開(kāi)題報(bào)告

電氣工程及自動(dòng)化

船舶柴油機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義

現(xiàn)代船舶工業(yè)是典型的綜合加工裝配工業(yè)，是綜合工業(yè)之首。船舶工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)有直接的消耗，還直接為我國(guó)的能源運(yùn)輸，國(guó)際航運(yùn)，海洋開(kāi)發(fā)等產(chǎn)業(yè)提供必要的裝備和信息，形成國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一條重要產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)前，船舶動(dòng)力仍以柴油機(jī)為主。柴油機(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)。經(jīng)過(guò)幾十年尤其是最近十多年的發(fā)展，現(xiàn)在的船用柴油機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新的高度。但隨著世界能源危機(jī)，環(huán)境污染和自動(dòng)化水平的日益提高，對(duì)柴油機(jī)提出了更高的要求。因此柴油機(jī)的優(yōu)勢(shì)地位也提出了新的挑戰(zhàn)。由此以后研究柴油機(jī)主要是提高經(jīng)濟(jì)性研究，降低柴油機(jī)排放研究。柴油機(jī)排放的限制使得經(jīng)濟(jì)性提高更加困難，這個(gè)也是柴油機(jī)發(fā)展中的新課題：提高可靠性和耐久性的研究：電子控制技術(shù)的研究等。據(jù)資料表明，船舶產(chǎn)品平均構(gòu)造比例：造船30%，原材料20%，配套設(shè)施50%。由此可見(jiàn)，船舶配套設(shè)施對(duì)船舶工業(yè)的重要性。船舶柴油機(jī)是船舶的主要配套設(shè)備，它應(yīng)用于船舶推進(jìn)動(dòng)力裝置和船舶電站。在船舶成本中分別占10%—15%和3%—5%。因此，建設(shè)性能提供性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠，品種齊全，數(shù)量充足船舶柴油機(jī)制造業(yè)，對(duì)我國(guó)工業(yè)快速穩(wěn)定健康發(fā)展不可或缺。我國(guó)船用柴油機(jī)發(fā)展關(guān)系到國(guó)家重大的政治與經(jīng)濟(jì)安全戰(zhàn)略，其近年來(lái)的發(fā)展嚴(yán)重滯后的現(xiàn)狀已引起各方面的重視。2003

年以來(lái)，國(guó)家十分重視并充分肯定了船舶工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的積極作用，尤其是2004

年宏觀(guān)調(diào)控的背景下對(duì)船舶工業(yè)更快、更大發(fā)展寄予殷切期望。

目前國(guó)內(nèi)大功率船舶柴油機(jī)船舶套配件沒(méi)有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，關(guān)鍵技術(shù)受制于人，已經(jīng)成為我國(guó)船舶發(fā)展的重要瓶頸，為了達(dá)到未來(lái)的造船大國(guó)強(qiáng)國(guó)時(shí)對(duì)船舶配套件的需求，實(shí)現(xiàn)國(guó)輪國(guó)造，國(guó)輪國(guó)配，必須盡快改變我國(guó)柴油機(jī)落后的狀況。電子控制系統(tǒng)是柴油機(jī)重要的配套產(chǎn)品，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)電控系統(tǒng)一直以來(lái)進(jìn)口。

隨著國(guó)際船舶配套技術(shù)飛速發(fā)展，世界上各個(gè)大船舶柴油機(jī)公司近幾年相繼推出新型船舶柴油機(jī)，都大量的采用最新的科技成果和設(shè)計(jì)理念，如模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，高效率增壓技術(shù)，智能技術(shù)等。主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

1船舶柴油機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)。

柴油機(jī)發(fā)展不僅要求提高綜合效率，而且要求提高柴油機(jī)整體性能和各種工作狀況下的適應(yīng)性。主要研究?jī)?nèi)容，船舶柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)總體匹配設(shè)計(jì)技術(shù)研究，模塊化設(shè)計(jì)研究，船舶柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)集成優(yōu)化。

2船舶柴油機(jī)虛擬設(shè)計(jì)研究技術(shù)

虛擬技術(shù)將用于船舶柴油機(jī)設(shè)計(jì)，制造，裝配，運(yùn)行和維修全過(guò)程。以發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用相關(guān)軟件，技術(shù)和手段開(kāi)展船舶柴油機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研究。

3智能化電子控制技術(shù)

開(kāi)展船舶柴油機(jī)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和工程化應(yīng)用技術(shù)，電子控制系統(tǒng)，電子調(diào)速器設(shè)計(jì)技術(shù)。船舶柴油機(jī)運(yùn)行電子管理系統(tǒng)等方面的研究。

4船舶柴油機(jī)可靠性技術(shù)

柴油機(jī)零部件活著模塊件將有更高的水平發(fā)展，即受到更高的重視，因此，需開(kāi)展可靠性技術(shù)的研究，故障分析診斷等方面的研究。

5船舶柴油機(jī)代用燃料技術(shù)

大功率船舶柴油機(jī)燃料向多元化發(fā)展，可以使用重油等清潔燃料等，對(duì)于LNG.LPG等燃料運(yùn)輸船，開(kāi)展可方便利用所運(yùn)輸?shù)娜剂系膯稳剂匣螂p燃料氣體發(fā)動(dòng)機(jī)。

6全生命周期性和低排放技術(shù)

開(kāi)展船舶柴油機(jī)性能以及燃料技術(shù)的研究，重點(diǎn)是突破高增壓技術(shù)，高壓共軌燃油噴射技術(shù)等，以解決船舶柴油機(jī)低負(fù)荷性能和全工況乃至全生命周期經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。結(jié)合船舶柴油機(jī)結(jié)構(gòu)模式，工作要求，運(yùn)行環(huán)境等多類(lèi)實(shí)際情況，開(kāi)展全生命周期和低排放技術(shù)的研究可以滿(mǎn)足世界環(huán)境提出的進(jìn)一步嚴(yán)格要求。

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，我國(guó)作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)騰飛的發(fā)展中國(guó)家，必將在21世紀(jì)進(jìn)入高速發(fā)展階段。我國(guó)將會(huì)越來(lái)越多的向海洋這個(gè)人類(lèi)的大寶庫(kù)索取生物，化學(xué)，動(dòng)力和能源礦產(chǎn)和廣闊的生存空間，探索海洋和開(kāi)發(fā)海洋將成為我國(guó)重要的生產(chǎn)活動(dòng)之一。船舶將會(huì)成為這一生產(chǎn)重要工具和得力助手。目前我國(guó)現(xiàn)役船舶中主要以船舶柴油機(jī)作為主動(dòng)力，因此柴油機(jī)作為一種原動(dòng)力在我國(guó)海洋開(kāi)發(fā)和船舶運(yùn)輸及海洋開(kāi)發(fā)占有十分重要的地位。是我國(guó)船舶的基本動(dòng)力，開(kāi)展船舶配套設(shè)施的研究具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。

電控系統(tǒng)被稱(chēng)為柴油機(jī)的“大腦”，是柴油機(jī)的重要組成部分，對(duì)提高柴油機(jī)的自動(dòng)化水平、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和改善排放等具有重要作用。柴油機(jī)電控技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量柴油機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志，是柴油機(jī)產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：

研究基本內(nèi)容：

1：了解柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本功能和工作環(huán)境。

2：對(duì)柴油電控系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3：冷卻水溫控制。

解決主要問(wèn)題：

1：電子調(diào)速的建模。

2：相繼增壓系統(tǒng)增壓器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。

3：了解故障診斷的工作原理。

4：水溫控制的設(shè)計(jì)。

三、研究步驟、方法及措施：

步驟及方法：

1：了解國(guó)內(nèi)外船舶柴油機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r。

2：對(duì)柴油機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了解和認(rèn)識(shí)。

3：重點(diǎn)研究船舶柴油機(jī)電控系統(tǒng)理論及其應(yīng)用，建立合適的模型。

4：得出結(jié)論。

措施：

圖書(shū)館查找相關(guān)的書(shū)籍、期刊、雜志等，通過(guò)上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當(dāng)代對(duì)該技術(shù)的研究成果和最新的動(dòng)態(tài)。然后通過(guò)對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)一步的熟悉和理

解設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)與指導(dǎo)老師探討，對(duì)不了解的問(wèn)題及時(shí)向老師請(qǐng)教。

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