低速柴油机高压共轨关键部件测试平台研究

发布时间：2017-10-07 22:29

  本文关键词：低速柴油机高压共轨关键部件测试平台研究

  更多相关文章： 高压共轨 测试平台 FIVA阀 模糊PID PLC

【摘要】：近年来国际海事组织对船舶排放要求日趋严苛,船东对柴油机运行经济性的期许也日益迫切。高压共轨电控燃油喷射系统以灵活的电液控制技术为核心,成为当前船用低速重型柴油机的主流技术。然而,当前国内船用低速柴油机高压共轨系统关键部件都依赖于从国外两大柴油机公司进口,国产化研制过程尚处于起步阶段,试制部件需要相应测试平台。针对这一现状,本文自主研发了低速柴油机高压共轨关键部件测试平台。首先,对柴油机高压共轨系统关键部件进行分析。对于高压共轨关键部件中的核心控制部件FIVA阀,根据液压原理进行数学建模,通过仿真指出对其控制的必要性。根据测试平台功能需求,给出测试平台总体方案设计。其次,针对FIVA阀未经较正时响应速度较慢的问题,采用传统PID和模糊PID方式对FIVA阀进行校正研究。结果表明,传统PID与模糊PID均可以使FIVA阀响应速度提高。对比来说,采用模糊PID校正方法相对传统PID校正方式响应速度快,超调小,抗干扰能力强,具有更好的控制性能。再次,对高压共轨关键部件测试平台进行硬件设计。完成平台关键液压元件计算选型;采用三维设计软件PRO/E对系统进行了三维虚拟总成。以FP2SH作为核心控制器,根据功能需求选择模拟量模块,温度、压力、位移传感器;实现了电控柜的布置并对抗干扰措施进行了讨论。最后,开发了测试平台监控软件,包括PLC控制程序以及上位机监控软件。对测试平台的温度、压力控制、以及比例溢流阀干扰波程序进行了设计。研究了PLC数据处理中的滤波方法、输入输出换算以及三角和正弦波形输出实现方式。以Windows系统作为开发平台,以组态王作为开发工具,开发了上位机监控软件。软件界面友好,运行安全稳定,实现了对测试平台的监控功能。
【关键词】：高压共轨 测试平台 FIVA阀 模糊PID PLC
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.121.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景及意义9-11
• 1.1.1 课题的背景9-10
• 1.1.2 课题的意义10-11
• 1.2 柴油机电控燃油喷射技术发展11-13
• 1.3 船用低速柴油机高压共轨系统发展13
• 1.4 本文主要工作内容13-15
• 第二章 高压共轨关键部件分析与测试平台总体方案15-34
• 2.1 高压共轨燃油喷射系统15-17
• 2.1.1 传统机械式燃油喷射系统15
• 2.1.2 高压共轨燃油喷射系统主流技术15-17
• 2.2 ME型柴油机高压共轨关键部件17-18
• 2.2.1 伺服油供给系统17
• 2.2.2 低压燃油供给系统17
• 2.2.3 增压泵与喷油器17
• 2.2.4 燃油喷射控制阀17-18
• 2.3 高压共轨关键部件建模与分析18-31
• 2.3.1 FIVA阀结构与工作原理19-21
• 2.3.2 FIVA阀先导阀数学模型21-23
• 2.3.3 FIVA阀主阀数学模型23
• 2.3.4 FIVA阀流量方程23-26
• 2.3.5 FIVA阀总体模型26-29
• 2.3.6 FIVA阀运动仿真分析29-31
• 2.4 测试平台总体方案31-33
• 2.4.1 测试平台总体需求31
• 2.4.2 测试平台总体方案设计31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 基于模糊PID的FIVA阀控制研究34-48
• 3.1 模糊PID控制算法34-39
• 3.1.1 PID控制34
• 3.1.2 模糊控制34-37
• 3.1.3 自整定模糊PID控制37-39
• 3.2 基于自整定模糊PID的FIVA阀仿真39-43
• 3.2.1 仿真模型建立39-41
• 3.2.2 仿真参数确定41-43
• 3.3 仿真结果与分析43-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 测试平台硬件设计48-68
• 4.1 液压系统硬件方案研究48-59
• 4.1.1 液压系统总体方案48-52
• 4.1.2 液压元件选型设计52-58
• 4.1.3 液压系统三维设计与实现58-59
• 4.2 电控系统硬件方案研究59-67
• 4.2.1 电控系统总体方案59-60
• 4.2.2 电气元件选型设计60-66
• 4.2.3 电控柜设计与实现66-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 测试平台软件设计68-91
• 5.1 PLC控制程序开发研究68-79
• 5.1.1 PLC控制程序功能需求分析68-69
• 5.1.2 PLC控制程序实现方式69-71
• 5.1.3 PLC控制程序功能实现71-79
• 5.2 上位机监控软件开发研究79-90
• 5.2.1 监控软件功能需求分析79-80
• 5.2.2 监控软件开发环境80-81
• 5.2.3 监控软件功能实现81-84
• 5.2.4 监控软件人机界面84-90
• 5.3 本章小结90-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 总结91-92
• 6.2 研究展望92-93
• 参考文献93-96
• 致谢96-97
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文97-99

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10 ;高压共轨重型柴油机关键技术取得重大突破[J];汽车零部件;2013年07期

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1 解福泉;张弘韬;王耀前;;浅谈高压共轨电控喷射柴油机[A];河南省汽车工程学会第二届科研学术研讨会论文集[C];2005年

2 胡世宇;;浅析柴油机高压共轨电喷技术[A];四川省第九届（2009年）汽车学术交流年会论文集[C];2009年

3 黄镇平;梁锋;甘建华;;高压共轨式电控柴油机的动态仿真模型研究[A];第三届广西青年学术年会论文集（自然科学篇）[C];2004年

4 宋国民;李骏;胡林峰;;基于电流型PWM控制的共轨喷油器高速电磁阀驱动开发[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届（2006）年会暨学术研讨会论文集[C];2006年

5 刘阳君;;电控高压共轨燃油喷射系统[A];西南汽车信息：2010年下半年合刊[C];2010年

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1 潍宣;潍柴高压共轨发动机降价[N];中国工业报;2009年

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2 梁锋;高压共轨式电控柴油机故障自诊断系统研究[D];上海交通大学;2004年

3 黄茂杨;柴油机高压共轨燃油喷射系统[D];东南大学;2005年

4 肖文雍;高压共轨电控柴油机控制策略研究与优化[D];上海交通大学;2008年

5 吴进军;高压共轨式柴油转子发动机ECU研制及其试验匹配研究[D];机械科学研究总院;2006年

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