CN113217198A - 一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，所述柴油机上安装有两个增压器，分别为增压器A和增压器B，所述柴油机的排气出口与排气总管连接，所述正弦波自动调节系统包括：管路部分和控制部分，所述管路部设置在两个增压器出口与排气总管之间，所述控制部分采集管路部分上的压力、温度和阀位，进而控制柴油机上的两个增压器与排气总管之间背压阀的开度；通过控制方法能够根据运行时间，自动找到对应的阀位目标值，整个过程无调节震荡现象，响应快，控制准确；降低了操作人员的专业要求，仅需要设置好基本参数，就可以实现一键式操作。

Description

一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统及方法
技术领域
本发明属于柴油机排气背压调节控制技术领域, 具体涉及一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统及方法。
背景技术
目前有通过将压力波动分为若干波段,波动压力段分别调用比例积分微分控制器指令,根据排气管路反馈压力值,输出控制指令,驱动电动调节阀调节，且采集电动调节阀位置反馈信息,结合压力波动的最大、最小界限值闭环联动控制电动调节阀调节。
压力分为若干波段时，即会出现若干个压力目标值，使用PID调节时，需要每个压力点都设置PID的参数，参数调试过程繁琐复杂；柴油机在不同转速或负荷的工作状态时，所对应的最优参数必定不同，即改变柴油机状态时，又需要再次修改参数，参数调整数据量较大，参数设置需要一定的专业人员来完成；采用PID调节控制，在每个目标压力点都会出现一定的超调现象，且压力目标一直在变化中，即在每个压力点都会有一定的波动。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统及方法，用于柴油机排气背压试验时，背压自动调整为正弦波，且周期及背压基值可设定；将压力调整从一个压力值到下一个压力值时，能够拟和目标曲线平缓过过渡，杜绝压力震荡现象，不因试验设备的缺陷导致试验结果的误差；自动控制时，实现参数自学习、自修正、自动控制输出，降低操作人员的操作难度和专业要求；实时记录压力、温度、阀门开度等数据用于试验结果分析。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，所述柴油机上安装有两个增压器，分别为增压器A和增压器B，所述柴油机的排气出口与排气总管连接，所述正弦波自动调节系统包括：管路部分和控制部分，所述管路部设置在两个增压器出口与排气总管之间，所述控制部分采集管路部分上的压力、温度和阀位，进而控制柴油机上的两个增压器与排气总管之间背压阀的开度；所述管路部分包括：分管道A、分管道B、总管道、背压调节阀，所述分管道A、分管道B的一端分别与柴油机上的两个增压器连接，分管道A、分管道B的另一端与总管道一端连通，所述背压调节阀设置在总管道上，用于控制总管道排气流通量，总管道的另一端与排气总管连通；
所述控制部分包括：排气背压控制系统、压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3；所述压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、背压调节阀均与排气背压控制系统连接， 所述压力传感器PT1、温度传感器TS1安装在分管道A上，用于采集增压器A出口的压力和温度，所述压力传感器PT2、温度传感器TS2安装在分管道B上，用于采集增压器B出口的压力和温度，所述压力传感器PT3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与分管道A和分管道B之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力，即背压压力；所述压力传感器PT4、温度传感器TS3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与排气总管之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力和温度。
进一步的，所述排气背压控制系统包括：PLC、模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块；所述PLC分别与模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块连接，PLC根据模拟量采集AI模块采集的温度、压力、背压调节阀阀位数据及控制要求完成实时计算并输出控制结果；模拟量采集AI模块采集所有的压力传感器信号、温度传感器信号及背压调节阀阀位信号；模拟量输出AO模块根据PLC的计算结果控制背压调节阀的动作；人机界面互动模块可以实时显示各压力、温度、阀位信息、以实时曲线和历史曲线的方式展现给用户，并实时记录相关数据、根据试验要求设定相关参数实现数据交互。
进一步的，所述模拟量采集AI模块分别与压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、连接背压调节阀阀位采集端口连接；所述模拟量输出AO模块与背压调节阀控制端口连接。
一种柴油机排气背压正弦波自动调节方法，该方法实现的是模拟正弦波曲线：F=F0+K*sin（2π*t/T）,F：背压压力；F0：基准压力；K：波动幅度；T：周期；t：运行时间；具体方法如下：
a、 在人机界面互动模块上设置F0，K，T，N参数，柴油机正常启动，稳定运行至额定转速、额定负荷的状态；
b、将一个周期内的正弦波分成N个等分，其中，10≤N≤20；
c、 确定每个点的压力，Fn=F0+K*sin（2π*n/N），（0≤n≤N），计算n=0,1,2,3…N时对应的压力值Fn；
d、根据Fn值自动调节阀门位置，并自动记录每个阀位，即每个压力点Fn都有一个对应的阀位，同时自动将阀位数据导入系统内，建立数据模型；
e、波形自动输出，根据存储的数据模型，自动输出阀位控制信号控制阀门的动作；
f、自动输出过程中在线采集实际背压压力，并与目标压力值比较，同时做出对应的修正，即修正背压阀的开度。 与现有技术相比，采用了上述技术方案的一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统及方法，具有如下有益效果：用于柴油机排气背压试验时，背压自动调整为正弦波，且周期及背压基值可设定；将压力调整从一个压力值到下一个压力值时，能够拟和目标曲线平缓过过渡，杜绝压力震荡现象，不因试验设备的缺陷导致试验结果的误差；自动控制时，实现参数自学习、自修正、自动控制输出，降低操作人员的操作难度和专业要求；实时记录压力、温度、阀门开度等数据用于试验结果分析；通过系统及方法能够根据运行时间，自动找到对应的阀位目标值，整个过程无调节震荡现象，响应快，控制准确；降低了操作人员的专业要求，仅需要设置好参数，就可以实现一键式操作。
附图说明
图1为本发明系统图；
图2步骤a中正弦波等分示意图；
附图标记：1、柴油机；2、增压器A；3、增压器B；4、分管道A；5、分管道B；6、总管道；7、背压调节阀；8、排气总管；9、排气背压控制系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1-2所示，一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，所述柴油机上安装有两个增压器，分别为增压器A和增压器B，所述柴油机的排气出口与排气总管连接，所述正弦波自动调节系统包括：管路部分和控制部分，所述管路部设置在两个增压器出口与排气总管之间，所述控制部分采集管路部分上的压力、温度和阀位，进而控制柴油机上的两个增压器与排气总管之间背压阀的开度；所述管路部分包括：分管道A、分管道B、总管道、背压调节阀，所述分管道A、分管道B的一端分别与柴油机上的两个增压器连接，分管道A、分管道B的另一端与总管道一端连通，所述背压调节阀设置在总管道上，用于控制总管道排气流通量，总管道的另一端与排气总管连通；
所述控制部分包括：排气背压控制系统、压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3；所述压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、背压调节阀均与排气背压控制系统连接， 所述压力传感器PT1、温度传感器TS1安装在分管道A上，用于采集增压器A出口的压力和温度，所述压力传感器PT2、温度传感器TS2安装在分管道B上，用于采集增压器B出口的压力和温度，所述压力传感器PT3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与分管道A和分管道B之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力，即背压压力；所述压力传感器PT4、温度传感器TS3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与排气总管之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力和温度。
进一步的，所述排气背压控制系统包括：PLC、模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块；所述PLC分别与模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块连接，PLC根据模拟量采集AI模块采集的温度、压力、背压调节阀阀位数据及控制要求完成实时计算并输出控制结果；模拟量采集AI模块采集所有的压力传感器信号、温度传感器信号及背压调节阀阀位信号；模拟量输出AO模块根据PLC的计算结果控制背压调节阀的动作；人机界面互动模块可以实时显示各压力、温度、阀位信息、以实时曲线和历史曲线的方式展现给用户，并实时记录相关数据、根据试验要求设定相关参数实现数据交互。
进一步的，所述模拟量采集AI模块分别与压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、连接背压调节阀阀位采集端口连接；所述模拟量输出AO模块与背压调节阀控制端口连接。
一种柴油机排气背压正弦波自动调节方法，该方法实现的是模拟正弦波曲线：F=F0+K*sin（2π*t/T）,F：背压压力；F0：基准压力；K：波动幅度；T：周期；t：运行时间；如图2所示，背压稳定时165kpa，背压波动时165kpa±20kpa，周期20S的正弦波。此时F=165kpa±20kpa；F0=165kpa；K=20kpa；T=20S。
具体方法如下：
a、在人机界面互动模块上设置F0，K，T，N参数，柴油机正常启动，稳定运行至额定转速、额定负荷的状态；
b、将一个周期内的正弦波分成N个等分，其中，10≤N≤20；
c、 确定每个点的压力，Fn=F0+K*sin（2π*n/N），（0≤n≤N），计算n=0,1,2,3…N时对应的压力值Fn；
d、根据Fn值自动调节阀门位置，并自动记录每个阀位，即每个压力点Fn都有一个对应的阀位，同时自动将阀位数据导入系统内，建立数据模型；
e、波形自动输出，根据存储的数据模型，自动输出阀位控制信号控制阀门的动作；
f、自动输出过程中在线采集实际背压压力，并与目标压力值比较，同时做出对应的修正，即修正背压阀的开度，通过比较目标背压压力曲线和实际背压压力曲线，增加或减小阀位控制信号值，并将修正后的数据更新在系统内。
所述压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3只是为了监控各个管路上的温度和压力；当异常时，通过系统直接进行报警。
以上是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，所述柴油机上安装有两个增压器，分别为增压器A和增压器B，所述柴油机的排气出口与排气总管连接，其特征在于：所述正弦波自动调节系统包括：管路部分和控制部分，所述管路部设置在两个增压器出口与排气总管之间，所述控制部分采集管路部分上的压力、温度和阀位，进而控制柴油机上的两个增压器与排气总管之间背压阀的开度；所述管路部分包括：分管道A、分管道B、总管道、背压调节阀，所述分管道A、分管道B的一端分别与柴油机上的两个增压器连接，分管道A、分管道B的另一端与总管道一端连通，所述背压调节阀设置在总管道上，用于控制总管道排气流通量，总管道的另一端与排气总管连通；
所述控制部分包括：排气背压控制系统、压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3；所述压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、背压调节阀均与排气背压控制系统连接， 所述压力传感器PT1、温度传感器TS1安装在分管道A上，用于采集增压器A出口的压力和温度，所述压力传感器PT2、温度传感器TS2安装在分管道B上，用于采集增压器B出口的压力和温度，所述压力传感器PT3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与分管道A和分管道B之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力，即背压压力；所述压力传感器PT4、温度传感器TS3安装在总管道上，并且设置在背压调节阀与排气总管之间的总管道上，用于采集该段总管道的压力和温度。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，其特征在于：所述排气背压控制系统包括：PLC、模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块；所述PLC分别与模拟量采集AI模块、模拟量输出AO模块、人机界面互动模块连接，PLC根据模拟量采集AI模块采集的温度、压力、背压调节阀阀位数据及控制要求完成实时计算并输出控制结果；模拟量采集AI模块采集所有的压力传感器信号、温度传感器信号及背压调节阀阀位信号；模拟量输出AO模块根据PLC的计算结果控制背压调节阀的动作；人机界面互动模块可以实时显示各压力、温度、阀位信息、以实时曲线和历史曲线的方式展现给用户，并实时记录相关数据、根据试验要求设定相关参数实现数据交互。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机排气背压正弦波自动调节系统，其特征在于：所述模拟量采集AI模块分别与压力传感器PT1、压力传感器PT2、压力传感器PT3、压力传感器PT4、温度传感器TS1、温度传感器TS2、温度传感器TS3、连接背压调节阀阀位采集端口连接；所述模拟量输出AO模块与背压调节阀控制端口连接。
4.一种根据权利要求1所述的一种柴油机排气背压正弦波自动调节方法，其特征在于：该方法实现的是模拟正弦波曲线：F=F0+K*sin（2π*t/T）,F：背压压力；F0：基准压力；K：波动幅度；T：周期；t：运行时间；具体方法如下：
在人机界面互动模块上设置F0，K，T，N参数，柴油机正常启动，稳定运行至额定转速、额定负荷的状态；
将一个周期内的正弦波分成N个等分，其中，10≤N≤20；
确定每个点的压力，Fn=F0+K*sin（2π*n/N），（0≤n≤N），计算n=0,1,2,3…N时对应的压力值Fn；
根据Fn值自动调节阀门位置，并自动记录每个阀位，即每个压力点Fn都有一个对应的阀位，同时自动将阀位数据导入系统内，建立数据模型；
波形自动输出，根据存储的数据模型，自动输出阀位控制信号控制阀门的动作；
自动输出过程中在线采集实际背压压力，并与目标压力值比较，同时做出对应的修正，即修正背压阀的开度。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0454218A (ja) * 1990-06-21 1992-02-21 Isuzu Motors Ltd ツインターボチャージャの制御装置
WO2009074845A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Renault Trucks Operating method for an internal combustion engine in compression braking mode, internal combustion engine capable of operating in braking mode and automotive vehicle equipped with such an engine
JP2009162076A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Toyota Motor Corp 過給機付きエンジン
WO2010113431A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 川崎重工業株式会社 過給機付内燃機関の排気再循環システム
CN103206298A (zh) * 2013-03-18 2013-07-17 哈尔滨工程大学 柴油机二级相继增压防喘振结构
CN103282620A (zh) * 2011-02-17 2013-09-04 沃依特专利有限责任公司 具有增压的内燃机和涡轮复合系统的传动系
US20130263579A1 (en) * 2010-12-17 2013-10-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust heating device for internal combustion engine and control method therefor
CN110832177A (zh) * 2017-05-18 2020-02-21 Mtu 腓特烈港有限责任公司 用于运行内燃机的方法、内燃机
JP2020076384A (ja) * 2018-11-09 2020-05-21 株式会社豊田自動織機 内燃機関の制御システム
CN111946444A (zh) * 2020-07-28 2020-11-17 哈尔滨工程大学 三阶段可变截面涡轮两级相继增压系统及控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0454218A (ja) * 1990-06-21 1992-02-21 Isuzu Motors Ltd ツインターボチャージャの制御装置
WO2009074845A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Renault Trucks Operating method for an internal combustion engine in compression braking mode, internal combustion engine capable of operating in braking mode and automotive vehicle equipped with such an engine
JP2009162076A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Toyota Motor Corp 過給機付きエンジン
WO2010113431A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 川崎重工業株式会社 過給機付内燃機関の排気再循環システム
US20130263579A1 (en) * 2010-12-17 2013-10-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust heating device for internal combustion engine and control method therefor
CN103282620A (zh) * 2011-02-17 2013-09-04 沃依特专利有限责任公司 具有增压的内燃机和涡轮复合系统的传动系
CN103206298A (zh) * 2013-03-18 2013-07-17 哈尔滨工程大学 柴油机二级相继增压防喘振结构
CN110832177A (zh) * 2017-05-18 2020-02-21 Mtu 腓特烈港有限责任公司 用于运行内燃机的方法、内燃机
JP2020076384A (ja) * 2018-11-09 2020-05-21 株式会社豊田自動織機 内燃機関の制御システム
CN111946444A (zh) * 2020-07-28 2020-11-17 哈尔滨工程大学 三阶段可变截面涡轮两级相继增压系统及控制方法

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