船用二冲程柴油机电控气缸注油器控制系统的设计与研究

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1、武汉理‘f：人学硕十学位论文摘要近年来，随着高增压、长冲程船用柴油机的广泛应用，以及高粘度、低质和高硫份的燃料油大量使用，主机气缸润滑问题倍受关注。气缸润滑处在高温、高压和高速运动部件之间，加之气缸内工作环境的特殊性：首先是工作表面高温，导致气缸油粘度降低，氧化变质加快，并使缸壁上的部分油膜蒸发；其次因活塞在缸套中的往复运动，使得仅在活塞行程的中部才有可能形成液体动力润滑，所以缸套和活塞之间很难形成良好的润滑。传统的内燃机气缸润滑都是通过凸轮轴驱动机械注油器来注油的。这种设计的结果就是对气缸润滑油耗量，喷射时刻和排放污染的折中，注油压力既低，定时也比较粗放，并且不能随柴油机的负荷变

2、化而变化，往往从可靠性出发，根据最大负荷的需要再加上一定的系数确定喷油量，这就会使低负荷运行时主机的气缸油注油量偏大。过量的气缸油，不仅浪费了能源，也增加了对环境的污染和污油处理的工作量和费用，同时还增加扫气箱、排气管中的积垢及缸套和活塞环的磨损量，并由此引起各种故障。现在，国外在柴油机各方面已普遍采用电子控制，包括电控燃油喷射、电控涡轮增压、电控气门等多项技术，电控气缸注油技术已进入实用阶段，并且正在迅速的推广。而在国内，由于缺乏相关技术开发与投入，柴油机气缸注油电子控制领域技术水平还不高，因此开展柴油机气缸注油电子控制技术的研究具有重要应用价值。本文针对船用二冲程柴油机气缸注油

3、系统开发了一套电子控制系统，主要完成了以下工作：1．研究并制定了系统的控制策略，包括注油定时，策略计算框图。2．完成了系统的总体功能设计。3．根据实际船舶的要求，依照船级社相关规范，完成了控制器各个功能模块的硬件设计和软件设计。利用FPGA技术和以ARM为主题的智能采集模块对信号进行采集、处理，实施控制策略，发出控制信号。4．对作为控制系统执行机构的步进电机进行了较为深入的研究，初步掌握了步进电机在注油时的使用以及会出现的问题。关键词：电控柴油机注油器ECU步进电机武汉理7T：人学硕十学何论文AbstractIntherecentyears，alongwiththeextensiv

4、eapplicationofhighiysuperchargedlongstrokemarinedieselenginesandthevastuseofthefueloilwithhi【ghviscosityandhighsulfurcontent，theproblemencounteredintheenginecylinderlubricationisconcernedincreasingly．Theenginecylinderlubricationtakesplacebetweenthehighspeedmovingpartsunderhightemperatureandhi。

5、ghpressure．Andtheinteriorcircumstancesofthecylinderisveryparticular：Firstly,hightemperatureoftheworksurfacesmakestheviscosityofthecylinderoillowerandtheoiloxidizefast．Thehi曲temperaturealsomakespartofoilfilmonthesurfaceofthecylindervaporize．Secondly,thereciprocationofthepistoninthecylinderliner

6、makesthehydrodynamiclubricationonlypossibleinthemiddleofthepistonstroke，SOitisdifficulttoachievegoodlubricationbetweenthecylinderandthepiston．Inthetraditionalcylinderlubricationsystemofinternalcombustionenginesthecylinderoilinjectionisrealizedmechanicallybythedrivingcamshaft．Thedesignisacompro

7、miseofseveralfactorsincludingcylinderoilconsumption，thetimingofinjectionandexhaustpollution．Thedesignalsoinduceslowinjectionpressure，roughinjectiontiming，andthecylinderoilconsumptionisnotadjustablewiththechangeofengineload．Thedesigngene