороту колінчастого валу.

5. Встановлено, що для аналітичного методу синхронізації похибка дорівнює кроку дискретизації. Похибка визначення основних індикаторних параметрів при кроці дискретизації 0.5 єПКВ не перевищує 2,5%.

6. Вперше розроблено метод оцінки фаз паливоподачі, газорозподілу і контролю технічного стану вузлів паливної апаратури та механізму газорозподілу середньо- та високообертових двигунів, при якому синхронізація даних здійснюється за допомогою гармонічного аналізу оброблених вібродіаграм. Метод покладено в основу діагностичного контролю технічного стану вузлів середньо- та високообертових двигунів без використання базового сигналу тиску газів у циліндрі.

7. Метод розділення функцій і алгоритмічна синхронізація дозволили знизити витрати на діагностичний контроль. При цьому інформативність підвищилася за рахунок комплексного аналізу тепловиділення в циліндрі, паливоподачі й газорозподілу.

8. Розроблена математична модель робочого процесу з розрахунком тепловиділення в циліндрі за трифазним законом забезпечує високу достовірність, підтверджену експериментальним шляхом. Для всіх перевірених типів дизельних СЕУ максимальна різниця між значеннями математичної моделі та експериментальними даними основних параметрів робочого процесу (MIP, Ni, pz, pc, pexp, ...) на номінальних і часткових режимах становить не більше 3%.

9. За допомогою розробленої моделі проведено розрахунково-аналітичне дослідження і виявлено закономірності впливу фаз газорозподілу і паливоподачі на характер зміни основних параметрів робочого процесу. Модель дозволяє визначити оптимальні зони регулювання паливної апаратури та механізму газорозподілу, що відповідають критеріям мінімуму витрати палива і максимуму середнього ефективного тиску і ефективної потужності при обмеженнях за тепловою та механічною напруженістю. Ці зони можуть уточнюватися для різних сортів палив. Математична модель дозволяє аналізувати механічну і теплову напруженість при параметрах налагодження паливної апаратури високого тиску. Розрахунок температури газів у циліндрі, ступеня підвищення тиску, середньої і максимальної швидкості зміни тиску та інших параметрів при різних настройках ПА і МГР дозволяє виключити небезпечні зони регулювання в експлуатаційних умовах.

10. Встановлено термодинамічні властивості діагностичного параметру . Аналіз сумарної питомої роботи циклу показує, що для більшості типів дизельних двигунів сумарна питома робота циклу в точці 362є за ВМТ стає близькою до нуля і змінює знак з мінуса на плюс. Для довгоходових дизельних двигунів точка нульової сумарної питомої роботи циклу зсувається до 3334 єПКВ за ВМТ.

11. Встановлено, що двопараметрична залежність ізохорної теплоємності , на відміну від застосовуваної раніше однопараметричної , дозволила уточнити розрахунок робочого процесу перед початком згоряння і отримати більш коректну модель робочого процесу в цілому. Під час стискання повітряного заряду, де різниця в методах розрахунку максимальна, похибка у визначенні суміші повітря і продуктів згоряння може призводити до помилки у визначенні внутрішньої енергії та основних параметрів робочого процесу до 10%.

12. Розроблені методи теоретичних та експериментальних досліджень робочого процесу дизельних СЕУ в сукупності дозволяють розширити діапазон діагностичних параметрів і визначати в експлуатації витрату палива і параметри теплової та механічної напруженості.

13. Основні практичні результати дисертаційної роботи полягають в тому, що на базі розробленої теорії та методів діагностичного контролю робочого процесу дизельних двигунів в експлуатації були розроблені, створені і впроваджені:

- системи діагностичного контролю робочого процесу суднових дизелів у технічні підрозділи вітчизняних і зарубіжних морських організацій і судноплавних компаній: Регістр судноплавства України, ТОВ «Віва Марін», ДП «Укрферрі Шипменеджмент», ЗАТ «Морське бюро Регістру», «ЧЕРАЗМОРПУТЬ», с/к «Стафф Центр», (Україна), Російський Річковий Регістр, ТОВ «Реком» (Росія), ВАТ «Ленське об'єднане річкове пароплавство» (Саха Якутія), IEU GmbH (Німеччина), B.M.S. Ltd (Нова Зеландія);

- система діагностичного контролю робочого процесу залізничних дизелів у навчальний процес Московського державного університету шляхів сполучення (МІІТ, кафедра «Локомотиви і локомотивне господарство»), ТОВ «Красноярськ локомотив гарант» (м. Красноярськ);

- система діагностичного контролю робочого процесу стаціонарної дизельної електростанції ВАТ "Південно-Верхоянська гірничодобувна компанія" (Саха Якутія);

Розроблені в дисертації методи і засоби контролю робочого процесу були використані для проведення комплексної діагностики головних і допоміжних дизелів кораблів управління ВМС ЗС України «Донбас» і «Славутич», а також великого десантного корабля «Костянтин Ольшанський». Акти впровадження додаються.

14. Розроблені в дисертації методи діагностичного контролю ґрунтуються на детальній візуалізації основних складових робочого процесу. Експериментальне дослідження сприяє кращому осмисленню теорії робочого процесу дизельних двигунів. У зв'язку з цим розроблені методи і засоби діагностичного контролю рекомендуються до використання у вищих технічних навчальних закладах.

15. Результати дисертаційної роботи можуть служити теоретичною основою для подальшого розвитку методів експлуатаційного діагностичного контролю робочого процесу дизельних СЕУ. Загальна спрямованість роботи на діагностичний контроль в експлуатаційних умовах дозволяє широко застосовувати розроблені методи і засоби як на водному транспорті, так і в системі залізничного транспорту та на стаціонарних дизельних енергетичних об'єктах.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ З ТЕМИ ДИСЕРТАЦІЇ

Варбанец Р. А. Стационарные системы диагностики рабочего процесса судовых дизелей NK-100, Kyma Diesel Analyzer / Р. А. Варбанец, В.Г. Ивановский // Проблемы техники: научно-технический журнал. Хмельницкий национальный університет. - 2006. -№ 1. - С. 91-102 (здобувачеві належить аналіз функціональних можливостей стаціонарних систем діагностики).

Варбанец Р. А. Уточнение формулы средней теплоемкости газов в расчете рабочего процесса дизеля с учетом динамики тепловыделения / Р. А. Варбанец // Вісник Одеського національного морського університету. - 2006. - № 20 - С. 173-179.

Варбанец Р. А. Диагностика рабочего процесса судовых двигателей внутреннего сгорания с определением фаз топливоподачи и газораспределения виброакустическим методом / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - 2005. - Вип.2, 2005(31). - С. 23 - 26 (здобувачеві належить розробка принципів діагностування робочого процесу та визначення параметрів подачі палива і газорозподілу віброакустичним методом).

Варбанец Р. А. Обнаружение дефектов ТА дизелей на ранней стадии / Р. А. Варбанец // Судоходство. - 1997. - № 7. - С. 48 - 50.

Варбанец Р. А. Анализ спектра виброакустических сигналов топливной аппаратуры среднеоборотных дизелей (СОД) / Р. А. Варбанец // Вісник Одеського національного морського університету. - 2006. - № 18 - С. 134 - 141.

Ивановский В. Г. Система разделенного мониторинга D3.2H, определение параметров рабочего процесса СДВС МАК М25 / В. Г. Ивановский, Р. А. Варбанец // Збірник наукових праць. Вип.1(7). - Севастополь: Севастопольський ВМІ ім.П.С.Нахімова, 2005. C. 144-153 (здобувачеві належить ідея поділу функцій контролю для аналізу робочого процесу в експлуатації).

Варбанец Р. А. Система разделенного мониторинга СДВС. / Р. А. Варбанець, В. Г. Івановський // Вісник Одеського національного морського університету. - 2002. - № 9. - С. 239 - 244 (здобувачеві належить розробка і аналіз функціональтной схеми системи моніторингу).

Варбанец Р. А. Мониторинг рабочего процесса судовых дизелей в эксплуатации / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский // Двигатели внутреннего сгорания. Научно-технический журнал. - Харьков, 2004. - № 2(5). - С. 138 - 141 (здобувачеві належить розробка принципів діагностичного контролю суднових дизелів в експлуатаційних умовах).

Варбанец Р. А. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизелей за счет мониторинга рабочего процесса / Р. А. Варбанец, В. Г. Івановський // Збірник наукових праць НУК (м. Миколаїв). - 2008. - № 1. - С. 128 - 134 (здобувачеві належить розробка принципів побудови та функціональної схеми системи діагностики робочого процесу).

Варбанец Р. А. Синхронизация данных при индицировании СДВС / Р. А. Варбанец // Збірник наукових праць. - Севастополь: Севастопольський ВМІ ім. П. С. Нахімова, 2005. - Вип. 2(8). - С. 255-258.

Варбанец Р. А. Особенности мониторинга и диагностики рабочего процесса судовых среднеоборотных дизелей программно-аппаратным комплексом D4.0H / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский // Вестник СевГТУ (Севастопольского национального технического университета). - 2008. - № 87 - С. 86-91 (здобувачеві належить аналіз можливостей експлуатаційної діагностики робочого процесу СОД і методи системи функціонування D4.0H ).

Варбанец Р. А. Параметрическая диагностика дизелей SBV6M540 и Pegaso 9156 / Р. А. Варбанец // Авіаційно-космічна техніка і технологія. - Харків, 2006. - № 8 (34). - С. 144-148.

Варбанец Р. А. Система разделенного мониторинга СДВС / Р. А. Варбанец // Суднові енергетичні установки ОНМА. - 2005 - № 12. - С. 12-19.

Варбанец Р. А. Определение параметров рабочего процесса судовых дизелей в эксплуатации / Р. А. Варбанец, В. Г Ивановский // Вісник Одеського державного морського університету. - 2001. - № 6. - С. 192-209 (здобувачеві належить розробка концепції поділу функцій діагностичного контролю і методу безфазової синхронізації).

Варбанец Р.А. Синхронизация данных при индицировании СДВС / Р. А. Варбанец // Збірник наукових праць. Вип.2(8),-Севастоопль: Севастопольський ВМІ ім..П.С.Нахімова, 2005.-384 С. 255-259

Ивановский В. Г. Особенности рабочего процесса супердлин-ноходовых дизелей MAN B&W / В. Г. Ивановский, Р. А. Варбанец, Ю. М. Довиденко, В. О. Баринов // Судоходство. - 1998. - № 8-9. - С. 86-89 (здобувачу належить постановка експерименту та аналіз робочого процесу МОД).

Варбанец Р. А. Определение характеристик топливоподачи судовых дизелей в эксплуатации / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский, Ю. Н. Кучеренко // Судоходство. - 1999. - № 10. - С. 21-23 (здобувачеві належить розробка і аналіз методів визначення параметрів робочого процесу в експлуатації).

Варбанец Р. А. Параметрическая диагностика и определение неисправностей топливной аппаратуры среднеоборотного дизеля Callsen 427 / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский, Д. Ю. Михайлов // Проблеми техніки : Науково-виробничий журнал. - Одесса, Хмельницкий, 2008. - № 4. - С. 51-57 (здобувачу належить постановка експерименту, математична обробка результатів, аналіз і діагностика стану вузлів двигуна).

Варбанец Р. А. Применение оптимальной В-сплайн фильтрации для обработки дискретных данных рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания / Р. А. Варбанец, А. И. Морозов // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ-Київ, 2008. - Вип. № 23. - С. 321-326 (здобувачу належить постановка задачі та аналіз результатів).

Варбанец Р. А. Дискретные B-сплайн фильтры в системах мониторинга рабочего процесса судовых дизелей / Р. А. Варбанец,

А. И. Морозов // Автоматизация судовых технических средств. - Одесса : ОНМА, 2007. - Вып. 12. - С. 83-92 (здобувачу належить постановка задачі та аналіз результатів).

Варбанец Р. А. Реализация метода разделенного мониторинга рабочего процесса судовых дизелей в системах Malin 6000 и DOCTOR / Р. А. Варбанец // Вісник Одеського національного морського університету. - 2006. - № 19. - С. 117-129.

Варбанец Р. А. Применение микроконтроллеров C8051F12x в задачах мониторинга рабочего процесса СДВС / Р. А. Варбанец // Судовые энергетические установки : науково-технічний збірник. - Одесса : ОНМА, 2006. - № 17. - С. 47-53.

Варбанец Р. А. DEPAS 3.0 Handy ? портативная система мониторинга рабочего процесса судовых дизелей / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский, Ю. Н. Кучеренко // Морское обозрение : информационно-аналитический журнал общественной организации Морской институт Украины. - 2001. - № 3 (3) - С. 5-7 (здобувачу належить постановка задачі, розробка структурної і функціональної схем системи моніторингу, аналіз результатів).

Varbanets R. Effective and reliable operation of marine diesel by working process monitoring / Varbanets R., Ivanovsky V., Varbanets A // Всеукраинский научно-технический журнал. - Харьков, 2007. - № 2. - С. 145-148 (здобувачеві належить розробка і аналіз концепції поділу функцій діагностичного контролю, методу безфазової синхронізації і методу синхронного аналізу робочого процесу, паливоподачі і газорозподілу).

Варбанец Р. А. Определение фазы начала сгорания топлива в задачах математического моделирования рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания / Р. А. Варбанец, А. И. Морозов, Д. Ю. Михайлов // Авиакосмическая техника и технология. - Харків, 2008. - № 2 (49). - С. 65-72 (здобувачеві належить розробка і аналіз методу визначення фази початку згоряння, математична обробка даних).

Варбанец Р. А. Моделирование рабочего процесса в задачах повышения эффективности эксплуатации судовой дизельной энергетической установки / Р. А. Варбанец // Двигатели внутреннего сгорания : всеукраинский научно-технический журнал. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2008. - № 2. - С. 18-22.

Варбанец Р. А. Определение в эксплуатации параметров впрыскивания топлива в дизелях с учетом зазора между корпусом всасывающего клапана и втулкой плунжера насоса / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский, Ларби Мохаммед // Вісник Одеського національного морського університету. - 2002. - № 8. - С. 135-140 (здобувачеві належить побудова багатопараметричних математичних моделей параметрів упорскування із застосуванням методу нелінійного програмування Powell'64).

Варбанец Р.А. Моделирование рабочего процесса судовых дизелей в системе мониторинга D4.0H / Р.А. Варбанец // Двигатели внутреннего сгорания. - 2009. - № 2.- С. 35-41.

Судновий механік: довідник / Авт. Кол.; за ред. А.А.Фока. - у 3-х т. - Т.1. - Одеса: Фенікс, 2008. - 1036 с. (здобувачу належить розділ 2.7 Системи діагностування робочого процесу, С. 166 - 195).

Варбанец Р. А. Возможности анализа рабочего процесса в расчетном модуле диагностической системы судовых дизелей / Р. А. Варбанец, В. Г. Ивановский, А. Н. Варбанец // Вестник двигателестроения // Научно-технический журнал. Запорожье: ОАО «Мотор Сич». - 2009. - № 3. - С. 46-50 (здобувачеві належить аналіз можливостей математичної моделі робочого процесу, побудованої на базі трифазного закону тепловиділення в циліндрі).

...