CN113623523A - 柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法 - Google Patents

柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及柴油机预润滑油技术领域，尤其是一种柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法，系统控制器，与温度传感器、压力传感器、预润滑油泵控制器相连，系统控制器接收温度传感器反馈数据、接收压力传感器反馈数据、接收预润滑油泵控制器反馈数据并计算输出合理的预润滑油泵控制器输出频率，并控制系统的启停操作。可减少柴油机启动前滑油预润滑时间，提高预润滑的效率，保证润滑油出口压力，优化用户体验感；同时可应用于新造机车或既有机车的改造，新造机车可由机车微机承担系统控制器的功能，既有机车可以使用独立的控制器。

Description

柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及柴油机预润滑油技术领域，尤其是一种柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法。
背景技术
国内既有内燃机车多数为中低速柴油机，其启动前需要进行预润滑工序。目前主流的方法是采用固定转速的电机驱动预润滑油泵，一定预润滑时间后启动柴油机。该方法的缺点是固定的电机转速将导致润滑油低温情况下，润滑油泵出口压力过高，润滑油高温情况下，润滑油出口压力过低，同时没有考虑润滑油在不同的压力及温度下完成有效预润滑最长时间的不同，导致柴油机启机预润滑时间过长，影响用户体验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种减少柴油机启动前滑油预润滑时间，提高预润滑的效率的柴油机预润滑油泵控制系统及采用该控制系统的控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柴油机预润滑油泵控制系统，温度传感器，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油温度T；压力传感器，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油压力P；预润滑油泵，用于建立压力驱动润滑油流动；预润滑油泵控制器，与预润滑油泵连接，用于驱动预润滑油泵旋转；
系统控制器，与温度传感器、压力传感器、预润滑油泵控制器相连，系统控制器接收温度传感器反馈数据、接收压力传感器反馈数据、接收预润滑油泵控制器反馈数据并计算输出合理的预润滑油泵控制器输出频率，并控制系统的启停操作。
进一步的，预润滑油泵由直流无刷电机与油泵部分连接构成。
一种柴油机预润滑油泵控制方法，具有一种柴油机预润滑油泵控制系统，通过控制系统采集柴油机滑油入口温度T,采集柴油机滑油入口压力P，采集预润滑油泵控制器输出电流I，采集预润滑油泵控制器输出频率f，计算本次累计预润滑时间t，计算预润滑初始时间t0，计算预润滑最小压力Pmin，预润滑最大压力Pmax，预润滑最长时间tmax，柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax，柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，系统根据采集的T、P、I、f等综合判断预润滑油泵的启动、停止及控制输出频率，完成柴油机启动前的预润滑。
进一步的，所述的系统通过网络或开关量信号与上位机通信获得预润滑油泵启动或停机的命令，收到启动命令后包括如下步骤：
步骤S1：计算预润滑时间t0，系统进入预润滑时间计算步骤S100；本步骤主要目的是根据当前柴油机滑油入口温度计算启机前预润滑的时间值t0；
步骤S2：比较t0与0，t0＞0时进入步骤S3，t0≤0时进入步骤S15；
步骤S3：计算预润滑最小压力Pmin，系统进入预润滑压力计算步骤S300；本步骤主要目的是根据当前柴油机滑油入口温度计算启机预润滑的目标压力的最小值Pmin。
步骤S4：比较预润滑最小压力Pmin与0，预润滑最小压力Pmin＞0时进入步骤S5，预润滑最小压力Pmin≤0时，进入步骤S15；
步骤S5：启动预润滑油泵控制器，驱动预润滑油泵以最低频率工作，进入步骤S6；
步骤S6：比较预润滑油泵控制器输出电流I与柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax；当I＞Imax时，进入步骤S10，当I≤Imax时，进入步骤S7；
步骤S7：比较柴油机滑油入口压力P与计算预润滑最小压力Pmax，当P＞Pmax时，进入步骤S10，当P≤Pmax时，进入步骤S8；
步骤S8：比较预润滑油泵控制器输出频率f与柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，当f＞fmax时，进入步骤S10，当f≤fmax时，进入步骤S9；
步骤S9：按照一定步长增加预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S10：按照一定步长减小预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S11：比较计算本次累计预润滑时间t与计算预润滑初始时间t0，当t≤t0时，进入步骤S6，当t＞t0时，进入步骤S12；
步骤S12：比较柴油机滑油入口压力P与预润滑最大压力Pmin，当P＞Pmin时，进入步骤S14，当P≤Pmin时，进入步骤S13；
步骤S13：比较计算本次累计预润滑时间t与预润滑最长时间tmax，当t＜tmax时，进入步骤S6，当t≥tmax时，进入步骤S15；
步骤S14：预润滑成功，反馈给上位机成功信号，进入步骤S16。
步骤S15：预润滑失败，反馈给上位机失败信号，进入步骤S16；
步骤S16：完成本次预润滑，流程结束。
进一步的，所述的预润滑时间t0包括如下计算步骤：
步骤S101：比较柴油机滑油入口温度T与T1，当T≥T1时，进入步骤S102，当T＜T1时，进入步骤S103，T1为预设的温度值1；
步骤S102：计算预润滑初始时间t0，t0＝t1，进入步骤S108，t1为预润滑时间设置1；
步骤S103：比较柴油机滑油入口温度T与T2，当T≥T2时，进入步骤S104，当T＜T2时，进入步骤S105，T2为预设的温度值2；
步骤S104：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S108，t2为预润滑时间设置2；
步骤S105：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S106，当T＜T3时，进入步骤S107，T3为预设的温度值3；
步骤S106：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3),进入步骤S108，t3为预润滑时间设置3；
步骤S107：计算t0,t0＝0，进入步骤S108；
步骤S108：本子流程结束，返回至主流程入口处。
进一步的，所述的最小润滑压力Pmin包括如下计算步骤：
步骤S301：比较柴油机滑油入口温度T与T1，当T≥T1时，进入步骤S302，当T＜T1时，进入步骤S303，T1为预设的温度值1；
步骤S302：计算t0，t0＝t1，进入步骤S308，t1为预润滑时间设置1；
步骤S303：比较T与T2，当T≥T2时，进入步骤S304，当T＜T2时，进入步骤S305，T2为预设的温度值2；
步骤S304：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S308，t2为预润滑时间设置2；
步骤S305：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S306，当T＜T3时，进入步骤S307，T3为预设的温度值3；
步骤S306：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3)，进入步骤S308，t3为预润滑时间设置3；
步骤S307：计算t0,t0＝0，进入步骤S308；
步骤S308：本子流程结束，返回至主流程入口处。
本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，可减少柴油机启动前滑油预润滑时间，提高预润滑的效率，保证润滑油出口压力，优化用户体验感；同时可应用于新造机车或既有机车的改造，新造机车可由机车微机承担系统控制器的功能，既有机车可以使用独立的控制器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明柴油机预润滑油泵控制系统的流程图；
图2是本发明柴油机预润滑油泵控制方法的流程图；
图3是本发明柴油机预润滑油泵控制方法中预润滑时间t0的计算流程图；
图4是本发明柴油机预润滑油泵控制方法中最小润滑压力Pmin的计算流程图。
图中：1.系统控制器，2.温度传感器，3.压力传感器，4.预润滑油泵控制器，5.预润滑油泵。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种柴油机预润滑油泵控制系统，包括温度传感器2，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油温度T；压力传感器3，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油压力P；预润滑油泵5，用于建立压力驱动润滑油流动；预润滑油泵控制器4，与预润滑油泵5连接，用于驱动预润滑油泵5旋转；
系统控制器1，与温度传感器2、压力传感器3、预润滑油泵控制器4相连，系统控制器1接收温度传感器2反馈数据、接收压力传感器3反馈数据、接收预润滑油泵控制器4反馈数据并计算输出合理的预润滑油泵控制器4输出频率，并控制系统的启停操作。
其中，预润滑油泵5由直流无刷电机与油泵部分连接构成。
如图2所示的，一种柴油机预润滑油泵控制方法，具有一种柴油机预润滑油泵控制系统，通过控制系统采集柴油机滑油入口温度T,采集柴油机滑油入口压力P，采集预润滑油泵控制器输出电流I，采集预润滑油泵控制器输出频率f，计算本次累计预润滑时间t，计算预润滑初始时间t0，计算预润滑最小压力Pmin，预润滑最大压力Pmax，预润滑最长时间tmax，柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax，柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，系统根据采集的T、P、I、f等综合判断预润滑油泵的启动、停止及控制输出频率，完成柴油机启动前的预润滑。
其中，系统通过网络或开关量信号与上位机通信获得预润滑油泵5启动或停机的命令，收到启动命令后包括如下步骤：
步骤S1：计算预润滑时间t0，系统进入预润滑时间计算步骤S100；本步骤主要目的是根据当前柴油机滑油入口温度计算启机前预润滑的时间值t0；
步骤S2：比较t0与0，t0＞0时进入步骤S3，t0≤0时进入步骤S15；
步骤S3：计算预润滑最小压力Pmin，系统进入预润滑压力计算步骤S300；本步骤主要目的是根据当前柴油机滑油入口温度计算启机预润滑的目标压力的最小值Pmin。
步骤S4：比较预润滑最小压力Pmin与0，预润滑最小压力Pmin＞0时进入步骤S5，预润滑最小压力Pmin≤0时，进入步骤S15；
步骤S5：启动预润滑油泵控制器4，驱动预润滑油泵5以最低频率工作，进入步骤S6；
步骤S6：比较预润滑油泵控制器输出电流I与柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax；当I＞Imax时，进入步骤S10，当I≤Imax时，进入步骤S7；
步骤S7：比较柴油机滑油入口压力P与计算预润滑最小压力Pmax，当P＞Pmax时，进入步骤S10，当P≤Pmax时，进入步骤S8；
步骤S8：比较预润滑油泵控制器输出频率f与柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，当f＞fmax时，进入步骤S10，当f≤fmax时，进入步骤S9；
步骤S9：按照一定步长增加预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S10：按照一定步长减小预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S11：比较计算本次累计预润滑时间t与计算预润滑初始时间t0，当t≤t0时，进入步骤S6，当t＞t0时，进入步骤S12；
步骤S12：比较柴油机滑油入口压力P与预润滑最大压力Pmin，当P＞Pmin时，进入步骤S14，当P≤Pmin时，进入步骤S13；
步骤S13：比较计算本次累计预润滑时间t与预润滑最长时间tmax，当t＜tmax时，进入步骤S6，当t≥tmax时，进入步骤S15；
步骤S14：预润滑成功，反馈给上位机成功信号，进入步骤S16。
步骤S15：预润滑失败，反馈给上位机失败信号，进入步骤S16；
步骤S16：完成本次预润滑，流程结束。
其中，如图3所示的，预润滑时间t0包括如下计算步骤：
步骤S101：比较柴油机滑油入口温度T与T1，当T≥T1时，进入步骤S102，当T＜T1时，进入步骤S103，T1为预设的温度值1；
步骤S102：计算预润滑初始时间t0，t0＝t1，进入步骤S108，t1为预润滑时间设置1；
步骤S103：比较柴油机滑油入口温度T与T2，当T≥T2时，进入步骤S104，当T＜T2时，进入步骤S105，T2为预设的温度值2；
步骤S104：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S108，t2为预润滑时间设置2；
步骤S105：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S106，当T＜T3时，进入步骤S107，T3为预设的温度值3；
步骤S106：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3),进入步骤S108，t3为预润滑时间设置3；
步骤S107：计算t0,t0＝0，进入步骤S108；
步骤S108：本子流程结束，返回至主流程入口处。
其中，如图4所示的，最小润滑压力Pmin包括如下计算步骤：
步骤S301：比较T与T1，当T≥T1时，进入步骤S302，当T＜T1时，进入步骤S303，T1为预设的温度值1；
步骤S302：计算t0，t0＝t1，进入步骤S308，t1为预润滑时间设置1；
步骤S303：比较T与T2，当T≥T2时，进入步骤S304，当T＜T2时，进入步骤S305，T2为预设的温度值2；
步骤S304：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S308，t2为预润滑时间设置2；
步骤S305：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S306，当T＜T3时，进入步骤S307，T3为预设的温度值3；
步骤S306：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3)，进入步骤S308，t3为预润滑时间设置3；
步骤S307：计算t0,t0＝0，进入步骤S308；
步骤S308：本子流程结束，返回至主流程入口处。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (6)

1.一种柴油机预润滑油泵控制系统，其特征在于：包括
温度传感器(2)，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油温度T；
压力传感器(3)，用于检测柴油机润滑油入口处润滑油压力P；
预润滑油泵(5)，用于建立压力驱动润滑油流动；
预润滑油泵控制器(4)，与预润滑油泵(5)连接，用于驱动预润滑油泵(5)旋转；
系统控制器(1)，与温度传感器(2)、压力传感器(3)、预润滑油泵控制器(4)相连，系统控制器(1)接收温度传感器(2)反馈数据、接收压力传感器(3)反馈数据、接收预润滑油泵控制器(4)反馈数据并计算输出合理的预润滑油泵控制器(4)输出频率，并控制系统的启停操作。
2.如权利要求1所述的一种柴油机预润滑油泵控制系统，其特征在于：所述的预润滑油泵(5)由直流无刷电机与油泵部分连接构成。
3.一种柴油机预润滑油泵控制方法，其特征在于：具有如权利要求1～2所示的一种柴油机预润滑油泵控制系统，通过控制系统采集柴油机滑油入口温度T,采集柴油机滑油入口压力P，采集预润滑油泵控制器输出电流I，采集预润滑油泵控制器输出频率f，计算本次累计预润滑时间t，计算预润滑初始时间t0，计算预润滑最小压力Pmin，预润滑最大压力Pmax，预润滑最长时间tmax，柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax，柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，系统根据采集的T、P、I、f等综合判断预润滑油泵的启动、停止及控制输出频率，完成柴油机启动前的预润滑。
4.如权利要求3所述的一种柴油机预润滑油泵控制方法，其特征在于：所述的系统通过网络或开关量信号与上位机通信获得预润滑油泵(5)启动或停机的命令，收到启动命令后包括如下步骤：
步骤S1：计算预润滑时间t0，系统进入预润滑时间计算步骤S100；
步骤S2：比较t0与0，t0＞0时进入步骤S3，t0≤0时进入步骤S15；
步骤S3：计算预润滑最小压力Pmin，系统进入预润滑压力计算步骤S300；
步骤S4：比较预润滑最小压力Pmin与0，预润滑最小压力Pmin＞0时进入步骤S5，预润滑最小压力Pmin≤0时，进入步骤S15；
步骤S5：启动预润滑油泵控制器(4)，驱动预润滑油泵(5)以最低频率工作，进入步骤S6；
步骤S6：比较预润滑油泵控制器输出电流I与柴油机预润滑控制器最大输出电流Imax；当I＞Imax时，进入步骤S10，当I≤Imax时，进入步骤S7；
步骤S7：比较柴油机滑油入口压力P与计算预润滑最小压力Pmax，当P＞Pmax时，进入步骤S10，当P≤Pmax时，进入步骤S8；
步骤S8：比较预润滑油泵控制器输出频率f与柴油机预润滑控制器最大输出频率fmax，当f＞fmax时，进入步骤S10，当f≤fmax时，进入步骤S9；
步骤S9：按照一定步长增加预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S10：按照一定步长减小预润滑油泵控制器输出频率f，进入步骤S11；
步骤S11：比较计算本次累计预润滑时间t与计算预润滑初始时间t0，当t≤t0时，进入步骤S6，当t＞t0时，进入步骤S12；
步骤S12：比较柴油机滑油入口压力P与预润滑最大压力Pmin，当P＞Pmin时，进入步骤S14，当P≤Pmin时，进入步骤S13；
步骤S13：比较计算本次累计预润滑时间t与预润滑最长时间tmax，当t＜tmax时，进入步骤S6，当t≥tmax时，进入步骤S15；
步骤S14：预润滑成功，反馈给上位机成功信号，进入步骤S16。
步骤S15：预润滑失败，反馈给上位机失败信号，进入步骤S16；
步骤S16：完成本次预润滑，流程结束。
5.如权利要求4所述的一种柴油机预润滑油泵控制方法，其特征在于：所述的预润滑时间t0包括如下计算步骤：
步骤S101：比较柴油机滑油入口温度T与T1，当T≥T1时，进入步骤S102，当T＜T1时，进入步骤S103，T1为预设的温度值1；
步骤S102：计算预润滑初始时间t0，t0＝t1，进入步骤S108，t1为预润滑时间设置1；
步骤S103：比较柴油机滑油入口温度T与T2，当T≥T2时，进入步骤S104，当T＜T2时，进入步骤S105，T2为预设的温度值2；
步骤S104：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S108，t2为预润滑时间设置2；
步骤S105：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S106，当T＜T3时，进入步骤S107，T3为预设的温度值3；
步骤S106：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3),进入步骤S108，t3为预润滑时间设置3；
步骤S107：计算t0,t0＝0，进入步骤S108；
步骤S108：本子流程结束，返回至主流程入口处。
6.如权利要求4所述的一种柴油机预润滑油泵控制方法，其特征在于：所述的最小润滑压力Pmin包括如下计算步骤：
步骤S301：比较柴油机滑油入口温度T与T1，当T≥T1时，进入步骤S302，当T＜T1时，进入步骤S303，T1为预设的温度值1；
步骤S302：计算t0，t0＝t1，进入步骤S308，t1为预润滑时间设置1；
步骤S303：比较T与T2，当T≥T2时，进入步骤S304，当T＜T2时，进入步骤S305，T2为预设的温度值2；
步骤S304：计算t0，t0＝t1+(t2-t1)*(t-T2)/(T1-T2),进入步骤S308，t2为预润滑时间设置2；
步骤S305：比较T与T3，当T≥T3时，进入步骤S306，当T＜T3时，进入步骤S307，T3为预设的温度值3；
步骤S306：计算t0，t0＝t2+(t3-t2)*(t-T3)/(T2-T3)，进入步骤S308，t3为预润滑时间设置3；
步骤S307：计算t0,t0＝0，进入步骤S308；
步骤S308：本子流程结束，返回至主流程入口处。
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