[發明專利]船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺及試驗方法

有效

• 申請號: 201510348810.0
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105022383B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王勤鵬;楊建國;余永華;賀玉海
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 潘杰,劉琳

1.一種船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述硬件在環仿真試驗平臺包括

共軌系統輔助單元(1)：用于提供低壓燃油和潤滑油，為共軌系統執行機構(2)提供支撐工作臺和驅動動力，并測量所述共軌系統執行機構(2)噴射的低壓燃油的重量；

共軌執行機構(2)：用于根據電控單元(4)輸出的控制信號噴射低壓燃油；

虛擬船用中速柴油機(3)：用于模擬真實船用中速柴油發動機的運行工況；

電控單元(4)：用于采集所述虛擬船用中速柴油機(3)的運行狀態，并根據運行狀態向所述共軌執行機構(2)發送控制信號，同時將運行狀態發送至試驗平臺監控系統(5)和機旁控制系統(6)；

所述電控單元(4)包括模塊化的控制軟件和Flex-ECU硬件，所述控制軟件包括初始化模塊、信號輸入與處理模塊、工況控制模塊、噴油控制模塊和軌壓控制模塊；初始化模塊用于完成初始化處理，信號輸入與處理模塊通過電控單元(4)的I/O硬件層，獲取傳感器的采樣值，并將其轉換為對應物理量的實際值；工況控制模塊用于識別并處理虛擬船用中速柴油機(3)起動工況、怠速工況和常規工況，并針對虛擬船用中速柴油機(3)的工況狀態設定控制策略；噴油控制模塊用于計算當前狀態下每循環的噴油量，經修正后確定噴油脈寬和噴油提前角，并輸出控制信號給電控噴油器(2-3)；軌壓控制模塊用于調節共軌管(2-2)的共軌壓力；

試驗平臺監控系統(5)：用于與所述共軌系統輔助單元(1)、共軌執行機構(2)、虛擬船用中速柴油機(3)、電控單元(4)和機旁控制系統(6)進行數據通信，集中顯示所述共軌系統輔助單元(1)測量的低壓燃油的重量、虛擬船用中速柴油機(3)的運行狀態以及電控單元(4)的控制參數；

機旁控制系統(6)：用于實現試驗平臺的操控、參數檢測和安全保障。

2.根據權利要求1所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述共軌系統輔助單元(1)包括

低壓燃油系統(1-1)：用于根據輔助單元監控系統(1-5)的控制提供低壓燃油；

低壓潤滑系統(1-2)：用于根據輔助單元監控系統(1-5)的控制提供潤滑油；

驅動電機(1-3)：用于根據輔助單元監控系統(1-5)的控制為所述共軌執行機構(2)提供驅動動力；

油量稱重系統(1-4)：用于根據輔助單元監控系統(1-5)的控制接收從所述共軌執行機構(2)中噴射出的低壓燃油，并稱量低壓燃油的重量發送至輔助單元監控系統(1-5)；

輔助單元監控系統(1-5)：用于控制所述驅動電機(1-3)的轉速、低壓燃油系統(1-1)和低壓潤滑系統(1-2)的供油量和溫度、油量稱重系統(1-4)測量，并顯示和儲存數據。

3.根據權利要求1所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述共軌執行機構(2)包括

高壓燃油油泵(2-1)：進口處設有比例流量控制電磁閥，用于根據電控單元(4)的控制信號調節從共軌系統輔助單元(1)輸出的高壓燃油的油量；

共軌管(2-2)：采用雙層管結構，用于蓄壓儲存從高壓燃油油泵(2-1)輸出的高壓燃油；

電控噴油器(2-3)：用于根據電控單元(4)的控制信號將共軌管(2-2)中的高壓燃油噴射到共軌系統輔助單元(1)的油量稱重系統(1-4)中。

4.根據權利要求1所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述虛擬船用中速柴油機(3)包括柴油機實時仿真模型和ETAS LABCAR硬件。

5.根據權利要求1所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述試驗平臺監控系統(5)與所述虛擬船用中速柴油機(3)、電控單元(4)和機旁控制系統(6)通過CAN總線實現數據通信，所述虛擬船用中速柴油機(3)與電控單元(4)和機旁控制系統(6)通過硬件板卡連接或者CAN總線通信。

6.根據權利要求1所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述試驗平臺監控系統(5)與共軌系統輔助單元(1)通過RS485總線實現數據通信。

7.根據權利要求2所述的船用中速柴油機高壓共軌系統硬件在環仿真試驗平臺，其特征在于：所述油量稱重系統(1-4)通過天平和量杯兩種方式稱量高壓燃油的重量。