Nghiên cứu giám sát rung động trênđộng cơ diesel tàu biển

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu giám sát rung động trênđộng cơ diesel tàu biển

1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM LẠI HUY THIỆN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN: NGHIÊN CỨU GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN Tóm tắt luận án tiến sĩ kỹ thuật Ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực; Mã số: 9520116 Chuyên ngành: Khai thác, bảo trì tàu thủy Hải Phòng - 2020
2. Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH. Đỗ Đức Lưu Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam vào hồi giờ phút ngày tháng năm 2020. Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Trường Đại học Hàng hải Việt Nam.
3. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đóng tàu biển v th p c n đạt các tiêu chu n rung động. Các t chức Đăng kiểm trong nước và quốc tế đưa ra y u c u nghi m ng t về rung động trong các bộ ti u chu n ph n cấp và đóng tàu biển v th p c thể như: QCVN 21:2015/ BGTVT); Quy phạm Đăng kiểm Hàng hải Liên bang Nga (RMR, phiên bản 2014 ; Đăng kiểm Hoa Kỳ (ABS, phiên bản 2015), Nghiên cứu giám sát rung động GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển (Marine Diesel Engine, MDE) là một nội dung quan trọng trong đánh giá trạng thái kỹ thuật và khai thác MDE. Rung động trên tàu biển có thể g y hư h ng, giảm độ an toàn và giảm hiệu quả khai thác động cơ cũng như hệ động lực đồng thời việc GSRĐ giúp ngăn ngừa những rung động lớn, giảm chi phí sửa chữa bảo dưỡng tăng tu i thọ của máy móc và thiết bị đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cao, tăng cường an toàn cho hệ động lực diesel, cho sỹ quan thuyền viên làm việc trên tàu biển. Hiệu quả kinh tế trong GSRĐ, ch n đoán và dự báo hư h ng máy tàu biển khoảng 20% cho việc duy tu, bảo dưỡng vì tránh được các hư h ng, sự cố, tiết kiệm được thời gian sửa chữa, xây dựng được kế hoạch khai thác tối ưu Minchev D.N, 1986; Lưu Đ.Đ, 2009). Thiết bị đo rung động đã được chế tạo và cung cấp khá rộng rãi trên thị trường thế giới. Các hãng cung cấp thiết bị đều giữ các bí quyết công nghệ, do vậy chúng ta g p nhiều khó khăn cho làm chủ công nghệ. Ngoài ra, việc nghiên cứu GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển đòi h i các thiết bị c n có số lượng các k nh đo rất lớn, các dạng tín hiệu nghiên cứu đa dạng, phức tạp. Giá thành của thiết bị nhập kh u rất đắt và nhiều khi không phù hợp cho nghiên cứu phát triển. GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển là vấn đề mới ở Việt Nam đến thời điểm này rất ít và h u như chưa có công trình nghi n cứu hoàn thiện. Xuất phát từ yêu c u tr n đề tài “Nghiên cứu giám sát rung động trên động cơ diesel tàu biển” là c n thiết để góp ph n giải mã công nghệ, nghiên cứu chế tạo thiết bị, nội địa hóa sản ph m ph c v ngành công nghiệp đóng tàu tại Việt Nam. 2. Mục đích nghiên cứu M c đích chung c n đạt được của đề tài: Nghi n cứu chế tạo hệ thống đo và giám sát đồng thời các dạng dao động tr n động cơ diesel tàu biển. C thể đề tài c n đạt được: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết rung động tại các vị trí mà Quy phạm đưa ra gồm có: cơ sở toán học và thuật toán cho GSRĐ; cơ sở công nghệ cho x y dựng thiết bị đo GSRĐ. - Xây dựng được hệ thống đo, phân tích rung động hiện đại đa k nh đáp ứng theo Quy phạm đăng kiểm về ph n cấp và đóng tàu biển v th p dùng cho giám sát và ch n đoán rung động tr n động cơ diesel tàu biển gồm: Đưa -1-
4. ra sơ đồ nguy n lý hệ thống GSRĐ hiện đại đa k nh; lựa chọn cấu hình phù hợp theo nguyên lý hệ thống đề xuất; x y dựng một số mô đun ph n mềm cơ bản cho thiết bị tr n ngôn ngữ lập trình hiện đại LabView . - Thử nghiệm trên đối tượng thực mô hình vật lý (MHVL) phòng thí nghiệm tàu thực để kiểm tra hiệu ch nh thiết bị và kiểm chứng cơ sở khoa học công nghệ đã nghi n cứu thực hiện. 3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Thiết bị đo và GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển. Phạm vi nghi n cứu: Nghi n cứu phương pháp đo giám sát các dạng dao động tr n MDE: dao động xoắn góc tr n hệ tr c diesel lai ch n vịt (Main Propulsion Plant, MPP); dao động dọc tr c trên MPP; dao động ngang có phương thẳng vuông góc với đường tr c trên MDE. Giới hạn phạm vi nghi n cứu: Về lý thuyết: nghi n cứu cả ba dạng dao động: xoắn dọc và ngang. Về thí nghiệm tr n tàu thực: dao động xoắn và ngang. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Phân tích đánh giá và t ng hợp nội dung nghi n cứu. Kết hợp mô hình hóa mô ph ng số chế tạo thiết bị đo thử nghiệm tr n mô hình vật lý và đối tượng thực. Sử d ng lý thuyết cơ học dao động kỹ thuật xử lý tín hiệu số lý thuyết đo thử nghiệm toán học thống k 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn * Ý nghĩa khoa học và công nghệ - Nghi n cứu cơ sở lý thuyết đo GSRĐ, làm chủ khoa học và công nghệ cho chế tạo thiết bị đo và GSRĐ tr n MDE tại Việt Nam. - T ng hợp được cơ sở khoa học và công nghệ để giám sát rung động tr n động cơ diesel tàu biển. * Ý nghĩa thực tiễn - X y dựng thành công thiết bị đo GSRĐ tr n đối tượng thực tế trong ngành máy tàu biển. - Thiết bị sẽ được ứng d ng vào khai thác cũng như nghi n cứu phát triển để giúp cho người khai thác có thể biết được tình trạng kỹ thuật của máy xu hướng hư h ng có thể xảy ra trong khai thác n ng cao hiệu quả khai thác và an toàn cho tàu biển cả trong đóng mới hoán cải . - Hoàn thiện phương pháp, giải mã công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị GSRĐ tr n MDE mang tính thời sự khoa học và thực tiễn. 6. Kết cấu của luận án Luận án bao gồm 127 trang, 09 bảng biểu, 72 hình vẽ ph n mở đ u và 4 Chương ph n kết luận, các công trình nghi n cứu đã công bố của tác giả tài liệu tham khảo và ph l c. -2-
5. Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN 1.1. Tổng quan về giám sát rung động Khi tàu được đóng mới ho c hoán cải c n phải trình Đăng kiểm bảng tính dao động xoắn hệ tr c chính diesel tàu biển lai ch n vịt. Trong thử nghiệm đường dài c n tiến hành đo xử lý tín hiệu dao động xoắn để kiểm tra độ tin cậy của bảng tính và khẳng định: trong phạm vi hoạt động của MPP đưa ra không có ứng suất xoắn nguy hiểm. Đối với tàu đóng mới ho c hoán cải c n tiến hành đo kiểm tra các dạng dao động dọc và ngang tương ứng theo quy định của từng Đăng kiểm lựa chọn. Trong số các Đăng kiểm đã đưa ra các ti u chu n về mức độ đ y đủ nhất là ti u chu n dao động theo RMR phi n bản 2014, (RMR). Theo Đăng kiểm RMR phi n bản 2014 DNV phi n bản 2011 ch ra vị trí các điểm đo số lượng các phương đo các đ c tính cơ bản của tín hiệu dao động và điều kiện bi n cũng như các giới hạn cho ph p đối với từng dạng dao động. Như vậy, luận án cần xây dựng thiết bị đo và GSRĐ đa kênh, tích hợp đồng bộ cho các dạng dao động trên MDE. 1.2. Tình hình nghiên cứu thế giới và trong nƣớc Trên thế giới: Các nghi n cứu GSRĐ tua bin khí xả; hệ thống ch n đoán đối với động cơ tua bin; giám sát tình trạng thiết bị ch n đoán lỗi và xử lý sự cố Nhiều nhà khoa học tại Bulgaria Minchev D.N NheDev A Liên bang Nga (Alecsiev A, Baliski Ia, Barcov A. Genkin và các nước khác có các kết quả nghi n cứu giám sát và ch n đoán rung động áp d ng chủ yếu đối với các máy rô to công nghiệp. LATS của Jyoti K. Sinha (2002) trong nghi n cứu thí nghiệm sử d ng MHVL cho đối tượng rô to c n đo có x t đến đỡ sử d ng chất l ng bôi trơn và bệ đỡ đàn hồi. LATS của Andris Unbedahts (2016) phát triển phương pháp chu n đoán kỹ thuật MDE bằng dao động m thanh, sử d ng thiết bị đo hai k nh và máy hiện sóng. Trong nước: GSRĐ mới ch được quan t m ít năm g n đ y. Một số nghi n cứu dựa tr n các thiết bị đo có sẵn ho c chế tạo thiết bị đo từ một đến hai k nh đo cùng loại tín hiệu đ u vào ho c dùng vi điều khiển để thu thập và ph n tích xử lý dữ liệu ph n mềm để lập trình và mô ph ng ph n tích dữ liệu sử d ng ph n mềm MatLab các thiết bị h u như chưa được hoàn ch nh và chưa được các t chức chuy n môn chứng nhận. Luận án tiến sĩ (LATS) của Cao Hùng Phi 2012 đã x y dựng hệ thống thiết bị đo ồn - rung. LATS Tr n Văn Lượng (2000) đo đạc đánh giá trạng thái rung của các thiết bị quay được sử d ng trong các nhà máy điện tại Việt Nam. LATS Hoàng Văn Sĩ (2019) chế tạo thiết bị đo mô men xoắn bằng tem biến dạng dán tr n bề m t tr c chịu xoắn. L Đình Tu n và cộng sự (2015) đưa ra một số kết quả đo và xử lý các số liệu ph n tích dao động khi thử tàu hàng rời 6.800 tấn ; Nguyễn Thị Diệu Linh và cộng sự (2018) đã nghi n cứu thiết kế thiết bị đo rung động cho các máy công nghiệp Đối tượng của các đề tài các công trình chủ -3-
6. yếu tập trung vào nghi n cứu mất c n bằng của rô to và máy công tác đối tượng tr n MDE và MPP rất ít công trình nghi n cứu. Nhận xét: Nhìn chung chưa có công trình nào đề cập đến x y dựng thiết bị đo và GSRĐ cho MDE. Các công trình nghi n cứu trong nước và thế giới tập trung x y dựng phương pháp xử lý các tín hiệu dao động chủ yếu là tín hiệu dao động ngang tr n máy rô to cho các bài toán ch n đoán . Phương pháp chung nhất dùng FFT ph n tích các tín hiệu dao động có thể được nghi n cứu sử d ng cho nhiệm v GSRĐ của đề tài luận án đ t ra. Tuy nhi n các vấn đề xử lý tín hiệu trong miền thời gian cho giám sát dao động GSDĐ xoắn xử lý FFT + lọc 1/3-octave cho GSDĐ ngang và dọc theo Quy phạm RMR lại chưa có công trình nào đề cập đến. Từ đó nghi n cứu GSRĐ trên MDE là c n thiết không ch theo luật định mà còn gắn liền với hoạt động kinh doanh của các đội tàu vận tải biển các công ty đóng tàu cũng như việc nghi n cứu phát triển làm chủ công nghệ và cung cấp dịch v khoa học kỹ thuật cho các đội tàu của Việt Nam. 1.3. Đặt bài toán nghiên cứu Với m c đích nghi n cứu chế tạo thiết bị đo giám sát rung động đa k nh trên MDE, các bài toán được đ t ra cho luận án như sau: - Đo thu thập các tín hiệu dao động c n giám sát; - Xử lý các tín hiệu dao động đo được; - X y dựng đ c tính chu n tham chiếu REF cho GSRĐ; - Ra quyết định GSRĐ; - Hiển thị kết quả GSRĐ. 1.4. Kết luận chƣơng 1 Chương 1 đưa ra được tính cấp thiết GSRĐ cho MDE tại Việt Nam. Ph n tích các Quy phạm Đăng kiểm và các ti u chu n về rung động tr n MDE để lựa chọn Quy phạm áp d ng cho từng loại dạng dao động. Đ t ra m c ti u giới hạn và nội dung c n nghi n cứu của đề tài luận án tiến sĩ chuy n ngành. Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIÁM SÁT RUNG ĐỘN TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN Cơ sở lý thuyết bao gồm cơ sở khoa học và công nghệ (CSKH và CSCN) đáp ứng 5 nhiệm v cơ bản của quá trình GSRĐ trên MDE như đã ph n tích trong Chương 1: Đo mô ph ng các tín hiệu dao động; xử lý các tín hiệu dao động; x y dựng các đ c tính giới hạn dao động; ra quyết định và hiển thị kết quả giám sát rung động. Các nội dung của CSKH CSCN được xác định tr n cơ sở ph n tích t ng hợp y u c u của Quy phạm Hàng hải cho đo và GSRĐ trên MDE. 2.1. Các sơ đồ nguyên lý cho giám sát rung động trên MDE 2.1.1. Sơ đồ nguyên lý cho giám sát rung động trên MDE -4-
7. Trên Hình 2.1 t ng hợp mối quan hệ giữa yêu c u của RMR với nội dung c n xây dựng của cơ sở lý thuyết cho GSRĐ. Quy phạm ch ra 3 dạng dao động cơ bản c n được giám sát: dao động xoắn, ngang và dọc. Mỗi dạng được đề xu ất điểm đo và phương đo. Tùy theo từng dạng dao động c n xử lý để thu được các đ c tính c n thiết, biểu diễn trong miền thời gian hay miền t n số. Nhiệm v đưa ra kết quả giám sát (ra quyết định giám sát tr n cơ sở thuật toán và ph n mềm tự động so sánh các tập dữ liệu chu n tham chiếu với tập các đ c tính hiện hành. Dao động xoắn (TVs) thường dùng tem biến dạng dán trên bề m t tr c trung gian ho c tr c chân vịt. Từ đó c n xây dựng cơ sở lý thuyết (CSLT) cho thu thập tín hiệu biến dạng (strain, ) và xử lý tín hiệu để có các giá trị peak Hình 2.1. Mô hình chức năng GSRĐ tr n MDE -to-peak và so sánh với giá trị ứng suất cho phép (Permitted Tosional Pressure, PTP) [ ()], - tốc độ quay tương đối. Xử lý TVs: đưa ra ph t n - bậc điều hòa. Dao động ngang trên bề m t động cơ thường đo từ dao động gia tốc. RMR đưa ra tham chiếu (REF): dao động vận tốc (mm/s, ho c dB tương ứng). Từ đó c n phải đồng thể hóa đơn vị của các đại lượng sau xử lý để ra quyết định được chính xác. Như vậy, đ u tiên xây dựng REF có đơn vị đồng nhất (m/s2, ho c dB tương ứng). Tiếp theo thực hiện biến đ i FFT và 1/3- octave cho tín hiệu gia tốc đo được. Dao động dọc đối với MPP sử dụng MDE 2 kỳ. RMR đưa ra: REF vận tốc tại gối đỡ ch n. Hoàn toàn tương tự nếu sử d ng sensor gia tốc đo tại gối đỡ ch n. Nếu gối đỡ ch n nằm trong động cơ việc đo có thể g p nhiều khó khăn. Nếu gối đỡ ch n nằm bên ngoài động cơ đo và xử lý tín hiệu cho GSDĐ dọc hoàn toàn giống như GSDĐ ngang đã x t tr n. Ngoài ra, về lý thuyết, có thể đo biến dạng tại tr c trung gian, giống như đo TVs. Khi đó REF cho gối đỡ ch n c n được nhất thể hóa về đơn vị (cùng là chuyển vị, mm). Phương pháp tính chuyển thực hiện theo phương pháp hệ tr c chính (Minchev N.D, 1983; Lưu Đ.Đ 2009 . Tuy nhiên, trong thực tế triển khai đo biến dạng tại gối đỡ ch n (ph n bề m t không quay) không g p bất kỳ khó khăn gì. -5-
8. Đối với MPP trên tàu dùng MDE 4 kỳ. Dùng hộp giảm tốc để kết nối với chân vịt, gối đỡ ch n độc lập không sử d ng và thay vào đó là các gối ch n của hộp giảm tốc. Nếu đo biến dạng dọc trên tr c trung gian ho c tr c chân vịt đó là dao động dọc tr c do chân vịt sinh ra. Lực dọc tr c do co bóp động của tr c khuỷu MDE có thể tác động tại gối đỡ ch n, ph n chủ động của hộp số. 2.1.2. Sơ đồ chức năng nhiệm vụ GSRĐ trên động cơ diesel tàu biển Hệ thống GSRĐ là loại đa k nh (Multi-channel System for Measuring and Monitoring Vibrations, MMMVS) ch ra trên Hình 2.2 cho MPP dùng MDE hai kỳ. Hệ thống đo hiện đại gồm ph n cứng và ph n mềm tương ứng cho đo xử lý tín hiệu dao động, ra kết quả GSRĐ tr n cơ sở dữ liệu tham chiếu được xây dựng và lưu trữ trong CPU. Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống GSRĐ đa k nh tr n MDE Bộ sensors accelemeters gồm m đầu đo dao động ngang, Sa - đầu đo dao động dọc tại gối chặn (accelemeter), Sph - đầu đo pha (quang), Ssg - đầu đo dao động xoắn (strain gauge) Đ c tính REF dao động ngang và doc được xây dựng theo t n số trung bình lọc 1/3-octave. Đ c tính REF TVs được xây dựng theo vận tốc quay tương đối =n/nnor; n, nnor - vòng quay thực tế và định mức (rpm). Hình 2.3. Sơ đồ nguy n lý x y dựng ph n mềm xác định giá trị dao động cho phép theo Đăng kiểm RMR -6-
9. Ra quyết định GSDĐ ngang và doc theo từng t n số trung bình lọc 1/3-octave. Ra quyết định GSDĐ TVs - theo vận tốc quay tương đối λ Hình 2.4. Sơ đồ nguy n lý ra quyết định GSRĐ theo RMR Kết quả GSDĐ dạng bất kỳ được hiển thị tr n đồ thì bảng số liệu và đèn LED ch báo. Hình 2.5. Hiển thị kết quả giám sát rung động 2.1.3. Sơ đồ chức năng mô phỏng GSRĐ trên MDE Mô ph ng GSRĐ cho các dạng dao động nói chung gồm các khối chức năng mô ph ng: từng tín hiệu dao động đ u vào) cho giám sát đối tượng; xử lý tín hiệu cho GSDĐ; ra quyết định (theo yêu c u của REF), và hiển thị kết quả (thể hiện trên Hình 2.6). 2.2. Mô hình toán các đặc tính giới hạn dao động đƣợc giám sát 2.2.1. Giới hạn dao động dọc, ngang: dao động vận tốc (mm/s) Tiêu chu n dao động cho gối đỡ ch n được ch ra trong RMR được mô hình hóa dưới dạng các mô hình hồi quy, lập trình trong MatLab / LabView tương ứng các đường cong giới hạn mức A hay B. Đ c tính giới hạn dao động trên bề m t động cơ dao động ngang được mô hình hóa tương tự như dao động dọc tại gối đỡ ch n. Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý mô ph ng GSRĐ tr n MDE và MPP -7-
10. 2.2.2. Giới hạn dao động dọc, ngang: dao động gia tốc (m/s2) Tại t n số f có bi n độ vận tốc Av và pha v tín hiệu dao động điều hòa có dạng:Xv(t)=AV.cos(t+v),còn tín hiệu gia tốc với bi n độ Aa và pha a có dạng: Xa(t)=Aa.cos(t+a), giữa các bi n độ và pha của các dạng tín hiệu trên, mối quan hệ được xác định theo phép biến đ i tích phân ho c vi phân giữa hai tín hiệu (m c 2.3.4). 2.2.3. Giới hạn ứng suất xoắn (MPa, N/mm2) Giới hạn ứng suất xoắn (Permited torsional pressure, PTP) trên tr c trung gian, tr c chân vịt và tr c khuỷu của MDE tính theo vòng quay tương đối  Các đ c tính tr n được đưa ra tại QCVN 21:2015/BGTVT. 2.3. Cơ sở toán học cho đo và xử lý tín hiệu dao động 2.3.1. Cơ sở khoa học trích mẫu đo và lưu trữ dữ liệu Các tín hiệu dao động đo tr n MDE c n đúng cho chu kỳ làm việc của động cơ. Đối với MDE 2 kỳ c n trích mẫu đúng 1 chu kỳ, bằng 1 vòng quay tr c khuỷu còn đối với MDE 4 kỳ - đúng 1 chu kỳ bằng 2 vòng quay tr c khuỷu. Từ đó c n có tín hiệu pha xác định thời điểm đ u và cuối cho trích mẫu. Thiết bị đo có bộ phát tín hiệu gồm: t n số trích mẫu Fs, mẫu/giây/kênh. Từ đó xác định thời gian trích mẫu Ts đúng cho chu kỳ công tác của động cơ. Trong công trình nghiên cứu (Đ.Đ Lưu H.V Sĩ L.V Vang, 2016) đã ch ra sự c n thiết c n trích số mẫu trong một chu kỳ công tác của động cơ. Nếu có sai số trích mẫu, sai số khi xử lý FFT của tín hiệu rất lớn. Hiện nay, công nghệ NI - DAQ NI 9234 cho phép tốc độ lấy mẫu của DAQ lên tới 51.2 kHz/k nh đo; NI - DAQ NI 9191 đo biến dạng, SG) cho phép tốc độ lấy mẫu cực đại tới 50.0 kHz/k nh đo. Với các thông tin này, ta thiết lập cấu hình phù hợp cho đo và lưu trữ dữ liệu đo được. 2.3.2. Mô hình xử lý tín hiệu dao động 2.3.2.1. Tín hiệu đo xử lý trong miền thời gian thực, có nhiễu V(t)=V (t)+η (t);V  V ,V , ,V T (2.1) e x 1 2 n Trong đó tín hiệu dao động: V(t), Ve t ŋ t - đo được, có ích và nhiễu theo thời gian đo t. Dùng một trong hai bộ lọc làm việc ở thời gian thực để loại b nhiễu: Bộ lọc trung bình ho c bộ lọc trượt trung bình. Tại k chu kỳ, ta có ma trận dữ liệu đo của tín hiệu V V(i,j) ;i=1 k;j=1 n (2.2)   Tín hiệu có ích được đánh giá qua bộ lọc trung bình k T 1 (2.3) Ve Ve1 V e2 V en ;V e = V im ;m=1,2, n k i=1 Tín hiệu có ích được đánh giá qua bộ lọc trượt trung bình -8-
11. 1 p (2.4) Ve (j)= V(j±r) 2p+1 r = 0 Xác định đặc tính của tín hiệu có ích trong miền thời gian thực RMS: Root mean square – Giá trị căn bậc hai trung bình, 1 n (2.5) RMS  V2 (j) n j=1 Peak-to-peak: Hiệu giữa giá trị bi n độ (cao nhất và thấp nhất) 2.3.2.2. Tín hiệu đo xử lý trong miền tần số - Phép biến đ i FFT thuận (fft(v)) 2π i. -k.n N (2.6) Y(k)  x(n).WNN ;W =e ;k 1 N n - Phép biến đ i FFT ngược (ifft(v)) N/2 1 k.n (2.7) x(n)= Y(k).WN ;n 1 (N 1) N k= - N/2 - Lọc 1/3-octave. Bộ lọc Octave dùng trong xử lý tín hiệu dao động, âm thanh. Theo IEC 1260:1995 và ANSI S1.11-2004 ti u chu n quốc tế xác định t n số trung t m và t n số giới hạn dưới và tr n Hz đối với lọc băng thông 1/3 fC ffLH, octave, xác định theo công thức sau (www.ni.com): 1/6 1/6 (2.8) fLCCHCC f .2 0.891 f ; f f .2 1.122 f 2.3.3. Cơ sở toán học ra quyết định GSRĐ trên MDE 2.3.3.1 Ra quyết định dao động ngang trên MDE và dao động dọc tại gối đỡ chặn theo RMR Tiến hành kiểm tra: nếu đạt yêu c u Y còn không đạt N. ∀f : A f ≤ LALV f → A: (YA), B: (YB). LALV(f) LBLV f → A và B: NA và NB. 2.3.3.2 Ra quyết định giám sát dao động xoắn trên MDE theo RMR Tại tất cả vòng quay khai thác: = n/nnor = [min, max] ∀j :  j) < [(j)] → Không có dao động xoắn nguy hiểm.  j) <  j) < k[(j)] → Cho ph p chuyển nhanh qua vùng cấm.  j) k[(j)] → Dao động xoắn quá nguy hiểm c n có biện pháp khắc ph c, k=2 cho tr c trung gian, chân vịt; k=1.7 - tr c khuỷu. 2.3.4. Cơ sở toán học chuyển đổi dạng dao động Ta c n đồng bộ đơn vị đo của tín hiệu đo (gia tốc, vận tốc hay chuyển vị), và tín hiệu tham chiếu theo RMR. Có hai quan điểm: (a). Biến đ i tín hiệu đo được về dạng tín hiệu tham chiếu; (b). Biến đ i các đ c tính tham chiếu về cùng dạng tín hiệu dao động đo. -9-
12. Để hạn chế công đoạn xử lý tín hiệu đo, NCS chọn phương án (b). Tín hiệu dao động được biểu diễn dưới dạng t ng của M tín hiệu thành ph n hình sin với t n số và bi n độ xác định: MM (2.9) Vs (t)= V s.k (t)= R s.k cos(kωt+γ sk ) k=1 k=1 Tín hiệu được xử lý qua bộ tích phân (INT.FFT) hay vi phân (DIF.FFT) trong miền t n số, đ u ra được xác định như sau: MM INT.FFT V (t)= V (t)dt= (kω)R cos(kωt+γ -π/2) (2.10) o.INT.FFT  s.k s.k sk k=1 k=1 MM d Rs.k (2.11) DIF.FFT Vo.DIF.FFT (t)= V s.k (t)= cos(kωt+γ sk +π/2) dtk=1 k=1 kω 2.3.5. Mô hình toán tín hiệu dao động đo được Tín hiệu đo luôn chứa nhiễu và là t ng của các thành ph n hình sin. Đối với tín hiệu TVS chúng ta quan t m đến Mh=12 điều hòa đ u tiên khi dùng MDE hai kỳ, còn khi dùng MDE bốn kỳ, Mh=25 RMR . Đối với các dạng dao động dọc và ngang, số lượng các điều hòa sẽ lớn hơn. 2.3.5.1 Mô phỏng tín hiệu TVs. Mô ph ng từ mô hình tín hiệu đa hài như công thức (2.9) với tham số điều khiển Mh và hai v c tơ bi n độ và pha: Mh (2.12) V(t)= Rkk cos(kωt+γ ) + (t) k=1 Nhiễu (t) tạo sẵn trong LabView (Mathscript) với lệnh rand(). 2.3.5.2 Mô phỏng tín hiệu LVs và AVs. Tín hiệu dao động đa hài có nhiễu trong mô ph ng GSRĐ được đưa vào từ dữ liệu đo thực tế trên tàu, ở một chế độ giám sát nhất định. 2.4. Cơ sở toán học mô phỏng GSDĐ xoắn trên MDE Tr n cơ sở mô hình chức năng mô ph ng GSRĐ ch ra trên Hình 2.6, luận án triển khai xây dựng cơ sở toán học cho mô ph ng GSDĐ xoắn, áp d ng cho tàu KN375 được đóng tại Công ty TNHH MTV Đóng tàu Hồng Hà (Bộ Quốc Phòng . Đối với một cơ hệ có các thông số đ u vào cho tính TVs, thay cho việc mô ph ng các tín hiệu TVs đo ho c mô ph ng bằng mô hình tín hiệu đa hài như đã n u tại m c 2.3.5.1. Ph n mềm tự động tính TVs cho MV.HR.34000 DWT do PGS. TSKH. Đ.Đ. Lưu x y dựng trên LabView. Luận án đã phát triển ph n mềm trên cho tự động tính TVs trên tàu KN 375 và một số mô đun ph n mềm được phát triển, áp d ng cho xây dựng thiết bị đo GSDĐ xoắn (Hình 2.7). 2.4.1. Chế độ vòng quay và trạng thái động cơ trong mô phỏng GSDĐ xoắn Khối 1 - chọn nhập chế độ vòng quay  = n/ 750 và chế độ s của động cơ (Normal / Misfire tại xy lanh i nào đó . Thông thường  = [0,4 1,2]. Chế -10-
13. độ  c n khảo sát g n với chế độ cộng hưởng của node 1, node 2, dựa theo kết quả tính dao động tự do (FTV) của cơ hệ. Hình 2.7. Thuật toán mô ph ng GSDĐ xoắn trên MPP tàu KN 375 2.4.2. Mô phỏng PTP trong mô phỏng GSDĐ xoắn Khối 2 - Tại chế độ vòng quay  c n xây dựng đ c tính PTP(), hay [  ]1 và [  ]2 đối với tr c trung gian (IMS, Intermediate shaft) ho c tr c khuỷu MDE 4 kỳ theo RMR. Đo TVs tại IMS, do vậy tại khối 2 ta tập trung cho mô ph ng đ c tính PTP() của IMS. 2.4.3. Mô phỏng ứng suất xoắn trên IMS Ứng suất xoắn (Torsional Pressure, TP), TP() hay hay (), khối 3. Xác định mô men xoắn tác động: M (t)=C φ (t)-φ (t) ;τ (t)=M (t)/W (2.13) k k,k+1 k k+1 k k k Ở đó: Ck-1,k - là hệ số cứng xoắn (N.m/rad), còn Wk - Mô men cứng 3 chống xoắn (m ); k-1, k - Trạng thái dao động xoắn góc rad hai đ u đoạn tr c. Trạng thái dao động v c tơ được xác định qua giải nghiệm của mô hình toán viết cho DĐX viết dưới dạng ma trận (Đ.Đ Lưu 2009 : Jφ + Bφ + Cφ = M(t); φ φ φ φ T (2.14)  1 2 n  -11-
14. C, B, J - ma trận hệ số cứng xo ắn, hệ số cản xoắn, và mô men quán tính khối lượng. V c tơ mô men xoắn cưỡng bức ETM được mô ph ng tại từng khối lượng tập trung (z xy lanh và tại chân vịt Mn(t). ETM từng xy lanh được thực hiện theo sơ đồ thuật toán, ch ra trên hình 2.8. Đồ thị công ch thị (Indicator diagram, ID) và lực của mô men quán tính quy đ i tại piston được mô hình hóa theo hồ sơ kỹ thuật động cơ Hình 2.8. Thuật toán tính ETM tại từng xy lanh của động cơ diesel M(t) FFT YM ,YM(1), ,YM(M ), (2.15)  0h YM YM (1),YM (2), ,YM (n), T (2.16) k  k k k  YM0- v c tơ các giá trị trung bình YMk- v c tơ ph t n phức tại t n số thứ k, k =1 Ta chọn Mh điều hòa đ u tiên, Mh =25. Giải nghiệm phức của phương trình 2.14 theo phương pháp c n bằng điều hòa phức, nguyên lý xếp chồng (Đ.Đ Lưu 2009 . Tuy nhiên, trong mô ph ng giám sát DĐX các tác giả (Đ.Đ Lưu L.H Thiện, 2019) sử d ng phương pháp hai l n mô ph ng tương đương ở chế độ cộng hưởng và g n cộng hưởng. L n 1: Mô hình hóa. Hệ động lực chính diesel lai chân vịt. Hệ dao động xoắn có n bậc tự do và hệ phương trình 2.14) gồm: J1, J2 Jn - Mô men quán tính khối lượng của n khối lượng. C01, C12 Cn-1,n - Hệ số cứng xoắn. d1, d2 dn - Hệ số cản xoắn (trong) của các khối lượng. M1(t), M2 t Mn(t) - Mô men xoắn cưỡng bức tại các khối lượng. L n 2: Tại cộng hưởng và g n cộng hưởng t n số ω0j, các khối lượng thực hiện dao động đồng pha φkj ≈ αkj φ1j k = 1 2 n. αkj - dạng dao động tự do của khối lượng k tại ω0j; αkj = Akj/A1j - dang bi n độ dao động tự do của khối lượng thứ k. Mô hình hóa l n thứ hai thành hệ 1 bậc tự do Lưu Đ.Đ. 1995, 2009): Jejφ ej +d ej φ ej +C ej φ ej =M ej ; (2.17) n n n n 2 2 2 2 Jej = J iω j α ej ;C ej =  C i-1,i (α i-1j -α) ;d ej =  d j ω j α ij ;M ej.k =  M i.k α i.j i=1 i=1 i=1 i=1 -12-
15. 2.4.4. Mô phỏng xử lý tín hiệu ứng suất xoắn trên IMS Khối 4 - xử lý tín hiệu lọc nhiễu cũng như tìm giá trị P-P (peak-to-peak) theo yêu c u quy phạm. Tín hiệu đo mô ph ng có chứa nhiễu): (2.18) τmeas (t)= τ e (t) + η(t) Để thu được kết quả giám sát, c n tiến hành lọc nhiễu trong miền thời gian thực, qua bộ lọc trượt trung bình. Loc() RT τmeas (t) τ m.F (t) Xử lý tiếp tín hiệu đã lọc để xác định một nửa của bi n độ peak-to-peak (hiệu hai giá trị cực đại và cực tiểu). (2.19) τP =0.5(τ max -τ min ) 2.4.5. Mô phỏng ra quyết định trong GSDĐ xoắn trên IMS Khối 5 - Tại chế độ vòng quay  = [ứng với chế độ s được chọn sau khi tính được các đ c tính hay (), c n so sánh với hai đ c tính cho phép: a = [  ]1 và b = [  ]2 theo RMR. 2.4.6. Hiển thị kết quả GSDĐ xoắn trên IMS Khối 6 - Hiển thị các đồ thị đ c tính giám sát TVs một cách trực giao dưới dạng đồ thị và bảng dữ liệu. 2.4.7. Kiểm tra độ tin cậy của tín hiệu vào cho GSDĐ xoắn Khi đo tín hiệu vào (có nhiễu) ho c ta mô ph ng có cộng thêm nhiễu từ tín hiệu đa hài (xem m c 2.4.3), tín hiệu này có đảm bảo dùng được hay không? điều đó c n trả lời theo quan điểm của lý thuyết thống kê. Luận án đã sử d ng tiêu chu n Schi để kiểm tra. 2.5. Cơ sở toán học mô phỏng GSDĐ dọc trên MPP dùng MDE 2.5.1. Nguyên lý chung mô phỏng GSDĐ dọc trên MPP Dao động dọc được giám sát đối với MPP dùng MDE hai kỳ công suất lớn. Sơ đồ cấu trúc chức năng mô ph ng GSDĐ dọc MPP tương tự như cho TVs được thể hiện trên Hình 2.6. Theo RMR quy định mức độ dao động dọc tại gối đỡ ch n xác định theo vận tốc, qua lọc t n số trung bình 1/3-octave, tính về đại lượng căn bậc giá trị bình phương trung bình RMS Root-Mean- Square). Quy phạm đưa ra quy định theo hai ngưỡng A và B. Tín hiệu vào được mô ph ng theo mô hình tín hiệu đa hài tương tự TVs (m c 2.3.5), ho c đưa vào từ dữ liệu đo thực, ho c từ mô ph ng cơ hệ DĐD. 2.5.2. Mô hình tín hiệu đầu vào (AVs) tại gối đỡ chặn Mô ph ng tính DĐD của cơ hệ tr c chính lai chân vịt là bài toán lớn. Theo kết quả nghiên cứu từ nội dung đề tài cấp quốc gia PGS. TSKH. Đỗ Đức Lưu đã mô ph ng, tính DĐD cho MPP của MV.HR.34000 DWT, sử d ng MDE 2 kỳ hãng MAN-B&W, 6S46MCC-7, lai chân vịt 4 cánh. Mô hình toán viết cho cơ hệ DĐD viết dưới dạng ma trận quen thuộc, giống như mô hình toán viết cho DĐX. Giải DĐD thực hiện tr n cơ sở tính: DĐD tự do; lực cưỡng bức DĐD; DĐD cưỡng bức và DĐD chung. -13-
16. Dao động dọc cộng hưởng và g n cộng hưởng c n quan t m hơn cả. Phương pháp tính DĐD cưỡng bức nguy hiểm được thực hiện theo phương pháp mô hình hóa hai l n (giống như đối với dao động xoắn). Phương pháp giải là kết hợp phương pháp c n bằng điều hòa phức, nguyên lý xếp chồng. Tín hiệu dao động dọc tại gối đỡ ch n có thể đưa về dạng dao động vận tốc cũng như dao động gia tốc. Việc biến đ i dạng tín hiệu thực hiện trong miền t n số, sử d ng FFT và các bộ tích ph n cũng như vi ph n như đã n u ở m c 2.3.4. 2.5.3. Mô hình toán dao động dọc cho phép tại gối đỡ chặn Dao động dọc được giám sát đối với hệ tr c chính dùng MDE hai kỳ công suất lớn. Dao động dọc cho phép đó là dao động vận tốc tại gối đỡ ch n, giá trị RMS, tính trung bình theo t n số lọc 1/3-octave (RMR). Phương pháp và mô hình toán cho mô ph ng ra quyết định GSDĐ dọc đã nêu tại m c 2.3.3.1. 2.6. Cơ sở toán mô phỏng GSDĐ ngang trên MDE Nguyên lý chung cho GSDĐ ngang và dao động dọc hoàn toàn giống nhau. Các nội dung cơ bản cho GSDĐ đều tuân thủ theo yêu c u Quy phạm RMR. Điểm khác biệt chính là phương pháp mô ph ng tín hiệu vào cho quá trình xử lý tín hiệu, ra quyết định GSDĐ. 2.7. Cơ sở công nghệ cho GS DĐ ngang trên MDE Sơ đồ nguyên lý thiết bị GSDĐ trên MDE đã được đưa ra tại Hình 2.2, gồm khối các đ u đo khối DAQ, CPU và màn hình hiển thị, loa tích hợp. 2.7.1. Sơ đồ nguyên lý biến đổi thông tin GSRĐ trên MDE Trên Hình 2.9 - nguyên lý dòng thông tin trong giám sát ch n đoán rung động MDE, ta thấy các điểm “mốc” sau đ y: Mốc 1 - Tín hiệu rung vật lý tại điểm đo có thể là dao động gia tốc, vận tốc, chuyển vị, pha, vận tốc quay của tr c. Mốc 2 - Đ u ra của cảm biến đưa vào bộ thu thập dữ liệu DAQ. Mốc 3 - Tín hiệu ra từ DAQ tương ứng, phù hợp với tín hiệu vào máy tính, được đưa tới trung tâm xử lý trong máy tính (CPU). Hình 2.9. Nguyên lý biến đ i dòng thông tin trong GSRĐ -14-
17. Mốc 4 - Dạng tín hiệu đã được xử lý và có dạng phù hợp với kết quả ra quyết định giám sát. Tín hiệu được biểu diễn dưới dạng đồ thị đèn báo động, Mốc 5 - Dạng tín hiệu đưa ra dưới dạng báo cáo kỹ thuật (REPORT) hay in ấn (PRINT) 2.7.2. Cơ sở công nghệ lựa chọn bộ cảm biến, DAQ, CPU Các bộ cảm biến, DAQ, CPU và thiết bị ngoại vi được chu n hóa công nghiệp. Để lựa chọn cấu hình phù hợp c n đ t đ u bài xây dựng thiết bị rõ, chi tiết và tìm hiểu các thông số kỹ thuật đ c trưng của từng thiết bị. 2.7.3. Cơ sở công nghệ lập trình trên LabView và MatLab Ph n mềm nền LabView được tích hợp với các mô đun xử lý tín hiệu dao động và âm thanh (Sound and Vibration Toolkit, SVT), cùng với nhiều thiết bị ảo (Virtual Instruments, VI) của LabView. MatLab là ph n mềm có khả năng xử lý toán học mạnh được lập trình trong m.file. Những kết quả này có thể được chuyển thể nhanh và h u như không thay đ i cấu trúc lệnh sang LabView với mô đun Mathscript tương ứng trong LabView. 2.8. Kết luận chƣơng 2 Chương này đã thực hiện được các nội dung chính sau: - Đưa ra được mô hình chức năng GSRĐ tr n MDE mô hình chức năng mô ph ng các đ c tính giới hạn dao động được giám sát. - X y dựng được cơ sở toán học cho đo và xử lý tín hiệu dao động xây dựng đ c tính tham chiếu ra quyết định GSDĐ. - Đưa ra cơ sở lựa chọn công nghệ ph n cứng và ph n mềm cho giám sát rung động tr n động cơ diesel tàu biển. Chƣơng 3. MÔ PHỎNG GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN Trong chương này x y dựng một số mô đun ph n mềm cơ bản (trong LabView được gọi là VI) để thực hiện các chức năng chính trong ph n mềm của MMMVS. Thực tế xây dựng các VI chính là mô ph ng các quá trình biến đ i thông tin (xử lý thông tin) theo mô hình toán, thuật toán đã trình bày trong chương 2. Khi đã x y dựng thành công các ph n mềm con (Sub.VI) sẽ ph c v cho tích hợp VI chung, t ng hợp cho GSRĐ được nhanh chóng, thuận tiện. 3.1. Mô phỏng tín hiệu dao động xoắn VI mô ph ng dạng tín hiệu DĐX theo mô hình 3.2 và 3.3 được lập trình điều khiển tr n giao diện chính Front Panel, FP code viết trong Block Diagram (BD). Tín hiệu nhiễu được tạo ra bằng lệnh rand trong Mathscript. Kết quả được thể hiện tr n Hình 3.1 cho tín hiệu 25 điều hòa. -15-
18. Hình 3.1. VI mô ph ng dạng tín hiệu dao động xoắn cho động cơ 4 kỳ 3.2. Mô phỏng các đặc tính giới hạn, đặc tính cho phép đối với dao động xoắn, dao động dọc và dao động ngang Mô ph ng x y dựng các VI đ c tính ứng suất xoắn cho ph p tr n tr c trung gian (tr c ch n vịt cũng như tr n các khuỷu tr c của MDE theo RMR cũng như QCVN. Các đ c tính ph thuộc vào đường kính đoạn tr c vật liệu chế tạo và là hàm số ph thuộc vào vòng quay tương đối . VI x y dựng đ c tính dao động dọc cho ph p đối với gối đỡ ch n theo RMR được x y dựng là đ c tính bi n độ dao động gia tốc tại các t n số trung bình tương ứng với lọc 1/3-octave. Cơ sở toán học chuyển đ i dạng vận tốc sang gia tốc đã x t tại m c 2.3.4. Tương tự VI x y dựng đ c tính dao động ngang cho ph p theo Quy phạm RMR giống như đối với dao động dọc bệ đỡ ch n. Theo RMR bi n độ dao động vận tốc của tín hiệu dao động ngang tại từng t n số lọc 1/3-octave được đưa dưới dạng bảng và đồ thị theo hai mức A và B. Hai mức này được chuyển đ i thành hai mức giới hạn tương ứng x t cho các tín hiệu dao động gia tốc tr n cơ sở sử d ng cơ sở toán học đã x t tại m c 2.3.4. Lập trình tr n LabView triển khai x y dựng giao diện chính Front panel, FP) và code (Block Diagram, BD). 3.3. Mô phỏng xử lý tín hiệu cho giám sát dao động trên MDE Tín hiệu đa hài được thiết kế và x y dựng cho GSDĐ xoắn như đã n u trước đ y gồm 12 điều hòa cho MPP sử d ng MDE hai kỳ còn có 25 điều hòa - cho MDE bốn kỳ. Tín hiệu mô ph ng là tín hiệu đa hài có nhiễu với mức điều khiển nhiễu AR =0 15%. Mức nhiễu AR được hiểu là % của bi n độ nhiễu trắng so với giá trị thực của tín hiệu tại thời điểm đo gồm sai số của thiết bị đo thường rất nh dưới 5% và có thể do các tác động nhiễu b n ngoài. Trong kỹ thuật mức độ nhiễu thông thường khoảng 4 7%. Tuy nhi n trong mô ph ng chúng ta có thể đưa ra các giả thuyết với mức nhiễu cao để kiểm chứng độ tin cậy của các thuật toán và chương trình x y dựng. -16-
19. Trong quá trình mô ph ng xử lý tín hiệu 25 hài nhiễu với các mức AR NCS sử d ng bộ lọc trung bình PPMF 10 l n l p cho tín hiệu có chu kỳ công tác 720 độ góc quay tr c khuỷu tương ứng cho MDE 4 kỳ. Tương tự ứng với 10 tín hiệu có nhiễu trong thời gian thực tiến hành lọc nhờ bộ lọc trượt trung bình PPMSF 2p+1 =3; 5 và 7. Khảo sát với tín hiệu có nhiễu AR = 15% độ tin cậy pha ban đ u tất cả các điều hòa đ u ti n đều đạt 95% trở l n. Hơn nữa trừ pha của điều hòa số 20 và 23 các pha của 23 điều hòa còn lại đều đạt 99% độ tin cậy khi biến đ i FFT. Tuy nhi n độ tin cậy tr n ph thuộc vào độ lớn của bi n độ và pha của điều hòa đ u vào so với giá trị cực đại của điều hòa số 6 AR 6 = 6.0 Nhận xét chung về xử lý tín hiệu dao động xoắn: - Bộ lọc trung bình và trượt trung bình có độ chính xác cao sát với tín hiệu gốc không nhiễu khi đ u vào mô ph ng là nhiễu trắng. Khi AR 5%, bộ lọc trung bình sẽ cho kết quả sát với tín hiệu gốc hơn. Khi tín hiệu vào có nhiễu cao hơn x t cho AR=15% hai bộ lọc tr n đều cho kết quả lọc tốt song bộ lọc trượt trung bình sẽ cho kết quả g n sát với tín hiệu không nhiễu hơn so với kết quả từ bộ lọc trượt. - Ph p biến đ i FFT lập trình trong LabView cho độ tin cậy rất cao đạt trên 99%) cho bi n độ của 25 điều hòa còn x t đến pha: đạt 95% với tín hiệu có AR=15%. FFT và 1/3-octave. Trong gói ph n mềm ứng d ng xử lý dao động và m thanh (SVT của NI, LabView đã x y dựng sẵn mô đun xử lý octave. Việc sử d ng SVT vào xử lý tín hiệu dao động dọc và ngang để thu được 1/3-octave c n thiết theo RMR, phi n bản 2014 là thuận tiện. 3.4. Mô phỏng ra quyết định GSRĐ hệ trục diesel lai chân vịt 3.4.1. Mô phỏng ra quyết định giám sát dao ngang X y dựng ph n mềm tự động đưa ra giá trị cho ph p theo ngưỡng A và B Level A và B khi khai báo loại động cơ được sử d ng c thể nhập hành trình piston S (cm)). Trên FP của VI tự động đưa ra kết quả giám sát dao động ngang ở chế độ được kiểm tra giám sát dưới dạng bảng đồ thị và đèn LED. 3.4.2. Mô phỏng ra quyết định giám sát dao xoắn Trên giao diện chính Font Panel của VI tự động đưa ra kết quả giám sát dao động xoắn c n thể hiện ứng suất xoắn ở chế độ đo và ứng suất xoắn cho ph p. Kết quả được thể hiện tr n giao diện chính qua đèn LED ch báo. Trong luận án đã triển khai mô ph ng giám sát dao động ngang và xoắn qua thử nghiệm đ u vào là các tín hiệu đưa vào từ thực nghiệm đo tr n t hợp diesel - máy phát điện tại phòng thí nghiệm. 3.5. Kết luận chƣơng 3 Chương 3 luận án đã mô ph ng tr n nền LabView sử d ng MathScript ) cho x y dựng tín hiệu đa hài có nhiễu giả tín hiệu đo thực tế. X y dựng các VI tạo tín hiệu 12 điều hòa và 25 điều hòa cho mô ph ng tín hiệu dao động xoắn tr n động cơ diesel tàu biển. -17-
20. Triển khai mô ph ng: x y dựng các đ c tính giới hạn cho ph p đối với các dạng dao động cơ bản cho giám sát trên MDE và MPP đo tr n IMS như dao động: xoắn dọc, và dao động chung tr n MDE. Mô ph ng xử lý tín hiệu cho GSDĐ tr n cơ sở các đ c tính giới hạn. X y dựng các mô đun mềm VI xử lý tín hiệu dao động xoắn trong miền thời gian thực qua bộ lọc trung bình và trượt trung bình. Kết quả ch ra chất lượng bộ lọc trung bình phù hợp cho tín hiệu có mức độ nhiễu độ sai số nh , AR 5%. Khi có nhiễu lớn hơn dùng bộ lọc trượt trung bình sẽ tăng hiệu quả xử lý nhiễu hơn bộ lọc trung bình. X y dựng các mô đun mềm xử lý các tín hiệu dao động đa hài có nhiễu trong miền t n số qua bộ FFT cho kết quả tin cậy cao tr n 99% với mức độ AR 15% đối với bi n độ các điều hòa còn đối với pha tương ứng - độ tin cậy tr n 95%. X y dựng mô ph ng xử lý tín hiệu FFT và lọc 1/3-octave đối với các tín hiệu dao động ngang và dọc. Các mô đun mềm được x y dựng tr n cơ sở gói ph n mềm chuy n d ng xử lý tín hiệu dao động và m thanh SVT của hãng NI. Mô ph ng ra quyết định và tích hợp với các đ c tính giới hạn để hiển thị kết quả giám sát dao động tương ứng từng dạng dao động và từng điểm đo theo hướng dẫn của ti u chu n Đăng kiểm RMR đưa ra. Chƣơng 4. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN Chương 4 luận án tập trung nghiên cứu chế tạo hệ thống đo giám sát rung động đa k nh (MMMVS) dùng cho MDE và tiến hành thực nghiệm kiểm chứng các thuật toán xử lý tín hiệu dao động, cho mô ph ng, cho thiết bị đo GSRĐ đã chế tạo. Thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên tàu thực nhằm kiểm tra, hiệu ch nh thiết bị cũng như chứng minh tính đúng đắn của cơ sở lý thuyết cơ sở khoa học và công nghệ đã trình bày trong các chương trước của luận án. 4.1. Chế tạo MMMVS trên MDE 4.1.1. Yêu cầu kỹ thuật Hệ thống đo giám sát rung động đa k nh trên MDE tối thiểu gồm: 01 k nh đo pha 01 - dao động xoắn; 01 - dao động dọc; 06 - dao động ngang đo gia tốc. Bộ thu thập dữ liệu DAQ đáp ứng tốc độ trích mẫu khoảng 50 kHz/1 k nh. Thuận tiện cho lập trình ph n mềm tr n LabView. Bộ DAQ được sử d ng tương ứng của hãng NI National Instruments USA . 4.1.2. Sơ đồ nguyên lý MMMVS MMMVS gồm ph n cứng và ph n mềm. Ph n cứng gồm bộ sensors DAQ CPU và Monitor. Ph n mềm quản lý ph n cứng và điều khiển GSRĐ. -18-
21. Hình 4.1. Sơ đồ nguy n lý MMMVS trên MDE Ph n mềm đo xử lý tín hiệu giám sát rung động tr n MDE được viết tr n ngôn ngữ lập trình LabView của National Instruments. Hệ thống ph n mềm được chia thành 04 modules gồm modules: SWM01 có chức năng đo xử lý nhanh và hiển thị kết quả dao động đo được trong GSDĐ; SWM02 - đọc và xử lý rung cho GSDĐ (offline) trên MDE; SWM03 - lưu trữ kết quả đo xử lý tín hiệu tạo báo cáo in ấn SWM04 lưu trữ cơ sở dữ liệu tham chiếu. 4.1.3 Chế tạo các kênh đo Chế tạo các k nh đo pha gia tốc biến dạng ph n cứng mua từ các hãng sản xuất công nghiệp và tích hợp kết nối. Các bộ gá sensors DAQ được chế tạo phù hợp với nhiệm v đo các dạng dao động. Ph n mềm quản lý chung t hợp đo: Windows 10. Ph n mềm MAX và LabView quản lý thiết bị ngoại vi (DAQ, các sensors). Ph n mềm xử lý tín hiệu cho GSDĐ được x y dựng trong LabView tr n cơ sở lý thuyết đã n u trong Chương 2. Mộ số sub VI cho xử lý tín hiệu đã x y dựng trong Chương 3 được sử d ng tiếp vào nội dung x y dựng MMMVS tại chương 4. Sơ đồ cấu trúc MMMVS được thể hiện tr n Hình 4.2. Cấu trúc MMMVS cho MDE hình ảnh bộ đ u đo gồm các sensor gia tốc BA và cảm biến biến dạng (BSG); B-DAQ gồm 2 bộ cDAQ 9191 (+DAQ9234) và cDAQ9184(+DAQ9234); Modem đồng bộ các k nh đo. Hình 4.2. Cấu trúc MMMVS cho MDE 4.1.4. Đồng bộ hóa dữ liệu và tích hợp hệ thống Các k nh đo từ hai bộ góp DAQ 9234 và DAQ 9237 DSUB được tích hợp và đồng bộ hóa được đưa về Modem. Tín hiệu từ DAQ 9234 truyền về Modem qua Ethernet còn từ DAQ 9237 DSUB qua wifi. Từ Modem tín hiệu được đồng bộ và đưa vào CPU qua đường LAN. -19-
22. 4.1.5. Hiệu chỉnh thiết bị Đối với sensor đo pha: phải hiệu ch nh sao cho đảm bảo mỗi vòng quay của tr c động cơ ta thu về được 1 xung n định. Đối với senser đo gia tốc tr n bề m t động cơ: hiệu ch nh vị trí đ t kiểm tra vệ sinh m t tiếp giáp với động cơ Đối với sensor biến dạng: hiệu ch nh chất lượng tín hiệu thu được dạng của tín hiệu chống nhiễu cho sensor kiểm tra điện trở của sensor độ cách điện của sensor độ chắc chắn của d y dẫn tín hiệu 4.1.6. Hiệu chuẩn thiết bị Thiết bị hiệu chu n gồm: Bộ sensors 06 sensors rung động chu n công nghiệp IMI cùng cDAQ-9184; Bộ đo biến dạng và truyền wifi cDAQ-9191; Bộ đo pha và tốc độ của tr c E3FA-DP11 đã được Viện đo lường Việt Nam và C c Ti u chu n - Đo lường - Chất lượng hiệu chu n và đã được cấp giấy chứng nhận hiệu chu n. 4.2. Thực nghiệm đo, giám sát rung động tại phòng thí nghiệm 4.2.1. Hệ thống đo, GSRĐ trong phòng thí nghiệm MMMVS được chế tạo dùng trong phòng thí nghiệm (PTN) nghi n cứu và hiệu ch nh gồm có: 01 k nh đo pha 06 k nh đo gia tốc 01 k nh đo mô men xoắn 01 k nh đo biến dạng dọc 02 bộ thu thập dữ liệu DAQ1 và DAQ2 01 Modem 01 máy tính xách tay. Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo và giám sát rung động đa k nh được thể hiện tr n Hình 4.2. Hệ thống thí nghiệm: Mô hình vật lý MHVL-1, MHVL-2 dùng để kiểm tra hiệu ch nh thiết bị đo trong từng giai đoạn chế tạo và hoàn ch nh. MHVL-1 dùng để tạo tín hiệu giả trong các k nh vật lý để kiểm tra hoạt động chức năng của các k nh đo kiểm tra li n kết truyền thông giữa các khối sensors - DAQ - Modem - CPU. MHVL-1 gồm động cơ điện có biến t n thay đ i tốc độ quay lai bơm d u thủy lực có thể thay đ i tải qua việc đóng mở van d u qua bơm. Tr c quay giữa động cơ và bơm có cam với bi n dạng không tròn để tạo xung va đập l n thanh d m có dán tem biến dạng. Với kết cấu phù hợp giữa cam và thanh d m có thể tạo biến dạng xoắn và uốn tr n bề m t thanh. Tr n MHVL-1 có thể triển khai đo các dao động gia tốc cũng như xoắn và uốn theo phương pháp biến dạng. MHVL-2 là t hợp Diesel-Máy phát điện được hoán cải tại phòng thí nghiệm Viện nghi n cứu KH&CN Hàng hải Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. Trên MHVL-2 có thể triển khai h u hết lắp đ t các sensors tr n hệ tr c và MDE như tr n tàu thực. Thí nghiệm kiểm tra sự hoạt động của hệ thống trước khi triển khai tr n tàu thực. Ngoài ra kết quả đo kiểm đánh giá hoạt động của ph n mềm trong hệ thống MMMVS và có thể hiệu ch nh ph n mềm phương pháp gá đ t 4.2.2. Kết quả đo, GSRĐ trong phòng thí nghiệm (MHVL-2) Nghi n cứu tại PTN các chế độ đo kiểm được tiến hành ở các vòng quay n (vòng/phút khác nhau từ 1200 ÷ 1500 vòng/phút và tải dòng điện I = 0, -20-
23. 50, 100 A. Trong quá trình đo hiển thị nhanh các dạng dao động đo được. Sau khi đọc dữ liệu đo đã ghi lại trong bộ nhớ kết quả GSDĐ off-line. 4.3. Thực nghiệm đo, GSRĐ trên động cơ diesel tàu thực 4.3.1. Các thông số cơ bản của MPP trên tàu Kiểm ngư KN 375 Động cơ máy chính (ME) tr n tàu KN 375 được nhà sản xuất cung cấp như sau: ME Yanmar 6EY26W lai ch n vịt biến bước qua hộp số; MDE 4 kỳ 6 xylanh thẳng hàng tăng áp bằng tuabin khí xả làm mát gió tăng áp; công suất 1920 kW tại vòng quay định mức 750 vòng/phút; đường kính xy lanh 260 mm; hành trình piston 385 mm; áp suất có ích bình quân: 1.92 Mpa; tr c trung gian dùng hộp số tỷ số truyền 2.23:1; đường kính tr c trung gian 250 mm tr c đ c bằng th p carbon. Kết quả tính DĐX từ nhà sản xuất YANMAR ch ra: vòng quay cộng hưởng t n số ri ng thứ nhất tại vòng quay n E = 495 vòng/phút, hay nP = 221 vòng/phút tại ch n vịt. 4.3.2. Hệ thống đo, GSRĐ trên MPP của tàu KN 375 Thiết bị đo GSRĐ đã được dùng khi thực nghiệm tr n hệ động lực chính động cơ diesel lai ch n vịt tr n tàu KN 375 là MMMVS như đã sử d ng tại PTN (MHVL-2). 4.3.3. Một số kết quả đo, GSRĐ trên MPP của tàu KN 375 Hai dạng dao động: xoắn và ngang được thực nghiệm tr n hệ động lực chính tàu KN 375. Chế độ thử nghiệm khi tất cả các xy lanh làm việc bình thường vòng quay động cơ từ 400 ÷ 750 vòng/phút ph thuộc vào kế hoạch thử nghiệm của Hội đồng kỹ thuật nghiệm thu thử nghiệm đường dài khi xuất xưởng tàu. Hình 4.3. Đo xử lý nhanh dao động trong thử nghiệm đường dài tàu KN 375, nE =500 vòng/phút Để đảm bảo kế hoạch thử nghiệm đường dài đ t ra luận án đã triển khai kiểm tra hiệu ch nh thiết bị MMMVS tr n MHVL-1 và MHVL-2 trước khi lắp đ t tr n tàu KN 375. Đo GSRĐ nhanh tr n tàu trong chuyến thử nghiệm đường dài trong hai ngày. Các số liệu đo được kiểm tra nhanh và lưu lại đĩa mềm. Sau thử nghiệm tr n biển số liệu lưu lại được dùng cho đo GSRĐ off- line. -21-
24. Hình 4.4. Kết quả GSDĐ xoắn tr n IMS tại nE = 479, nIMS = 215 rpm Hình 4.5. Kết quả GSDĐ gia tốc Acc-4 tại nE = 479 rpm Trên Hình 4.3 - giao diện chính của ph n mềm đo và xử lý nhanh dao động đo trong thời điểm đo tại nE=500 rpm. Tr n hình thể hiện đ c tính pha với khoảng thời gian đo 4 xung tương ứng 4 vòng quay đo tại tr c ch n vịt . Để xác định chính xác số vòng quay của động cơ trong khoảng thời gian đó ta nh n vơi hệ số t lệ kG = 2.31. Điều quan trọng là đoạn dữ liệu đo được lưu lại c n đủ dài bao phủ một số chu kỳ công tác của MDE. Hình 4.3 cho thấy dao động xoắn đo được ở chế độ vòng quay n=500 vòng/phút khá đều. Giám sát nhanh cung cấp những thông tin c n thiết để người đo biết được chế độ vòng quay độ lớn đoạn trích mẫu cho điều khiển đoạn trích mẫu c n ghi lại. Trên Hình 4.4 đưa ra kết quả xử lý tín hiệu DĐX và đánh giá so sánh theo ti u chu n cho phép (PTP( . Kết quả giám sát DĐX ch ra: PTP (rpm) = 1.83 Mpa = 0.5*peak-to-peak << []1 = 78.8 MPa, Dao động xoắn rất nh không nguy hiểm. Trên Hình 4.5 đưa ra kết quả xử lý tín hiệu gia tốc Acc-4 đo tr n bệ máy MDE được xử lý FFT và 1/3-octave, hiển thị kết quả so sánh với ti u chu n A và B được x y dựng theo RMR, phi n bản 2014. Kết quả hiển thị dưới dạng biểu đồ Graph và bảng và đèn LED ch báo. Đơn vị đo dao động gia tốc và đại lượng tham chiếu REF đều đưa về EU: m/s 2. Đèn của hai chế độ -22-
25. đều màu xanh chứng t mức độ dao động gia tốc tại bệ máy nằm trong phạm vi cho ph p dưới mức A . 4.4. Kết luận chƣơng 4 Chương 4 luận án đã t ng hợp ph n tích chọn công nghệ hiện đại ti n tiến tr n thế giới để x y dựng MMMVS dùng trên MDE: có khả năng đồng thời đo giám sát dao động xoắn DĐD bằng tem biến dạng tr n bề m t tr c quay dao động dọc gia tốc đo tại gối đỡ ch n ho c các k nh đo dao động gia tốc tr n bề m t tr c kết hợp với k nh đo pha bằng tín hiệu quang. Thực nghiệm đo rung động xử lý các tín hiệu đo tại phòng thí nghiệm đã kiểm tra hiệu ch nh thiết bị đo kiểm chứng cơ sở lý thuyết và thuật toán ph n mềm x y dựng được triển khai trong đề tài. Thí nghiệm tiếp t c được triển khai đo và xử lý các tín hiệu dao động đo tr n tàu thực MDE và hệ tr c chính diesel lai ch n vịt tr n tàu KN 375. Kết quả đo được xử lý tín hiệu trong miền thời gian miền t n số FFT Order FFT và 1/3-octave đều cho kết quả có độ chính xác cao đúng quy luật của các tín hiệu li n quan đến từng loại dao động của hệ tr c và bản thân MDE đ c biệt tại chế độ g n cộng hưởng n E=500 ho c nE=479 rpm. Kết quả thử nghiệm, hồ sơ chứng nhận kiểm chu n thiết bị chứng minh và khẳng định sự hoạt động tin cậy của thiết bị theo các ti u chu n quy định về dao động tr n động cơ diesel và các tính chất c n thiết của thiết bị. KẾT LUẬN 1. Các kết quả của luận án Luận án đã ph n tích t ng hợp thực trạng vấn đề GSRĐ trên MDE, đề ra nhiệm v và nội dung cơ bản về x y dựng cơ sở lý thuyết và thí nghiệm: thí nghiệm số chế tạo thiết bị đo thử nghiệm tr n các mô hình vật lý và tr n đối tượng thực tr n tàu KN 375. Thực hiện đủ các nội dung đ t ra giám sát đồng thời 3 dạng dao động: gia tốc tr n bề m t động cơ xoắn và dọc tr n tr c ho c các chi tiết quan trọng trên MDE cũng như tr n tr c trung gian. GSRĐ được thực hiện tr n cơ sở đo ho c mô ph ng tín hiệu dao động xử lý chúng theo m c đích giám sát dựa tr n các ti u chu n quy định và đưa ra quyết định GSRĐ trên MDE. X y dựng các mô hình toán cho tự động lập trình tính các đ c tính giới hạn của các dạng dao động được giám sát; x y dựng mô hình và thuật toán tính chuyển các dạng dao động vận tốc - gia tốc - chuyển vị cho tự động ra quyết định GSRĐ; x y dựng ph n mềm cho x y dựng thiết bị đo GSRĐ trên LabView. Kết quả từ đề tài luận án đã giải mã được công nghệ chế tạo MMMVS tr n cơ sở công c toán học hiện đại và đủ mạnh cơ sở công nghệ ti n tiến LabView MatLab và công nghệ truyền thông hiện đại. MMMVS được chế tạo thử nghiệm hiệu ch nh và hiệu chu n. Đó là cơ sở khoa học minh chứng sản ph m khoa học công nghệ của đề tài luận án đạt được độ tin cậy c n thiết để sử d ng vào thực tế giám sát rung động tr n tàu biển theo nhu c u thực tế của ngành. -23-
26. Thí nghiệm hiệu ch nh đã thực hiện tr n hai mô hình vật lý 1 mô hình vật lý 2. Thực nghiệm tr n tàu KN 375 đóng mới tại Công ty TNHH Một thành viên đóng tàu Hồng Hà, Bộ Quốc Phòng ch ra mức độ dao động được giám sát đều nằm trong phạm vi mức A - đối với dao động tr n bề m t động cơ dao động xoắn đo được tr n tr c trung gian nằm trong phạm vi an toàn rất thấp so với giới hạn cho ph p: Tại vòng quay n = 479 vòng/phút ứng suất xoắn TP(479)= 1.83 MPa << [τ]1 = 78.8 MPa. Về khoa học luận án đã đưa ra cơ sở lý thuyết kiểm thử tr n mô hình số và lập trình mô ph ng x y dựng các VI cho thiết bị các điểm cốt yếu key - points sau đ y: - Phương pháp mô hình tính chuyển tín hiệu vận tốc sang gia tốc trong miền t n số; - X y dựng đ c tính chu n tham chiếu cho các tín hiệu dao động xoắn, dao động ngang có thể áp d ng cho tín hiệu dao động dọc theo RMR tr n cơ sở công nghệ FFT và lọc 1/3-octave cùng với công nghệ LabView. Về bài học kinh nghiệm thực tiễn thu được từ giải quyết thành công luận án của đề tài tiến sĩ này nghi n cứu sinh nhận thấy: - Phương pháp luận để triển khai chế tạo thành công thiết bị giám sát rung động được tập trung đ u ti n vào nghi n cứu ph n tích t ng hợp các y u c u của Quy phạm ti u chu n rung động li n quan từ đó x y dựng cơ sở lý thuyết CSKH CSCN để triển khai theo các nội dung c n giải quyết. - Các dao động tr n hệ tr c DĐX, DĐD cũng như dao động ngang tr n động cơ và hệ tr c rất khó nhận dạng đánh giá và áp d ng vào thực tế khai thác kỹ thuật hệ tr c tàu biển dùng động cơ diesel nếu không có thiết bị đo cũng như ph n mềm ph n tích xử lý tín hiệu dao động cho m c đích giám sát chúng. Kết quả của đề tài luận án sản ph m khoa học - công nghệ đã được kiểm nghiệm tr n hệ tr c tàu thực cho ph p nghi n cứu sinh phát triển chuyển giao công nghệ cho các đội tàu tàu vận tải biển sau này. 2. Những đóng góp mới của luận án - Đưa ra được cơ sở lý thuyết về GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển là nền tảng cho việc nghi n cứu giám sát cũng như chế tạo thiết bị. - Đã x y dựng được ph n mềm mô ph ng số và các mô hình vật lý để nghi n cứu về rung động hệ động lực diesel tàu biển. - Đưa ra sơ đồ nguy n lý lựa chọn được ph n cứng và x y dựng một số mô đun ph n mềm cơ bản cho chế tạo thành công thiết bị đo giám sát rung trên động cơ diesel tàu biển. Thiết bị dạng di động phù hợp cho các nhiệm v GSRĐ tr n tàu cũng như nghi n cứu phát triển. 3. Hƣớng phát triển của đề tài Trong điều kiện cho ph p nghi n cứu sinh sẽ tiếp t c thử nghiệm triển khai đo GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển hai kỳ để có được cơ sở dữ liệu phong phú hơn cho GSRĐ xoắn dọc tr n đối tượng này; hoàn thiện hệ thống đo GSRĐ tr n động cơ diesel tàu biển và phát triển ph n mềm để ch n đoán trạng thái kỹ thuật tr n động cơ diesel tàu biển. -24-
27. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN [1] Lại Huy Thiện Đỗ Đức Lưu Đinh Anh Tuấn Nghiên cứu, xây dựng hệ thống giám sát dao động cho tổ hợp diesel - máy phát điện tàu thủy. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải - Số 42/2015 tr 23-28. [2] Đỗ Đức Lưu Lại Huy Thiện, Đảm bảo toán học cho cân bằng động rô to cứng trên máy cân bằng động. Tạp chí KHCN HH - Số 43/2015 tr 8-12. [3] Đỗ Đức Lưu, Lại Huy Thiện, Đảm bảo thiết bị truyền tin cho cân bằng động rô to cứng đặt trên máy cân bằng động. Tạp chí Giao thông vận tải Số 9/2015 tr 63- 66. [4] Do Duc Luu, Lai Huy Thien, Luu Minh Hai, Cao Duc Hanh, Studying, creating vibrosimulation on the dynamic pillows of the horizoltal dynamic balancing machine”. In proceedings of the International Conference on Marine Science and Technology 2016, Hai Phong, Vietnam, tr 136-143. [5] Đỗ Đức Lưu Lại Huy Thiện Lưu Minh Hải Bùi Xu n Quỳnh Mô phỏng rung động máy rô to tàu thủy. Tạp chí KHCNHH - Số 49/2017 tr 8-13. [6] Đỗ Đức Lưu Lại Huy Thiện Hoàng Văn Sĩ Cao Đức Hạnh Một số vấn đề trong xây dựng hệ thống đo đa kênh rung động trên tổ hợp diesel - máy phát điện 110 kW tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải - Số 50/2017 tr 5-9. [7] Do Duc Luu, Luong Cong Nho, Pham Xuan Duong, Lai Huy Thien, Research and build a multi-channel vibration measurement system for dynamic studying of the marine propulsion plants. In proceedings of 18th Annual General Assembly of the International Association of Maritime Universities, Bulgaria, 2017, tr 283-292. [8] Lại Huy Thiện Đỗ Đức Lưu Kiểm tra thiết bị đo và giám sát rung động đa kênh tại phòng thí nghiệm Viện Nghiên cứu KH và Công nghệ Hàng hải - Trường ĐHHH VN. Tạp chí Giao thông vận tải Số 5/2019 tr 135-139. [9] Do Duc Luu, Lai Huy Thien, Vibration monitoring on main diesel engine of MV.KN168. In proceedings of the 2019 International Conference on “Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications”. PHENMA 2019 Hanoi Vietnam, tr 102. [10] Đỗ Đức Lưu Lại Huy Thiện, 2019. Giám sát rung động trên động cơ Diesel tàu biển. Sách chuy n khảo NXB Hàng hải. [11] Chủ nhiệm đề tài NCKH cấp trường 2016-2017), Nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu dao động trên tổ hợp Diesel - Máy phát điện theo Quy phạm Hàng hải Liên bang Nga (2014). [12] Chủ nhiệm đề tài NCKH cấp trường 2017-2018), Đo và phân tích các dạng dao động trên tổ hợp Diesel Deutz lai máy phát điện công suất 110KW. [13] Thành vi n chính tham gia thực hiện đề tài cấp Quốc gia 2015-2019), Nghiên cứu, xây dựng mô phỏng Hệ động lực chính và trạm phát điện cho tàu biển chở hàng tổng hợp do Trường ĐH Hàng hải Việt Nam chủ trì GS.TS. Lương Công Nhớ làm Chủ nhiệm đề tài. MS. ĐTĐLCN 14-15. [14] Thành vi n chính tham gia thực hiện đề tài cấp Bộ Bộ GTVT 2018-2019), Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống GSRĐ trên động cơ diesel tàu thủy, do PGS.TSKH. Đỗ Đức Lưu làm chủ nhiệm Trường Đại học Hàng hải Việt Nam chủ trì. -25-