船用低速机单缸电控喷油器试验平台制造技术

本发明专利技术公开了船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其包括与ECU连通的电控喷油模块、与电控喷油模块连接的冷却系统、与冷却系统连接的油量测量机构、与油量测量机构连通的PLC、与油量测量机构连接的称重模块、与PLC连通的伺服电机、试验台测控模块；所述电控喷油模块、PLC、所述称重模块、伺服电机分别与试验台测控模块连通。本发明专利技术的优点在于：伺服电机模拟转速完全满足船用低速机的转速需求；可以测量第三方喷油器每循环的喷油量；可测量喷油器各项性能参数、为低速机整机的控制策略及优化协调提供方向。

Test platform of single cylinder electronic controlled injector for low speed ship

The invention discloses a low speed engine injector test platform for ship, which communicates with the ECU module, and electronic fuel injection electronic control fuel injection module connected with the cooling system, cooling system and connection oil measurement mechanism, and the oil quantity measuring mechanism connected PLC, and the oil measuring mechanism is connected with the weighing module, and PLC connected servo motor, test bench control module; the fuel injection module, PLC, the weighing module, servo motor control module connected respectively with the test bench. The invention has the advantages that the servo motor simulation speed fully meet the marine low speed engine speed demand; injection quantity measurement can be third injectors per cycle; measure the injector performance parameters and provide direction for the optimization of control strategy and coordination of low speed machine.

【技术实现步骤摘要】
船用低速机单缸电控喷油器试验平台
本专利技术涉及内燃机工程
，具体涉及一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台。
技术介绍
船用柴油机具有功率大、工作环境恶劣、燃油品质差和运行时间长等特点，以及国际海事组织TierⅢ排放标准的执行与化石能源的日渐枯竭，对船用柴油机各项性能指标提出了更加严格的要求。目前船用柴油机的排放控制主要还是依靠机内净化技术。燃油喷射技术是机内净化技术的核心。国外以电控喷油为核心的船用低速智能化柴油机应用越来越多，我国在船用低速机电控喷油器方面的研究起步较晚，处于许可证专利生产的水平。目前，国内各低速机研发机构和生产企业正在大力开展船用低速机电控喷油的研发工作，但国内尚未有相配套的试验平台供以研究低速柴油机电控喷油器相关关键技术。因此，设计并开发船用低速机单缸电控喷油器试验平台，对我国船用低速机电控喷油器关键技术研究具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要针对现有船用低速机喷油器试验条件的不足，提供一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其可开展单个气缸电控喷油器的性能测试与控制功能验证。为实现上述目的，本专利技术所涉及的一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其包括ECU、与ECU连通的电控喷油模块、与电控喷油模块连接的冷却系统、与冷却系统连接的油量测量机构、与油量测量机构连通的PLC、与油量测量机构连接的称重模块、与PLC连通的伺服电机、试验台测控模块；所述电控喷油模块、PLC、所述称重模块、伺服电机分别与试验台测控模块连通。进一步地，所述电控喷油模块包括驱动电磁阀模块和受驱动电磁阀模块控制的喷油器，所述驱动电磁阀模块与ECU、测控系统连通，所述喷油器与冷却系统连接。进一步地，所述试验台测控模块包括工控机IPC、与工控机IPC互连的测控系统，所述工控机IPC与PLC互连，所述工控机IPC与称重模块连通，所述测控系统与喷油器和伺服电机连通，测控系统可采集喷油器上的各类传感器信号、采集伺服电机的ABZ三相光电编码器信号。PLC用于与工控机IPC进行通信，接收工控机IPC给出的控制信号，并执行相应的控制信号，控制油量测量机构的换向阀的动作使燃油通往相应的测量方式，控制油量测量机构断油盘的动作来决定是否使燃油流入电子天平或量杯。根据试验台IPC给出伺服电机的转速，输出相应的模拟量给伺服电机，使伺服电机以工控机IPC所设定的转速运转。PLC5通过RS-485通信连接到工控机IPC，可在工控机上监测PLC的运行状态。整个PLC包含10路DO、5路DI、1路AO。更进一步地，所述油量测量机构包括设置在顶部的换向阀、与换向阀连接的集油杯，所述集油杯下方设有断油盘，所述断油盘下方对称设有电子天平和量杯，所述电子天平上设有容器；所述断油盘与PLC连通，所述电子天平与称重模块连通。通过称重模块将电子天平测量方式的燃油重量通过RS-232通信实时传递给试验台测控系统，测量结束后电子天平测量方式的燃油通过排油泵抽入油箱。进一步地，所述冷却系统包括夹层集油杯，所述夹层集油杯的夹层上设有进水口和出水口，所述进水口设置在夹层集油杯底部，所述出水口设置在夹层集油杯顶部。冷却系统所采用的夹层集油杯，高温燃油喷入夹层集油杯的内壁面，夹层集油杯的夹层充满冷却水，冷却水下进上出。整个集油杯内层面积大，可保证喷入燃油的消雾、冷却。作为优选项，所述称重模块通过RS-232串口通信的方式实时传递数据给工控机IPC。作为优选项，所述PLC使用RS-485通信连接工控机IPC。作为优选项，所述伺服电机的转速为0～3000r/min。而船用低速机转速一般不大于200r/min。所设定0～300r/min转速满足低速柴油机的使用范围，并且转速范围越小伺服电机运转的越精确。并且伺服电机的驱动器自带编码器输出ABZ三相信号，且电机每转的编码器脉冲数可调，适合不同状态下的要求。作为优选项，所述伺服电机将驱动器自带编码器输出ABZ三相信号发送到测控系统。CompactRIO响应工控机IPC的控制信号，获取传感器的采样值，并将其转换为对应物理量的实际值传递给IPC，并在工控机IPC的软件界面上显示实时数据；并同时能根据控制软件的指令输出控制信号。测控软件能对采集的传感器信号进行数据保存、分析、数据回显等功能。作为优选项，所述测控系统响应工控机IPC的控制信号，获取传感器的采样值，并将其转换为对应物理量的实际值传递给IPC，并在工控机IPC的软件界面上显示实时数据。本专利技术的优点在于：1.本专利技术可集中采集柴油机电控喷油系统中的各类信号，如喷油器的燃油压力、增压后的燃油压力、针阀腔压力等，可对这些信号进行整体特性分析，为喷油器性能参数、控制策略整体的优化协调提供方向。2.本专利技术开放了对第三方喷油器燃油喷射量的测量接口，可以测量第三方喷油器所喷射出的燃油量；3.本专利技术采用模块化和标准接口设计，其关键零部件具有可替换性；4.本专利技术的驱动电磁阀模块，可驱动喷油器工作，通过控制软件可标定喷油器喷油正时、多次喷射和喷油脉宽等参数。5.本专利技术所采用的伺服电机覆盖转速范围广，完全满足船用低速机的转速需求，且在用模拟量控制时，低转速会使得控制更加精确。6.本专利技术可同步采集试验平台中曲轴转角信号、执行机构动作信号和控制单元控制信号，可在时间域和角度域进行电控单元控制控制策略功能验证，同步分析控制型号与执行机构的动作用以优化控制策略。7.本专利技术的驱动电磁阀模块可接入第三方ECU的控制信号，使得整个控制更加灵活。附图说明图1为本专利技术的结构框架示意图；图2为油量测量机构的结构示意图；图3为电控喷油模块与冷却系统的连接示意图。图中：ECU1、电控喷油模块2(其中：驱动电磁阀模块2.1、喷油器2.2)、冷却系统3(其中：夹层集油杯3.1、进水口3.2、出水口3.3)、油量测量机构4(其中：换向阀4.1、集油杯4.2、断油盘4.3、电子天平4.4、量杯4.5)、PLC5、称重模块6、伺服电机7、试验台测控模块8(其中：工控机IPC8.1、测控系统8.2)。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：如图1～3所示的一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其包括ECU1、与ECU1连通的电控喷油模块2，所述电控喷油模块2包括驱动电磁阀模块2.1和受驱动电磁阀模块2.1控制的喷油器2.2，所述驱动电磁阀模块2.1与ECU1连通，所述喷油器2.2与冷却系统3连接。与电控喷油模块2连接的冷却系统3，所述冷却系统3包括夹层集油杯3.1，所述夹层集油杯3.1的夹层上设有进水口3.2和出水口3.3，所述进水口3.2设置在夹层集油杯3.1底部，所述出水口3.3设置在夹层集油杯3.1顶部。与冷却系统3连接的油量测量机构4，所述油量测量机构4包括设置在顶部的换向阀4.1、与换向阀4.1连接的集油杯4.2，所述集油杯4.2下方设有断油盘4.3，所述断油盘4.3下方对称设有电子天平4.4和量杯4.5，所述电子天平4.4上设有容器；所述断油盘4.3与PLC5连通，所述电子天平4.4与称重模块6连通。与油量测量机构4连通的PLC5、与油量测量机构4连接的称重模块6、与PLC5连通的伺服电机7、试验台测控模块8，所述试验台测控模块8包括工控机IPC8.1、与工控机IPC8.1互连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其特征在于：包括ECU(1)、与ECU(1)连通的电控喷油模块(2)、与电控喷油模块(2)连接的冷却系统(3)、与冷却系统(3)连接的油量测量机构(4)、与油量测量机构(4)连通的PLC(5)、与油量测量机构(4)连接的称重模块(6)、与PLC(5)连通的伺服电机(7)、试验台测控模块(8)；所述电控喷油模块(2)、PLC(5)、所述称重模块(6)、伺服电机(7)分别与试验台测控模块(8)连通。

【技术特征摘要】
1.一种船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其特征在于：包括ECU(1)、与ECU(1)连通的电控喷油模块(2)、与电控喷油模块(2)连接的冷却系统(3)、与冷却系统(3)连接的油量测量机构(4)、与油量测量机构(4)连通的PLC(5)、与油量测量机构(4)连接的称重模块(6)、与PLC(5)连通的伺服电机(7)、试验台测控模块(8)；所述电控喷油模块(2)、PLC(5)、所述称重模块(6)、伺服电机(7)分别与试验台测控模块(8)连通。2.根据权利要求1所述的船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其特征在于：所述电控喷油模块(2)包括驱动电磁阀模块(2.1)和受驱动电磁阀模块(2.1)控制的喷油器(2.2)，所述驱动电磁阀模块(2.1)与ECU(1)及试验台测控模块(8)连通，所述喷油器(2.2)与冷却系统(3)连接。3.根据权利要求2所述的船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其特征在于：所述试验台测控模块(8)包括工控机IPC(8.1)、与工控机IPC(8.1)互连的测控系统(8.2)，所述工控机IPC(8.1)与PLC(5)互连，所述工控机IPC(8.1)与称重模块(6)连通，所述测控系统(8.2)与喷油器(2.2)和伺服电机(7)连通。4.根据权利要求3所述的船用低速机单缸电控喷油器试验平台，其特征在于：所述油量测量机构(4)包括设置在顶部的换向阀(4.1)、与换向阀(4.1)连接的集油杯(4.2)，所述集油杯(4.2)下方设有断油盘(4.3)，所述断油盘(4.3)下方分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤鹏，詹祖焱，贺玉海，杨建国，余永华，胡颖，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42