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柴油机论文参考文献：
摘 要：新型船用电控柴油机是现今船舶的主流机型,其控制系统是关键核心,直接影响船的航行运营情况.本文研究分析柴油机结构及其控制参数,采用CAN总线构建电控系统的控制网络结构及智能节点设计、电控系统功能设计,并对控制系统所实现的控制过程进行分析.
关键词：船用电控柴油机；控制系统；CAN总线
中图分类号：U664.121 文献标识码：A
Abstract：Marine electronic control diesel engines are commonly installed in most ships and its control system is the key part which has direct effect on ship navigation and operation. This paper studies and analyses the structure and control parameters, design of CAN bus based control network structure and intelligent node, function design of electronically controlled system and control process of control system of the diesel engine.
Key words：Marine electronically controlled diesel engine；Control system；CAN Bus
1 前言
柴油机是船舶主要的动力来源,其技术开发一直受到柴油机使用者和制造商的广泛重视.传统的机械式柴油机喷油定时、排气定时等用凸轮轴控制,只能按出厂时设置好的模式工作,控制策略单一,效率低下.要实现柴油机的高效率和降低废气排放量,只有通过高度集成的控制系统才能快速精确控制,适应不同的工况要求.本文以具有高通讯可靠性、实时性和网络安全性的CAN总线,设计柴油机的总线集成控制系统,把分散化的多功能监测控制设备变成智能节点连接成网络,成为一个实现数据传输、智能控制、工况参数显示、报警、修改等功能的多功能自动化控制系统.
2 共轨柴油机组成
船用高压共轨柴油机是由高压燃油共轨系统、高压伺服油系统、曲轴转角系统等组成,如图1所示.
2.1 高压燃油共轨系统
由2台燃油泵、共轨管、喷油器和轨压安全阀等连接而成.共轨管储存高压油泵提供的高压燃油,起蓄压器作用,能抵消柱塞泵供油和喷油器喷油过程引起的压力波动,供应稳定压力的燃油给各喷油器；主机曲轴经过齿轮箱带动多个凸轮直列柱塞式油泵,向共轨提供高压油,利用其本身输送的油液进行润滑和冷却；每个泵上都有PCV电磁阀,其通电和断电时能控制供入共轨管内的燃油量,从而调整共轨管内的燃油压力；燃油喷射压力完全独立于发动机转速,在低速低负荷工况下同样可以实现高压喷射；在共轨端部安装有轨压安全阀,防止共轨管压力超压和应急停车时能迅速泄放来降低轨压；每个缸喷油定时由独立的电磁阀控制.
2.2 高压伺服油共轨系统
由3台伺服油泵、共轨管、排气阀和轨压安全阀等连接而成,如图2所示.
由主机曲轴经过齿轮箱带动多个伺服油泵,向共轨提供高压伺服油,可通过PWM信号给泵内自带的压力控制器来调节泵输出油压,调节实际轨压.伺服油是主机润滑油在经过一次过滤后的滑油.每个缸排气阀由电磁阀通断控制的伺服油来驱动打开的,在由高压空气弹簧关闭,进而控制其排气定时,位置传感器可以获取气阀的开启程度[1].
2.3 曲轴转角系统
曲线转角系统,如图3所示.
主机曲轴基准位置是分别通过上止点传感器和下止点传感器监测上止点齿和下止点齿的中心来确定.只能在柴油机转过上止点或下止点后,获得基准标记,才开始接收曲柄转角信号计算曲柄转角.两套传感器测量齿轮轮齿来获得曲柄转角信号,用累加算法计算从基准点至当前点的脉冲数计算曲柄转角.
3 共轨柴油机电控系统网络结构设计
共轨柴油机电控系统是由基于CAN总线通信的主控模块（MCM）、气缸控制模块CCM和本地控制模块（LDU）构成,整个系统就一个MCM,每个气缸配一个CCM,总线网络拓扑图如4所示.它的主要特点是：模块化设计,分布式控制,关键控制程序运行在至少2个模块内；系统内部主模块间的通信是通过带有冗余的CAN总线实现的；显示单元的通信可以由CAN总线和Ethernet共同完成.
MCM、CCM、LDU是CAN现场总线网络内的智能节点.在现场总线网络中,智能节点是信息接收和发送的装置,能根据接受的数据信息和本地采集的数据信息及时完成程序设计的控制功能.在柴油机控制系统中,CAN总线智能节点地位一样,一方面和其它远程的CAN智能节点进行通信,另一方面直接连接着传感器和执行机构,能根据系统的需要对现场的执行机构或者传感器进行控制和数据采集.在控制系统设计的时候,尽量将过程控制程序放在就近的智能节点模块中,从而减少通信量,提高了系统控制的实时性.
每台控制系统仅配一个主控制模块MCM,主要管理和控制整台柴油机,又能和主机遥控和全船监控和报警系统通信.MCM内有主控程序,主要负责对整个系统进行初始化,实现系统的工作时序程序、控制摸式判定程序、转速和负荷处理程序、中断处理程序、MAP查表程序等.
每个气缸单独配一个气缸控制模块CCM,主要收集和每个气缸有关的传感器信号,对此气缸相关的喷油、排气、汽缸油、曲轴转向和转角计算等进行管理和控制.同时,在某个或某2个CCM模块中设置有柴油机辅助功能控制程序,如某CCM接收主机转速信号和燃油轨压信号,发给MCM运算后得到反馈的轨压目标信号,此CCM内程序控制油泵PCV阀调节燃油共轨压力；某CCM采集伺服油轨压信号,和MCM的给定值信号比较,压差超过一定值时,此CCM就发PWM信号给伺服油泵的压力控制器来调节轨压.以上控制动作不受主机转速影响,完全能够根据实际运行情况独立受控操作.
结论：关于本文可作为相关专业柴油机论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文0.8马力小型柴油机图论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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