RT-flex高压共轨柴油机电控系统的设计及控制策略研究

发布时间：2017-10-24 12:17

  本文关键词：RT-flex高压共轨柴油机电控系统的设计及控制策略研究

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【摘要】：柴油机依然是当下商用船舶主要的动力形式,但传统的凸轮轴柴油机已经无法满足人们对灵活控制和污染排放控制等方面的要求,高压共轨电控柴油机成为当下船舶柴油机发展的主流。而控制系统又是电控柴油机的核心单元。但是,由于种种原因,国内外柴油机发展水平的差距较大,尤其是柴油机控制系统方面的设计能力不足,国内仍然没有成型的电控单元产品。本文以RT-flex型柴油机为研究对象,分析了高压共轨柴油机的控制系统,主机遥控系统、电子调速器系统、主机安保系统以及监测报警系统之间及其与底层电控单元ECU之间的逻辑关系,并介绍了各子系统之间通讯的总线系统。文章对电控单元ECU进行了重点设计,包括MC9SXEP100微处理器的选择,复位电路、时钟电路等微处理器外围辅助电路的设计,数字量和模拟量输入信号采集电路；为了满足喷油器高速电磁阀的灵敏度要求,本文设计了升压电路及电磁阀双压控制电路。通信模块方面,基于MC9SXEP100微处理器功能基础,本文设计了CAN总线电路、Mod总线电路以及专门用来采集曲轴转角的SSI总线电路。在印刷电路板的制作方面,本文考虑和采取了抗干扰设计,提高了系统的稳定性和适应恶劣工作环境的能力。在硬件电路设计的基础上,本文对控制系统的控制策略进行了研究和设计,包括共轨管燃油压力控制策略、喷油量控制策略、喷油定时控制策略以及喷油率控制策略。为了对控制策略进行验证,本文对高压共轨系统进行了数学建模,并利用Matlab软件中的Simulink工具进行仿真,对共轨管燃油压力的控制进行仿真验证,仿真结果表明,共轨管压力相对稳定,本文设计的燃油共轨压力控制策略能很好的满足高压共轨系统对燃油压力的控制要求。
【关键词】：共轨柴油机 电控单元 控制策略 仿真
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 传统凸轮轴柴油机面临的危机和挑战11-12
• 1.3 电控柴油机是柴油机发展的必然趋势12-13
• 1.4 国内外电控柴油机的发展及现状13-15
• 1.4.1 电控柴油机的发展历程13-14
• 1.4.2 高压共轨柴油机的发展现状14-15
• 1.5 研究的目的和意义15
• 1.6 本文所做的工作15-17
• 第2章 柴油机电控系统的整体设计17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 主机控制系统概述17-24
• 2.2.1 船舶柴油机控制系统WECS-952019-20
• 2.2.2 主机遥控系统20-24
• 2.3 各系统之间通信系统的设计24-27
• 2.4 WECS-9520控制系统的内部组成及逻辑关系27-28
• 2.5 电控单元功能论述28-30
• 第3章 FCM-20硬件设计30-53
• 3.1 概述30-32
• 3.2 微处理器的选择32-33
• 3.2.1 ECU对微处理器的要求32-33
• 3.2.2 微处理器MC9SXEP100概述33
• 3.3 微处理器外围辅助电路的设计33-35
• 3.3.1 复位电路33-34
• 3.3.2 时钟电路34-35
• 3.4 电源模块的设计35-37
• 3.5 输入信号调理电路设计37-38
• 3.5.1 数字量输入电路37
• 3.5.2 模拟量输入电路37-38
• 3.6 输出电路设计38-45
• 3.6.1 高速电磁阀升压电路的设计38-43
• 3.6.2 高低双压驱动电路的设计43-45
• 3.6.3 PCV阀驱动模块电路设计45
• 3.7 通信模块的设计45-50
• 3.7.1 CAN总线通信的电路设计45-48
• 3.7.2 Mod总线电路设计48-49
• 3.7.3 SSI总线电路设计49-50
• 3.8 硬件系统抗干扰设计50-53
• 3.8.1 硬件电路的抗干扰设计50-51
• 3.8.2 印刷电路板的抗干扰设计51-53
• 第4章 柴油机控制策略的研究与设计53-60
• 4.1 共轨油压控制策略53-56
• 4.1.1 起动阶段轨压控制策略53-54
• 4.1.2 正常运转阶段轨压控制策略54-56
• 4.2 喷油量控制策略56-57
• 4.2.1 起动阶段喷油量控制56
• 4.2.2 正常运行工况喷油量控制56-57
• 4.3 喷油定时控制策略57-59
• 4.3.1 起动喷油定时控制58
• 4.3.2 起动后喷油正时控制58-59
• 4.4 喷油率控制策略59-60
• 第5章 控制策略的仿真验证60-65
• 5.1 高压共轨柴油机共轨系绕的仿真60-63
• 5.2 仿真结果分析与控制策略验证63-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

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7 赵文s，

本文编号：1088728