資源描述：
《柴油機(jī)相繼增壓電控系統(tǒng)研制.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·42·內(nèi)燃機(jī)與配件柴油機(jī)相繼增壓電控系統(tǒng)研制DesignofControlSystemforSequentialTurbocharingDiesell￡ngine楊傳雷①；陳德富①；崔欣潔①；杜劍維②；王佳倫③(①哈爾濱T程大學(xué)；②中國艦船研究院；③重慶濰柴發(fā)動機(jī)廠)摘要：電控系統(tǒng)是相繼增壓柴油機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，其安全性和可靠性直接影響柴油機(jī)的整機(jī)性能。采用軟硬件智能冗余容錯的方法，對某型柴油機(jī)相繼增壓電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行處理。經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn)了主機(jī)轉(zhuǎn)速、主機(jī)齒條格數(shù)、增壓器轉(zhuǎn)速、增壓壓力、控制蝶閥驅(qū)動的冗余容鍺啦制，效果良好。Abstract：Sequentialtur
2、bocharingcontrolsystemisoneofthekeytechnologiesofsequentialturbochargeddieselengine．Itssafetyandreliabilityaffecttheoverallperformanceofdieselenginedirectly．Thispaperadopmtheintelligentredundantfault-tolerantmethodonsoftwareandhardware．Itgetagoodeffectoncontmllingthespeedofdieselengine，rac
3、knumberofdieselengine，speedofturbocharger，boostpressure，butterflyvalvethroughsimulativetesting．關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；相繼增壓；控制系統(tǒng)；冗余容錯Keywords：dieselengine；sequentialturboeharging；controlsystem；redundantfaulttolerance0引言相繼增壓是20世紀(jì)70年代德國MTU公司首先提出并應(yīng)用的技術(shù)，隨著該技術(shù)在國外的成功應(yīng)用，我國在這方面的研究也取得了可喜的成果[11。相繼增壓技術(shù)能解決高增壓柴油機(jī)與增壓器匹
4、配的矛盾，改善并提高柴油機(jī)低工況的性能12一。智能冗余容錯技術(shù)是指某個設(shè)備的一個或多個關(guān)鍵部件發(fā)生故障時，系統(tǒng)能自動檢測、診斷故障，并采取冗余系統(tǒng)資源的措施來保證系統(tǒng)的正常工作¨一。電控系統(tǒng)是相繼增壓柴油機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一n81，對該控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行智能冗余容錯處理能保證它安全、高效、可靠的運轉(zhuǎn)唧。柴油機(jī)相繼增壓關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)包括：主機(jī)轉(zhuǎn)速、主機(jī)齒條格數(shù)、增壓器轉(zhuǎn)速、增壓壓力、增壓器蝶閥驅(qū)動等。1硬件設(shè)計電控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖l所示：柴油機(jī)相繼增壓控制系統(tǒng)由單片機(jī)、壓力故障燈、A／D采集、液晶屏顯示、轉(zhuǎn)速故障燈、模擬開關(guān)、轉(zhuǎn)速采集、按鍵、蜂鳴器、蝶閥開關(guān)狀態(tài)燈、蝶閥開關(guān)檢測、
5、繼電器導(dǎo)通檢測、繼電器驅(qū)動等電路組成。其中A／D采集、轉(zhuǎn)速采集、繼電器驅(qū)動進(jìn)行備份設(shè)計。I壓戈澈簿燈
6、II卜叫按鍵lIA／D采集《主)卜啼叫蜂鳴器liA臁集(餐)}_凈—叫蝶閥開關(guān)狀態(tài)汀lI彩色液晶羼顯泳}卜單H蝶閥開燕檢測}．‘]}轉(zhuǎn)灌黼燈p卜釜iH繼電嚳囂；稃趟糗孵li蟒斕l●爭—蚓模激跨裝
7、__一叫堡皂鼙驅(qū)動‘奏要llH轉(zhuǎn)蘧采集《豢)—一繼電器驅(qū)動(各)卜1l‘q毒蠛身龜爨媾≥—一艘審器導(dǎo)通檢濺圖1控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖1．1轉(zhuǎn)速信號處理電路轉(zhuǎn)速信號包括主機(jī)轉(zhuǎn)速和4臺增壓器的轉(zhuǎn)速信號。每一個轉(zhuǎn)速都設(shè)計了兩路相同的信號處理電路，一路稱為主轉(zhuǎn)速電路，另一路稱為備份轉(zhuǎn)速電路。信
8、號處理電路以圖2為例：轉(zhuǎn)速脈沖信號Spl+與Spl一經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D4、三極管Q1、光耦ul(光耦隔離使得電路抗干擾能力大大提高)和反相器U2A后變成方波信號SpInl。主轉(zhuǎn)速電路和備份轉(zhuǎn)速電路的方波信號經(jīng)過模擬開關(guān)的選擇進(jìn)入單片機(jī)，完成轉(zhuǎn)速信號的采集。當(dāng)單片機(jī)檢測到某一路或多路主轉(zhuǎn)速值失效時，系統(tǒng)會用上一次正常的數(shù)值來代替本次數(shù)值，同時通過模擬開關(guān)來控制主轉(zhuǎn)速電路與備份轉(zhuǎn)速電路進(jìn)行切換，實現(xiàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號的冗余容錯控制。1．2A／D信號處理電路由于主機(jī)齒條格數(shù)是電壓信號，增壓壓力是電流信號，采用如圖3所示的電路來處理。主機(jī)齒條格數(shù)和4臺增壓器增壓壓力都設(shè)計有兩路相同的處理電
9、路，一路稱為主A／D電路，另一路稱為備份A／D電路。本文設(shè)計的主機(jī)齒條格數(shù)信號和4臺增壓器增壓壓力信號的主加電路和備份A／D電路都直接連接到單片機(jī)各自對應(yīng)的刖D上同時采集。當(dāng)單片機(jī)檢測到某一路或多路主A／D值失效時，系統(tǒng)會用上一次正常的數(shù)值來代替本次數(shù)值，同時進(jìn)行主A／D電路和備份A／D電路的切換，實現(xiàn)系統(tǒng)主機(jī)齒條格數(shù)和增壓壓力信號的冗余容錯控制。1．3增壓器蝶閥驅(qū)動電路增壓器蝶閥分為空氣閥和燃?xì)忾y，系統(tǒng)共有8個閥，采用24V繼電器驅(qū)動。蝶閥驅(qū)動電路設(shè)計如圖4所示，每個蝶閥都有兩路蝶閥驅(qū)動電路，一路DF_A1_GA
