CN104459184A - 一种柴油燃烧器电机转速测量方法 - Google Patents

Abstract

一种柴油燃烧器电机转速测量方法，该方法以电磁波为介质，在固定支架上配置电磁波发射器，电机轴上配置反射片，当电机轴转动一圈，即反射电磁波一次；在合适的位置配置一块电磁波接收器，当电磁波反射到接收器上，即计数一次，由此感知电机的转动圈数；进而测得柴油燃烧器电机转速。该方法保证了柴油燃烧器风油配比始终处于理论最佳范围，为燃烧效率始终处于最佳提供了保证。还易于通过配风量的调整，使得高温环境下的NOx生成量受控，减少大气污染物排放。

Description

一种柴油燃烧器电机转速测量方法

技术领域

本发明适用于柴油燃烧器的控制，包括但不限于上述领域。

现有技术

为使燃烧器达到油气匹配，需要明确掌握燃烧器的进风量，并辅之以合适的供油量。目前采用的手段很多，如在电机内部配置霍尔效应片等等，上述方法可行性也不错，但系统较为复杂，且电机工作时间久后产生的高温会诱发电器原件的工作可靠性等问题。

发明内容

一种柴油燃烧器电机转速测量方法，本发明特征在于，该方法以电磁波为介质，在固定支架上配置电磁波发射器，电机轴上配置反射片，当电机轴转动一圈，即反射电磁波一次；在合适的位置配置一块电磁波接收器，当电磁波反射到接收器上，即计数一次，由此感知电机的转动圈数，进而测得柴油燃烧器电机转速测量装置。

以电机转速作为燃烧器进气量的主要依据，根据试验测量或理论计算出电机不同转速条件下对应的进风量，辅之以海拔高度和温度参数的修正；对应的供油机构以该数据（指经修正后的进风量）为依据，进行对应最佳供油量的配给。

所述的进风量，为电机每旋转一圈进气量与电机转速之积。

所述的供油量为油泵的每脉冲进油量与每单位时间内工作频率之积即为单位时间内的供油量；其中，油泵的每脉冲进油量是基本固定的。

风机进风量和风机的电机转速成正比，风机电机每转一圈的进风量与风机的扇叶叶型及风道背压紧密相关，简单说就是和风机及风机应用环境相关，这是由风机及其使用环境决定了的。由于使用环境已经确定，风机已经确定，风机的电机每转一圈的风量也已经确定，故而就可以建立在一定密度条件下进风量与风机的电机转速之间的线性关系。由上述说明环节可以看出，如果空气密度发生了变化，则仍有可能导致进风量发生变化，故而需要对密度的变化因素进行考虑。而导致空气密度变化的主要因素是压力和温度，大气环境下的空气压力变化最大影响因素是海拔，故而针对空气密度在一定海拔高度和温度条件下的数值，可以依据环境温度和海拔高度的经验数据制订一个表格，供查询和提供参照。当环境海拔高度和温度确定之后，空气的密度则根据条件最相似的查询结果为参照进行计算和修正。这种具体的方法很多，可以采用相关法等计算。

风机总供风量计算，为电机每旋转一圈进风量与风机电机转速之积。

关于供油量的计算，油泵的每脉冲进油量又是基本固定的，与每秒钟的工作频率之积即为单位时间内的泵油量。

关于供油量的计算依据，可以参照柴油燃烧最佳实际风油当量配比为1.2~1.4进行调配。

实施效果：

该算法保证了柴油燃烧器风油配比始终处于理论最佳范围，为燃烧效率始终处于最佳提供了保证。还易于通过配风量的调整，使得高温环境下的NOx生成量受控，减少大气污染物排放。

其次由于该装置只需要提供电机轴反射电磁波的位置即可，故而方便地安装于轴的各个方便的位置和角度，避免热对元件的影响，提高系统可靠性。

附图说明

图1是本发明的测量装置结构示意图。

具体实施方式

一种柴油燃烧器电机转速测量方法，本发明特征在于，该方法以电磁波为介质，在固定支架上配置电磁波发射器，电机轴上配置反射片，当电机轴转动一圈，即反射电磁波一次；在合适的位置配置一块电磁波接收器，当电磁波反射到接收器上，即计数一次，由此感知电机的转动圈数；进而测得柴油燃烧器电机转速。

以电机转速作为燃烧器进气量的主要依据，根据试验测量或理论计算出电机不同转速条件下对应的进风量，辅之以海拔高度和温度参数的修正；对应的供油机构以该数据（指经修正后的进风量）为依据，进行对应最佳供油量的配给。

所述的进风量，为电机每旋转一圈进气量与电机转速之积。

所述的供油量为油泵的每脉冲进油量与每单位时间内工作频率之积即为单位时间内的供油量；其中，油泵的每脉冲进油量是基本固定的。

本发明的理论依据为：

风机进风量和风机电机转速之间的换算关系，含有对海拔变化和温度变化进行修正的补偿方法解释

风机进风量和风机的电机转速成正比，风机电机每转一圈的进风量与风机的扇叶叶型及风道背压紧密相关，简单说就是和风机及风机应用环境相关，这是由风机及其使用环境决定了的。由于使用环境已经确定，风机已经确定，风机的电机每转一圈的风量也已经确定，故而就可以建立在一定密度条件下进风量与风机的电机转速之间的线性关系。

由上述说明环节还可以看出，如果空气密度发生了变化，则仍有可能导致实际进风量发生变化，故而需要对密度的变化因素进行考虑。而导致空气密度变化的主要因素是压力和温度，当压力降低或温度升高时，均导致空气密度下降；相反则导致空气密度上升。大气环境下的空气压力变化最大影响因素是海拔，故而针对空气密度在一定海拔高度和温度条件下的数值，可以依据环境温度和海拔高度的经验数据制订一个表格，供查询和提供参照。当环境海拔高度和温度确定之后，空气的密度则根据对应的海拔和温度条件，以最相似的查询结果为参照进行计算和修正。这种具体的计算和修正方法很多，可以采用互相关法等计算。

还可以采用拟合法，即采用多段的线性曲线拟合空气密度随海拔高度和温度变化的复杂非线性规律。当环境海拔和温度参数确定后，即可将海拔高度和温度参数代入相应适用的线性曲线计算公式中，从而求得对应条件下的空气密度修正值。

风机总供风量计算，为电机每旋转一圈进风量与风机电机转速之积。

关于油泵供油量的计算方法

关于供油量的计算，油泵的每脉冲进油量又是基本固定的，与每单位时间内工作频率之积即为单位时间内的泵油量。

关于风油配比之间的匹配关系的指导原则

关于供油量的计算依据，可以参照柴油燃烧最佳实际风油当量配比为1.2~1.4进行调配。当实际工作空燃当量比小于1.2时，则减小供油量或是加大供风量；当实际工作空燃当量比大于1.4时，则加大供油量或是减小供风量。

关于多义线拟合法或查表法的解释

如前所述，空气密度受多种因素影响，呈现非线性规律。使用一个复杂的算法来精确描述空气的密度，在工程上没有必要。常用下述两种算法来近似计算空气密度的工程计算数值。

多义线拟合算法，即采用多段的线性曲线拟合空气密度随海拔高度和温度变化的复杂非线性规律。当环境海拔和温度参数确定后，即可将上述两个参数代入相应适用的线性曲线计算公式中，从而求得对应条件下的空气密度修正计算值。

查表法是另一种估算空气密度的方法，即在存贮器内将空气密度在不同海拔和温度条件下的数值做成数据查询表，当燃烧器工作时即先行查询并修正空气密度数值，当环境海拔高度和温度确定之后，空气的密度则根据对应的海拔和温度条件，以最相似的查询结果为参照进行计算和修正。这种具体的计算和修正方法很多，可以采用邻近点值互相关法等估算。

风机转速与油泵工作频率之间的换算关系

由前面所述，我们可以获得这样一个概念，即确定的系统和使用环境条件下，可以通过风机电机的转速获知确切的风机进风量信息。根据风、油匹配关系，油泵的最佳泵油量也已经确定。

在已知油泵每脉冲供油的情况下，只需要确定油泵的工作频率即可。

即确定风机电机转速和油泵工作频率之间的数字关系即可。实际的工程使用过程中，即通过建立一个线性关系式来确定两者之间的换算关系，也可以加上某些修正系数。

该关系式与燃烧器系统和油泵工作特性紧密相关，当更换油泵或风机时，或是调整燃烧器的使用背压情况时，均会使得换算关系式发生变化。在这里不便给出确切的方程式，因为它们并不适用于所有情况，仅能在这里给出文字说明。

Claims (1)

1.一种柴油燃烧器电机转速测量方法，其特征在于，该方法以电磁波为介质，在固定支架上配置电磁波发射器，电机轴上配置反射片，当电机轴转动一圈，即反射电磁波一次；在合适的位置配置一块电磁波接收器，当电磁波反射到接收器上，即计数一次，由此感知电机的转动圈数；进而测得柴油燃烧器电机转速。