CN113074043B - 一种增压空气温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压空气温度控制方法，包括以下步骤：判断主机是否运行；若否生成对应的预热控制信号；若是则获取主机的实时负荷；将实时负荷与预设定负荷阈值进行比较；根据比较结果，生成对应的预热、完全冷却或温控控制信号；根据控制信号控制温控阀开度，以调节冷却水进水量；再获取增压空气实时温度；将增压空气实时温度与预设定增压空气温度阈值进行比较，并根据比较结果，调节温控阀开度。可见，本发明在柴油机静止和主机低负荷运行时，关闭温控阀，来防止柴油机在低温时冷凝水的产生；在主机高负荷运行时，全开温控阀或实时调节温控阀开度，来调节低温水进水流量，以保证增压空气温度在设定值范围之内，预防冷凝水产生。

Description

一种增压空气温度控制方法

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种增压空气温度控制方法。

背景技术

增压器和柴油机之间设置有高温冷却回路和低温冷却回路，用于冷却增压空气。而增压空气温控作为环境空气温度功能的一项在防止增压空气歧管中冷凝水的增加方面十分必要。在不同的运行状态和负荷下，增压空气温度不合适，容易产生冷凝水，冷凝水从发动机歧管下面的集水盘流出。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种增压空气温度控制方法，根据运行状态和负荷，来控制温控阀开度，调整冷却水进水量调节增压空气温度，以有效地减少冷凝水的发生。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种增压空气温度控制方法，包括以下步骤：

S1、判断主机是否为运行状态；

S2、若不是运行状态，生成对应的预热控制信号；若是运行状态，获取主机的实时负荷；

S3、将实时负荷与预设定负荷阈值进行比较；

S4、根据比较结果，生成对应的预热控制信号，完全冷却控制信号或温控控制信号；

S5、根据预热控制信号，控制温控阀关闭；根据完全冷却控制信号，控制温控阀全开；根据温控控制信号，调整温控阀开度，以调节冷却水进水量；

S6、再获取增压空气实时温度；

S7、将增压空气实时温度与预设定增压空气温度阈值进行比较，并根据比较结果，调节温控阀开度，以升高或降低增压空气温度。

优选方式为，所述S4包括S40,所述S40包括以下步骤：

获取环境实时温度；

判断环境实时温度是否小于预设定环境温度阈值；

若环境实时温度小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的完全冷却控制信号；

若环境实时温度不小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的温控却控制信号。

优选方式为，所述S3包括S30，S30为判断实时负荷是否大于预设定第一负荷阈值；

则所述S4还包括：

S41、如果实时负荷大于第一负荷阈值，则判断实时负荷是否大于预设定第二负荷阈值，且设定第二负荷阈值大于第一负荷阈值；

若实时负荷大于第二负荷阈值，执行S40；

若实时负荷不大于第二负荷阈值，执行S42；

S42、如果实时负荷不大于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号。

优选方式为，在所述S3之前还包括S23,所述S23包括以下步骤：

判断温控阀是否关闭；

若关闭，执行S3；

若不关闭，生成对应的预热控制信号。

优选方式为，所述S3包括S31，所述S31包括以下步骤：

判断实时负荷是否小于预设定第一负荷阈值；

则所述S4包括：

如果实时负荷小于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号，并执行S23；

如果实时负荷不小于第一负荷阈值，执行S40。

优选方式为，所述S41中，所述判断实时负荷是否大于预设定第二负荷阈值步骤，具体包括以下步骤：

若实时负荷不大于第二负荷阈值，启动第一计时器计时，执行Sa；

若实时负荷大于第二负荷阈值，启动第二计时器计时，执行Sc；

所述Sa为判断实时负荷是否大于第一负荷阈值；

若实时负荷大于第一负荷阈值，再判断第一计时器计时时间t1是否超出预设定第一时间，若超出执行S40，若未超出则执行所述Sa；若实时负荷不大于第一负荷阈值，再执行S30；

所述Sc为判断实时负荷是否大于第二负荷阈值；

若实时负荷大于第二负荷阈值，再判断第二计时器计时时间t2是否超出预设定第二时间,若超出执行S40，若未超出执行Sc；若实时负荷不大于第二负荷阈值，再执行S41。

优选方式为，所述如果实时负荷小于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤，具体包括以下步骤：

如果实时负荷小于第一负荷阈值，启动第三计时器计时；

判断第三计时器计时时间t3是否超出预设定第三时间；

若超出，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤；

若未超出，执行S31。

优选方式为，预设定的增压空气温度阈值与环境温度设定值为线性关系。

优选方式为，在所述S1之前还包括S0，所述S0包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否为自动控制；

若是自动控制，则执行S1；

若是手动控制，则判断升高增压空气温度按钮和降低增压空气温度按钮是否；如果升高增压空气温度按钮按下，控制温控阀开度升高增压空气温度，如果降低增压空气温度按钮按下，控制温控阀开度降低增压空气温度。

优选方式为，在所述S0之前，还包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否被激活；

若激活，则执行所述S0。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的增压空气温度控制方法，包括以下步骤：先判断主机是否为运行状态；若不是运行状态，生成对应的预热控制信号；若是运行状态，获取主机的实时负荷；然后将实时负荷与预设定负荷阈值进行比较；再根据比较结果，生成对应的预热控制信号，完全冷却控制信号或温控控制信号；接着根据预热控制信号，控制温控阀关闭；根据完全冷却控制信号，控制温控阀全开；根据温控控制信号，调整温控阀开度，以调节冷却水进水量；最后再获取增压空气实时温度；将增压空气实时温度与预设定增压空气温度阈值进行比较，并根据比较结果，调节温控阀开度，以升高或降低增压空气温度。可见，本发明的增压空气温度控制方法，在柴油机静止和主机低负荷运行时，采用关闭温控阀即预热模式，来防止柴油机在低温时冷凝水的产生；在主机高负荷运行时，通过全开温控阀或实时调节温控阀开度，来调节低温水进水流量，从而保证增压空气温度在设定值范围之内，预防冷凝水产生。

附图说明

图1是本发明增压空气温度控制方法的流程示意图；

图2是实施例中增压空气控制装置的示意图；

图3是实施例中预设定增压空气温度和环境温度设定值之间的曲线图；

图4是实施例中增压空气温度控制方法的流程图；

图5是图4中A的流程图；

图6是图4中B的流程图；

图中：1-增压器，2-控制单元，3-温控阀，4-柴油机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明应用于增压空气控制装置，如图2所示，该装置包括主控单元2，用于采集增压空气温度的第一温度传感器、用于采集环境温度的第二温度传感器、用于检测主机负荷的负荷检测单元、第一计时器、第二计时器和第三计时器，第一温度传感器、第二温度传感器、负荷检测单元、第一计时器、第二计时器和第三计时器分别与主控单元电连接。增压空气控制装置还包括增压器1，增压器1和柴油机4之间设置有高温冷却回路和低温冷却回路，用于冷却增压空气，其中低温冷却回路包括温控阀3，该温控阀3与主控单元2电连接，通过控制温控阀3的开度，可调整低温冷却回路中冷却水进水量。

如图1、图4、图5和图6所示，一种增压空气温度控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、判断主机是否为运行状态；

步骤S2、若不是运行状态(静止状态)，生成对应的预热控制信号；若是运行状态，获取主机的实时负荷P；

步骤S3、将实时负荷P与预设定负荷阈值进行比较；此步骤目的是使本发明根据运行时主机实时负荷，来调整增压空气温度；

步骤S4、根据比较结果，生成对应的预热控制信号，完全冷却控制信号或温控控制信号；

步骤S5、根据预热控制信号，控制温控阀关闭；根据完全冷却控制信号，控制温控阀全开；根据温控控制信号，调整温控阀开度，以调节冷却水进水量；

步骤S6、再获取增压空气实时温度T2；

步骤S7、将增压空气实时温度T2与预设定增压空气温度阈值进行比较，并根据比较结果，调节温控阀开度，以升高或降低增压空气温度。其中增压空气温度阈值包括增压空气温度阈值1和增压空气温度阈值2，增压空气温度阈值2大于增压空气温度阈值1，当增压空气实时温度T2小于增压空气温度阈值1时，需升高增压空气温度，当增压空气实时温度T2大于增压空气温度阈值2时，需降低增压空气温度，而升高和降低增压空气温度，可通过调整温控阀的开度，调整冷却水进水量。

如图3所示，本例中预设定的增压空气温度阈值与环境温度设定值为线性关系，增压空气温度阈值1为但不限于46.5℃，增压空气温度阈值2为但不限于58℃，环境温度设定值1为但不限于26.5℃，环境温度设定值2为但不限于38℃。

采用本发明的增压空气温度控制方法，可在柴油机静止和主机低负荷运行时，采用关闭温控阀即预热模式，来防止柴油机在低温时冷凝水的产生；可在主机高负荷运行时，通过全开温控阀即完全冷却模式或实时调节温控阀开度即温控模式，来调节低温水进水流量，从而保证增压空气温度在设定值范围之内，预防冷凝水产生。而若为预热模式，则关闭温控阀从而不冷却增压空气温度，若为完全冷却模式则打开温控阀一直减小增压空气温度。

如图4和图6所示，步骤S4包括S40,S40包括以下步骤：

获取环境实时温度T1；

判断环境实时温度T1是否小于预设定环境温度阈值，本例中环境温度阈值可为但不限于27.5℃，可在27.5℃±0.5℃范围内；

若环境实时温度T1小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的完全冷却控制信号；

若环境实时温度T1不小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的温控却控制信号；通过环境实时温度T1与预设定环境温度阈值的比较，来确定进入完全冷却模式还是温控模式。环境温度阈值可为27.5℃，或者为27℃±0.5℃。

当环境实时温度T1小于27.5℃时，进入完全冷却模式，一直增加增压空气温度，当环境实时温度T1不小于27.5℃时，进入温控模式，则根据增压空气实时温度T2，来实时调整温控阀开度，使增压空气实时温度保持在预设定增压空气温度阈值1和增压空气温度阈值2范围内，从而预防冷凝水产生。

如图4所示，步骤S3——将实时负荷P与预设定负荷阈值进行比较，本例中预设定了第一负荷阈值P1和第二负荷阈值P2，第一负荷阈值P1为但不限于32％，第二负荷阈值P2为但不限于45％)。

本例中步骤S3包括S30，S30为判断实时负荷P是否大于预设定第一负荷阈值P1；

则步骤S4还包括：

步骤S41、如果实时负荷P大于第一负荷阈值P1，则判断实时负荷P是否大于预设定第二负荷阈值P2；

若实时负荷P大于第二负荷阈值P2，执行S40；

若实时负荷P不大于第二负荷阈值P2，执行S42。

本例中步骤S41中，判断实时负荷P是否大于预设定第二负荷阈值P2步骤，具体包括以下步骤：

若实时负荷P不大于第二负荷阈值P2，启动第一计时器计时，执行Sa；

其中，Sa为判断实时负荷P是否大于第一负荷阈值P1；

Sa0、若实时负荷P大于第一负荷阈值P1，再判断第一计时器计时时间t1是否超出预设定第一时间，本例中第一时间可为但不限于30s；

若超出(t1>30s)，执行S40，

若未超出(t1≤30s)，则执行步骤Sa；

Sa1、若实时负荷P不大于第一负荷阈值P1，再执行S30。

若实时负荷P大于第二负荷阈值P2，启动第二计时器计时，执行Sc；

其中，Sc为判断实时负荷P是否大于第二负荷阈值P2；

Sc0、若实时负荷P大于第二负荷阈值P2，再判断第二计时器计时时间t2是否超出预设定第二时间，本例中第二时间可为但不限于2s；

若超出(t2>2s)，执行S40，

若未超出(t2≤2s)，执行Sc；

Sc1、若实时负荷P不大于第二负荷阈值P2，再执行S41。

步骤S41主要是通过实时负荷P，来判断增压空气温度控制是否进入完全冷却模式或温控模式，当运行实时负荷在P1<P≤P2范围内，并持续时间超过第一时间t1，或，当P>P2,并持续时间超过第二时间t2时，进入完全冷却模式或温控模式；否则，重新判断实时负荷P是否大于第一负荷阈值P1。

步骤S42、如果实时负荷P不大于第一负荷阈值P1，生成对应的预热控制信号，即此时处于低负荷运行状态，通过关闭温控阀的方式，提升增压空气温度，防止冷凝水产生。

在步骤S3之前还包括S23,所述S23包括以下步骤：

判断温控阀是否关闭；

若关闭，执行S3；

若不关闭，生成对应的预热控制信号。

通过对温控阀开度的判断，可得出当前增压空气温度控制是否处于预热模式，若为预热模式此时需要，根据实时负荷P来调整增压空气温度控制模式，以进入完全冷却模式或温控模式，从而提高了增压温度控制的效率。

步骤S3包括S31，S31包括以下步骤：

判断实时负荷P是否小于预设定第一负荷阈值P1；通过此步骤确认当前是否处于低负荷运行状态；

则步骤S4包括：

如果实时负荷P小于第一负荷阈值P1，表明当前为低负荷运行状态，生成对应的预热控制信号，即关闭温控阀，不用冷却水来冷却增压空气，相对则是升高增压空气温度，来防止冷凝水的产生，并执行S23；

如图4和图5所示，本例中，如果实时负荷P小于第一负荷阈值P1，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤，具体包括以下步骤：

如果实时负荷P小于第一负荷阈值P1，启动第三计时器计时；

判断第三计时器计时时间t3是否超出预设定第三时间；本例中预设定第三时间可为但不限于90s。

若超出(t3>90s)，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤；

若未超出(t3≤90s)，执行S31(再判断实时负荷P是否小于第一负荷阈值P1)。

如果实时负荷P不小于第一负荷阈值P1，表明当前为高负荷运行状态，可直接根据环境实时温度T1来选择完全冷却模式或温控模式，故执行S40,进一步提高了增压空气温度控制效率。

如图4所示，本例中在步骤S1之前还包括S0，S0包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否为自动控制；对应的增压空气温度控制装置设有与主控单元电连接的操作面板或人机交互界面，操作面板上设置有自动控制和手动控制选择按钮，人机交互界面可设置自动控制和手动控制选项，以供选择自动控制还是手动控制。

若是自动控制，则执行S1；

若是手动控制，则判断升高增压空气温度按钮和降低增压空气温度按钮是否；如果升高增压空气温度按钮按下，温控阀开度变小，冷却水流量减小从而升高增压空气温度，如果降低增压空气温度按钮按下，温控阀开度变大，冷却水流量增加从而降低增压空气温度。

另外，当第一温度传感器或第二温度传感器，采集温度有误时，主控单元将生成对应的扰动提示，再将扰动提示保存并上传至报警系统，此时增压空气温度控制将转换到手动控制，各预设定参数保持当前值。如果扰动修复并且在此期间操作者未改变各预设定参数值，则增压空气温度控制在自动控制。如果在手动控制下预设定参数值被改变或被重新设定后，则扰动修复后，需手动切换至自动控制。

如图4所示，在步骤S0之前，还包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否被激活；

若激活，则执行步骤S0。

通过此步骤来开启增压空气温度控制，可在操作面板上设置激活按钮，或在人机交互界面设置增压空气温度控制功能选项，以此来本发明的应用范围，当柴油机上配置增压空气温度控制装置时，可配置本控制方法，未配置时，不激活即可。

综上所述，本发明的增压空气温控控制方法，本发明柴油机启动时充分考虑了大缸径柴油机的特点；柴油机静止和低负荷运行时柴油机安控系统工作在预热模式，防止柴油机在低温时冷凝水的产生；柴油机在高负荷运行时根据环境温度的不同实时调节低温水进水流量，从而保证增压空气温度在设定值范围之内，预防冷凝水产生。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种增压空气温度控制方法的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种增压空气温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、判断主机是否为运行状态；

S2、若不是运行状态，生成对应的预热控制信号；若是运行状态，获取主机的实时负荷；

S3、将实时负荷与预设定负荷阈值进行比较；

S4、根据比较结果，生成对应的预热控制信号，完全冷却控制信号或温控控制信号；

S5、根据预热控制信号，控制温控阀关闭；根据完全冷却控制信号，控制温控阀全开；根据温控控制信号，调整温控阀开度，以调节冷却水进水量；

S6、再获取增压空气实时温度；

S7、将增压空气实时温度与预设定增压空气温度阈值进行比较，并根据比较结果，调节温控阀开度，以升高或降低增压空气温度；

所述S4包括S40,所述S40包括以下步骤：

获取环境实时温度；

判断环境实时温度是否小于预设定环境温度阈值；

若环境实时温度小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的完全冷却控制信号；

若环境实时温度不小于环境温度阈值，再根据比较结果，生成对应的温控却控制信号；

所述S3包括S30，S30为判断实时负荷是否大于预设定第一负荷阈值；

则所述S4还包括：

S41、如果实时负荷大于第一负荷阈值，则判断实时负荷是否大于预设定第二负荷阈值，且设定第二负荷阈值大于第一负荷阈值；

若实时负荷大于第二负荷阈值，执行S40；

若实时负荷不大于第二负荷阈值，执行S42；

S42、如果实时负荷不大于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号；

所述S41中，所述判断实时负荷是否大于预设定第二负荷阈值步骤，具体包括以下步骤：

若实时负荷不大于第二负荷阈值，启动第一计时器计时，执行Sa；

若实时负荷大于第二负荷阈值，启动第二计时器计时，执行Sc；

所述Sa为判断实时负荷是否大于第一负荷阈值；

若实时负荷大于第一负荷阈值，再判断第一计时器计时时间t1是否超出预设定第一时间，若超出执行S40，若未超出则执行所述Sa；若实时负荷不大于第一负荷阈值，再执行S30；

所述Sc为判断实时负荷是否大于第二负荷阈值；

若实时负荷大于第二负荷阈值，再判断第二计时器计时时间t2是否超出预设定第二时间,若超出执行S40，若未超出执行Sc；若实时负荷不大于第二负荷阈值，再执行S41。

2.根据权利要求1所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，在所述S3之前还包括S23,所述S23包括以下步骤：

判断温控阀是否关闭；

若关闭，执行S3；

若不关闭，生成对应的预热控制信号。

3.根据权利要求2所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，所述S3包括S31，所述S31包括以下步骤：

判断实时负荷是否小于预设定第一负荷阈值；

则所述S4包括：

如果实时负荷小于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号，并执行S23；

如果实时负荷不小于第一负荷阈值，执行S40。

4.根据权利要求3所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，所述如果实时负荷小于第一负荷阈值，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤，具体包括以下步骤：

如果实时负荷小于第一负荷阈值，启动第三计时器计时；

判断第三计时器计时时间t3是否超出预设定第三时间；

若超出，生成对应的预热控制信号，并执行S23步骤；

若未超出，执行S31。

5.根据权利要求1所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，预设定的增压空气温度阈值与环境温度设定值为线性关系。

6.根据权利要求1至5任一项所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，在所述S1之前还包括S0，所述S0包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否为自动控制；

若是自动控制，则执行S1；

若是手动控制，则判断升高增压空气温度按钮和降低增压空气温度按钮是否；如果升高增压空气温度按钮按下，控制温控阀开度升高增压空气温度，如果降低增压空气温度按钮按下，控制温控阀开度降低增压空气温度。

7.根据权利要求6所述的增压空气温度控制方法，其特征在于，在所述S0之前，还包括以下步骤；

判断增压空气温度控制是否被激活；

若激活，则执行所述S0。

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