LNG双燃料船舶动力智能调校方法与流程

lng双燃料船舶动力智能调校方法
技术领域
1.本发明涉及lng双燃料船舶发动机动力调校技术，具体涉及了lng双燃料船舶动力智能调校方法。


背景技术：

2.lng双燃料动力船舶在近年来随着科技的发展逐步走向新一代船舶制造业，快速成为了推广绿色能源应用的必然趋势。lng双燃料发动机产生是当前注重保护环境污染的一个历史性机遇，提升能效比，提升动力，是lng船舶急需攻关的课题。lng双燃料发动机是适配一般是在某一河段是进行调校，ecu上的数据模型很难适配全国所有内河航道，导致因航道不同、水情不同等因素造成lng双燃料船舶动力出现很大差距。当前急需一种能够按内河航道、水情等因素来适配船舶发动机的ecu调校技术，提升lng双燃料发动机动力，而国内外相关技术还存在一定局限。因此，开展lng双燃料船舶动力智能调校方法研究十分必要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了lng双燃料船舶动力智能调校方法，船舶在航行时使用该方法，能够在现场环境下将lng双燃料发动机的动力性能调到最佳。
4.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：lng双燃料船舶动力智能调校方法，包括以下步骤：步骤1，在lng双燃料船舶上安装动力智能调校系统，该系统包括接口模块、ecu读写模块、北斗数据读写模块、动力调校模块、存储模块、油门控制模块、天然气控制模块、电脉冲信号发生模块；所述的接口模块与ecu读写模块相连接，负责对接lng双燃料船舶发动机的ecu；所述的ecu读写模块、北斗数据读取模块分别与动力调校模块相连接，所述的动力调校模块分别与油门控制模块、天然气控制模块和存储模块相连接；所述的油门控制模块、天然气控制模块分别与电脉冲信号发生模块相连接；所述的电脉冲信号发生模块与接口模块相连接；步骤2，读取发动机工况数据、北斗定位数据和水情数据，两类数据均包括历史数据和实时数据；步骤3，建立初始动力模型,过程如下：步骤3.1，设置模型的输入数据为航道数据、水情数据、航速；步骤3.2，设置模型的输出数据为发动机转速阀值、针对输入航速所需的发动机转速；步骤3.3，建立关系模型，将同一时刻的航道数据、水情数据、航速、发动机转速、发动机档位、温度、进油量、进气量关联起来；步骤3.4，向模型中导入历史数据；步骤4，根据动力模型依次改变发动机转速，判断在此转速下加油、加气是否能够提升转速，具体过程如下：
步骤4.1，初始化发动机转速值和转速的增长步长值；步骤4.2，根据增长步长值依次增长转速值，在动力模型中搜索对应的转速是否有关联的历史数据，如果有则跳过该转速，继续增长。
5.步骤4.3，找到没有任何历史数据的转速时，计算在该转速下的进油量和进气量，生成油门控制指令和天然气控制指令；步骤4.5，根据油门控制指令和天然气控制指令生成电脉冲信号，通过接口模块传送给发动机ecu，控制油门和进气门，使发动机到达指定转速，将此时的航速记入模型并与对应转速相关联；步骤4.6，在温度阀值下生成天然气加大指令，通过接口模块传送给发动机ecu，使发动机加气，并判断发动机转速是否能够提升，如果能够提升则说明该转速不是阀值，跳转步骤4.2，如果不能提升则重复步骤4.6，继续让发动起加气，直到到达温度阀值；步骤4.7，生成油门加大指令，通过接口模块传送给发动机ecu，使发动机加油，并判断发动机转速是否能够提升，如果能够提升则说明该转速不是阀值，否则说明该转速已到达阀值，跳转步骤5；步骤5，到达阀值转速的发动机，无论加油还是加气均不能提升转速，将此转速值设置为发动机在当前航道和水情环境下的动力阀值；步骤6，更新动力模型并存入存储模块，同时写入发动机ecu。
6.对本发明的进一步说明，在步骤2中，所述的发动机工况数据实时发动机转速、实时发动机档位、发动机转速阀值、实时航速、实时温度、运行时长、温度阀值，实时油耗、累计油耗、实时用气量、累计用气量；所述的北斗定位数据包括船舶位置数据和航道数据。
7.对本发明的进一步说明，在步骤4.1中，转速的初始化值默认为500转，转速的增长步长值默认为10转，这两个值也可以通过手工输入来设置。
8.在本发明中，动力智能调校系统中各模块的功能和数据走向如下：ecu读写模块通过接口模块从船舶lng双燃料发动机ecu中读取发动机的工况数据并送入动力调校模块，北斗数据读取模块从北斗卫星定位芯片中读取北斗定位数据并送入动力调校模块，动力调校模块从水情公共服务平台获取当前水情数据；在建立动力模型时，动力调校模块计算出发动机的进油量、进气量并分别发送给油门控制模块、天然气控制模块；油门控制模块和天然气控制模块根据进气量和进油量生成油门控制指令和天然气控制指令，并送入电脉冲信号发生模块；电脉冲信号发生模块根据接收到的指令生成对应的电脉冲信号，并通过接口模块发送给发动机ecu；ecu即可根据指令要求改变发动机的进油量和进气量。
9.本发明的优点：1.使用简单，船舶在同一航道行驶两至三次，就能在该航道的水情环境下使船舶发动机的动力性能达到最优；2.能够存储不同航道、不同水情、不同季节的动力模型，并根据实际情况调取使用。
附图说明
10.图1是本发明中动力智能调校系统的结构框图。
11.图2是本发明中动力智能调校方法的流程图。
具体实施方式
12.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
13.实施例1：lng双燃料船舶动力智能调校方法，包括以下步骤：步骤1，在lng双燃料船舶上安装动力智能调校系统，该系统包括接口模块、ecu读写模块、北斗数据读写模块、动力调校模块、存储模块、油门控制模块、天然气控制模块、电脉冲信号发生模块；所述的接口模块与ecu读写模块相连接，负责对接lng双燃料船舶发动机的ecu；所述的ecu读写模块、北斗数据读取模块分别与动力调校模块相连接，所述的动力调校模块分别与油门控制模块、天然气控制模块和存储模块相连接；所述的油门控制模块、天然气控制模块分别与电脉冲信号发生模块相连接；所述的电脉冲信号发生模块与接口模块相连接。
14.步骤2，读取发动机工况数据、北斗定位数据和水情数据，两类数据均包括历史数据和实时数据。
15.步骤3，建立初始动力模型,过程如下：步骤3.1，设置模型的输入数据为航道数据、水情数据、航速；步骤3.2，设置模型的输出数据为发动机转速阀值、针对输入航速所需的发动机转速；步骤3.3，建立关系模型，将同一时刻的航道数据、水情数据、航速、发动机转速、发动机档位、温度、进油量、进气量关联起来。
16.步骤3.4，向模型中导入历史数据。
17.步骤4，根据动力模型依次改变发动机转速，判断在此转速下加油、加气是否能够提升转速，具体过程如下：步骤4.1，初始化发动机转速值和转速的增长步长值；步骤4.2，根据增长步长值依次增长转速值，在动力模型中搜索对应的转速是否有关联的历史数据，如果有则跳过该转速，继续增长；步骤4.3，找到没有任何历史数据的转速时，计算在该转速下的进油量和进气量，生成油门控制指令和天然气控制指令；步骤4.5，根据油门控制指令和天然气控制指令生成电脉冲信号，通过接口模块传送给发动机ecu，控制油门和进气门，使发动机到达指定转速，将此时的航速记入模型并与对应转速相关联；步骤4.6，在温度阀值下生成天然气加大指令，通过接口模块传送给发动机ecu，使发动机加气，并判断发动机转速是否能够提升，如果能够提升则说明该转速不是阀值，跳转步骤4.2，如果不能提升则重复步骤4.6，继续让发动起加气，直到到达温度阀值；步骤4.7，生成油门加大指令，通过接口模块传送给发动机ecu，使发动机加油，并判断发动机转速是否能够提升，如果能够提升则说明该转速不是阀值，否则说明该转速已到达阀值，跳转步骤5。
18.步骤5，到达阀值转速的发动机，无论加油还是加气均不能提升转速，将此转速值设置为发动机在当前航道和水情环境下的动力阀值。
19.步骤6，更新动力模型并存入存储模块，同时写入发动机ecu。
20.对本发明的进一步说明，在步骤2中，所述的发动机工况数据包括实时发动机转
速、实时发动机档位、发动机转速阀值、实时航速、实时温度、运行时长、温度阀值，实时油耗、累计油耗、实时用气量、累计用气量；所述的北斗定位数据包括船舶位置数据和航道数据。
21.对本发明的进一步说明，在步骤4.1中，转速的初始化值默认为500转，转速的增长步长值默认为10转，这两个值也可以通过手工输入来设置。
22.在本发明中，动力智能调校系统中各模块的功能和数据走向如下：ecu读写模块通过接口模块从船舶lng双燃料发动机ecu中读取发动机的工况数据并送入动力调校模块，北斗数据读取模块从北斗卫星定位芯片中读取北斗定位数据并送入动力调校模块，动力调校模块从水情公共服务平台获取当前水情数据；在建立动力模型时，动力调校模块计算出发动机的进油量、进气量并分别发送给油门控制模块、天然气控制模块；油门控制模块和天然气控制模块根据进气量和进油量生成油门控制指令和天然气控制指令，并送入电脉冲信号发生模块；电脉冲信号发生模块根据接收到的指令生成对应的电脉冲信号，并通过接口模块发送给发动机ecu；ecu即可根据指令要求改变发动机的进油量和进气量。
23.在本发明中，存储模块用于存储历史数据、实时数据、调校过程数据和动力模型数据。相同的航道、水情、季节对应一个动力模型。
24.本发明可用于两种情况：一是在新航道、新水情或新季节的环境下对lng双燃料船舶的发动机进行动力优化；二是在历史航道、历史水情和相同季节环境下，输入航道、水情和季节数据，本发明会自动调取对应的动力模型写入ecu，不需重新调校即可使发动机达到最佳动力。