本發(fā)明涉及的是一種柴油機(jī)模擬系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

相繼增壓是現(xiàn)代新型艦船柴油機(jī)普遍采用的提高柴油機(jī)性能的有效方法之一，其主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)是通過兩臺或者多臺渦輪增壓器與柴油機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，根據(jù)柴油機(jī)工況的不同，改變投入運(yùn)行的渦輪增壓器數(shù)量，從而使渦輪增壓器始終獲得充足的廢氣能量而運(yùn)行在高效率區(qū)。

現(xiàn)有相繼增壓系統(tǒng)都是在柴油機(jī)的基礎(chǔ)上配兩臺單級廢氣渦輪增壓器，一臺為基本增壓器，一臺為受控增壓器，為了實(shí)現(xiàn)受控增壓器隨著工況的變化而“投入”和“切出”，在受控增壓器壓氣機(jī)出口安裝了一個“空氣閥”，在渦輪的進(jìn)口安裝了一個“燃?xì)忾y”；為了防止增壓器喘振，在壓氣機(jī)的出口和渦輪的進(jìn)口之間安裝了一個“旁通閥”；為了防止氣缸內(nèi)爆壓過高，在進(jìn)氣前安裝了一個“放氣閥”。若將空氣閥和燃?xì)忾y關(guān)閉，“切出”受控增壓器，一個增壓器工作，即為1TC工作狀態(tài)；若空氣閥和燃?xì)忾y打開，“投入”受控增壓器，兩個增壓器工作，即為2TC工作狀態(tài)。

目前尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)柴油機(jī)相繼增壓系統(tǒng)出廠模擬測試方法的有關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供考核柴油機(jī)相繼增壓電控裝置的可靠性、進(jìn)行出廠前的測試的柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)，其特征是：包括柴油機(jī)信號模擬器、控制系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)、集氣管、消聲器、排氣總管、第一-第四排氣歧管，空氣壓縮機(jī)連接排氣總管，排氣總管上安裝壓力調(diào)節(jié)閥，排氣總管分別連通第一-第四排氣歧管，第一-第四排氣歧管均與集氣管相通，第一排氣歧管上依次安裝燃?xì)忾y、第一壓力傳感器、第一流量控制閥，第二排氣歧管上依次安裝空氣閥、第二壓力傳感器、第二流量控制閥，第三排氣歧管上依次安裝旁通閥、第三壓力傳感器、第三流量控制閥，第四排氣歧管上依次安裝放氣閥、第四壓力傳感器、第四流量控制閥，集氣管出口連接消聲器，產(chǎn)生柴油機(jī)主機(jī)信號、A列增壓器信號、B列增壓器信號的柴油機(jī)信號模擬器連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別連接并控制燃?xì)忾y、空氣閥、旁通閥、放氣閥開閉。

本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)還可以包括：

1、所述的燃?xì)忾y、空氣閥、旁通閥和放氣閥均為氣動蝶閥。

本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓控制方法，其特征是：采用權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)，柴油機(jī)信號模擬器產(chǎn)生柴油機(jī)主機(jī)信號、A列增壓器信號、B列增壓器信號，并傳送給控制系統(tǒng)，

當(dāng)柴油機(jī)功率小于50％額定功率，處于1TC工況，控制系統(tǒng)關(guān)閉燃?xì)忾y和空氣閥；

當(dāng)柴油機(jī)功率大于55％額定功率，處于2TC狀態(tài)，控制系統(tǒng)打開燃?xì)忾y和空氣閥；

當(dāng)柴油機(jī)處于50％-55％額定功率時，如果柴油機(jī)是從低工況向高工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持1TC，控制系統(tǒng)關(guān)閉燃?xì)忾y和空氣閥。如果柴油機(jī)是從高工況向低工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持2TC，控制系統(tǒng)打開燃?xì)忾y和空氣閥；

當(dāng)柴油機(jī)功率大于90％額定功率時，控制系統(tǒng)打開放氣閥；

當(dāng)柴油機(jī)功率小于80％額定功率時，控制系統(tǒng)關(guān)閉放氣閥；

當(dāng)柴油機(jī)處于80％-90％額定功率時，如果柴油機(jī)是從低工況向高工況運(yùn)行，控制系統(tǒng)保持放氣閥關(guān)閉；如果柴油機(jī)是從高工況向低工況運(yùn)行，控制系統(tǒng)保持放氣閥打開。

本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓控制方法還可以包括：

1、當(dāng)柴油機(jī)處于1TC狀態(tài)時，控制系統(tǒng)使旁通閥一直關(guān)閉，柴油機(jī)處于2TC時，判斷柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于80％額定轉(zhuǎn)速時，控制系統(tǒng)關(guān)閉旁通閥，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于75％額定轉(zhuǎn)速時，控制系統(tǒng)打開旁通閥；當(dāng)轉(zhuǎn)速處于75％-80％之間時，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是從低向高運(yùn)行，控制系統(tǒng)保持旁通閥關(guān)閉，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是從高向低運(yùn)行，控制系統(tǒng)保持旁通閥打開。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：為了確保柴油機(jī)相繼增壓電控裝置的可靠性，利用一套模擬裝置來實(shí)現(xiàn)出廠前的測試，根據(jù)柴油機(jī)不同工況，通過不同閥門的調(diào)節(jié)控制模擬相繼增壓實(shí)際控制過程，從而驗(yàn)證控制系統(tǒng)的實(shí)用性和精準(zhǔn)性。該系統(tǒng)裝置及方法易于實(shí)現(xiàn)，成本較低，可以普遍適用于實(shí)際工程應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1，本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)包括排氣管路、空氣壓縮機(jī)4、燃?xì)忾y9、空氣閥8、旁通閥7、放氣閥6、壓力調(diào)節(jié)閥5、壓力傳感器、流量控制閥、柴油機(jī)信號模擬器2、集氣管1、消聲器18和控制系統(tǒng)3。其特征在于：空氣壓縮機(jī)4的出口與壓力調(diào)節(jié)閥5的入口相連，壓力調(diào)節(jié)閥5的出口分別與燃?xì)忾y9、空氣閥8、旁通閥7、放氣閥6入口相連。燃?xì)忾y9出口與第一流量控制閥17入口相連，其間設(shè)置有第一壓力傳感器10；空氣閥8出口與第二流量控制閥16入口相連，其間設(shè)置有第二壓力傳感器11；旁通閥7出口與第三流量控制閥15入口相連，其間設(shè)置有第三壓力傳感器12；放氣閥6出口與第四流量控制閥14入口相連，其間設(shè)置有第四壓力傳感器13。流量控制閥的出口共同匯入集氣管1，經(jīng)由消聲器18排如大氣。

其中，燃?xì)忾y、空氣閥、旁通閥和放氣閥均為氣動蝶閥。整個模擬裝置包括4部分，即柴油機(jī)信號模擬裝置、相繼增壓控制系統(tǒng)、閥門及相關(guān)管路和空氣壓縮系統(tǒng)。其中，柴油機(jī)信號模擬器發(fā)出主機(jī)轉(zhuǎn)速、增壓器轉(zhuǎn)速、增壓壓力、油門位置、齒條零位等信號，信號輸入到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)依據(jù)控制策略輸出控制信號使管路系統(tǒng)中的相繼增壓控制閥進(jìn)行開關(guān)操作。

其中，控制系統(tǒng)屬于雙向控制，既可以根據(jù)柴油機(jī)信號模擬器的信號控制相繼增壓閥門的啟閉，同時接受蝶閥狀態(tài)反饋信號。

本發(fā)明柴油機(jī)相繼增壓模擬系統(tǒng)控制方法：由柴油機(jī)模擬器發(fā)出信號，包括主機(jī)信號、A列增壓器轉(zhuǎn)速信號、A列增壓器出口壓力信號、B列增壓器轉(zhuǎn)速信號、B列增壓器出口壓力信號、油門位置信號。上述信號輸入到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)依據(jù)控制策略輸出控制信號，控制相繼增壓蝶閥和流量控制閥的啟閉，具體控制策略如下：

(1)燃?xì)忾y和空氣閥的控制策略：

柴油機(jī)功率小于50％額定功率，處于1TC工況，關(guān)閉燃?xì)忾y和空氣閥。

柴油機(jī)功率大于55％額定功率，處于2TC狀態(tài)，打開燃?xì)忾y和空氣閥。

柴油機(jī)處于50％-55％額定功率時，如果柴油機(jī)是從低工況向高工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持1TC，關(guān)閉燃?xì)忾y和空氣閥。如果柴油機(jī)是從高工況向低工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持2TC，打開燃?xì)忾y和空氣閥。

(2)旁通閥的控制策略：

柴油機(jī)處于1TC狀態(tài)時，旁通閥一直關(guān)閉。柴油機(jī)處于2TC時，判斷柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于80％額定轉(zhuǎn)速時，關(guān)閉旁通閥；當(dāng)轉(zhuǎn)速小于75％額定轉(zhuǎn)速時，打開旁通閥。當(dāng)轉(zhuǎn)速處于75％-80％之間時，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是從低向高運(yùn)行，保持旁通閥關(guān)閉；如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是從高向低運(yùn)行，保持旁通閥打開。

(3)放氣閥的控制策略：

當(dāng)柴油機(jī)功率大于90％額定功率時，打開放氣閥。

當(dāng)柴油機(jī)功率小于80％額定功率時，關(guān)閉放氣閥。

柴油機(jī)處于80％-90％額定功率時，如果柴油機(jī)是從低工況向高工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持放氣閥關(guān)閉；如果柴油機(jī)是從高工況向低工況運(yùn)行，柴油機(jī)保持放氣閥打開。