本文關(guān)鍵詞：船用雙燃料發(fā)動機(jī)LNG摻燒量電子控制器的研究

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【摘要】：隨著石油資源的消耗以及燃油價格的上漲，積極尋找船舶主推進(jìn)動力裝置柴油機(jī)的替代燃料成為了大家共同關(guān)注的話題。純凈的LNG液化天然氣的成分中主要含甲烷（CH4），它是一種主要含碳和氫這兩種類型化學(xué)元素的燃料，該燃料非常清潔和有著很高的熱效率。船舶使用的雙燃料發(fā)動機(jī)一般通常是指柴油/LNG雙燃料發(fā)動機(jī)，它主要是以天然氣和柴油為發(fā)動機(jī)的燃料，使用這種潔凈的氣體燃料，可以避免船舶發(fā)動機(jī)的尾氣排放中NOx和SOx量高的缺點，使船舶發(fā)動機(jī)在整個航行的過程中，特別是在ECAs區(qū)域中幾乎是無煙的狀況航行，因此使用柴油/LNG雙燃料發(fā)動機(jī)有著很好的發(fā)展前景。 液化天然氣LNG作為一種非常成熟的燃料氣源，它的來源可靠、易于儲存和運輸、生產(chǎn)技術(shù)可行、抗爆性能較強(qiáng)、熱值較高、排放量低等優(yōu)點使得它成為理想的船舶柴油機(jī)的代用燃料。船用柴油機(jī)，如果只是像通過機(jī)械控制送氣的方式一樣，進(jìn)行簡單機(jī)械改裝為雙燃料發(fā)動機(jī)，并不能發(fā)揮雙燃料發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢，在發(fā)動機(jī)運行的過程中還會出現(xiàn)非常多的不正常狀況。這樣的改裝就不能完全的體現(xiàn)出天然氣自身物理本性和化學(xué)性質(zhì)，以及燃燒放熱的特性，不能表現(xiàn)出天然氣的顯著優(yōu)勢，在很大程度上降低了天然氣使用的性能，這樣在動力性能和經(jīng)濟(jì)性能上就不能使雙燃料發(fā)動機(jī)達(dá)到原柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，失去了發(fā)動機(jī)改裝的初衷和意義，既花費了成本，也沒有提高發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)。但是利用電子控制的技術(shù)，用程序邏輯來調(diào)度各控制策略，反應(yīng)既快速又準(zhǔn)確，對噴油實行電子控制和對噴氣實行電子控制的相關(guān)技術(shù)之后，就會從根本上去克服雙燃料發(fā)動機(jī)的替代率低、熱效率不高、經(jīng)濟(jì)性動力性不好以及排放等多方面的問題。使其能最大限度的發(fā)揮柴油與LNG混合燃燒的理化特性，，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性。 本文所做的工作主要分為如下幾個方面的內(nèi)容： （1）天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計制定和柴油機(jī)改裝結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計。 （2）電控單元ECU的整體構(gòu)架規(guī)劃，輸入輸出協(xié)議的制定。 （3）電控單元ECU的硬件和軟件的設(shè)計，它主要包括各調(diào)理電路的設(shè)計、畫圖制板、電子元器件的選型及各單元模塊程序的編寫。 （4）在輸入和輸出的信號端進(jìn)行電子控制單元ECU模擬調(diào)試測量。 （5）噴射閥的標(biāo)定實驗及噴射量數(shù)值分析。 （6）臺架實驗LNG供氣系統(tǒng)、電子噴射閥、電控系統(tǒng)、各種傳感器儀器設(shè)備的安裝、調(diào)試。 （7）課題最后通過雙燃料發(fā)動機(jī)的真實臺架實驗研究，用實驗數(shù)據(jù)驗證了其電子控制器ECU各種單元模塊的穩(wěn)定性、可行性，以及雙燃料發(fā)動機(jī)的各性能參數(shù)指標(biāo)。 經(jīng)過模擬調(diào)試和臺架實驗，從結(jié)果分析可以得到，該套電控單元ECU系統(tǒng)能用于雙燃料發(fā)動機(jī)的LNG噴射量的控制，并能準(zhǔn)確的判別發(fā)動機(jī)的工況點和LNG噴射時刻及噴射量，該套電控單元ECU系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實用性和經(jīng)濟(jì)價值。
【關(guān)鍵詞】：電控單元 摻燒 XC2267M 標(biāo)定 臺架實驗
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.12
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的目的及意義10-11
• 1.2 LNG 的特性11-13
• 1.3 國內(nèi)和國外雙燃料發(fā)動機(jī)的研究狀況13-15
• 1.3.1 國外雙燃料發(fā)動機(jī)的研究狀況13-14
• 1.3.2 國內(nèi)雙燃料發(fā)動機(jī)的研究狀況14-15
• 1.4 本課題主要來源及研究內(nèi)容15-19
• 1.4.1 氣體燃料發(fā)動機(jī)的分類15-16
• 1.4.2 雙燃料發(fā)動機(jī)的特點16-19
• 第2章 雙燃料發(fā)動機(jī)的電子控制系統(tǒng)總體設(shè)計19-24
• 2.1 發(fā)動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)19
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計19-24
• 第3章 電子控制器設(shè)計的硬件模塊24-40
• 3.1 電子控制器硬件系統(tǒng)的整體設(shè)計方案24
• 3.2 硬件的底層結(jié)構(gòu)24-27
• 3.2.1 芯片 CPU 的結(jié)構(gòu)圖24-26
• 3.2.2 芯片通道配置表26-27
• 3.3 硬件各調(diào)理電路的電路圖27-39
• 3.3.1 芯片晶振電路27-28
• 3.3.2 復(fù)位電路28-29
• 3.3.3 ECU 電源模塊電路29
• 3.3.4 電子噴射閥的驅(qū)動單元模塊電路29-34
• 3.3.5 JTAG 調(diào)試電路34
• 3.3.6 曲軸位置轉(zhuǎn)換模塊電路34-35
• 3.3.7 凸輪軸位置轉(zhuǎn)換模塊電路35-37
• 3.3.8 通信模塊電路37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 電子控制器設(shè)計的軟件單元40-52
• 4.1 主程序模塊的功能40-42
• 4.1.1 各部分模塊的功能40
• 4.1.2 主程序流程40-42
• 4.2 各個模塊的功能42-49
• 4.2.1 轉(zhuǎn)速測量單元模塊42
• 4.2.2 溫度測量單元模塊42-43
• 4.2.3 油門位置測量單元模塊43-44
• 4.2.4 電子噴射閥控制單元模塊44-48
• 4.2.5 RS232 串口通信協(xié)議48-49
• 4.3 上位機(jī) PC 端通信軟件模塊49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 電子控制器仿真調(diào)試實驗52-56
• 5.1 電子控制器仿真系統(tǒng)52-53
• 5.1.1 仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖52
• 5.1.2 轉(zhuǎn)換電路模塊52-53
• 5.1.3 轉(zhuǎn)換電路原理53
• 5.2 ECU 仿真實驗53-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第6章 液化天然氣雙燃料發(fā)動機(jī)臺架實驗56-65
• 6.1 發(fā)動機(jī)實驗臺儀器設(shè)備的安裝56
• 6.2 電子噴射閥的標(biāo)定實驗56-60
• 6.3 雙燃料發(fā)動機(jī)整機(jī)臺架實驗60-64
• 6.4 本章小結(jié)64-65
• 第7章 全文總結(jié)65-68
• 7.1 本文總結(jié)65-66
• 7.2 不足之處66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71-72
• 附錄一72-73
• 附錄二73-74
• 附錄三74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：870917