船用柴油机单缸试验台测控系统开发

摘要

随着IMO Tier III排放标准的执行，对船舶柴油机新技术提出了更高的要求。电控燃油喷射技术、电控气缸注油技术与电控排气阀技术应用于智能化柴油机，能够有效改善柴油机燃烧性能、降低油耗与排放。国内船用柴油机电子控制技术研究较为落后，离国外先进技术水平有一定差距，开展电控燃油喷射技术、电控气缸注油技术与电控排气阀技术研究，有助于推动我国船用柴油机电控技术研究的发展，具有重要的理论研究和工程应用研究价值。
　　以某船用低速柴油机为研究对象，设计了单缸燃油喷射、气缸注油及排气为基础的特性研究综合试验台总体结构，开发了试验台测控系统，并完成了测控系统性能优化与试验验证工作。主要研究工作及成果如下：
　　（1）通过对船用低速机燃油喷射系统、气缸注油系统与排气阀系统的结构组成、特点与工作原理分析，提出了单缸试验台总体设计方案，进行了机械液力系统各部分组成的具体设计分析，完成了试验台高压油泵、驱动电机、伺服电机与自动油量测量装置设计与选型。
　　（2）根据各电控系统性能研究需要，完成了试验台测量信号类型、变化范围、同步性与采集参数等的分析，并以此确定了传感器型号与硬件采集设备。硬件采集设备能够满足试验台多通道同步、高速大数据量的信号采集要求。
　　（3）按照试验台测控系统功能模块划分，采用NI CompactRIO系统，通过模块化方式开发试验台测控系统，实现了试验台测量信号的同步采集。开发的试验台测控系统具备信号实时显示、数据存储、数据回显与数据分析等功能，试验台能够满足电控燃油喷射特性、电控气缸注油特性及电控排气阀驱动特性研究的测量、控制与分析要求。
　　（4）从试验人员操作便捷角度与内存管理特性入手，对测控系统软件进行了功能上的改进与性能上的优化，改善了软件内存使用效率；设计了不断向真实环境逼近的递进式试验，对测控系统进行了数据传输完整性与功能实现的验证。结果表明，测控系统各模块功能正常且能够保证数据传输的可靠性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 柴油机电子控制技术研究现状

1.3 测试试验台的发展现状

1.4 测控技术的发展现状

1.5 论文主要研究工作

1.6 本章小结

第2章 单缸试验台总体设计与分析

2.1 单缸试验台需求分析及方案选定

2.2 单缸试验台系统总体设计及特点分析

2.3 单缸试验台工作原理分析

2.4 机械液力系统

2.5 试验台测控系统

2.6 本章小结

第3章 单缸试验台测控系统开发

3.1 开发工具简介

3.2 试验台测控系统功能需求分析

3.3 试验台测控系统待测信号分析及传感器选型

3.4 测控系统硬件配置

3.5 测控系统软件架构

3.6 测控系统软件开发

3.7 本章小结

第4章 测控系统优化分析与试验验证

4.1 测控系统优化分析

4.2 测控系统试验验证

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加的科研项目

附录A：信号I/O模块各通道与信号名称配置