CN109236479B - 一种柴油机的调速装置、调速方法及螺杆压缩机系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种柴油机的调速装置、调速方法及螺杆压缩机系统。螺杆压缩机包括螺杆主机及储气罐；调速装置包括气压传感器、电子加载开关及ECU；气压传感器与储气罐连接，用于获取储气罐的气压信号；电子加载开关与储气罐连接，包括空载挡和加载挡，用于在处于空载挡时切断气压传感器和ECU之间的信号，处于加载挡时接通气压传感器和ECU之间的信号；ECU分别与气压传感器和电子加载开关电连接，用于获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，并控制柴油机的转速。本发明实施例的技术方案，可以实现螺杆压缩机用柴油机转速控制，且具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

Description

一种柴油机的调速装置、调速方法及螺杆压缩机系统

技术领域

本发明实施例涉及柴油机调速控制技术，尤其涉及一种柴油机的调速装置、调速方法及螺杆压缩机系统。

背景技术

目前市场上工业用空气压缩机主要分为螺杆压缩机、活塞压缩机和离心式压缩机等。柴油驱动式螺杆压缩机因其适应性强、可靠性高、维护方便等优势，广泛用于高速公路、铁路、矿山等大型工程项目，主要为开孔机械提供动力。

螺杆压缩机为无人值守，柴油机转速自动调节，当前柴油机调速装置存在结构复杂、响应性差、启车时柴油机转速忽高忽低、油耗高、可靠性差、成本高等缺点。

发明内容

本发明实施例提供一种柴油机的调速装置、调速方法及螺杆压缩机系统，以实现螺杆压缩机用柴油机转速控制，且具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

第一方面，本发明实施例提供一种柴油机的调速装置，用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，所述螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐；该调速装置包括气压传感器、电子加载开关以及电子控制单元ECU；

所述气压传感器与所述储气罐连接，用于获取所述储气罐的气压信号；

所述电子加载开关，与所述储气罐连接，所述电子加载开关包括空载挡和加载挡，所述电子加载开关用于在处于空载挡时切断所述气压传感器和所述ECU之间的信号，处于加载挡时接通所述气压传感器和所述ECU之间的信号；

所述ECU分别与所述气压传感器和所述电子加载开关电连接，用于获取所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号，并控制所述柴油机的转速。

可选的，所述ECU获取到所述电子加载开关处于空载挡时，控制所述柴油机以固定转速运行。

可选的，所述ECU获取到所述电子加载开关处于加载挡时，所述ECU根据所述气压信号控制所述柴油机的转速。

可选的，所述ECU内预存所述气压信号与所述柴油机的转速的对应关系，所述气压信号越大，所述柴油机的转速越小。

可选的，所述电子加载开关在所述柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡。

第二方面，本发明实施例还提供一种柴油机的调速方法，通过上述的调速装置执行，用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，所述螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐；包括：

获取所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号；

根据获取到的所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号，控制所述柴油机的转速。

可选的，在获取到所述电子加载开关处于空载挡时，控制所述柴油机以固定转速运行。

可选的，在获取到所述电子加载开关处于加载挡时，根据获取到的所述气压信号控制所述柴油机的转速。

可选的，所述ECU内预存所述气压信号与所述柴油机的转速的对应关系，所述气压信号越大，所述柴油机的转速越小。

可选的，所述电子加载开关在所述柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡。

第三方面，本发明实施例还提供一种螺杆压缩机系统，其特征在于，包括柴油机、螺杆主机、储气罐以及上述的柴油机调速装置；

所述柴油机与所述螺杆主机连接，用于驱动所述螺杆主机压缩空气以使所述储气罐内气压达到预设压力。

本发明实施例提供一种柴油机的调速装置，用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐；该调速装置包括气压传感器、电子加载开关以及ECU；气压传感器与储气罐连接，用于获取储气罐的气压信号；电子加载开关与储气罐连接，电子加载开关包括空载挡和加载挡，电子加载开关用于在处于空载挡时切断气压传感器和ECU之间的信号，处于加载挡时接通气压传感器和ECU之间的信号；ECU分别与气压传感器和电子加载开关电连接，用于获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，并控制柴油机的转速。本发明实施例的技术方案，通过气压传感器获取储气罐的气压信号，通过ECU获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，并根据获取到的信号实现柴油机的转速控制，且该装置具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

附图说明

图1是现有技术的一种柴油机调速装置的结构示意图；

图2是螺杆压缩机用柴油机调速的理论曲线；

图3是本发明实施例一提供的柴油机调速装置的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种柴油机的调速方法的流程图；

图5是本发明实施例三提供的一种螺杆压缩机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1所示为现有技术的一种柴油机调速装置的结构示意图。参考图1，螺杆压缩机包括螺杆主机1以及储气罐2，现有的螺杆压缩机用柴油机调速装置一般包括机械加载开关3、正比例阀4、电子油门5、油门伺服气缸6，以及电子控制单元ECU7；其中，机械加载开关3包括空载挡和加载挡；正比例阀4用于空气压缩机的无级进气控制。正比例阀4在设定压力范围内，出口没有信号压力；超过设定压力，出口的信号压力随着进口压力升高而升高。

现有技术柴油机调速逻辑如下：

开机时，机械加载开关3处于空载挡，开机瞬间，储气罐2的压力为0，油门伺服气缸6的行程最短，电子油门5开度最大，柴油机直接到达最高空车；随着储气罐2的压力上升，储气罐2的压力低于正比例阀4的设定值，正比例阀4气路不通，机械加载开关4气路导通，随着油门伺服气缸6的开度变大，电子油门5开度变小，柴油机转速回落，一直回落至“怠速”，慢慢给储气罐“充气”。柴油机在开机时转速会忽高忽低，可靠性较差。

当机械加载开关3处于加载挡，当储气罐2的压力达到正比例阀4设定值时，机械加载开关3的气路关闭，正比例阀4的气路导通。储气罐2压力越大，油门伺服气缸6的开度越大，电子油门5的开度越小，柴油机转速越低。

图2所示为螺杆压缩机用柴油机调速的理论曲线，由于现有柴油机调速装置在开机时转速会忽高忽低，并不能很好地实现柴油机的转速控制。

实施例一

图3所示为本发明实施例一提供的柴油机调速装置的结构示意图，该柴油机调速装置用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，螺杆压缩机包括螺杆主机10以及储气罐20；该调速装置包括气压传感器30、电子加载开关40以及电子控制单元ECU50；气压传感器30与储气罐20连接，用于获取储气罐20的气压信号；电子加载开关40，与储气罐20连接，电子加载开关40包括空载挡和加载挡，电子加载开关40用于在处于空载挡时切断气压传感器30和ECU50之间的信号，处于加载挡时接通气压传感器30和ECU50之间的信号；ECU50分别与气压传感器30和电子加载开关40电连接，用于获取电子加载开关40的挡位状态和/或气压传感器30获取的储气罐20的气压信号，并控制柴油机的转速。

其中，螺杆压缩机是利用双螺杆转动使气体产生容积变化的机器，它能把自然空气吸入再经过内部几道过程完成工作，最终排出满足压力要求的压缩空气。可以理解的是，螺杆压缩机通过螺杆主机10压缩空气，并将压缩空气储存到储气罐20内，储气罐20上设置有排气阀，并于外部机械连接，通过储气罐为外部机械提供动力。气压传感器30可以为压电传感器，用于测量储气罐20的气压信号，并在电子加载开关40处于加载挡时将储气罐20的电压信号传输给ECU50。电子加载开关40包括空载挡和加载挡，在开机时处于空载挡，开机一段时间后(例如可以是10s，根据需求设置)切换到加载挡。ECU50用于根据电子加载开关40的挡位状态和/或气压传感器30获取的储气罐20的气压信号控制柴油机的转速。

本实施例的技术方案，通过气压传感器获取储气罐的气压信号，通过ECU获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，并根据获取到的信号实现柴油机的转速控制，且该装置具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

在上述技术方案的基础上，可选的，ECU50获取到电子加载开关40处于空载挡时，控制柴油机以固定转速运行。

可以理解的是，开机时电子加载开关40处于空载挡，ECU50不接收气压传感器30的信号，ECU50控制柴油机一直处在“高怠速”状态运行，例如可以控制柴油机以1300r/min运行，可以避免开机时柴油机转速忽高忽低，引起油耗高和可靠性差的问题。

可选的，ECU50获取到电子加载开关40处于加载挡时，ECU50根据气压信号控制柴油机的转速。可选的，ECU50内预存气压信号与柴油机的转速的对应关系，气压信号越大，柴油机的转速越小。

可以理解的是，当电子加载开关40由空载挡切换到加载挡时，ECU50接收气压传感器30测得的储气罐20内的气压，ECU50根据预存的气压信号与柴油机的转速的对应关系，控制柴油机转速。

可选的，电子加载开关40在柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡。

示例性的，可以设置电子加载开关40在柴油机开机10s之后从空载挡转换到加载挡，需要说明的是，具体时间可以根据实际需求设定，本发明实施例对此不作限定。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种柴油机的调速方法的流程图，本实施例可适用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐该方法可以上述调速装置来执行，具体包括如下步骤：

步骤110、获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号。

步骤120、根据获取到的电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，控制柴油机的转速。

其中，螺杆压缩机是利用双螺杆转动使气体产生容积变化的机器，它能把自然空气吸入再经过内部几道过程完成工作，最终排出满足压力要求的压缩空气。可以理解的是，螺杆压缩机通过螺杆主机压缩空气，并将压缩空气储存到储气罐内，储气罐上设置有排气阀，并于外部机械连接，通过储气罐为外部机械提供动力。气压传感器可以为压电传感器，用于测量储气罐的气压信号，并在电子加载开关处于加载挡时将储气罐的电压信号传输给ECU。电子加载开关包括空载挡和加载挡，在开机时处于空载挡，开机一段时间后(例如可以是10s，根据需求设置)切换到加载挡。ECU用于根据电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号控制柴油机的转速。

本实施例的技术方案，通过气压传感器获取储气罐的气压信号，通过ECU获取电子加载开关的挡位状态和/或气压传感器获取的储气罐的气压信号，并根据获取到的信号实现柴油机的转速控制，且执行该控制方法的装置具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

在上述技术方案的基础上，可选的，在获取到电子加载开关处于空载挡时，控制柴油机以固定转速运行。

可以理解的是，开机时电子加载开关处于空载挡，ECU不接收气压传感器的信号，ECU控制柴油机一直处在“高怠速”状态运行，例如可以控制柴油机以1300r/min运行，可以避免开机时柴油机转速忽高忽低，引起油耗高和可靠性差的问题。

可选的，在获取到电子加载开关处于加载挡时，根据获取到的气压信号控制柴油机的转速。可选的，ECU内预存气压信号与柴油机的转速的对应关系，气压信号越大，柴油机的转速越小。

可以理解的是，当电子加载开关由空载挡切换到加载挡时，ECU接收气压传感器测得的储气罐内的气压，ECU根据预存的气压信号与柴油机的转速的对应关系，控制柴油机转速。

可选的，电子加载开关在柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡。

示例性的，可以设置电子加载开关在柴油机开机10s之后从空载挡转换到加载挡，需要说明的是，具体时间可以根据实际需求设定，本发明实施例对此不作限定。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种螺杆压缩机系统的结构示意图，该螺杆压缩机系统包括柴油机100、螺杆主机200、储气罐300以及上述的柴油机调速装置400；柴油机100与螺杆主机200连接，用于驱动螺杆主机200压缩空气以使储气罐300内气压达到预设压力。

本实施例的技术方案，调速装置实现了螺杆压缩机用柴油机转速调节，且该装置具有结构简单、响应性优良、油耗低、可靠性好、成本低等优点。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种柴油机的调速装置，其特征在于，用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，所述螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐；该调速装置包括气压传感器、电子加载开关以及电子控制单元ECU；

所述气压传感器与所述储气罐直接连接，用于获取所述储气罐的气压信号；

所述电子加载开关，与所述储气罐连接，所述电子加载开关包括空载挡和加载挡，所述电子加载开关用于在处于空载挡时切断所述气压传感器和所述ECU之间的信号，处于加载挡时接通所述气压传感器和所述ECU之间的信号；

所述ECU分别与所述气压传感器和所述电子加载开关电连接，用于获取所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号，并控制所述柴油机的转速；

所述电子加载开关在所述柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡；

所述ECU获取到所述电子加载开关处于空载挡时，控制所述柴油机以固定转速运行。

2.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述ECU获取到所述电子加载开关处于加载挡时，所述ECU根据所述气压信号控制所述柴油机的转速。

3.根据权利要求2所述的调速装置，其特征在于，所述ECU内预存所述气压信号与所述柴油机的转速的对应关系，所述气压信号越大，所述柴油机的转速越小。

4.一种柴油机的调速方法，通过权利要求1～3任一所述的调速装置执行，用于螺杆压缩机用柴油机转速调节，所述螺杆压缩机包括螺杆主机以及储气罐；其特征在于，包括：

获取所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号；

根据获取到的所述电子加载开关的挡位状态和/或所述气压传感器获取的所述储气罐的气压信号，控制所述柴油机的转速；

所述电子加载开关在所述柴油机开机预设时间之后从空载挡转换到加载挡；

在获取到所述电子加载开关处于空载挡时，控制所述柴油机以固定转速运行。

5.根据权利要求4所述的调速方法，其特征在在于，在获取到所述电子加载开关处于加载挡时，根据获取到的所述气压信号控制所述柴油机的转速。

6.根据权利要求5所述的调速方法，其特征在于，所述ECU内预存所述气压信号与所述柴油机的转速的对应关系，所述气压信号越大，所述柴油机的转速越小。

7.一种螺杆压缩机系统，其特征在于，包括柴油机、螺杆主机、储气罐以及如权利要求1～3任一所述的柴油机调速装置；

所述柴油机与所述螺杆主机连接，用于驱动所述螺杆主机压缩空气以使所述储气罐内气压达到预设压力。

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