CN103423010A - 一种柴油机节能减排综合控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油机节能减排综合控制系统及其控制方法，包括柴油机、尾气颗粒分离器、斯特林尾气余热发电与尾气净化系统、电磁磁化器，所述尾气颗粒分离器通过尾气管与柴油机排气管连接，所述斯特林尾气余热发电与尾气净化系统与柴油机排气管连接；还包括：转速传感器、功率传感器、驱动电路、交流电源、变压器、整流滤波电路、斩波电路、进气压力计、油耗仪、空气流量计、步进电机、尾气颗粒分离器、A/D采集卡、计算机、单片机，输入设备；本专利的目的在于通过计算机及单片机，将上述部件，有机的结合起来，形成一个完整的柴油机节能减排综合控制系统，以实现智能化。

Description

一种柴油机节能减排综合控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及柴油机控制系统，尤其涉及一种柴油机节能减排综合控制系统及其控制方法。

背景技术

人类文明的进步以及人口膨胀使得人类过度砍伐森林、围湖造田、滥掘能源，导致人类赖以生存的食物、水、环境出现严重污染，土地荒漠化，能源存储量正急速下降，人类活动造成的自然资源破坏和环境污染日益严重，已关系到人类的生存和发展基础。无论是我国自身可持续发展的要求还是来自国际舆论压力，节能减排都应当是全国人们共同奋斗的目标。人和环境是不可分割的辩证统一关系，为了人类可持续发展，环境污染和能源危机亟待解决，从而催生了柴油机节能减排技术蓬勃发展。

柴油机具有比较高的热效率、良好的燃油经济性、低速高扭矩及用途广等特点，广泛应用于汽车、船舶、铁路机车和飞机等运输工具，是空气污染的一个重要来源之一。因此利用先进技术，开展柴油机节能减排技术的应用有很大意义。

目前，国内外对柴油机的排气处理技术主要体现在三方面：一是机前处理：如改善混合气的形成、添加燃油添加剂、优化发动机冷却效果、改进缸盖结构等；二是机内净化：如提高压缩比、废气再循环、电控化油器、废气涡轮增压与增压中冷技术、降低机油消耗量等；三是后处理的研发。由于对燃油品质的调节与控制以及对机体结构、部件的改造完善都很有限，难以满足日趋严格的排放要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种柴油机节能减排综合控制系统及其控制方法，各个系统有机结合，采用单片机及计算机达到智能控制，实现节能减排整合应用的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种柴油机节能减排综合控制系统，包括柴油机、尾气颗粒分离器、斯特林尾气余热发电与尾气净化系统、电磁磁化器，所述尾气颗粒分离器通过尾气管与柴油机排气管连接，所述斯特林尾气余热发电与尾气净化系统与尾气管连接；还包括：转速传感器、功率传感器、驱动电路、交流电源、变压器、整流滤波电路、斩波电路、进气压力计、油耗仪、空气流量计、步进电机、尾气颗粒分析仪、烟度计、A/D采集卡、计算机、单片机，输入设备；

所述A/D采集卡、计算机、单片机、驱动电路、斩波电路、电磁磁化器依次连接，所述电磁磁化器还与柴油机油路连接；

所述交流电源、变压器、整流滤波电路依次连接，所述整流滤波电路还与斩波电路连接；

所述进气压力计、油耗仪、空气流量计、转速传感器、功率传感器的各自接口相应的连接柴油机和A/D采集卡；

所述单片机还通过步进电机与尾气颗粒分离器连接；

所述柴油机排气管连接有尾气分析仪和烟度计；

所述尾气分析仪和烟度计还分别连接A/D采集卡；

所述输入设备包括显示器、鼠标和键盘。

上述柴油机节能减排综合控制系统的控制方法，包括下述步骤：

转速传感器测量柴油机的转速，并将该转速信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

功率传感器测量柴油机功率，将功率信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

单片机接收到转速传感器和功率传感器的信号后，再将该信号传给驱动电路，驱动电路通过控制所述斩波电路达到控制所述电磁磁化器磁的场强度，使磁场在不同的工况下达到节省油耗的状态；

进气压力计、油耗仪、空气流量计将实时采集发动机数据，并将采集到的数据传输到A/D采集卡，A/D采集卡将数据传输到计算机和单片机，单片机通过控制步进电机的转速以控制尾气颗粒分离器的转速。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

本发明通过建立单片机及计算机等控制平台，完成整体控制，使整个柴油机节能减排实现智能化。

附图说明

图1为本发明柴油机节能减排综合控制系统方框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1所示。本发明柴油机节能减排综合控制系统，包括柴油机、尾气颗粒分离器、斯特林尾气余热发电与尾气净化系统、电磁磁化器，所述尾气颗粒分离器通过尾气管与柴油机排气管连接，所述斯特林尾气余热发电与尾气净化系统与尾气管连接；还包括：转速传感器、功率传感器、驱动电路、交流电源、变压器、整流滤波电路、斩波电路、进气压力计、油耗仪、空气流量计、步进电机、尾气颗粒分析仪、烟度计、A/D采集卡、计算机、单片机，输入设备；

所述A/D采集卡、计算机、单片机、驱动电路、斩波电路、电磁磁化器依次连接，所述电磁磁化器还与柴油机油路连接；

所述交流电源（220/50Hz）、变压器、整流滤波电路依次连接，所述整流滤波电路还与斩波电路连接；

所述进气压力计、油耗仪、空气流量计、转速传感器、功率传感器的各自接口相应的连接柴油机和A/D采集卡；

所述单片机还通过步进电机与尾气颗粒分离器连接；

所述柴油机排气管连接有尾气分析仪和烟度计；

所述尾气分析仪和烟度计还分别连接A/D采集卡；尾气分析仪通过细铜管接到尾气管上，测试尾气的成分，并将测试结果返回到A/D采集卡上，在计算机上保存数据以供查阅；烟度计通过细铜管接到尾气管上，记录烟度值，并将测试结果返回到A/D采集卡上，在计算机上保存数据，并通过显示器显示以供查阅。

所述输入设备包括显示器、鼠标和键盘。

上述柴油机节能减排综合控制系统的控制方法，包括下述步骤：

转速传感器测量柴油机的转速，并将该转速信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

功率传感器测量柴油机功率，将功率信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

单片机接收到转速传感器和功率传感器的信号后，再将该信号传给驱动电路，驱动电路通过控制所述斩波电路达到控制所述电磁磁化器磁的场强度，通过大量实验已经获得在不同工况下的最佳磁场值，通过单片机、驱动电路、斩波电路智能调整电流电压大小，使磁场在不同的工况下总可以达到最佳的节省油耗的状态；

进气压力计、油耗仪、空气流量计将实时采集发动机数据，并将采集到的数据传输到A/D采集卡，A/D采集卡将数据传输到计算机和单片机，通过大量前期试验已经得出了在不同工况下尾气颗粒分离器的最佳转速，在不同的工况下，单片机通过控制步进电机的转速以控制尾气颗粒分离器的转速。

上述柴油机、尾气颗粒分离器、斯特林尾气余热发电与尾气净化系统、电磁磁化器，均为现有技术。本专利的目的在于通过计算机及单片机，将上述部件，有机的结合起来，形成一个完整的柴油机节能减排综合控制系统，以实现智能化。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种柴油机节能减排综合控制系统，包括柴油机、尾气颗粒分离器、斯特林尾气余热发电与尾气净化系统、电磁磁化器，所述尾气颗粒分离器通过尾气管与柴油机排气管连接，所述斯特林尾气余热发电与尾气净化系统与尾气管连接；还包括：转速传感器、功率传感器、驱动电路、交流电源、变压器、整流滤波电路、斩波电路、进气压力计、油耗仪、空气流量计、步进电机、尾气颗粒分析仪、烟度计、A/D采集卡、计算机、单片机，输入设备；

所述A/D采集卡、计算机、单片机、驱动电路、斩波电路、电磁磁化器依次连接，所述电磁磁化器还与柴油机油路连接；

所述交流电源、变压器、整流滤波电路依次连接，所述整流滤波电路还与斩波电路连接；

所述进气压力计、油耗仪、空气流量计、转速传感器、功率传感器的各自接口相应的连接柴油机和A/D采集卡；

所述单片机还通过步进电机与尾气颗粒分离器连接；

所述柴油机排气管连接有尾气分析仪和烟度计；

所述尾气分析仪和烟度计还分别连接A/D采集卡。

2.根据权利要求1所述柴油机节能减排综合控制系统，其特征在于，所述输入设备包括显示器、鼠标和键盘。

3.权利要求1或2所述柴油机节能减排综合控制系统的控制方法，其特征在于包括下述步骤：

转速传感器测量柴油机的转速，并将该转速信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

功率传感器测量柴油机功率，将功率信号传给A/D采集卡，然后通过计算机转换到单片机上；

单片机接收到转速传感器和功率传感器的信号后，再将该信号传给驱动电路，驱动电路通过控制所述斩波电路达到控制所述电磁磁化器磁的场强度，使磁场在不同的工况下达到节省油耗的状态；

进气压力计、油耗仪、空气流量计将实时采集发动机数据，并将采集到的数据传输到A/D采集卡，A/D采集卡将数据传输到计算机和单片机，单片机通过控制步进电机的转速以控制尾气颗粒分离器的转速。

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