CN106089441B - 发动机放气活门控制装置和发动机控制系统 - Google Patents

发动机放气活门控制装置和发动机控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机放气活门控制装置和发动机控制系统,该发动机放气活门控制装置包括转速传感器、电子控制器和放气电磁阀,电子控制器与放气电磁阀相连,放气电磁阀与放气活门相连,其中,转速传感器,用于感受发动机的转速;电子控制器,与转速传感器相连,用于采集发动机的转速,根据发动机的转速控制放气电磁阀的接通以打开放气活门或是控制放气电磁阀的断开以关闭放气活门。本发明解决了传统采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整的技术问题,本发明结构简单、控制精确度和可靠性高。

Description

发动机放气活门控制装置和发动机控制系统
技术领域
本发明涉及燃气涡轮发动机领域,特别地,涉及一种发动机放气活门控制装置。此外,本发明还涉及一种包括上述发动机放气活门控制装置的发动机控制系统。
背景技术
现有技术中,如图1所示,发动机使用燃油调节器中的工作滑油以控制放气活门的打开或关闭。燃油调节器内设置有第一分流活门159和第二分流活门160,分别向压气机第八级放气活门191和第五级放气活门192的油腔提供工作滑油。第一分流活门159和第二分流活门160的上端面承受Pn滑油压力,下端面承受着弹簧的预紧力。当发动机开始起动时,转速很低,Pn压力小,第一分流活门159和第二分流活门160被弹簧顶向上,这时从滑油泵来的工作滑油经分流活门159和160的槽通到压气机第八级放气活门191和第五级放气活门192的四个放气活门。当滑油压力P工作达到294kPa时,第八级放气活门191和第五级放气活门192都立即打开。当发动机转速上升到9340r/min(72.5%)时,滑油压力Pn增大到约588kPa,此时,在压力Pn作用下,第一分流活门159向下移动到使下凸边将第八级放气活门191的油腔与回油路连通,于是压气机第八级放气活门191关闭。当发动机转速上升到11340r/min(88%)时,压力Pn达到约852.6kPa,此时第二分流活门160在Pn压力作用下也下移到使下凸边将压气机第五级放气活门192的油腔与回油路连通的位置,于是压气机第五级放气活门192关闭。现有技术中发动机的放气活门控制为机械液压式控制方式,其结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整。
因此,发动机的放气活门控制采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整,是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种发动机放气活门控制装置和发动机控制系统,以解决发动机的放气活门控制采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开和关闭的放气活门时机不易调整的技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
根据本发明的一个方面,提供了一种发动机放气活门控制装置,包括转速传感器、电子控制器和放气电磁阀,电子控制器与放气电磁阀相连,放气电磁阀与放气活门相连,其中,转速传感器,用于感受发动机的转速;电子控制器,与转速传感器相连,用于采集发动机的转速,根据转速控制放气电磁阀的接通以打开放气活门或是控制放气电磁阀的断开以关闭放气活门。
进一步地,发动机放气活门控制装置,还包括:
液压泵,用于通过发动机的带动以将滑油泵入定压活门;
定压活门,与液压泵和放气电磁阀相连,用于将液压泵泵入的滑油进行定压并将定压的滑油送至放气电磁阀以使放气电磁阀在设定的转速下打开或关闭放气活门。
进一步地,放气电磁阀与定压活门相连,放气电磁阀上设置有阀门,当放气电磁阀接通时,通过打开阀门来导入定压活门定压的滑油以打开放气活门;当放气电磁阀断开时,通过关闭阀门来排出定压活门定压的滑油以关闭放气活门。
进一步地,放气活门包括第一放气活门和第二放气活门,述放气电磁阀包括第一放气电磁阀和第二放气电磁阀,第一放气活门和第一放气电磁阀相连,第二放气活门与第二放气电磁阀相连,电子控制器包括接通单元,
接通单元,与转速传感器、第一放气电磁阀和第二放气电磁阀相连,用于当转速传感器的转速达到预设的第一阈值转速时接通第一放气电磁阀和第二放气电磁阀,以打开第一放气活门和第二放气活门。
进一步地,电子控制器还包括断开单元,断开单元包括第一子断开单元和第二子断开单元,
第一子断开单元与转速传感器和第一放气电磁阀相连,用于当转速传感器的转速达到预设的第二阈值转速时断开第一放气电磁阀以关闭第一放气活门;
第二子断开单元与转速传感器和第二放气电磁阀相连,用于当转速传感器的转速达到预设的第三阈值转速时断开第二放气电磁阀以关闭第二放气活门,其中,第二阈值转速大于第一阈值转速,第三阈值转速大于第二阈值转速。
进一步地,第一放气活门为第八级放气活门,第二放气活门为第五级放气活门。
进一步地,发动机放气活门控制装置,还包括:
滑油过滤器,与定压活门和放气电磁阀相连,用于过滤定压活门定压的滑油并将过滤的滑油送至放气电磁阀。
进一步地,定压活门包括单向活门和调压活门,
单向活门,与液压泵的输出端相连,用于将液压泵泵入的滑油单向流入到滑油过滤器;
调压活门,与液压泵的输入端和滑油过滤器相连,用于通过闭环控制方式调整滑油的油压以使放气电磁阀在设定的转速下打开或关闭放气活门。
进一步地,转速传感器和放气电磁阀设置在发动机内部,电子控制器设置在发动机外部。
根据本发明的另一方面,还提供了一种发动机控制系统,包括上述的发动机放气活门控制装置。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种发动机放气活门控制装置和发动机控制系统,电子控制器根据采集的发动机的转速,控制放气电磁阀的接通以打开放气活门或是控制放气电磁阀的断开以关闭放气活门,解决了传统采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整的技术问题,本发明结构简单、控制精确度和可靠性高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是现有技术中采用机械液压式控制方式控制放气活门打开或关闭的原理图;
图2是本发明发动机放气活门控制装置优选实施例的模块框图;
图3是本发明发动机放气活门控制装置优选实施例的放气活门打开原理图;
图4是本发明发动机放气活门控制装置优选实施例的放气活门关闭原理图。
附图标注说明:
10、转速传感器;20、电子控制器;30、放气电磁阀;40、放气活门;50、液压泵;60、定压活门;41、第一放气活门;42、第二放气活门;21、接通单元;22、断开单元;31、第一放气电磁阀;32、第二放气电磁阀;70、滑油过滤器;61、单向活门;62、调压活门。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图2,本发明的优选实施例提供一种发动机放气活门控制装置,包括转速传感器10、电子控制器20和放气电磁阀30,电子控制器20与放气电磁阀30相连,放气电磁阀30与放气活门40相连,转速传感器10,用于感受发动机的转速;电子控制器20,与转速传感器10相连,用于采集发动机的转速,根据发动机的转速控制放气电磁阀30的接通以打开放气活门40或是控制放气电磁阀30的断开以关闭放气活门40。其中,转速传感器10、放气电磁阀30和放气活门40设置在发动机的内部,电子控制器20设置在发动机的外部。放气电磁阀30包括进气口、出气口、排气口、线圈和阀门。进气口与出气口相连构成进油通道,出气口与排气口相连构成排油通道。电子控制器20通过控制线圈的通电或断电来控制放气电磁阀30的接通或关闭。当线圈通电时,在电磁力的作用下阀门打开,进气口和出气口接通,出气口和排气口关闭,放气电磁阀30处于进油状态;当线圈断电时,阀门在弹簧力的作用下回弹将阀门关闭,进气口和出气口关闭,出气口和排气口接通,放气电磁阀30处于排油状态。放气活门40包括放气活门油腔和位于放气活门油腔底部的弹簧伸缩装置。当放气电磁阀30处于进油状态时,放气活门40的放气活门油腔与放气电磁阀30的进气口相通,滑油被导入放气活门40的放气活门油腔,通过滑油的持续压力将底部的弹簧伸缩装置进行压缩以打开放气活门40;当放气电磁阀30处于排油状态时,放气活门40的放气活门油腔与放气电磁阀30的排气口相通,导入放气活门油腔内的滑油通过放气电磁阀30的排气口进行排油,从而使放气活门油腔内的滑油的压力减小,弹簧伸缩装置在弹簧力的作用下恢复原状以关闭放气活门40。
本实施例提供的发动机放气活门控制装置,电子控制器根据转速传感器采集的发动机的转速,控制放气电磁阀的接通以打开放气活门或是控制放气电磁阀的断开以关闭放气活门,解决了传统采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整的技术问题,结构简单、控制精确度和可靠性高。
优选地,如图2所示,本实施例提供的发动机放气活门控制装置,发动机放气活门控制装置,还包括液压泵50,与滑油口相连,用于通过发动机的带动以将滑油泵入定压活门60;定压活门60,与液压泵50和放气电磁阀30相连,用于将液压泵50泵入的滑油进行定压并将定压的滑油送至放气电磁阀30以使放气电磁阀30在设定的转速下打开或关闭放气活门40。具体地,液压泵50可以为滑油泵,用于将机械能转换为流体压力能。定压活门60包括单向活门61和调压活门62,单向活门61,与液压泵50的输出端相连,用于将液压泵50泵入的滑油单向流入到滑油过滤器70;调压活门62,与液压泵50的输入端和滑油过滤器70相连,用于通过闭环控制方式调整滑油的油压以使放气电磁阀30在设定的转速下打开或关闭放气活门40。在本实施例中,发动机还包括转子和传动齿轮,发动机通过转子的运转以带动传动齿轮的滚动,传动齿轮再通过传动链的传动将动力传递给液压泵50,从而将滑油泵入定压活门60;然后通过定压活门60对滑油进行定压,以使定压的滑油满足放气电磁阀30在设定的转速下打开或关闭放气活门40,并对应建立发动机的转速与滑油的压力的映射关系以控制放气活门的打开和关闭。例如,当发动机的转速为1030r/min时,将滑油的压力调整为294kPa以打开放气活门;当发动机的转速为9340r/min时,将滑油的压力调整为588kPa以关闭第八级放气活门;当发动机的转速为11340r/min时,将滑油的压力调整为852.6k Pa以关闭第五级放气活门。
本实施例提供的发动机放气活门控制装置,通过定压活门将液压泵泵入的滑油进行定压以使定压的滑油能打开放气活门,并对应建立发动机的转速与滑油的压力的映射关系以控制放气活门的打开和关闭,从而提高放气活门的打开和关闭的控制精度。
如图3和图4所示,本实施例提供的发动机放气活门控制装置,放气电磁阀30与定压活门60相连,放气电磁阀30上设置有阀门,当放气电磁阀30接通时,通过打开阀门来导入定压活门60定压的滑油以打开放气活门40;当放气电磁阀30断开时,通过关闭阀门来排出定压活门60定压的滑油以关闭放气活门40。电子控制器20根据转速传感器10采集的转速,通过控制线圈的通电来控制放气电磁阀30的接通,当放气电磁阀30接通时,放气电磁阀30打开阀门,进气口和出气口接通,出气口和排气口关闭,放气电磁阀30处于进油状态,滑油通过进气口和出气口构成的进油通道流经放气活门40的放气活门油腔,放气活门40打开;控制器根据转速传感器10采集的转速,通过控制线圈的断电来控制放气电磁阀30的关闭,当放气电磁阀30关闭时,放气电磁阀30关闭阀门,进气口和出气口关闭,出气口和排气口接通,放气电磁阀30处于排油状态,滑油通过排气口和出气口构成的排油通道排出,放气活门40关闭。
本实施例提供的发动机放气活门控制装置,通过对放气电磁阀阀门的控制以打开或者关闭放气活门,解决了传统采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整的技术问题,结构简单、控制精确度和可靠性高。
如图2所示,本实施例提供的发动机放气活门控制装置还包括滑油过滤器70,与定压活门60和放气电磁阀30相连,用于过滤定压活门60定压的滑油并将过滤的滑油送至放气电磁阀30。通过滑油过滤器70过滤的滑油,滤除了滑油中的杂质,从而排除了滑油中的杂质对滑油压力的影响,避免放气电磁阀30和放气活门40的误动作,提高了电子控制器20的控制精度。
本实施例提供的发动机放气活门控制装置,通过滑油过滤器过滤定压活门定压的滑油,滤除了滑油中的杂质,从而排除了滑油中的杂质对滑油压力的影响,提高了控制精度。
如图3和图4所示,本实施例提供的发动机放气活门控制装置,放气活门40包括第一放气活门41和第二放气活门42,放气电磁阀30包括第一放气电磁阀31和第二放气电磁阀32,第一放气活门41和第一放气电磁阀31相连,第二放气活门42与第二放气电磁阀32相连,电子控制器20包括接通单元21和断开单元22,接通单元21,与转速传感器10、第一放气电磁阀31和第二放气电磁阀32相连,用于当转速传感器10的转速达到预设的第一阈值转速时接通第一放气电磁阀31和第二放气电磁阀32,以打开第一放气活门41和第二放气活门42。断开单元22包括第一子断开单元和第二子断开单元,第一子断开单元与转速传感器10和第一放气电磁阀31相连,用于当转速传感器10的转速达到预设的第二阈值转速时断开第一放气电磁阀31以关闭第一放气活门41;第二子断开单元与转速传感器10和第二放气电磁阀32相连,用于当转速传感器10的转速达到预设的第三阈值转速时断开第二放气电磁阀32以关闭第二放气活门42,其中,第二阈值转速大于第一阈值转速,第三阈值转速大于第二阈值转速。优选地,第一放气活门41为第八级放气活门,第二放气活门42为第五级放气活门。
本实施例提供的发动机放气活门控制装置,电子控制器根据传感器采集的发动机转速来控制放气电磁阀的通断以实现第八级放气活门和第五级放气活门的打开或关闭,解决了传统采用机械液压式控制方式所带来的结构复杂,容易受油压波动的影响,且打开或关闭放气活门的时机不易调整的技术问题,本发明结构简单、控制精确度和可靠性高。
参见图3和图4,本发明提供的发动机放气活门控制装置,工作原理如下所示:
来自液压泵50泵入的滑油,经定压活门60被调制成设定压力的工作滑油,经滑油过滤器70过滤后进入放气电磁阀30,当转速传感器10采集到转速为1030r/min(8%)时,电子控制器20对放气电磁阀30线圈通电,放气电磁阀30在电磁力的作用下接通,放气电磁阀30接通后打开阀门,将进气口和出气口接通,出气口和排气口关闭,放气电磁阀30处于进油状态;使滑油放气活门40的放气活门油腔与放气电磁阀30的进气口相通,滑油被导入放气活门40的放气活门油腔,通过滑油的持续压力将底部的弹簧伸缩装置进行压缩以打开放气活门40中的第五级放气活门和第八级放气活门。
当电子控制器20采集到转速为9340r/min(72.5%)时,电子控制器20对第一放气电磁阀31线圈断电,第一放气电磁阀31断开,第一放气电磁阀31的阀门在弹簧力的回弹作用下关闭,第一放气电磁阀31的进气口和出气口关闭,出气口和排气口接通,第一放气电磁阀31处于排油状态,使第八级放气活门的放气活门油腔与第一放气电磁阀31的排气口相通,导入第八级放气活门的放气活门油腔内的滑油通过第一放气电磁阀31的排气口进行排油,从而使第八级放气活门油腔内的滑油的压力减小,第八级放气活门的弹簧伸缩装置在弹簧力的作用下恢复原状,关闭第八级放气活门。
当电子控制器20采集到转速为11340r/min(88%)时,电子控制器20对第二放气电磁阀32线圈断电,第二放气电磁阀32断开,第二放气电磁阀32的阀门在弹簧力的回弹作用下关闭,第二放气电磁阀32的进气口和出气口关闭,出气口和排气口接通,第二放气电磁阀32处于排油状态,使第五级放气活门的放气活门油腔与第二放气电磁阀32的排气口相通,导入第五级放气活门的放气活门油腔内的滑油通过第二放气电磁阀32的排气口进行排油,从而使第五级放气活门油腔内的滑油的压力减小,第五级放气活门的弹簧伸缩装置在弹簧力的作用下恢复原状,关闭第五级放气活门。
本实施例还提供一种发动机控制系统,包括上述的发动机放气活门控制装置,在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机放气活门控制装置,其特征在于,包括转速传感器(10)、电子控制器(20)和放气电磁阀(30),所述电子控制器(20)与所述放气电磁阀(30)相连,所述放气电磁阀(30)与所述放气活门(40)相连,其中,
转速传感器(10),用于感受所述发动机的转速;
电子控制器(20),与所述转速传感器(10)相连,用于采集所述转速传感器(10)感受的所述发动机的转速,根据所述发动机的转速控制所述放气电磁阀(30)的接通以打开所述放气活门(40)或是控制所述放气电磁阀(30)的断开以关闭所述放气活门(40)。
2.根据权利要求1所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,还包括:
液压泵(50),用于通过所述发动机的带动以将滑油泵入定压活门(60);
定压活门(60),与所述液压泵(50)和所述放气电磁阀(30)相连,用于将所述液压泵(50)泵入的所述滑油进行定压并将定压的所述滑油送至所述放气电磁阀(30)以使所述放气电磁阀(30)在设定的转速下打开或关闭所述放气活门(40)。
3.根据权利要求2所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述放气电磁阀(30)与所述定压活门(60)相连,所述放气电磁阀(30)上设置有阀门,当所述放气电磁阀(30)接通时,通过打开所述阀门来导入所述定压活门(60)定压的所述滑油以打开所述放气活门(40);当所述放气电磁阀(30)断开时,通过关闭所述阀门来阻断所述定压活门(60)定压的所述滑油以关闭所述放气活门(40)。
4.根据权利要求3所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述放气活门(40)包括第一放气活门(41)和第二放气活门(42),所述放气电磁阀(30)包括第一放气电磁阀(31)和第二放气电磁阀(32),所述第一放气活门(41)和第一放气电磁阀(31)相连,所述第二放气活门(42)与所述第二放气电磁阀(32)相连,所述电子控制器(20)包括接通单元(21),
所述接通单元(21),与所述转速传感器(10)、所述第一放气电磁阀(31)和所述第二放气电磁阀(32)相连,用于当所述转速传感器(10)的转速达到预设的第一阈值转速时接通所述第一放气电磁阀(31)和所述第二放气电磁阀(32),以打开所述第一放气活门(41)和所述第二放气活门(42)。
5.根据权利要求4所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述电子控制器(20)还包括断开单元(22),所述断开单元(22)包括第一子断开单元和第二子断开单元,
所述第一子断开单元与所述转速传感器(10)和所述第一放气电磁阀(31))相连,用于当所述转速传感器(10)的转速达到预设的第二阈值转速时断开所述第一放气电磁阀(31)以关闭所述第一放气活门(41);
所述第二子断开单元与所述转速传感器(10)和所述第二放气电磁阀(32)相连,用于当所述转速传感器(10)的转速达到预设的第三阈值转速时断开第二放气电磁阀(32)以关闭所述第二放气活门(42),其中,所述第二阈值转速大于所述第一阈值转速,所述第三阈值转速大于所述第二阈值转速。
6.根据权利要求5所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述第一放气活门(41)为第八级放气活门,所述第二放气活门(42)为第五级放气活门。
7.根据权利要求2所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,还包括:
滑油过滤器(70),与所述定压活门(60)和所述放气电磁阀(30)相连,用于过滤所述定压活门(60)定压的所述滑油并将过滤的所述滑油送至所述放气电磁阀(30)。
8.根据权利要求7所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述定压活门(60)包括单向活门(61)和调压活门(62),
所述单向活门(61),与所述液压泵(50)的输出端和所述滑油过滤器(70)相连,用于将所述液压泵(50)泵入的所述滑油单向流入到所述滑油过滤器(70);
所述调压活门(62),与所述液压泵(50)的输入端和所述滑油过滤器(70)相连,用于通过闭环控制方式调整所述滑油的油压以使所述放气电磁阀(30)在设定的转速下打开或关闭所述放气活门(40)。
9.根据权利要求1所述的发动机放气活门控制装置,其特征在于,
所述转速传感器(10)和所述放气电磁阀(30)设置在所述发动机内部,所述电子控制器(20)设置在所述发动机外部。
10.一种发动机控制系统,包括如权利要求1至9中任一项所述的发动机放气活门控制装置。
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