船用低速共轨柴油机气缸控制系统设计及试验研究

摘要

低速柴油机高压共轨技术是船舶动力的发展趋势之一。开展船用低速柴油机电控系统的国产化研究和设计，对打破技术和设备长期依赖进口、受制于人的被动局面，提高本土化配套能力和水平，具有重要的现实意义。本文针对船用低速共轨柴油机综合电控系统，开展了其核心组成部分-气缸控制系统的研究和设计。
　　首先，在借鉴吸收国外MAN公司、瓦锡兰公司先进低速柴油机综合电控系统设计经验的基础上，提出了船用低速共轨柴油机气缸控制系统的总体设计方案。并对气缸控制系统的两个组成部分-调速单元和气缸控制单元的功能和具体方案进行了详细分析。
　　其次，基于模块化思想，依据各单元模块功能，完成了调速单元和气缸控制单元的硬件电路设计。并对调速单元状态管理模块和调速控制模块，气缸控制单元转速信号处理模块、燃油喷射控制模块、燃油共轨压力控制模块和共轨喷油器、排气先导阀、空气起动阀等执行器驱动控制模块进行了详细的软件分析和设计。
　　最后，进行了气缸控制系统硬件功能验证试验，并基于硬件在环仿真（HIL）系统对气缸控制系统控制策略进行验证。试验结果表明该气缸控制系统硬件功能、燃油轨压和伺服油轨压控制、燃油喷射定时控制、柴油机起动及调速控制功能满足设计要求。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外低速共轨柴油机电控系统研究现状

1.3 本文的主要工作

第2章 低速共轨柴油机气缸控制系统方案设计

2.1 气缸控制系统总体设计方案

2.2 调速单元功能及方案设计

2.3 气缸控制单元功能及方案设计

2.4 本章小结

第3章 低速共轨柴油机气缸控制系统硬件设计

3.1 调速单元硬件电路设计

3.2 气缸控制单元硬件电路设计

3.3 本章小结

第4章 低速共轨柴油机气缸控制系统软件设计

4.1 系统软件架构

4.2 调速单元软件设计

4.3 气缸控制单元软件设计

4.4 通讯模块设计

4.5 本章小结

第5章 低速共轨柴油机气缸控制系统试验

5.1 各模块硬件功能验证

5.2 基于HIL仿真的气缸控制系统功能验证

5.3 本章小结

结论与展望

1.结论

2.工作展望

参考文献

致谢