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1、開題報告-船舶柴油機噴油泵電控系統(tǒng)設計 開題報告 電氣工程及自動化 船舶柴油機噴油泵電控系統(tǒng)設計 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 1、國內(nèi)外研究動態(tài)：國外對柴油機電控噴油系統(tǒng)的研究始于20世紀70年代。1967年，德國Bosch公司開始批量生產(chǎn)用進氣管絕對壓力控制空燃比的DJetronic模擬式電子控制汽油噴射系統(tǒng)，裝備在大眾汽車公司生產(chǎn)的Vw-21600型轎車上，開創(chuàng)了汽油噴射系統(tǒng)電子控制新時代。在短短的20年內(nèi)，汽油機電控技術(shù)已相當成熟。柴油機電子控制的研究比汽油機晚20年的時間，但是汽油機電控技術(shù)促進了柴油機電控技術(shù)的發(fā)展，從上世紀80年代開始，柴油機的電控技術(shù)得到

2、了迅速發(fā)展。目前己有多種形式的電控柴油噴射系統(tǒng)裝車使用，較成熟的電控燃油噴射產(chǎn)品在國外車用柴油機中得到了廣泛應用。僅1993年統(tǒng)計，德國Bosch公司的電控分配泵和電控直列泵在市場上已超25萬臺，美國底特律柴油機公司DDEC電控泵噴嘴系統(tǒng)已有10萬多臺投放市場，日本的zexel公司可變預行程的TICS直列泵已達2萬多臺，其中絕大部分是電控的。 柴油機電控噴射系統(tǒng)發(fā)展至今已先后推出了三代產(chǎn)品，即位置控制式、時間控制式和壓力一時間式。 第一代位置控制式電控噴油系統(tǒng)在不改變改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎上，用電控調(diào)速器來代替原有的機械式調(diào)速器，對齒條或滑套位置予以控制，從而對油量進行調(diào)節(jié)，并通過電控

3、液壓提前器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械或液壓式提前器來實現(xiàn)噴油正時的控制，提高控制精度和響應速度，是電控柴油機開發(fā)的早期產(chǎn)品。位置式電控系統(tǒng)無須對柴油機的結(jié)構(gòu)進行改動，生產(chǎn)繼承性好，便于對現(xiàn)有機型進行技術(shù)改造，在分配泵和直列泵上都可以實現(xiàn)。其缺點是因為采用模擬量進行控制，頻率響應慢，控制自由度小，精度差，而且噴油率和噴油壓力難于控制，也不能改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)所固有的噴射特性。典型的位置式電控噴油系統(tǒng)有日本電裝公司的ECD-V1電控分配泵，德國Bosch公司的RP39和RP43型電控直列噴油泵及VP37電控分配泵，日本小松公司的KP21型電控直列噴油泵，英國Lucas公司的EPIc型電控分配泵以及美國stana

4、dyne公司的PcF型電控分配泵等。 第二代時間控制式電控噴油系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的噴油機構(gòu)，采用高速強力電磁閥直接控制高壓燃油的通斷，高速電磁閥的開啟和關閉時間決定噴油量的大小和噴油時刻。時間控制式電控系統(tǒng)采用數(shù)字量控制，具有一定的噴油率控制能力。但由于仍沿用脈沖高壓供油原理，噴油壓力難以控制。同時要求高速電磁閥有良好的響應和可靠性，制造難度大。在傳統(tǒng)的機械分配泵、單體泵、泵-噴嘴等基礎上都可以實現(xiàn)時間式控制系統(tǒng)。典型的時間控制式電控噴油系統(tǒng)有:德國Bosch公司的PDE27用DE28系統(tǒng)，英國Lucas公司的EUI系統(tǒng)和美國底特律阿列森公司的DDEC系統(tǒng)等。 第三代電控噴油系統(tǒng)是時間一壓力

5、式控制系統(tǒng)，它改變了傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不再采用柱塞泵脈動供油原理，而是利用高壓共軌或共軌蓄壓和液力增壓形式獲得高壓，通過連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來控制噴射壓力，利用電磁閥控制噴射過程，噴油量的大小由噴油時間和共軌壓力共同決定。由于共軌式噴油系統(tǒng)噴射壓力不受柴油機轉(zhuǎn)速和噴油量的影響，而且噴油量、噴油壓力、噴油速率都可以由ECU靈活控制，從而將高壓噴射與電控制完美的結(jié)合起來，實現(xiàn)了噴油系統(tǒng)的全電子控制，目前已成為柴油機電控噴油系統(tǒng)研究領域的重要課題與發(fā)展趨勢。較為典型的共軌式電控噴油系統(tǒng)有:美國BKM公司sERv0JET蓄壓式電控高壓噴射系統(tǒng)，美國Caterpillar公司的電控液壓泵一噴嘴系統(tǒng)，日本小

6、松公司的KOMPICS液壓式共軌系統(tǒng)，日本電裝公司ECD一UZ高壓共軌式電控噴射系統(tǒng)，意大利Flat集團UNllET噴油系統(tǒng)，德國Bosch公司CR共軌式電控噴油系統(tǒng)，英國Lucas公司的LDCR電控高壓共軌噴油系統(tǒng)。柴油機的性能優(yōu)異，應用范圍較廣，并且相對汽油機來說有獨到的先天優(yōu)勢，因此，大力發(fā)展柴油機已是大勢所趨。 2、選題的依據(jù)及意義：國內(nèi)的發(fā)動機行業(yè)形勢也要求盡快發(fā)展柴油機電控方面的研究。然而，由于電控柴油噴射系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)比較復雜，各種系統(tǒng)又各有利弊，我們既要研究開發(fā)具有發(fā)展前途的電控共軌系統(tǒng)，也要考慮我國國情和排放法規(guī)落后于國外發(fā)達國家水平的現(xiàn)狀，迅速開發(fā)研制形成自己的電控柴油機產(chǎn)

7、品。第二代電控噴油系統(tǒng)雖然大大優(yōu)于第一代，但其關鍵技術(shù)一高速電磁閥的制造難度大，尤其在我國汽車工業(yè)水平和電子技術(shù)相對落后的情況下，不可盲目追求第二代控制系統(tǒng)，而應該從實際出發(fā)，走國產(chǎn)研發(fā)之路，腳踏實地的進行電控燃油噴射系統(tǒng)的研究，這樣才有助于開發(fā)自己的產(chǎn)品，逐步形成自己的品牌優(yōu)勢，在未來的國際市場競爭中有自己的一席之地。因此，選擇對分配式噴油泵進行了電控系統(tǒng)的開發(fā)符合當前的需要。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：研究任務：1、以VP37電控分配泵為研究對象，熟悉分配泵供油系統(tǒng)的工作原理；2、 對電控系統(tǒng)進行較全面的設計，完成硬件電路和軟件設計，并對硬件、軟件提出相應的抗干擾措施；3、采

8、用以CAN總線為平臺的分配泵電控系統(tǒng)，實現(xiàn)下位機與PC機之間的通訊，以實現(xiàn)對柴油機電控系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測。 擬解決的主要問題：1、 熟悉分配泵的工作原理。完成硬件軟件電路設計。 2、 進一步熟悉電控系統(tǒng)提出抗干擾措施。 3、 實現(xiàn)下位機與PC機之間的通訊。 三、研究步驟、方法及措施：1、參考一些關于分配泵的書，研究硬件軟件電路的設計方案，選擇一種較好的方案來設計。 2、參考1中設計的電路，并查閱相關材料提出抗干擾措施。 3、參考相CAN總線為平臺的相關電控系統(tǒng)知識，實現(xiàn)下位機與PC機之間的通訊。 4、各個功能模塊完成設計達到要求后進行最后的監(jiān)測設計。 四：參考文獻 [1] 李國岫,

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