气缸压力示功图是发动机性能的重要指标之一,气缸压力在线测量系统可实现发动机多缸气缸压力同步测量、分析和提取特征参数,对比各缸气缸压力示功图和特征参数能及时准确了解发动机工作状况。因此,开发一套船用发动机气缸压力在线测量系统具有工程应用价值。高精度气缸压力传感器价格昂贵,使用寿命短,限制了气缸压力在线测量系统的工程应用。目前大多采用离线测量方法对发动机气缸压力逐个缸测量分析,即每次只能测量发动机的1个气缸压力,然后依次测量其它缸的气缸压力。由于监测用气缸压力传感器产品的推出,其使用寿命长,性价比高,使得采用气缸压力在线测量发动机气缸压力成为可能。本文开发了基于FPGA的船用发动机气缸压力在线测量系统,设计了其硬件电路,开发了测量分析软件,验证了所开发的船用发动机气缸压力在线测量系统的功能和精度,主要研究内容和结论如下:(1)针对船用发动机气缸压力在线测量系统的测量环境及要求,在Cadence硬件设计平台完成了测量系统主要功能模块的芯片选型设计和电路设计,主要包括气缸压力采集、DDR3存储、以太网通讯和串口转USB通讯等设计,设计的硬件系统实现了数据采集、存储、发送和串并转换等功能,信号测量的稳定性良好和可靠性高。(2)编写了A/D数据采集、信号分析处理、测量数据存储、以太网发送和串口转USB通信等模块的控制逻辑,实现了多路数据同步采集,同步时钟条件的串并转换、DDR3数据的存储和以太网发送,达到了设计要求。(3)在船用发动机气缸压力测量模拟实验台进行了测量系统的验证试验,通过分析验证了开发的船用发动机气缸压力在线测量系统的功能和精度。