高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统软件设计

介绍了基于CAN总线的高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统的软件设计.软件采用Visual C++和LabVIEW混合编程的方式,构建了发动机仿真模型和硬件在环仿真系统用户界面,实现了CAN总线通信和系统运行数据的处理与记录.在满足实时性要求的同时,本软件为发动机ECU控制策略、控制功能以及工作可靠性的测试和评估提供了一个良好的平台.     

船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台开发

以MAN 6L16/24型船用中速柴油机为对象,建立了硬件在环仿真柴油机实时模型;研制了船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台;开发了高压共轨电控系统控制软件和硬件在环测控系统,并进行了电控系统硬件在环试验。试验结果表明:开发的电控系统控制软件可完成共轨系统轨压和喷射控制;建立的硬件在环仿真平台可为高压共轨系统执行机构性能测试和控制策略研究提供可靠的试验环境。     

高压共轨硬件在环仿真系统与试验研究

构建了高压共轨电控燃油喷射系统在环仿真系统,建立了柴油机模型,对高压共轨电控燃油喷射系统试验装置进行硬件在环仿真试验测试,试验结果表明：该仿真系统试验平台在保证控制系统精度的基础上,能够准确地实现电喷柴油机性能要求,缩短了产品开发周期,降低了开放费用,为高压共轨系统的配机和测试提供了有效途径,具有工程借鉴作用。     

基于FPGA的高压共轨柴油机判缸与喷油HIL系统研究

根据发动机判缸所需的曲轴、凸轮轴信号特性,采用LabVIEW图形化系统设计方法,构建了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)技术的用于高压共轨柴油机判缸与喷油研究的硬件在环系统。针对一款自主开发的高压共轨柴油机电子控制单元(ECU)和英飞凌TC1728单片机,分别加载使用ASCET开发的底层判缸控制策略和使用C语言开发的底层判缸驱动程序,进行了硬件在环试验。针对一款自主开发的高压共轨柴油机喷油硬件驱动板,通过参数化控制PWM进行了喷油器硬件在环试验。试验结果表明:基于FPGA的硬件在环系统,只需提供基本配置参数即可产生通用的曲轴、凸轮轴传感器同步信号,满足发动机瞬态运行特性的判缸与喷油研究需要。根据喷油器的响应,可得到PWM喷油器控制信号的最优参数,满足国Ⅳ及以上排放法规限值发动机电控开发需要。     

柴油机高压共轨系统仿真研究

建立了高压共轨燃油系统工作过程的数值仿真模型,仿真结果与试验数据吻合较好。利用该模型研究了喷油器不同喷孔直径和喷孔数的组合对喷油速率的影响。研究结果表明,运用软件仿真技术对高压共轨燃油系统进行仿真计算和优化设计是一种有效方法。     

高压共轨式电控柴油机故障诊断策略仿真研究

采用了基于模型的故障仿真技术来解决故障诊断问题，并为某型发动机建立了在线故障诊断的仿真系统，该系统利用MATLAB的SIMULINK和STATEFLOW工具箱建立完成，其中包括发动机、传感器、控制器和执行器模型，模型兼顾实时性和准确性，为电控柴油机故障自诊断系统提供了良好的开发和验证平台。     

柴油机高压共轨电控系统喷油器电磁系统仿真研究

在对柴油机高压共轨系统喷油器电磁系统的工作过程与受力分析的基础上,采用电磁场仿真的方法建立了喷油器电磁系统的仿真模型与数值求解方法,进行了电磁阀动态响应的仿真分析,与实测结果进行了对比.结果表明,该模型与数值求解方法具有较高的计算精度,可用于喷油器电磁阀的结构优化与参数设计、以及喷油器驱动信号设计.     

BF6M1015C柴油机高压共轨系统中的共轨管设计

研究了BF6M1015C柴油机高压共轨喷油系统方案,并进行了共轨管的匹配设计;采用AMESim软件仿真了共轨管结构参数,分析了共轨管的布置结构、共轨管形状和容积对轨压建立、轨压跟随和轨压波动的影响,并最后根据仿真结果对共轨管进行了结构设计。     

共轨柴油机仿真系统及ECU的硬件在环仿真

针对共轨柴油机的特点设计了油轨压力与转速输出的简单数学模型,并且建立了基于PowerPC的共轨柴油机仿真系统代替柴油机进行硬件在环仿真,从而辅助发动机控制单元(ECU)的设计。共轨柴油机仿真系统直接测量ECU的喷油输出脉冲宽度和油轨供油提前角,据此计算发动机转速和油轨油压,输出曲轴和凸轮信号。使用共轨柴油机仿真系统和ECU控制器进行联合仿真,可以确保控制策略的有效性。     

共轨油压对高压共轨柴油机起动特性影响

建立了高压共轨试验测控系统,确定了高压共轨柴油机起动特性评价指标,通过试验研究了不同共轨油压对高压共轨柴油机起动特性的影响.结果表明:在其它控制参数不变的前提下,柴油机起动过程的轨压是一个变化的过程,随着共轨油压的变化存在一个轨压值使起动性能最佳,过大或者过小的共轨油压都会使起动时间增加,HC排放增多.     

船舶柴油机转速智能控制系统仿真

以MTU16V396柴油机为对象,建立了柴油机控制系统的简化传递函数和执行器模型。采用PID控制,并利用遗传算法优化控制器参数,对柴油机动态调速过程进行仿真分析,和基于Z-N(Ziegler-Nichols)法的参数整定方法做了比较,结果表明遗传算法的性能远优于传统的参数整定法。     

大功率柴油机高压燃油喷射系统仿真计算与平台试验验证

利用HYDSIM软件对某大功率船用高速柴油机高压燃油喷射系统进行建模、计算,分析结构参数对喷射压力的影响和喷嘴参数对喷射特性的影响,并通过大功率燃油喷射系统试验台对该高压燃油喷射系统进行试验测试,试验结果与计算结果对比表明,二者吻合性较好,从而验证了仿真模型和计算方法的正确性。     

柴油机电子调速系统的优化设计

就柴油机电子调速器的工作原理、系统组成、试验与验证等方面,进行了较为全面的分析与论证,同时着重从三个方面详细论述了调速系统的优化设计原理与方法,主要包括控制单元、电磁执行器以及电控单元与电磁执行器的匹配等优化设计技术.     

典型低速柴油机电控系统分析

以ME、RT-flex两种低速大型柴油机电控系统为例,分别介绍其液压伺服系统、燃油喷射系统以及控制系统总体构架,指出了其控制原理以及机械结构上共性与不同之处.通过对这两类典型的船用电控柴油机电控系统的比较分析,发现RT-flex的控制系统结构更为简约,控制更为精确、灵活,对各种工况的适应性更强.     

船用柴油机选择性催化还原系统设计及试验验证

结合船用中速柴油机开展选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的设计和性能试验验证,着重关注还原剂均匀分布、排气均匀度、系统稳定可靠控制及催化剂布置等方面,形成适用于船用环境的SCR系统设计方案.基于6L21/31中速柴油机D2以及E3循环工况开展SCR系统配机试验,结果...     

喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放影响的仿真研究

为研究喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放的影响,应用三维CFD软件对采用3种不同喷孔方案的某船用柴油机燃烧流场和排放进行了数值计算,计算的缸内示功图与实测结果基本吻合.模拟得到了不同喷孔方案下的燃油液滴分布、流场分布、缸内燃烧温度和压力分布,以及NOx和Soot质量分数分布等,同时还得到了油耗与指示功率.对比分析表明:喷孔直径和数目影响燃油雾化和蒸发,影响油气混合质量,进而影响NOx与Soot的排放.通过综合考虑动力性、经济性和环保性,选择喷孔孔数为8、喷孔直径为0.37 mm的喷孔方案为最优方案.     

柴油机冷却系统设计及模拟分析

为了满足某柴油机的冷却系统的开发需求,对其进行了三维流体模拟计算分析,得出了发动机水套各主要位置的流速及换热系数的分布情况.在此基础上,应用Flowmaster对标定工况下调温器全开的状态进行了一维流动分析,进一步明确了系统中各主要零部件的阻力分配及流量分配.分析表明,该发动机的冷却系统设计能够满足发动机的设计目标.     

船用低速柴油机焊接机架的参数化设计

船用低速柴油机机架为钢板组装焊接而成的箱式框架结构,结构工艺复杂。利用UG/WAVE技术,对焊接机架的结构特征进行分析,对其进行自顶向下的参数化装配建模设计。通过控制草图文件和表达式来完成零部件的快速设计修改,从而简化焊接机架零部件的建模,大大提高设计效率,降低设计成本。结果表明,此方法可以方便可靠地实现焊接机架的设计和优化,对类似复杂焊接结构产品的设计开发具有借鉴意义。     

柴油机调速系统动态仿真与最佳设计分析

采用状态空间法对柴油机调速系统的动态过程进行了建模与仿真，并分析了调速器最佳设计的主要参数变化规律，为设计调速器提供有益的依据。