CN103628991B - 一种船用柴油-lng双燃料发动机管理系统检测装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置及其检测方法，属于发动机电控领域。远程操控与信息触摸屏、柴油-LNG双燃料发动机控制单元、安全管控模块、24V电源、直流电机及信号盘以及各传感器、执行器通过线束连接，整合进一个机械框架中，经由24V电源供电，通过人为的改变各传感器的感知物理量或是采用信号发生器对发动机运行的参数进行模拟，ECU根据检测到的AD量控制继电器等执行器动作，同时配合触摸信息显示屏进行实时参数监控，可实现对控制单元ECU、远程操控与信息触摸屏和安防管控模块等的检验。适用于任意柴油-LNG双燃料发动机管理系统的测试。
Description
技术领域
本发明涉及发动机电控领域，一种对船用柴油-LNG双燃料发动机管理系统进行功能检测的模拟检测装置及检测方法。
背景技术
船用柴油-LNG双燃料发动机管理系统，以下简称双燃料系统MEMS（MarianDiesel-LNGDualFuelEngineManagementSystem），由天然气电喷、LNG天然气安全监控及远程操控与信息三个子系统组成，适用于以柴油发动机进行LNG掺烧改装的配套发动机管理，也可以用于新生产的柴油-LNG双燃料发动机的管理。天然气电喷子系统中的控制单元通过采集发动机运行参数，处理发动机运行工况，控制发动机运行模式及LNG用量，确保发动机运行在最优替代率模式下；安全监控子系统，主要对火灾、燃气泄漏等安全故障进行处理，确保系统安全；远程操控与信息子系统显示双燃料系统的运行参数，并可控制系统运行模式及故障诊断。
相对而言，船用双燃料系统比车用双燃料系统复杂的多，目前还处于示范运行阶段。对于系统供应商，在质量保证方面除了单个部件的管控外，还需对系统整体性质量进行管控。在研发阶段对管理系统的测试主要通过发动机台架试验，即将该系统置于实际的发动机台架上，通过运行试验进行检测。台架试验能完整的检测出船用柴油-LNG双燃料发动机管理系统的性能，但是对于大规模管理系统的生产，台架检验显然既不经济又不方便。因此设计一种能模拟发动机台架全部功能，可在柴油-LNG双燃料发动机管理系统集成生产线上对其功能进行检测的装置是非常必要的。
为适应大规模生产双燃料发动机管理系统的出厂测试与检验，本发明提供一种测试装置及利用此装置进行测试的方法，通过改变各传感器的感知物理量（温度、压力等）或是采用信号发生器对发动机运行的参数进行模拟，由控制单元（ECU）根据监测到的传感器信号控制继电器、电磁阀等执行器动作，同时配合远程操控与信息子系统触摸屏进行实时参数监控。
发明内容
为了达到上述目的，一方面本发明的技术方案提供一种船用柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，该装置由柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）、安全管控模块（23）、远程操控与信息触摸屏（24）、风机组件（22）、声光报警器（21）、火灾报警器（20）、继电器盒（19）、信号发生器（18）、熄火器（17）、加热元件（16）、喷气阀及气轨组件（15）、爆震传感器（14）、水温传感器（13）、排气温度传感器（12）、油泵齿条位置传感器（11）、高压燃油喷射量及相位传感器组件（10）、油门手柄位置传感器（26）、24V电源（9）、相位传感器（8）、直流电机及信号盘（7）、转速传感器（6）、智能可燃气体探测器（5）、断气电磁阀（4）、气路总电磁阀（3）、气体排空电磁阀（2）和轴流风机（1）及线束组成。
本发明中的远程操控与信息触摸屏（24）、柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）、安全管控模块（23）、智能可燃气体探测器（5）通过CAN总线连接，实现数据的相互备份。其中与柴油-LNG双燃料发动机控制单元相连接的传感器、执行器有风机组件（22）、火灾报警器（20）、熄火器（17）、加热元件（16）、喷气阀及气轨组件（15）、爆震传感器（14）、水温传感器（13）、排气温度传感器（12）、油泵齿条位置传感器（11）、高压燃油喷射量及相位传感器组件（10）、油门手柄位置传感器（26）、相位传感器（8）、转速传感器（6）和断气电磁阀（4）；其中与安全管控模块相连接的执行器有声光报警器（21）、气路总电磁阀（3）和气体排空电磁阀（2）；其中24V电源与远程操控与信息触摸屏（24）、柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）、安全管控模块（23）、智能可燃气体探测器（5）、直流电机及信号盘（7）和信号发生器（18）连接，用于为系统供电；其中轴流风机（1）与风机组件（22）相连实现风机控制；其中继电器盒（19）用于放置柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）的继电器、安全管控模块（23）的继电器、风机组件（22）的继电器、熄火器（17）的继电器、气路总电磁阀（3）的继电器和气体排空电磁阀（2）的继电器；其中信号发生器（18）与柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）相连，使用开关切换。
所述远程操控与信息触摸屏的主界面用于显示柴油-LNG双燃料发动机管理系统运行的模式、系统当前存在故障报警、以及显示部分系统运行的重要参数，如转速、水温和工况等；远程操控与信息触摸屏数据显示界面用于显示系统运行参数；故障存储界面用于显示当前系统中存在的故障、故障发生时间、历史故障及冻结帧；数据记录界面用于记录系统运行重要参数。
所述柴油-LNG双燃料发动机控制单元（ECU）是通过采集各传感器参数，根据发动机运行状态处理运行工况，控制发动机运行模式及LNG用量，并将发动机运行参数等信息发送给触摸屏以显示系统当前运行状态。另外，ECU对与其相连接的传感器、执行器进行故障诊断并将诊断信息显示在触摸屏上，确保系统安全稳定运行；发动机控制单元还会记录历史故障及冻结帧，并在进入历史故障界面时将其发送到触摸屏上，便于查找系统问题。
所述安全管控模块，主要对火灾、燃气泄漏等安全问题进行监控和处理，根据系统状态控制气体总电磁阀、气体排空电磁阀和声光报警器，并对这些执行器进行诊断，确保系统安全运行。
所述继电器盒，用于放置继电器及其接线，ECU继电器盒内共有3个继电器分别是主继电器、风机继电器以及熄火器继电器；安全管控模块继电器盒内共有3个继电器分别是主继电器、气路总电磁阀继电器和排空电磁阀继电器。
所述直流电机及信号盘，使用24V电源驱动，可使用可调电阻调节转速，信号盘上带72缺2的曲轴齿以及6加1的凸轮齿，分别用来模拟转速和凸轮信号。
所述24V电源，用于为系统供电。
所述线束，用于连接远程操控与信息触摸屏、柴油-LNG双燃料发动机控制单元、安全管控模块、24V电源、直流电机及信号盘以及各传感器、执行器。线束上配有柴油-LNG双燃料发动机控制单元和安全管控模块的上电开关；线束上还配有双向开关，用于切换柴油-LNG双燃料发动机控制单元采集的信号，使其可以采集实际传感器信号或信号发生器产生的仿真信号。
所述相关传感器、执行器主要功能如下：
喷气阀及气轨组件，包括喷气阀、天然气温度压力传感器以及喷气背压传感器，主要作用是采集天然气压力、天然气温度和喷气背压力，根据这些参数精确计算天然气喷射的脉宽并实现喷射功能。
风机组件，包括三项交流继电器以及风机电流传感器，其中三项交流继电器用于驱动风机运行，风机电流传感器用于采集风机电流来诊断风机是否正常工作。
声光报警器，，在驱动时能够发出声音和光亮报警信号，在发生火灾和燃气泄漏时由安全管控模块报警。
火灾探测器，根据烟雾浓度探测是否存在火灾，当烟雾浓度达到一定程度时，发出高电平信号，使ECU获知当前存在安全隐患。
水温传感器及加热装置，其中水温传感器用于采集发动机冷却水温，其配套加热装置用于改变温度，使冷却水温可调。
油泵齿条位置传感器，用于采集发动机油泵齿条位置，通过发动机油泵齿条位置来反映当前发动机油量。
爆震传感器，用于采集发动机爆震信号，当发生震动或者使用金属敲击时传感器输出频率信号，ECU根据其信号判断是否有爆震发生。
智能可燃气体探测器，可探测环境中可燃气体的浓度，并通过CAN总线将环境可燃气浓度与ECU、安全管控模块、远程操控与信息触摸屏进行共享。
转速传感器，放置在信号盘侧面，用于采集信号盘转速信号。
相位传感器，放置在信号盘侧面，用于采集信号盘凸轮信号。
信号发生器，能够仿真曲轴信号、凸轮信号、模拟量输出信号等，使用模拟量电位器来调节输出值，方便测试使用，可通过开关切换。
排气温度传感器及加热装置，其中排气温度传感器用于采集排气温度，其配套加热装置用于改变温度，使排气温度可调。
高压燃油喷射量及相位传感器组件，功能上相当于油泵齿条位置传感器和相位传感器，用于采集高压燃油喷射量和喷射相位。
油门手柄位置传感器，用于采集油门手柄位置，以获取驾驶员对于发动机加减速的操作。
气体总电磁阀，由安全管控模块控制，用于切断和打开气源的装置，当远程操控与信息触摸屏控制进入双燃料模式即开启，当发生火灾、燃气泄露或主动退出双燃料模式时关闭。
气体排空电磁阀，当发生燃气泄露时开启，用于排除管道中的余气。
熄火器，当发动机超过1.1倍额定转速或者发生严重燃气泄露时，用于使柴油机熄火停机。
断气电磁阀，安装于气轨前，当系统满足启动双燃料条件且系统无故障时开启，气轨进气；反之，当系统不满足启动双燃料条件或系统存在故障时关闭，使气轨停止进气。
另一方面本发明提供一种利用本柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置进行检测的方法以便对柴油-LNG双燃料发动机管理系统进行功能试验，测试前，应保证系统中除被测件以外的各部件为合格品，在进行功能试验时，首先使用实际的传感器测试，观察远程操控与信息触摸屏上显示的各传感器采集的数值，根据其数值是否处于正常范围内来判断柴油-LNG双燃料发动机控制单元、远程操控与信息触摸屏、安防管理模块等功能是否正常；然后，通过双向开关将传感器采集的信号切换至模拟仿真信号测试。对于一般传感器，由于它们输出的都是模拟类信号，因此每个传感器配备一个模拟信号的可调节电位器，所有电位器整合为一个信号发生器。传感器信号与可调节电位器模拟信号的切换通过对应的双向开关来进行实现。
传感器仿真说明如下：
转速信号仿真，用电机驱动带齿的信号盘来仿真发动机的转速信号，信号盘转一圈相当于凸轮转一圈，曲轴转两圈。电机被一个与熄火器同时控制的继电器所控制，即熄火器被置位时，电机电源被切断，电机停转，模拟ECU实现紧急停车功能，通过一个可调电位器可调节电机转速，以模拟发动机变工况状态，还可以通过切换开关八、开关九，将曲轴和凸轮信号切换至信号发生器模拟信号，通过调节信号发生器上对应旋钮调节曲轴和凸轮转速。
排气温度传感器组件及水温传感器在试验时，首先通过各自的加热装置改变温度，观察传感器采集到的温度是否在预期范围内。然后可以通过切换开关四、开关五，将排气温度和冷却水温切换至信号发生器模拟信号，通过调节信号发生器对应旋钮调节排气温度和冷却水温，相应物理量在变化时系统是否执行动作是否与设计一致。
天然气温度压力传感器、喷气背压传感器及高压燃油喷射量传感器等压力传感器试验时，首先观察传感器采集到的温度、压力等是否在预期范围内。然后可以通过切换开关一、开关二、开关三、开关七，将天然气温度、天然气压力、喷气背压、高压燃油喷射量信号切换至信号发生器模拟信号，通过调节信号发生器对应旋钮调节天然气温度、天然气压力、喷气背压、高压燃油喷射量，观察喷阀的脉宽变化是否与系统设计一致。
油泵齿条位置传感器仿真时，首先通过手动推动传感器的推杆观察其输出值是否连续变化，并且将输出最大值和最小值与标准值比较，然后通过切换开关六，将油泵齿条位置信号切换至信号发生器模拟信号，通过调节信号发生器对应旋钮调节油泵齿条位置观察系统输出气量变化是否与系统设计一致。
油门手柄位置传感器仿真时，通过手动转动油门手柄位置传感器的转轴改变其输出。然后通过切换开关十，将油门手柄位置信号切换至信号发生器模拟信号，通过调节信号发生器对应旋钮调节油门手柄位置，观察系统输出气量变化是否与系统设计一致。
特殊信号传感器的仿真，台架中还有一些信号特殊的传感器，包括风扇电流传感器及爆震传感器，其中风扇电流传感器放置在风机控制模块内部，当风机驱动时，会根据交流电方向的变化产生相同频率的方波供ECU采集；爆震传感器信号需要使用金属物体敲击传感器的金属块来获得。
附图说明
图1为本发明柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置原理图
1轴流风机（2个），2气体排空电磁阀，3气路总电磁阀，4断气电磁阀，5智能可燃气体探测器（2个），6转速传感器，7直流电机及信号盘，8相位传感器，924VDC,10高压燃油喷射量及相位传感器组件,11油泵齿条位置传感器，12排气温度传感器，13水温传感器，14爆震传感器，15喷气阀及气轨组件（配备喷气背压传感器及天然气温度压力传感器），16加热元件（配合排气温度传感器及水温传感器使用），17熄火器，18信号发生器（可模拟8个模拟量输出信号及4个频率量输出信号），19继电器盒（2个），20火灾探测器，21声光报警器，22风机组件（2个），23安全管控模块，24远程操控与信息触摸屏，25柴油-LNG双燃料发动机控制单元，26油门手柄位置传感器。
图2信号发生局部放大图
具体实施方式
以有6个喷气阀的柴油-LNG双燃料发动机管理系统为例，系统组成包括发明内容中所述：远程操控与信息触摸屏（24）、柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）、安全管控模块（23）、风机组件（22）、声光报警器（21）、火灾报警器（20）、继电器盒（19）、熄火器（17）、喷气阀及气轨组件（15）、爆震传感器（14）、水温传感器（13）、排气温度传感器（12）、油泵齿条位置传感器（11）、高压燃油喷射量及相位传感器组件（10）、油门手柄位置传感器（26）、相位传感器（8）、转速传感器（6）、智能可燃气体探测器（5）、断气电磁阀（4）、气路总电磁阀（3）、气体排空电磁阀（2）和轴流风机（1）及线束。
本发明中一种柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，所述远程操控与信息触摸屏、柴油-LNG双燃料发动机控制单元、安全管控模块及智能可燃气体探测器通过CAN总线连接；风机组件、熄火器、加热元件通过继电器盒分别与ECU线束的80、78、7、65脚相连，风机组件中的2个风机电流传感器分别连接ECU线束的38和47；火灾报警器连接ECU线束的72脚；喷气阀及气轨组件中的天然气温度压力传感器连接ECU线束的56、60脚，喷气背压传感器连接ECU线束的54脚，6个喷气阀连接ECU线束的6组高低位驱动，分别是18和22、43和19、15和14、16和22、21和19、24和14；爆震传感器连接ECU线束的28脚；水温传感器连接ECU线束的58脚；排气温度传感器连接线束的50、69脚；油泵齿条位置传感器连接线束的70脚；高压燃油喷射量及相位传感器组件连接ECU线束的77脚；油门手柄位置传感器连接ECU线束的59脚；相位传感器连接ECU线束的37脚；转速传感器连接ECU线束的39脚；断气电磁阀连接ECU的13脚；轴流风机通过风机组件接220V交流电；声光报警器连接安全管控模块线束25脚；气路总电磁阀、气体排空电磁阀通过继电器盒分别连接安全管控模块线束19及20脚；ECU、安全管控模块通过继电器盒与直流电机及信号盘、远程操控与信息触摸屏一同连接到24V电源；ECU线束的56、60、54、66、77、58、70和59通过双掷开关连接到信号发生器的模拟量输出上，ECU线束的39、37通过双掷开关连接到信号发生器的频率量输出上，ECU线束的33、30脚分别连接上拉开关；ECU线束的11脚和安全管控模块线束的6脚分别连接工作指示灯；断气电磁阀、气路总电磁阀、气体排空电磁分别并联指示灯。
本发明提供的测试方法分为两个阶段：首先，将所有开关切换至实际传感器，观察远程操控与信息触摸屏上显示各传感器采集的数值，判断ECU、传感器、执行器、远程操控与信息触摸屏等功能是否正常；然后，将开关切换至模拟信号，进行模拟仿真试验，以验证系统运行是否与设计一致。
本发明实物仿真部分，远程操控与信息触摸屏上显示各传感器采集的数值如下：
转速检测,发动机转速大于100r/min，小于2000r/min。
燃气浓度检测，最大燃气泄露浓度，燃气浓度1，燃气浓度2均为0。
电池电压检测，电池电压在23.5V到24.5V之间。
温度检测，排气温度、天然气温度、水温接近常温。
压力检测，喷气背压、天然气压力接近大气压。
油量检测，齿条位置、油轨压力、油门手柄位置均为0。
气量检测，当前天然气流量为0。
ECU软件版本号检测，能够正确显示当前ECU软件版本。
本发明模拟仿真主要是通过调节信号发生器上模拟输出的旋钮，使对应引脚的输出电压在0-5V之间变化，来模拟传感器随环境变化产生的不同信号；通过调节信号发生器上曲轴转速信号旋钮，使转速信号方波频率在0-12KHz变化，并使相位信号产生对应频率的6+1信号，来模拟转速0-9999r/min以及对应的相位信号。模拟仿真分为四部分，分别为启动双燃料模式试验、天然气喷射条件试验、故障和诊断试验及安全保护功能试验。测试步骤及结果如下：
（1）启动双燃料模式试验检测项测试步骤及结果如下：
水温检测，调节水温模拟信号，模拟水温在正常工作范围情况及超过正常工作范围情况，当水温在发动机正常工作范围时，断气电磁阀打开、喷气阀动作；当水温超过发动机正常工作范围时，气体断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
转速检测，调节电机控制模拟信号，模拟转速高于怠速转速且不超速情况及低于怠速转速情况，当转速高于发动机怠速转速且不超速时，断气电磁阀打开、喷气阀动作；当转速低于怠速转速时，断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
智能可燃气体探测器检测，通入可燃气体，模拟环境中燃气浓度正常情况及燃气泄露情况，当环境中燃气浓度正常时，气体总电磁阀打开、断气电磁阀打开、喷气阀动作；当发生燃气泄露时，气体总电磁阀关闭、断气电磁阀关闭、喷气阀停止动作。
风机电流检测，接通、断开风机电流传感器，进行开关风扇电流信号，模拟风机正常工作情况及风机异常情况，当风机正常工作时，断气电磁阀打开、喷气阀动作；当风机异常（拔除风机驱动和电流传感器）时，断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
模式开关检测，进行模拟开关按钮模拟选择，分别切换至双燃料模式及柴油模式，模拟进入双燃料模式情况及纯柴油情况，当切换至双燃料模式时，气体总电磁阀打开、断气电磁阀打开、喷气阀动作；当切换至纯柴油模式，气体总电磁阀关闭、断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
齿条位置检测，调节齿条模拟位置信号，模拟齿条位置大于最小引燃油量位置同时小于最大油量位置时在正常工作范围情况，当齿条位置在正常工作范围时，断气电磁阀打开、喷气阀动作；当齿条位置超过正常工作范围时，断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
系统故障，故障与诊断试验及安全保护试验中无故障，断气电磁阀打开、喷气阀动作，故障与诊断试验及安全保护试验中出现故障，断气电磁阀关闭，喷气阀停止动作。
（2）天然气喷射条件试验检测项测试步骤及结果如下：
齿条位置传感器检测，调节齿条模拟位置信号，模拟齿条位置大于目标位置情况及齿条位置小于目标位置情况，当齿条位置大于目标位置时，天然气流量逐步增加到最大；当齿条位置小于目标位置时，天然气流量逐步减少。
爆震传感器，用金属物质快速敲击爆震传感器，模拟发生爆震情况，用金属物质敲击爆震传感器，当发生爆震后，天然气流量每3S减少10%；当爆震停止后天然气流量逐步恢复。
转速波动率检测，来回转动转速调节旋钮，使转速发生变化，模拟转速波动率超限情况，当转速波动率超限时，天然气流量逐步减少。
油门手柄位置检测，调节油门手柄位置信号，模拟驾驶员推动手柄情况，当油门手柄位置变小时，天然气流量减少一半；当油门手柄位置变大时，天然气流量逐步增加。
排气温度检测，调节排温模拟温度信号，模拟排温大于原柴油机排温且不高于排温上限情况，当模拟排温大于原柴油机排温且不高于排温上限时；天然气流量迅速减少，当模拟排温小于原柴油机排温时，天然气流量逐步增加。
（3）故障和诊断试验检测项测试步骤及结果如下：
水温传感器故障检测，将水温传感器模拟信号开关切换至空档模拟水温传感器故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
油泵齿条位置传感器故障检测，将齿条位置模拟信号开关切换至空挡模拟油泵齿条位置传感器开路故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
天然气压力温度传感器故障检测，将天然气压力和温度模拟信号开关切换至空档模拟天然气压力温度传感器开路故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
曲轴传感器故障检测，在转速信号盘有转速情况下拔除曲轴传感器信号模拟曲轴传感器故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
凸轮传感器故障检测，在转速信号盘有转速情况下拔除凸轮传感器信号模拟凸轮传感器故障，此时气体总电磁阀关闭、断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
风机电流故障检测，在风机驱动过程中，拔除风机电流信号，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
排气温度传感器故障检测，将排温模拟信号开关切换至实物传感器，拔除K型热电偶模拟排气温度传感器故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
高压燃油喷射量及相位传感器故障检测，将高压燃油喷射量及相位信号开关切换至空档模拟高压燃油喷射量及相位传感器故障模拟，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
油门手柄位置传感器故障检测，拔除油门手柄位置传感器，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
喷气阀故障检测，拔除任一喷气阀插件模拟喷气阀故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
断气电磁阀故障检测，拔除断气电磁阀模拟断气电磁阀故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
总电磁阀故障检测，拔除总电磁阀模拟总电磁阀故障，此时气体总电磁阀关闭、断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
风扇驱动故障检测，拔除风扇继电器模拟风扇驱动故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
熄火器继电器故障检测，拔除熄火器继电器模拟熄火器故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
排气电磁阀故障检测，拔除排空电磁阀继电器模拟排气电磁阀故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
智能可燃气体探测器故障检测，拔除一个可燃气体探测器时，远程操控与信息触摸屏报警；拔除两个可燃气体探测器时，断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
CAN通信故障，拔除和远程操控与信息触摸屏通信线模拟CAN通信故障，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
发生火灾检测，用烟雾或火源靠近火灾探测器模拟火灾场景，此时断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警
（4）安全保护功能试验检测项测试步骤及结果如下：
发动机超速检测，调节转速调节旋钮，模拟发动机一级超速及二级超速情况，当发动机一级超速时，气体总电磁阀关闭、断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警，退出双燃料模式；当发动机二级超速时，气体总电磁阀关闭、断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警，驱动熄火器，柴油机停机。
天然气压力超限检测，调节天然气压力模拟信号，模拟天然气压力超限情况，天然气压力低于下限时，断气阀关闭、喷气阀停止动作，退出双燃料模式同时远程操控与信息触摸屏报警；天然气压力高于上限时，远程操控与信息触摸屏报警。
天然气温度过低检测，调节天然气温度模拟信号，模拟天然气温度超限情况，天然气温度低于下限时，断气阀关闭、喷气阀停止动作，退出双燃料模式同时远程操控与信息触摸屏报警。
排气温度过高检测，调节排温模拟信号，模拟排温超限情况，排温高于排温上限时，断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
风扇控制检测，将系统上电后风扇一直运行。
关闭双燃料模式开关检测，将双燃料模式开关关闭，断气阀关闭、喷气阀停止动作，风扇运行。
燃气泄漏检测，分别通入较低浓度及较高浓度的可燃气体，模拟燃气浓度一级超限及二级超限情况，当燃气浓度一级超限时，气体总电磁阀关闭、排空阀打开、断气阀关闭、喷气阀停止动作，风扇继续运行，声光报警器报警，同时远程操控与信息触摸屏报警；当燃气浓度二级超限时，气体总电磁阀关闭、排空阀打开、断气阀关闭、喷气阀停止动作，风扇继续运行，声光报警器报警，退出双燃料模式，熄火器动作使柴油机停机，同时远程操控与信息触摸屏报警。
水温限制检测，调节水温模拟信号，模拟水温超限，水温大于水温限值时，断气阀关闭、喷气阀停止动作，同时远程操控与信息触摸屏报警。
本发明不限于上述应用内容及方式，可根据实际的柴油-LNG双燃料管理系统需求，增减传感器和执行器。
Claims (6)
1.一种船用柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，由柴油-LNG双燃料发动机控制单元ECU、安全管控模块、远程操控与信息触摸屏、传感器、执行器、继电器盒、智能可燃气体探测器、直流电机及信号盘、信号发生器和24V电源组成，其特征在于：
其中与柴油-LNG双燃料发动机控制单元相连接的传感器有爆震传感器（14）、水温传感器（13）、排气温度传感器（12）、油泵齿条位置传感器（11）、高压燃油喷射量及相位传感器组件（10）、油门手柄位置传感器（26）、相位传感器（8）、转速传感器（6），执行器有风机组件（22）、火灾报警器（20）、熄火器（17）、加热元件（16）、喷气阀及气轨组件（15）和断气电磁阀（4）；
其中与安全管控模块相连接的执行器有声光报警器（21）、气路总电磁阀（3）和气体排空电磁阀（2）；
其中24V电源与远程操控与信息触摸屏（24）、柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）、安全管控模块（23）、智能可燃气体探测器（5）、直流电机及信号盘（7）和信号发生器（18）连接，用于为系统供电；
其中轴流风机（1）与风机组件（22）相连实现风机控制；
其中继电器盒（19）用于放置柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）的继电器、安全管控模块（23）的继电器、风机组件（22）的继电器、熄火器（17）的继电器、气路总电磁阀（3）的继电器和气体排空电磁阀（2）的继电器；
ECU继电器盒内共有3个继电器分别是主继电器、风机继电器以及熄火器继电器；安全管控模块继电器盒内共有3个继电器分别是主继电器、气路总电磁阀继电器和排空电磁阀继电器；
其中信号发生器（18）与柴油-LNG双燃料发动机控制单元（25）相连，使用开关切换；
其中所述直流电机及信号盘，使用24V电源驱动，可使用可调电阻调节转速，信号盘上带72缺2的曲轴齿以及6加1的凸轮齿，分别用来模拟转速和凸轮信号；
其中所述24V电源，用于为系统供电；
用于连接远程操控与信息触摸屏、柴油-LNG双燃料发动机控制单元、安全管控模块、24V电源、直流电机及信号盘以及各传感器、执行器的线束上配有柴油-LNG双燃料发动机控制单元和安全管控模块的上电开关；线束上还配有双向开关，用于切换柴油-LNG双燃料发动机控制单元采集的信号，使其可以采集实际传感器信号或信号发生器产生的仿真信号。
2.如权利要求1所述的柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，其特征在于，所述柴油-LNG双燃料发动机控制单元（ECU）是通过采集各传感器参数，根据发动机运行状态处理运行工况，控制发动机运行模式及LNG用量，并将发动机运行参数等信息发送给触摸屏以显示系统当前运行状态，且ECU负责诊断与其相连接的传感器、执行器的故障并显示在触摸屏上，确保系统安全稳定运行，同时ECU还会记录历史故障及冻结帧，并在进入历史故障界面时将其发送到触摸屏上，便于查找系统问题。
3.如权利要求1所述的柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，其特征在于，所述远程操控与信息触摸屏的主界面用于显示柴油-LNG双燃料发动机管理系统运行的模式、系统当前存在故障报警、以及显示部分系统运行的重要参数，如转速、水温和工况；远程操控与信息触摸屏数据显示界面用于显示系统运行参数；故障存储界面用于显示当前系统中存在的故障、故障发生时间、历史故障及冻结帧；数据记录界面用于记录系统运行重要参数。
4.如权利要求1所述的柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，其特征在于，所述安全管控模块，主要对火灾、燃气泄漏等安全故障进行处理，根据系统状态控制气体总电磁阀、气体排空电磁阀和声光报警器，并对这些执行器进行诊断，确保系统安全运行。
5.如权利要求1所述的柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置，其特征在于，
喷气阀及气轨组件，包括喷气阀、天然气温度压力传感器以及喷气背压传感器，主要作用是采集天然气压力、天然气温度和喷气背压力，并实现喷射功能；
风机组件，包括三相交流继电器以及风机电流传感器，其中三相交流继电器用于驱动风机运行，风机电流传感器用于采集风机电流来诊断风机是否正常工作；
声光报警器，在驱动时能够发出声音和光亮报警信号，在发生火灾和燃气泄漏时报警；
火灾探测器能感知当前是否有火灾发生，当有火灾发生时向ECU发出信号，使ECU获知当前存在安全隐患；
水温传感器及加热装置，其中水温传感器用于采集发动机冷却水温，其配套加热装置用于改变温度，使冷却水温可调；
油泵齿条位置传感器，用于采集发动机油泵齿条位置，通过发动机油泵齿条位置来反映当前发动机油量；
爆震传感器，用于采集发动机爆震信号，当采集到震动或者使用金属敲击时会产生爆震波；
智能可燃气体探测器，可探测环境中可燃气体的浓度，并通过CAN总线与ECU、触摸屏共享监测到的可燃气体浓度；
转速传感器，放置在信号盘侧面，用于采集信号盘转速信号；
相位传感器，放置在信号盘侧面，用于采集信号盘凸轮信号；
信号发生器，能够仿真曲轴信号、凸轮信号、模拟量输出信号等，使用模拟量电位器来调节输出值，方便测试使用，可通过开关切换；
排气温度传感器及加热装置，其中排气温度传感器用于采集排气温度，其配套加热装置用于改变温度，使排气温度可调；
高压燃油喷射量及相位传感器组件，功能上相当于油泵齿条位置传感器和相位传感器，用于采集高压燃油喷射量和喷射相位；
油门手柄位置传感器，用于采集油门手柄位置，以获取驾驶员对于发动机加减速的操作；
气体总电磁阀，由安全管控模块控制，用于切断和打开起源供气装置，当远程操控与信息触摸屏控制进入双燃料模式即开启，当发生火灾、燃气泄露或主动退出双燃料模式时关闭；
气体排空电磁阀，当发生燃气泄露时开启，用于排除管道中的余气；
熄火器，当发动机超过1.1倍额定转速或者发生严重燃气泄露时，用于使柴油机熄火停机；
断气电磁阀，安装于气轨前，当系统满足启动双燃料条件且系统无故障时开启，气轨进气；反之，当系统不满足启动双燃料条件或系统存在故障时关闭，使气轨停止进气。
6.一种用于如权利要求1所述的柴油-LNG双燃料发动机管理系统检测装置进行检测的方法，其特征在于：在被测件以外的其它各部件合格的基础上，使用实际的传感器测试，观察远程操控与信息触摸屏上显示的各传感器采集的数值，判断远程操控与信息触摸屏、柴油-LNG双燃料发动机控制单元和安全管控模块功能是否正常；通过双向开关将传感器采集的信号切换至模拟仿真信号，通过模拟系统正常及异常的工作情况，检测控制单元ECU、操控与信息显示屏和安全管控模块是否符合功能要求。
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