随着电子控制技术的发展,船舶柴油机逐步实现了控制和管理的电子化、信息化和智能化。采用电子控制技术可以大大降低柴油机的排放污染,提高柴油机的经济性和可靠性。柴油机容积法模型仿真速度较快、精度较高,可用于控制系统仿真。本文依据模块化思想在MATLAB/SIMULINK中建立了柴油机容积法模型,主要对柴油机气缸工作过程、进排气系统、中冷器、涡轮增压器、调速机构、输出扭矩和多缸模型进行模型描述。缸内工作过程仿真时采用多缸模型,从而减小了计算量,加快了仿真速度。电控柴油机的控制单元及其控制策略是电控柴油机研究的重点,本文研究了高压共轨燃油控制系统,实现了轨压PID控制、喷油量和喷油定时的控制。研究了电控柴油主机经济模式和低NOx模式(预喷射模式)下燃烧过程的区别,仿真了两种工作过程的示工图。改进了排气阀升程计算方法,按照排气阀打开的时间查得排气阀升程,使模型仍然能够运用查表法求得排气阀升程。仿真结果表明改进的柴油机容积法模型对柴油机的动态性能有较好的预测结果,说明模型的建立、模型中主要参数的选取以及MAP图的制定是正确的。其仿真结果和试验结果进行了比较和分析,误差较小,可以用于分析和预测电控柴油主机的特性参数,对柴油机控制策略的确定、电控柴油机初始MAP的制定以及最后参数的标定都有一定的指导意义。本文研究的船舶电控柴油主机模型将运用到轮机模拟器中,所以在用MATLAB验证了模型的正确性之后,用C#设计了船舶电控柴油主机模型的人机交互界面,对主机模型进行了仿真,模型具有良好的仿真精度和实时性,能够满足轮机模拟器的仿真和培训要求。