船用柴油發(fā)電機(jī)電子控制系統(tǒng):柴油發(fā)電機(jī)因具有功率覆蓋面寬、效率高、能耗低、使用維修方便等特點(diǎn),一直被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域。但隨著世界能源危機(jī)、環(huán)境污染及對動力裝置自動化水平要求的日益提高,對柴油機(jī)性能提出了更高的要求,也對柴油機(jī)優(yōu)勢地位提出了挑戰(zhàn)。為解決這些問題,柴油機(jī)行業(yè)的工程師采取了多種措施,但解決問題的根本就是采用綜合電子控制技術(shù)。目前,電子控制技術(shù)水平已經(jīng)成為衡量柴油機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志和提高柴油機(jī)產(chǎn)品核心 競爭力的主要措施。
當(dāng)前,船舶動力仍以柴油機(jī)為主,而電子控制系統(tǒng)是柴油機(jī)的重要配套產(chǎn)品,存在的主要問題體現(xiàn)在:(1)缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品,產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口;(2)系統(tǒng)集成能力弱,且關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備受制于人;(3)產(chǎn)品和技術(shù)越來越不適應(yīng)新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)的要求,有待升級換代與更新;(4)高端設(shè)備研制尚屬空白。
綜上所述,電控系統(tǒng)已經(jīng)成為制約我國艦船動力技術(shù)發(fā)展的瓶頸,開展柴油機(jī)控制技術(shù)的研究已迫在眉睫,有必要突破制約技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),提高我國在該領(lǐng)域的技術(shù)水平,并趕超國際先進(jìn)水平,研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的柴油機(jī)綜合電控系統(tǒng)。柴油機(jī)電控系統(tǒng)的研制成功對于提高船舶動力裝備保障能力及性能都具有十分重要的意義,也是我國實(shí)現(xiàn)從造船大國向造船強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的必由之路。
項(xiàng)目技術(shù)分析目前我國艦用柴油機(jī)主要采用位置式供油系統(tǒng),電控系統(tǒng)仍以電子調(diào)速系統(tǒng)為主,雖然有些機(jī)型同時(shí)應(yīng)用了相繼增壓電子控制、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷等系統(tǒng),但各部分功能各自獨(dú)立,缺乏統(tǒng)一、系統(tǒng)的綜合優(yōu)化,對柴油機(jī)性能的優(yōu)化受到限制。針對這一問題,研制系統(tǒng)在研制中發(fā)揮系統(tǒng)集成的優(yōu)勢,對電子調(diào)速、相繼增壓、缸排斷油、狀態(tài)參數(shù)以及故障診斷信息等進(jìn)行綜合處理,如相繼增壓和缸排斷油的切換控制需要參考柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、增壓器轉(zhuǎn)速與負(fù)荷情況等因素,參考增壓壓力、進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度等參數(shù)對柴油機(jī)供油量進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)故障診斷信息實(shí)施緊急停機(jī)、停機(jī)、降速、降負(fù)荷、維持狀態(tài)等不同的控制策略,實(shí)現(xiàn)燃油、增壓器和齒輪箱離合器綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的穩(wěn)定工作,充分發(fā)揮柴油機(jī)的性能,有有效地保證柴油機(jī)的運(yùn)行安全。
在柴油機(jī)綜合電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,按照模塊化、智能化和通用化的原則,對系統(tǒng)的功能進(jìn)行合理分解,對于提高系統(tǒng)的工程化水平和可維性具有重要作用。
另外,為保證柴油機(jī)綜合電控系統(tǒng)的可靠性,根據(jù)個(gè)部分功能、工作條件與可靠性要求,通過采取關(guān)鍵部件冗余,以至控制器采用熱備份等冗余技術(shù),使柴油機(jī)綜合電控系統(tǒng)的可靠性滿足應(yīng)用要求。
針對傳統(tǒng)控制系統(tǒng)開發(fā)模式存在風(fēng)險(xiǎn)大、費(fèi)用高和周期長等問題,采用現(xiàn)代“V”模式開發(fā)流程,建立控制系統(tǒng)從概念設(shè)計(jì)到試驗(yàn)驗(yàn)證的一體化仿真開發(fā)平臺,滿足現(xiàn)代柴油機(jī)控制系統(tǒng)高效、精確、快速的設(shè)計(jì)要求,可以最大限度減少樣機(jī)系統(tǒng)試制次數(shù),提高設(shè)計(jì)和開發(fā)效率。