專利名稱：對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柴油機負荷保護控制技術領域，特別涉及一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法和裝置。
背景技術：
在船舶推進系統(tǒng)領域，船用調(diào)距槳推進器廣泛應用于各種海洋工程船舶中。配備調(diào)距槳推進器的主推進系統(tǒng)，往往采用柴油機作為調(diào)距槳驅(qū)動動力裝置。船舶運行過程中，通過改變調(diào)距槳推進器的螺距大小，可調(diào)整驅(qū)動柴油機輸出功率的大小，從而使得船舶獲得不同大小的推進力，進而改變船舶航行速度。適用于調(diào)距槳推進器的驅(qū)動柴油機具備一條轉(zhuǎn)速一功率曲線，即對應不同的柴油機轉(zhuǎn)速，柴油機允許輸出的額定功率是不同的。當柴油機的實時輸出功率超過其額定功率時，會出現(xiàn)柴油機過載。在船舶推進器的設計過程中，通過柴油機與調(diào)距槳的特性匹配設計一般不會造成柴油機過載。但船舶在航行過程中會受到風、浪和流等外部作用力的影響，會造成柴油機過載。柴油機過載會對柴油機帶來損害，嚴重影響柴油機使用壽命，并威脅船舶運行安全。因此，在該類型船舶推進器控制系統(tǒng)的設計過程中，設計一種防止調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機出現(xiàn)過載的柴油機負荷保護裝置和方法顯得尤為重要。由于風、浪和流等外部作用力是不可控的，為防止柴油機過載，現(xiàn)有方法僅通過降低調(diào)距槳螺距的方法來降低柴油機的實時輸出功率，以達到避免柴油機出現(xiàn)過載的目的。具體地，當檢測到即時轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，柴油機負荷超過其額定輸出功率時，開始降低螺距，以減少柴油機輸出功率，從而避免柴油機出現(xiàn)過載。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:該方法為被動防止 柴油機過載，當開始降低螺距以避免柴油機過載時，柴油機已出現(xiàn)過載工況。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術被動防止柴油機過載的問題，本發(fā)明實施例提供了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法和裝置。所述技術方案如下:一方面，本發(fā)明實施例提供了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，所述方法包括:獲取柴油機的功率輸出余量、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子、螺距調(diào)整延時時間以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間；獲取所述柴油機的實時轉(zhuǎn)速以及實時輸出功率；確定所述柴油機在所述實時轉(zhuǎn)速下的額定輸出功率；確定所述實時輸出功率減去所述額定輸出功率再減去所述功率輸出余量所得的值；當所述值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值，并在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間內(nèi)，控制所述螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行，在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間之后，實時獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值，控制所述螺旋槳以所述實時獲取的螺距控制指令值運行，其中，所述調(diào)整后的螺距值為首次獲取的螺距控制指令值與所述螺距指令調(diào)整因子的乘積。進一步地,所述方法還包括:獲取所述調(diào)距槳的螺距調(diào)整延時時間，則，所述當所述值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行調(diào)整，具體為:當所述值大于O的持續(xù)時間超過所述螺距調(diào)整延時時間時，對所述螺旋槳的螺距進行調(diào)整。較佳地，所述柴油機的功率輸出余量為所述柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。較佳地，所述螺距指令調(diào)整因子為0.4 0.8。較佳地、所述螺距調(diào)整延時時間為2 5秒，所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間為15 30秒。另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，包括:參數(shù)獲取單元，用于獲取柴油機的功率輸出余量、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間；信號獲取單元，用于獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值、柴油機的實時轉(zhuǎn)速以及實時輸出功率；額定輸出功率確定單元，與所述信號獲取單元連接，用于確定所述柴油機在所述實時轉(zhuǎn)速下的額定輸出功率；功率差值確定單元，與所述信號獲取單元、所述額定輸出功率確定單元和所述參數(shù)獲取單元連接，用于確定所述實時輸出功率減去所述額定輸出功率再減去所述功率輸出余量所得的值；螺距控制單元，與所述參數(shù)獲取單元、所述信號獲取單元和所述功率差值確定單元連接，用于當所述差值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次接收所述信號獲取單元獲取的螺距控制指令值，在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間內(nèi)，輸出螺距調(diào)整值，并在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間之后，實時接收所述信號獲取單元獲取的螺距控制指令值，并輸出實時螺距值，所述螺距調(diào)整值為首次接收的螺距控制指令值與所述螺距指令調(diào)整因子的乘積，所述實時螺距值為實時接收的螺距控制指令值；螺距執(zhí)行單元，與所述螺距控制單元連接，用于根據(jù)所述螺距控制單元輸出的螺距調(diào)整值和實時螺距值控制所述螺旋槳運行。

進一步地，所述參數(shù)獲取單元還用于獲取所述調(diào)距槳的螺距調(diào)整延時時間，則，所述螺距控制單元具體用于當所述差值大于O的持續(xù)時間超過所述螺距調(diào)整延時時間時，對所述螺旋槳的螺距進行控制。較佳地，所述柴油機的功率輸出余量為所述柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。較佳地，所述螺距指令調(diào)整因子為0.4 0.8。
較佳地，所述螺距調(diào)整延時時間為2 5秒，所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間為15 30秒。本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:通過設置柴油機的功率輸出余量(該功率輸出余量的取值范圍小于1)，并通過計算柴油機的實時轉(zhuǎn)速下，柴油機的實時輸出功率與所述額定輸出功率、所述功率輸出余量之間的差值，根據(jù)差值是否大于O來判斷是否需要調(diào)整螺距大小，當差值大于O時，表示柴油機即將過載，此時提前降低螺距，從而主動防止柴油機出現(xiàn)過載工況。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法的流程圖；圖3是本發(fā)明實施例三提供的一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a是圖3所示裝置的硬件框架圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。實施例一本發(fā)明實施例提供了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，參見圖1，該方法包括:步驟SlOl:獲取柴油機的功率輸出余量X、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子y以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to ；步驟S102:獲取該柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0以及實時輸出功率p0 ；步驟S103:確定該柴油機在實時轉(zhuǎn)速n0下的額定輸出功率p ；步驟S104:確定實時輸出功率PO減去額定輸出功率P再減去功率輸出余量X所得的值e,即:e=pO-p_x ；步驟S105:當值e大于O時，對該螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值C1，并在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to內(nèi)，控制螺旋槳以調(diào)整后的螺距值A運行，在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to之后，實時獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值C2,控制螺旋槳以該實時獲取的螺距控制指令值C2運行，其中，調(diào)整后的螺距值A為首次獲取的螺距控制指令值C1與螺距指令調(diào)整因子I的乘積，即A=yXCi。本實施例一具有如下優(yōu)點:
首先，通過步驟SlOl來獲取柴油機的功率輸出余量X，并通過步驟S103和步驟S104來確定柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0下，柴油機的實時輸出功率PO與額定輸出功率P、功率輸出余量X之間的差值e，通過步驟S105中根據(jù)值e是否大于O來判斷是否需要調(diào)整螺距大小，當差值大于O時，表示柴油機即將過載，此時對該螺旋槳的螺距進行調(diào)整和控制，以提前降低螺距，從而主動防止柴油機出現(xiàn)過載工況。另外，在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間tO內(nèi)，本方法控制螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行，當螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行的時間超過螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to時，再對螺距進行調(diào)整，將螺距值調(diào)整為實時獲取的螺距控制指令值C2，這樣，可有效避免調(diào)距槳推進器螺距調(diào)整頻繁，使得柴油機輸出功率更加平穩(wěn)，柴油機使用壽命得到延長，保證了船舶穩(wěn)定運行。實施例二本發(fā)明實施例提供了另一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，參見圖2，該方法包括:步驟S201:獲取柴油機的功率輸出余量X、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子y、螺距調(diào)整延時時間t以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to ；步驟S202:獲取該柴油機的實 時轉(zhuǎn)速n0以及實時輸出功率p0 ；步驟S203:確定該柴油機在實時轉(zhuǎn)速n0下的額定輸出功率p ；步驟S204:確定實時輸出功率PO減去額定輸出功率P再減去功率輸出余量X所得的值e,即:e=p0-p_x ；步驟S205:當值e大于O的持續(xù)時間超過螺距調(diào)整延時時間t時，對該螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值C1，并在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to內(nèi)，控制螺旋槳以調(diào)整后的螺距值A運行，在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to之后，實時獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值C2,控制螺旋槳以該實時獲取的螺距控制指令值C2運行，其中，調(diào)整后的螺距值A為首次獲取的螺距控制指令值C1與螺距指令調(diào)整因子y的乘積，即 A=YXC1O本實施例二除了具有上述實施例一的優(yōu)點外,還具有如下優(yōu)點:當值e大于O的持續(xù)時間超過螺距調(diào)整延時時間t時，才對螺距進行調(diào)整控制，這樣，可有效避免外部負載一起的瞬時負載過大導致調(diào)距槳推進器螺距調(diào)整頻繁的問題，使得柴油機輸出功率更加平穩(wěn)，柴油機使用壽命得到延長，保證了船舶穩(wěn)定運行。最后，獲取的參數(shù)如柴油機的功率輸出余量X、螺距指令調(diào)整因子y、螺距調(diào)整延時時間t以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to可調(diào)，這使得柴油機驅(qū)動調(diào)距槳推進器可適應不同的工況。作為本發(fā)明的另一實施方式，該柴油機的功率輸出余量X為柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面保證了船舶在各種不同的海況下運行時，仍然能夠獲得足夠的動力，另一方面，在船舶運行過程中，主機有足夠的功率余量以抵消外部負載對主機的影響。當船舶運行海況良好時，可盡量設小該柴油機的功率輸出余量，以充分發(fā)揮主機功率；當船舶運行海況惡劣時，可適當增大柴油機的功率輸出余量，以應對惡劣海況對主機的影響，從而保護主機。作為本發(fā)明的再一實施方式，該螺距指令調(diào)整因子y為0.4 0.8。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面保證了船舶在進行螺距調(diào)整處理后仍然能夠獲得足夠的動力，另一方面可以有效保護主機，避免過載。當海況良好時，柴油機出現(xiàn)輕微過載的可能性較大，且持續(xù)時間較短，可適當增大螺距指令調(diào)整因子；當海況較惡劣時，海況對柴油機的影響較大，易出現(xiàn)強過載工況，此時可縮短螺距指令調(diào)整因子，以盡量減小主機負荷，從而保護主機。作為本發(fā)明的又一實施方式，該螺距調(diào)整延時時間t為2 5秒。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面可有效避免外部負載波動過大所造成的主機過載，另一方面可有效避免外部負載的瞬時波動造成的主機過載。當海況良好時，柴油機出現(xiàn)輕微過載的可能性較大，且持續(xù)時間較短，可適當增大螺距調(diào)整延時時間；當海況較惡劣時，海況對柴油機的影響較大，易出現(xiàn)過載工況，此時可縮短螺距調(diào)整延時時間，以盡快降低主機負荷，從而保護主機。作為本發(fā)明的再一實施方式。該螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間tO為15 30秒。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面可使得船舶操作人員有足夠的反映時間來根據(jù)船舶實際運行情況主動調(diào)整螺距大小，另一方面，可使船舶在可控范圍內(nèi)，避免船舶運行長時間脫離操作人員的控制，以確保船舶的運行安全。該時間長根據(jù)船舶操作人員習慣設置，其時間設置需足夠長，以使船舶操縱人員能夠準確獲知船舶已處于降負荷運行狀態(tài)，主機可能即將會出現(xiàn)過載工況，以提醒船舶操縱人員需要控制螺旋槳以主動降低螺距指令值。在上述實施方式下，作為本發(fā)明的另一實施方式，該方法還包括:當值e不大于O或值e大于O的持續(xù)時間未超過螺距調(diào)整延時時間t時，實時獲取該調(diào)距槳的螺距控制指 令值C2，控制螺旋槳以該實時獲取的螺距控制指令值C2運行。在上述情況下，由于柴油機是正常工作的，因此無需對螺距進行調(diào)整。需要說明的是，步驟S103中，確定該柴油機在實時轉(zhuǎn)速n0下的額定輸出功率P可以通過柴油機的轉(zhuǎn)速一額定輸出功率模擬曲線確定，其中柴油機的轉(zhuǎn)速一額定輸出功率模擬曲線可以是柴油機在出廠時已設置好，或者，柴油機出廠后，通過將柴油機實際的轉(zhuǎn)速一功率曲線進行分段線性化處理獲得，也可以通過將柴油機實際的轉(zhuǎn)速一功率曲線先進行分段線性化處理后，再進行高級數(shù)據(jù)擬合而獲得。這兩種方式僅僅是得到轉(zhuǎn)速與額定輸出功率的示例方式，其他類似的得到轉(zhuǎn)速與額定輸出功率關系的方式仍在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明實施例提供了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，參見圖3，該裝置包括:參數(shù)獲取單元11，用于獲取該柴油機的功率輸出余量X、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子I以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to ；信號獲取單元12，用于獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值、該柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0以及實時輸出功率PO ；額定輸出功率確定單元13，與該信號獲取單元12相連，用于確定柴油機在實時轉(zhuǎn)速n0下的額定輸出功率P ；功率差值確定單元14，與該信號獲取單元12、該額定輸出功率確定單元13和該參數(shù)獲取單元11連接，用于確定實時輸出功率PO減去額定輸出功率P再減去功率輸出余量X所得的值e,即:e=pO-p-x ；螺距控制單元15，與該參數(shù)獲取單元11、該信號獲取單元12和該功率差值確定單元14連接，用于當該值大于O時，對該螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次接收該信號獲取單元獲取的螺距控制指令值Cl，在該螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間tO內(nèi)，輸出螺距調(diào)整值，并在該螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to之后，實時接收該信號獲取單元獲取的螺距控制指令值C2,并輸出實時螺距值，該螺距調(diào)整值為該首次接收的螺距控制指令值Cl與該螺距指令調(diào)整因子I的乘積，該實時螺距值為實時接收的螺距控制指令值C2 ；螺距執(zhí)行單元16，與該螺距控制單元15連接，用于根據(jù)該螺距控制單元15輸出的螺距調(diào)整值和實時螺距值控制該螺旋槳運行。本實施例具有如下優(yōu)點:首先，參數(shù)獲取單元11先獲取柴油機的功率輸出余量X，然后額定輸出功率確定單元13和功率差值確定單元14確定柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0下，柴油機的實時輸出功率PO與額定輸出功率P、功率輸出余量X之間的差值e，然后螺距控制單元15根據(jù)差值e是否大于O來判斷是否需要調(diào)整螺距大小，當差值大于O時，表示柴油機即將過載，此時螺距控制單元15輸出降低螺距的螺距調(diào)整值指令，螺距控制單元16根據(jù)該指令提前降低螺距，從而主動防止柴油機出現(xiàn)過載工況。另外，螺距控制單元15在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間tO內(nèi)，控制螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行，當螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行的時間超過螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間to時，再對螺距進行調(diào)整，將螺距值調(diào)整為實時獲取的螺距控制指令值C2，這樣，可有效避免調(diào)距槳推進器螺距調(diào)整頻繁，使得柴油機輸出功率更加平穩(wěn)，柴油機使用壽命得到延長，保證了船舶穩(wěn)定運行。在上一實施例基礎之上，作為本發(fā)明的又一實施例，該參數(shù)獲取單元11還用于獲取調(diào)距槳的螺距調(diào)整延時時間t，則，該螺距控制單元15具體用于當該差值大于O的持續(xù)時間超過該螺距調(diào)整延時時間t時，對該螺旋槳的螺距進行控制。由上述技術方案可知，參數(shù)獲取單元11獲取螺距調(diào)整延時時間t，螺距控制單元15在當值e大于O的持續(xù)時間超過螺距調(diào)整延時時間t時，才對螺距進行調(diào)整控制，這樣，本裝置可有效避免外部負載一起的瞬時負載過大導致調(diào)距槳推進器螺距調(diào)整頻繁的問題，使得柴油機輸出功率更加平穩(wěn)，柴油機使用壽命得到延長，保證了船舶穩(wěn)定運行。另外，參數(shù)獲取單元11獲取的參數(shù)如柴油機的功率輸出余量、螺距指令調(diào)整因子、螺距調(diào)整延時時間以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間可調(diào)，這使得柴油機驅(qū)動調(diào)距槳推進器可適應不同的工況。需要指出的是，結(jié)構(gòu)示意3中的參數(shù)獲取單元11、額定輸出功率確定單元13、功率差值確定單元14以及螺距控制單元15中對螺距值進行調(diào)整的模塊相當于架構(gòu)3a中的控制器3。作為一個實施例，該控制器3可以為可編程邏輯控制器。另外，架構(gòu)3a中的功率檢測傳感器4、轉(zhuǎn)速檢測傳感器5和推力手柄I相當于結(jié)構(gòu)示意3中的信號獲取單元12。具體地，該信號獲取單元12可以通過功率檢測傳感器4來獲取柴油機的實時輸出功率PO ，通過轉(zhuǎn)速檢測傳感器5來獲取柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0,以及通過推力手柄I來獲取調(diào)距槳8的螺距控制指令值。該功率檢測傳感器4和該轉(zhuǎn)速檢測傳感器5可以安裝在柴油機7上。在上述實施例下，作為另一實施例，參見圖3a，該功率檢測傳感器4、轉(zhuǎn)速檢測傳感器5和推力手柄I可以通過信號輸入輸出單兀2將對應的柴油機的實時輸出功率p0、柴油機的實時轉(zhuǎn)速n0、調(diào)距槳的螺距控制指令值發(fā)送至控制器3，由控制器3負責與信號輸入輸出單元之間的數(shù)據(jù)傳遞，并進行本發(fā)明中防止柴油機過載相關控制算法的邏輯運算與程序處理。作為本發(fā)明的另一實施方式，該柴油機的功率輸出余量為柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面保證了船舶在各種不同的海況下運行時，仍然能夠獲得足夠的動力，另一方面，在船舶運行過程中，主機有足夠的功率余量以抵消外部負載對主機的影響。當船舶運行海況良好時，可盡量設小該柴油機的功率輸出余量，以充分發(fā)揮主機功率；當船舶運行海況惡劣時，可適當增大柴油機的功率輸出余量，以應對惡劣海況對主機的影響，從而保護主機。作為本發(fā)明的再一實施方式，該螺距指令調(diào)整因子為0.4 0.8。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面保證了船舶在進行螺距調(diào)整處理后仍然能夠獲得足夠的動力，另一方面可以有效保護主機，避免過載。當海況良好時，柴油機出現(xiàn)輕微過載的可能性較大，且持續(xù)時間較短，可適當增大螺距指令調(diào)整因子；當海況較惡劣時，海況對柴油機的影響較大，易出現(xiàn)強過載工況，此時可縮短螺距指令調(diào)整因子，以盡量減小主機負荷，從而保護主機。作為本發(fā)明的又一實施方式，該螺距調(diào)整延時時間為2 5秒。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面可有效避免外部負載波動過大所造成的主機過載，另一方面可有效避免外部負載的瞬時波動造成的主機過載。當海況良好時，柴油機出現(xiàn)輕微過載的可能性較大，且持續(xù)時間較短，可適當增大螺距調(diào)整延時時間；當海況較惡劣時，海況對柴油機的影響較大，易出現(xiàn)過載工況，此時可縮短螺距調(diào)整延時時間，以盡快降低主機負荷，從而保護主機。作為本發(fā)明的·再一實施方式。該螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間為15 30秒。經(jīng)過多次航行試驗，確定該范圍是有效的。該范圍一方面可有效避免外部負載波動過大所造成的主機過載，另一方面可有效避免外部負載的瞬時波動造成的主機過載。該時間長根據(jù)船舶操作人員習慣設置，其時間設置需足夠長，以使船舶操縱人員能夠準確獲知船舶已處于降負荷運行狀態(tài)，主機可能即將會出現(xiàn)過載工況，以提醒船舶操縱人員需要控制螺旋槳以主動降低螺距指令值。在上述實施方式下，作為本發(fā)明的另一實施方式，該螺距控制單元15還用于當值e不大于O或值e大于O的持續(xù)時間未超過螺距調(diào)整延時時間t時，實時獲取該調(diào)距槳的螺距控制指令值C2,并輸出實時螺距值，該實時螺距值為實時接收的螺距控制指令值C2,則該螺距執(zhí)行單元16還用于根據(jù)該螺距控制單元15輸出的實時螺距值控制該螺旋槳運行。在這種情況下，柴油機是正常工作的，所以無需對螺距進行調(diào)整。需要說明的是，額定輸出功率確定單元13確定該柴油機在實時轉(zhuǎn)速n0下的額定輸出功率P可以通過柴油機的轉(zhuǎn)速一額定輸出功率模擬曲線確定，其中柴油機的轉(zhuǎn)速一額定輸出功率模擬曲線可以是柴油機在出廠時已設置好，或者，柴油機出廠后，通過將柴油機實際的轉(zhuǎn)速一功率曲線進行分段線性化處理獲得，也可以通過將柴油機實際的轉(zhuǎn)速一功率曲線先進行分段線性化處理后，再進行高級數(shù)據(jù)擬合而獲得。這兩種方式僅僅是得到轉(zhuǎn)速與額定輸出功率的示例方式，其他類似的得到轉(zhuǎn)速與額定輸出功率關系的方式仍在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。；另外，上述實施例提供的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置和方法在保護柴油機避免出現(xiàn)過載時，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任 何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取柴油機的功率輸出余量、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子、螺距調(diào)整延時時間以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間； 獲取所述柴油機的實時轉(zhuǎn)速以及實時輸出功率； 確定所述柴油機在所述實時轉(zhuǎn)速下的額定輸出功率； 確定所述實時輸出功率減去所述額定輸出功率再減去所述功率輸出余量所得的值；當所述值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值，并在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間內(nèi)，控制所述螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行，在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間之后，實時獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值，控制所述螺旋槳以所述實時獲取的螺距控制指令值運行，其中，所述調(diào)整后的螺距值為首次獲取的螺距控制指令值與所述螺距指令調(diào)整因子的乘積。
2.如權利要求1所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，其特征在于，所述方法還包括: 獲取所述調(diào)距槳的螺距調(diào)整延時時間， 貝U，所述當所述值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行調(diào)整，具體為: 當所述值大于O的持續(xù)時間超過所述螺距調(diào)整延時時間時，對所述螺旋槳的螺距進行調(diào)整。
3.如權利要求1或2所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，其特征在于，所述柴油機的功率輸出余量為所述柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。
4.如權利要求1或2所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，其特征在于，所述螺距指令調(diào)整因子為0.4 0.8。
5.如權利要求2所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法，其特征在于，所述螺距調(diào)整延時時間為2 5秒，所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間為15 30秒。
6.一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，包括: 參數(shù)獲取單元，用于獲取柴油機的功率輸出余量、調(diào)距槳的螺距指令調(diào)整因子以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間； 信號獲取單元，用于獲取所述調(diào)距槳的螺距控制指令值、柴油機的實時轉(zhuǎn)速以及實時輸出功率； 額定輸出功率確定單元，與所述信號獲取單元連接，用于確定所述柴油機在所述實時轉(zhuǎn)速下的額定輸出功率； 功率差值確定單元，與所述信號獲取單元、所述額定輸出功率確定單元和所述參數(shù)獲取單元連接，用于確定所述實時輸出功率減去所述額定輸出功率再減去所述功率輸出余量所得的值； 螺距控制單元，與所述參數(shù)獲取單元、所述信號獲取單元和所述功率差值確定單元連接，用于當所述差值大于O時，對所述螺旋槳的螺距進行控制，包括:首次接收所述信號獲取單元獲取的螺距控制指令值，在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間內(nèi)，輸出螺距調(diào)整值，并在所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間之后，實時接收所述信號獲取單元獲取的螺距控制指令值，并輸出實時螺 距值，所述螺距調(diào)整值為首次接收的螺距控制指令值與所述螺距指令調(diào)整因子的乘積，所述實時螺距值為實時接收的螺距控制指令值； 螺距執(zhí)行單元，與所述螺距控制單元連接，用于根據(jù)所述螺距控制單元輸出的螺距調(diào)整值和實時螺距值控制所述螺旋槳運行。
7.如權利要求6所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，所述參數(shù)獲取單元還用于獲取所述調(diào)距槳的螺距調(diào)整延時時間， 貝U，所述螺距控制單元具體用于當所述差值大于O的持續(xù)時間超過所述螺距調(diào)整延時時間時，對所述螺旋槳的螺距進行控制。
8.如權利要求6或7所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，所述柴油機的功率輸出余量為所述柴油機在額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩的O 0.5倍。
9.如權利要求6或7所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，所述螺距指令調(diào)整因子為0.4 0.8。
10.如權利要求7所述的對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的裝置，其特征在于，所述螺距調(diào)整延時時 間為2 5秒，所述螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間為15 30秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對調(diào)距槳推進器驅(qū)動柴油機進行負荷保護的方法和裝置，屬于柴油機負荷保護控制技術領域。該方法包括獲取柴油機功率輸出余量、螺距指令調(diào)整因子以及螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間；獲取柴油機實時轉(zhuǎn)速以及實時輸出功率；確定柴油機在實時轉(zhuǎn)速下的額定輸出功率；確定實時輸出功率減去額定輸出功率再減去功率輸出余量所得的值；當值大于0時，在螺距調(diào)整后持續(xù)運行時間內(nèi)，控制螺旋槳以調(diào)整后的螺距值運行，之后，控制螺旋槳以實時獲取的螺距控制指令值運行。通過上述方案，本發(fā)明能主動防止柴油機過載。另外，本方法可以在值大于0的持續(xù)時間超過螺距調(diào)整延時時間才進行螺距調(diào)整，能避免螺距調(diào)整過于頻繁，同時可適用于多種不同工況。
文檔編號B63H3/10GK103241355SQ20131014999
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權日2013年4月26日
發(fā)明者馬志剛, 趙麗雄, 皇豐輝, 高卓, 王楠 申請人:武漢船用機械有限責任公司