CN112228235A - 一种单缸机控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种单缸机控制系统。该单缸机控制系统包括主控制系统、电力测功器以及单缸机燃油系统；单缸机燃油系统包括多个喷油器和燃料喷射控制单元。主控制系统分别与电力测功器以及单缸机燃油系统电连接，电力测功器与单缸机电连接；主控制系统根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压；电力测功器根据主控制系统的指令控制单缸机的转速为转速设定值；燃料喷射控制单元，根据主控制系统的指令、单缸机的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，分别控制多个喷油器进行分时多段燃油喷射。本发明实施例单缸机控制系统作为大功率单缸机试验台控制系统能够支持多喷油器单缸机进行分时多段喷射试验。

Description

一种单缸机控制系统
技术领域
本发明实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种单缸机控制系统。
背景技术
在新型的柴油机燃烧减排方案提出后，需要发动机每缸均安装多个喷油器，进而控制每缸的多个喷油器分时多段喷射燃油以满足减排要求。大功率单缸机试验台作为发动机的开发装置，在发动机的设计过程中起着至关重要的作用，因此，如何设计大功率单缸机试验台的控制系统，以支持多喷油器单缸机进行分时多段喷射的试验成为当下亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种单缸机控制系统，以实现一种能够支持多喷油器单缸机进行分时多段喷射试验的大功率单缸机试验台控制系统。
本发明实施例提供了一种单缸机控制系统，该单缸机控制系统包括：主控制系统、电力测功器以及单缸机燃油系统；
所述单缸机燃油系统包括多个喷油器和燃料喷射控制单元；
所述主控制系统分别与所述电力测功器以及所述单缸机燃油系统电连接，所述电力测功器与所述单缸机电连接；
所述主控制系统根据轨压设定值分别控制多个所述喷油器的轨压；所述电力测功器根据所述主控制系统的指令控制所述单缸机的转速为转速设定值；
所述燃料喷射控制单元根据所述主控制系统的指令、所述单缸机的运行状态参数以及多个所述喷油器的运行轨压，分别控制多个所述喷油器进行分时多段燃油喷射。
可选地，所述单缸机燃油系统包括一个主喷油器和两个微喷油器；
所述主喷油器和所述微喷油器均设置于所述单缸机的缸盖上；
所述主喷油器位于所述缸盖的中心位置，两个所述微喷油器分别位于所述主喷油器的两侧。
可选地，所述单缸机燃油系统还包括多个高压共轨泵；
所述高压共轨泵与所述喷油器电连接；
所述主控制系统分别与所述高压共轨泵电连接；
所述主控制系统通过分别控制所述高压共轨泵，以根据所述轨压设定值控制多个所述喷油器的轨压。
可选地，还包括轨压传感器；
所述轨压传感器设置于所述喷油器与所述高压共轨泵之间的管道上，所述轨压传感器与所述燃料喷射控制单元电连接，所述燃料喷射控制单元从所述轨压传感器分别获取多个所述喷油器的运行轨压。
可选地，所述单缸机燃油系统还包括与所述高压共轨泵一一对应的多个电动马达；
所述主控制系统与所述电动马达电连接，所述电动马达与对应的所述高压共轨泵电连接；
所述主控制系统通过控制所述电动马达以控制所述高压共轨泵转动。
可选地，所述单缸机的运行状态参数包括所述单缸机的运行转速和所述单缸机的运行功率；
所述电力测功器实时监测所述单缸机的运行功率，所述主控制系统获取所述单缸机的运行功率并将其传输至所述燃料喷射控制单元。
可选地，还包括转速传感器；
所述转速传感器用于实时监测所述单缸机的运行转速；
所述转速传感器与所述主控制系统电连接，所述主控制系统获取所述单缸机的运行转速并将其传输至所述燃料喷射控制单元。
可选地，所述燃料喷射控制单元根据所述主控制系统的喷油指令对所述喷油器的运行轨压、喷射始点和喷射持续时间进行调节，并分别控制所述喷油器的通电或者断电。
可选地，还包括外围辅助系统；
所述主控制系统与所述外围辅助系统电连接；
所述外围辅助系统用于控制调节所述单缸机控制系统的外围工作参数；
所述单缸机控制系统的外围工作参数包括：所述单缸机的进气湿度、温度、压力、冷却水温度和流量、滑油温度以及排气背压。
可选地，还包括本地显示单元；
所述本地显示单元与所述燃料喷射控制单元电连接；所述本地显示单元用于动画显示所述燃料喷射控制单元分别控制多个所述喷油器进行分时多段燃油喷射时多个所述喷油器的喷油规律和运行轨压。
该单缸机控制系统包括：主控制系统、电力测功器以及单缸机燃油系统；
单缸机燃油系统包括多个喷油器和燃料喷射控制单元；
主控制系统分别与电力测功器以及单缸机燃油系统电连接，电力测功器与单缸机电连接；
主控制系统根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压；电力测功器根据主控制系统的指令控制单缸机的转速为转速设定值；
燃料喷射控制单元根据主控制系统的指令、单缸机的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，分别控制多个喷油器进行分时多段燃油喷射。
本发明实施例提供的单缸机控制系统包括主控制系统、电力测功器以及单缸机燃油系统；单缸机燃油系统包括多个喷油器和燃料喷射控制单元。本发明实施例提供的单缸机控制系统通过将主控制系统分别与电力测功器以及单缸机燃油系统电连接，电力测功器与单缸机电连接；主控制系统根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压；电力测功器根据主控制系统的指令控制单缸机的转速为转速设定值；使得通过设置燃料喷射控制单元，根据主控制系统的指令、单缸机的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，分别控制多个喷油器进行分时多段燃油喷射，从而本发明实施例单缸机控制系统作为大功率单缸机试验台控制系统能够支持多喷油器单缸机进行分时多段喷射试验，进而基于该大功率单缸机试验台能够实现多喷油器分时多段喷射的发动机的开发。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种单缸机控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种单缸机控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种单缸机控制系统的结构示意图。
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是本发明实施例提供的一种单缸机控制系统的结构示意图，参考图1，该单缸机控制系统包括：主控制系统10、电力测功器20以及单缸机燃油系统30；
单缸机燃油系统30包括多个喷油器和燃料喷射控制单元31；
主控制系统10分别与电力测功器20以及单缸机燃油系统30电连接，电力测功器20与单缸机1电连接；
主控制系统10根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压；电力测功器20根据主控制系统10的指令控制单缸机1的转速为转速设定值；
燃料喷射控制单元31根据主控制系统10的指令、单缸机1的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，分别控制多个喷油器进行分时多段燃油喷射。
本实施例中，单缸机1可以是大功率单缸机，单缸机燃油系统30所包括的多个喷油器可以设置在单缸机1的缸盖上，多个喷油器即两个及其以上个喷油器，例如三个、四个、五个或者更多。电力测功器20与单缸机1同轴连接，同时电力测功器20与主控制系统10连接。
在对多个喷油器进行分时多段喷射控制时，主控制系统10向电力测功器20发送启动指令，电力测功器20根据启动指令启动从而带动单缸机1转动，并根据启动指令维持单缸机1的转速在设定转速值，设定转速可以是一恒定转速，恒定转速的大小由启动指令决定，工作人员可根据所需恒定转速的大小向电力测功器20发送相应的启动指令；主控制系统10根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压，轨压设定值可调，工作人员可根据实际需要设置轨压设定值；燃料喷射控制单元31能够获取单缸机1的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，运行轨压为主控制系统10根据轨压设定值控制喷油器的轨压后喷油器的实际轨压，运行轨压可与轨压设定值存在偏差，进而主控制系统10向燃料喷射控制单元31发送指令，以使燃料喷射控制单元31根据主控制系统10的指令、单缸机1的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压分别开工至多个喷油器进行分时多段燃油喷射。
例如，主控制系统10向电力测功器20发送启动指令，电力测功器20根据启动指令启动进而带动单缸机1转动至对应于启动指令的恒定转速，主控制系统10根据轨压设定值分别控制多个喷油器的轨压之后，燃料喷射控制单元31获取单缸机1的运行状态参数以及多个喷油器的运行轨压，进而接收主控制系统10的喷油指令，从而燃料喷射控制单元31根据喷油指令边通过主控制系统10控制单缸机1的运行状态和喷油器的运行轨压边控制喷油器分时多段喷射，例如燃料喷射控制单元31根据喷油指令通过主控制系统10调节单缸机1的运行状态或者喷油器的运行轨压、喷油量、喷射时长、喷射始末点，或者燃料喷射控制单元31根据单缸机1的运行状态或者喷油器的运行轨压控制喷油器的喷射时段，在燃料喷射控制单元31控制喷油器分时多段喷射的控制过程中，各个喷油器的喷射时段可以不同，各个喷射时段所喷射的燃油量也可以不同，综上，本实施例提供的单缸机控制系统基于上述设置能够对多喷油器单缸机1进行分时多段喷射控制，从而本实施例提供的单缸机控制系统作为大功率单缸机试验台控制系统，能够支持多喷油器单缸机1进行分时多段喷射试验，进而基于该大功率单缸机试验台能够实现多喷油器分时多段喷射的发动机的开发。
可选地，单缸机1的运行状态参数包括单缸机1的运行转速和单缸机1的运行功率；电力测功器20实时监测单缸机1的运行功率，主控制系统10获取单缸机1的运行功率并将其传输至燃料喷射控制单元31。
具体地，燃料喷射控制单元31获取的单缸机1的运行状态参数可包括单缸机1的运行转速和单缸机1的运行功率，以在控制多个喷油器分时多段喷射时通过主控制系统10对运行转速和运行功率进行调节。单缸机1的运行转速为单缸机1的实际转速，单缸机1的运行功率为实际功率，即实际燃油功率。电力测功器20可以对单缸机1的运行功率进行实时监测并将所采集的运行功率发送至主控制系统10，燃油喷射控制单元可以从主控制系统10获取运行功率。
可选地，继续参考图1，单缸机控制系统还包括转速传感器40；转速传感器40用于实时监测单缸机1的运行转速；转速传感器40与主控制系统10电连接，主控制系统10获取单缸机1的运行转速并将其传输至燃料喷射控制单元31。
具体地，电力测功器20根据启动指令带动单缸机1转动至对应启动指令的恒定转速后，由于单缸机1开始燃油，则单缸机1的实际转速将发生变化，这时可设置转速传感器40实时采集单缸机1的运行转速并发送至主控制系统10，燃油喷射控制单元可以从主控制系统10获取运行转速。
可选地，燃料喷射控制单元31根据主控制系统10的喷油指令对喷油器的运行轨压、喷射始点和喷射持续时间进行调节，并分别控制喷油器的通电或者断电。
具体地，燃料喷射控制单元31可以在获取单缸机1的运行转速、单缸机1的运行功率以及喷油器的运行轨压后，根据主控制系统10的喷油指令通过主控制系统10调节单缸机1的喷油器的运行轨压、喷射始点和喷射持续时间等，从而分别控制喷油器的通电或者断电，以实现喷油器的分时多段喷射。
可选地，单缸机燃油系统30包括一个主喷油器和两个微喷油器；主喷油器和微喷油器均设置于单缸机1的缸盖上；主喷油器位于缸盖的中心位置，两个微喷油器分别位于主喷油器的两侧。
本实施例所提供的单缸机控制系统中可同时对同一单缸机1上的三个喷油器进行分时多段的喷射控制。进一步地，三个喷油器在缸盖的上的设置位置不同，主喷油器位于缸盖的中心位置，两个微喷油器分别位于主喷油器的两侧，燃料喷射控制单元31在控制三个喷油器进行分时多段喷射的过程中，可以控制三个喷油器在不同时段分别喷射燃油，并且可以同时控制主喷油器和微喷油器的喷油量不同。
可选地，图2是本发明实施例提供的另一种单缸机控制系统的结构示意图，参考图2，单缸机燃油系统30还包括多个高压共轨泵32；高压共轨泵32与喷油器电连接；主控制系统10分别与高压共轨泵32电连接；主控制系统10通过分别控制高压共轨泵32，以根据轨压设定值控制多个喷油器的轨压。
具体地，一个喷油器可对应设置一个高压共轨泵32，也可以是多个喷油器对应设置一个高压共轨泵32。例如，主喷油器对应设置一个高压共轨泵32，两个微喷油器的轨压相近，则两个微喷油器可对应设置一个高压共轨泵32，这样，对于通过三个喷油器进行燃油喷射的单缸机控制系统，设置两个高压共轨泵32即可，从而合理使用高压共轨泵32，节省成本；主控制系统10可根据轨压设定值通过控制高压共轨泵32以控制喷油器的轨压。
可选地，继续参考图2，单缸机燃油系统30还包括与高压共轨泵32一一对应的多个电动马达33；主控制系统10与电动马达33电连接，电动马达33与对应的高压共轨泵32电连接；主控制系统10通过控制电动马达33以控制高压共轨泵32转动。
具体地，一个高压共轨泵32对应一个电动马达33，主控制系统10可根据轨压设定值通过控制电动马达33以控制高压共轨泵32，进而控制喷油器的轨压。
可选地，单缸机控制系统还包括轨压传感器；轨压传感器设置于喷油器与高压共轨泵32之间的管道上，轨压传感器与燃料喷射控制单元31电连接，燃料喷射控制单元31从轨压传感器分别获取多个喷油器的运行轨压。
具体地，在喷油器与高压共轨泵32之间的管道上设置轨压传感器，以对喷油器的运行轨压实时采集，并将采集的运行轨压发送至燃料喷射控制单元31，从而燃料喷射控制单元31根据主控制系统10的指令、单缸机1的运行转速、单缸机1的运行功率以及多个喷油器的运行轨压控制多个喷油器进行分时多段的燃油喷射。
可选地，图3是本发明实施例提供的另一种单缸机控制系统的结构示意图，参考图3，单缸机控制系统还包括外围辅助系统50；主控制系统10与外围辅助系统50电连接；外围辅助系统50用于控制调节单缸机控制系统的外围工作参数；单缸机控制系统的外围工作参数包括：单缸机1的进气湿度、温度、压力、冷却水温度和流量、滑油温度以及排气背压。具体地，单缸机控制系统在工作的过程中由外围辅助系统50对单缸机控制系统的外围工作参数进行实时监测与调节，例如对单缸机1的进气湿度、温度、压力、冷却水温度和流量、滑油温度以及排气背压进行实时监测与调节，以保证单缸机控制系统的可靠工作。
可选地，继续参考图3，单缸机控制系统还包括本地显示单元60；本地显示单元60与燃料喷射控制单元31电连接；本地显示单元60用于动画显示燃料喷射控制单元31分别控制多个喷油器进行分时多段燃油喷射时多个喷油器的喷油规律和运行轨压。具体地，在燃油控制系统根据主控制系统10的指令、单缸机1的运行转速、单缸机1的运行功率以及多个喷油器的运行轨压控制多个喷油器进行分时多段的燃油喷射的过程中，还将单缸机1的运行转速、单缸机1的运行功率以及多个喷油器的运行轨压发送至本地显示单元60，进而本地显示单元60可以动画显示并监控多个喷油器的轨压和喷油规律。可选地，单缸机控制系统还包括操作面板，操作面板与主控制系统10连接，可通过操作面板设定主控系统对电力测功器20、电动马达33以及燃料喷射控制单元31的各个指令，并通过操作面板设定转速设定值以及轨压设定值。可选地，单缸机控制系统还包括电源，电源输出电压例如是24伏，电源与主控制系统10连接以为主控制系统10供电，保证单缸机控制系统的运行。
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 (10)

1.一种单缸机控制系统，其特征在于，包括：主控制系统、电力测功器以及单缸机燃油系统；
所述单缸机燃油系统包括多个喷油器和燃料喷射控制单元；
所述主控制系统分别与所述电力测功器以及所述单缸机燃油系统电连接，所述电力测功器与所述单缸机电连接；
所述主控制系统根据轨压设定值分别控制多个所述喷油器的轨压；所述电力测功器根据所述主控制系统的指令控制所述单缸机的转速为转速设定值；
所述燃料喷射控制单元根据所述主控制系统的指令、所述单缸机的运行状态参数以及多个所述喷油器的运行轨压，分别控制多个所述喷油器进行分时多段燃油喷射。
2.根据权利要求1所述的单缸机控制系统，其特征在于，
所述单缸机燃油系统包括一个主喷油器和两个微喷油器；
所述主喷油器和所述微喷油器均设置于所述单缸机的缸盖上；
所述主喷油器位于所述缸盖的中心位置，两个所述微喷油器分别位于所述主喷油器的两侧。
3.根据权利要求1所述单缸机控制系统，其特征在于，
所述单缸机燃油系统还包括多个高压共轨泵；
所述高压共轨泵与所述喷油器电连接；
所述主控制系统分别与所述高压共轨泵电连接；
所述主控制系统通过分别控制所述高压共轨泵，以根据所述轨压设定值控制多个所述喷油器的轨压。
4.根据权利要求3所示的单缸机控制系统，其特征在于，还包括轨压传感器；
所述轨压传感器设置于所述喷油器与所述高压共轨泵之间的管道上，所述轨压传感器与所述燃料喷射控制单元电连接，所述燃料喷射控制单元从所述轨压传感器分别获取多个所述喷油器的运行轨压。
5.根据权利要求3所示的单缸机控制系统，其特征在于，
所述单缸机燃油系统还包括与所述高压共轨泵一一对应的多个电动马达；
所述主控制系统与所述电动马达电连接，所述电动马达与对应的所述高压共轨泵电连接；
所述主控制系统通过控制所述电动马达以控制所述高压共轨泵转动。
6.根据权利要求1所述的单缸机控制系统，其特征在于，
所述单缸机的运行状态参数包括所述单缸机的运行转速和所述单缸机的运行功率；
所述电力测功器实时监测所述单缸机的运行功率，所述主控制系统获取所述单缸机的运行功率并将其传输至所述燃料喷射控制单元。
7.根据权利要求6所述的单缸机控制系统，其特征在于，还包括转速传感器；
所述转速传感器用于实时监测所述单缸机的运行转速；
所述转速传感器与所述主控制系统电连接，所述主控制系统获取所述单缸机的运行转速并将其传输至所述燃料喷射控制单元。
8.根据权利要求7所述的单缸机控制系统，其特征在于，
所述燃料喷射控制单元根据所述主控制系统的喷油指令对所述喷油器的运行轨压、喷射始点和喷射持续时间进行调节，并分别控制所述喷油器的通电或者断电。
9.根据权利要求1所述的单缸机控制系统，其特征在于，还包括外围辅助系统；
所述主控制系统与所述外围辅助系统电连接；
所述外围辅助系统用于控制调节所述单缸机控制系统的外围工作参数；
所述单缸机控制系统的外围工作参数包括：所述单缸机的进气湿度、温度、压力、冷却水温度和流量、滑油温度以及排气背压。
10.根据权利要求1所述的单缸机控制系统，其特征在于，还包括本地显示单元；
所述本地显示单元与所述燃料喷射控制单元电连接；所述本地显示单元用于动画显示所述燃料喷射控制单元分别控制多个所述喷油器进行分时多段燃油喷射时多个所述喷油器的喷油规律和运行轨压。
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