CN113958382A - 一种低速柴油机电子气缸注油控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低速柴油机电子气缸注油控制系统，包括：霍尔传感器，其用于计量基准位置到当前位置的脉冲数，其中，所述基准位置通过上止点传感器和下止点传感器确定；第一处理单元，其用于基于所述脉冲数，确定主机曲轴的转角；第二处理单元，其用于基于所述转角，确定主机活塞的运行位置，生成控制指令；气缸注油器，其用于基于所述控制指令执行不同持续时间的喷油作业。其能够根据主机活塞的运行位置、不同运行状态(如正、倒车)进行相应的注油量的控制调整，实现对注油量的精确控制，提高了机械效率以及缸套使用寿命，减少了主机燃油消耗率以及零部件的维护费用，具有优异的实用性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，特别是一种低速柴油机电子气缸注油控制系统。
背景技术
近年来，随着高增压、长冲程船用柴油机的广泛应用，以及高粘度、低质和高硫份的燃料油大量使用，主机气缸润滑问题倍受关注。气缸润滑处在高温、高压和高速运动部件之间，加之气缸内工作环境的特殊性：工作表面高温使气缸油粘度降低、氧化变质加快，且缸壁上的部分油膜蒸发；因活塞在缸套中的往复运动使得仅在活塞行程的中部才有可能形成液体动力润滑，所以缸套和活塞之间很难形成良好的润滑。
传统的内燃机气缸润滑都是通过凸轮轴驱动机械注油器来注油的,这种设计的结果就是对气缸润滑油耗量，喷射时刻和排放污染的折中，注油压力低，定时粗放，且不能随柴油机的负荷变化而变化，往往从可靠性出发，根据最大负荷的需要再加上一定的系数确定喷油量，这就会使低负荷运行时主机的气缸油注油量偏大。过量的气缸油，不仅浪费了能源，也增加了对环境的污染和污油处理的工作量和费用，同时,还增加扫气箱、排气管中的积垢及缸套和活塞环磨损量，并由此引起各种故障。
作为现代船用低速柴油机的重要组件之一，电子气缸注油控制系统直接关乎气缸缸套与活塞之间的润滑状况，直接影响着主机机械效率、缸套寿命，从而影响主机燃油消耗率及零部件维护费用，同时,主机运营期间产生的滑油日常消耗也是主机运营成本的重要组成部分。因此，在满足缸套、活塞环润滑状况的前提下，根据不同的燃油属性、进气属性、主机工况，能够实现不同的气缸注油策略，以减少气缸注入滑油消耗量，是气缸注油系统的最终设计目的。
发明内容
有鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供能够根据低速柴油器主机的不同运行状态(如正、倒车)、不同的运行速度、所使用燃油的含硫量的不同、气缸活塞的位置的变化以及缸套的损耗情况进行相应的注油量的控制调整的低速柴油机电子气缸注油控制系统。
本发明实施例提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统，包括：
霍尔传感器，其用于计量基准位置到当前位置的脉冲数，其中，所述基准位置通过上止点传感器和下止点传感器确定；
第一处理单元，其用于基于所述脉冲数，确定主机曲轴的转角；
第二处理单元，其用于基于所述转角，确定主机活塞的运行位置，生成控制指令；
气缸注油器，其用于基于所述控制指令执行不同持续时间的喷油作业。
在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：
第三处理单元，其用于基于所述脉冲数，结合通过计算单元基于对外部输入信号进行边沿捕捉触发中断时记录的数据信息，确定测速齿轮的转速，以使所述第二处理单元基于所述转速确定所述气缸注油器的注油量。
在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：
负荷测算单元，其用于测算主机负荷；
所述第二处理单元还用于基于所述主机负荷，调整所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率。
在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：
人机交互接口界面，其用于接收输入指令，所述输入指令至少包括所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率、气缸注油量和注油系数。
在本发明的一些实施例中，所述气缸注油量基于缸套的运行周期进行确定。
在本发明的一些实施例中，所述注油系数基于不同含硫量燃油的酸性气缸注油量与用以进行中和所述酸性气缸注油量所产生酸性物质的碱性气缸注油量确定。
在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：
位置反馈传感器，其设于所述气缸注油器上，用以监测反馈其所在气缸注油器的注油器位置，以在运行异常时输出报警信号。
在本发明的一些实施例中，所述第二处理单元还用于发出预润滑指令，以在所述主机活塞启动前，控制所述气缸注油器对所述主机活塞的每个缸进行预设次数的预润滑。
在本发明的一些实施例中，所述预润滑指令通过所述人机交互接口界面接收的输入指令生成。
与现有技术相比，本发明实施例提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统的有益效果在于：其能够根据低速柴油器主机的不同运行状态(如正、倒车)、不同的运行速度、所使用燃油的含硫量的不同、气缸活塞的位置的变化以及缸套的损耗情况进行相应的注油量的控制调整，实现对注油量的精确控制，保证了气缸缸套与活塞之间的良好的润滑状况，提高了机械效率以及缸套使用寿命，减少了主机燃油消耗率以及零部件的维护费用，具有优异的实用性和经济性。
附图说明
图1为本发明提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统的工作流程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其它方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其它实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
本发明实施例提供一种低速柴油机电子气缸注油控制系统，如图1所示，包括：
霍尔传感器，其用于计量基准位置到当前位置的脉冲数，其中，所述基准位置通过上止点传感器和下止点传感器确定；
第一处理单元，其用于基于所述脉冲数，确定主机曲轴的转角；
第二处理单元，其用于基于所述转角，确定主机活塞的运行位置，生成控制指令；
气缸注油器，其用于基于所述控制指令执行不同持续时间的喷油作业，其中，所述控制指令中包括基于所述主机活塞所对应不同缸的延时时间。
通过上述技术方案可以看出，为达到气缸燃油在垂直方向上的正确分布，需要在主机活塞上升时进行注油，进而需要采集主机曲轴的转角，用以判断注油正时：在本实施例中，转角通过计量基准位置到当前位置的霍尔传感器脉冲数(可以为齿轮的齿数)来计算，而基准位置则可以通过专用的上止点传感器和下止点传感器来判断；各缸中对应活塞位置能够在基本正时的基础上加以相位偏差进行确定，进而，结合上述技术方案确定主机活塞运行到相应的位置后，便可向气缸注油器(电磁阀)发送控制指令，以使气缸注油器基于所述控制指令(加上指定延时时间)进行不同持续时间的喷油作业。
其中，所述第一处理单元和所述第二处理单元可以为同一处理单元也可以为不同的处理单元，在此不做明确限定。
在本发明的一些实施例中所述低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：
第三处理单元，其用于基于所述脉冲数，结合通过计算单元基于对外部输入信号进行边沿捕捉触发中断时记录的数据信息，确定测速齿轮的转速，以使所述第二处理单元基于所述转速确定所述气缸注油器的注油量。具体地，为控制不同的注油量，本发明上述实施例提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统还通过霍尔传感器所采集的脉冲数计算转速，由于测速齿轮上没有缺齿，故此，可配合使用定时器针对外部输入信号实行边沿捕捉，进而通过计算单元基于外部输入信号进行边沿捕捉触发中断时记录的数据信息，确定测速齿轮的转速，具体地，可以在触发中断的同时记录捕捉时刻计数器的值，进而，配合计数器实时计数功能可以对捕捉信号进行脉冲宽度的测量，作为示例，可以为测速齿轮的各个轮齿的齿顶之间的脉冲宽度，进而实现对周期性波形的测量，获得频率，从而得到转速。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：负荷测算单元，其用于测算主机负荷；所述第二处理单元还用于基于所述主机负荷，调整所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率。进而使得本发明上述实施例提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统能够根据主机的不同负荷实现自动调整注油参数，同时，可通过设置的人机交互接口界面进行设定，如设定完整冲程次数与注油频率的比值。
在本实施例中，所述人机交互接口界面，其用于接收输入指令，所述输入指令至少包括所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率、气缸注油量和注油系数。
在本发明的一些实施例中，所述气缸注油量基于缸套的运行周期进行确定，具体地，基于缸套不同的磨损状态来调整注油量，如，在新造机或主机运行过程中更换新缸套时，根据缸套不同的运行周期，施加不同的气缸注油量，以保证缸套达到最佳的润滑状态及较长的运行周期。
此外，在本实施例中，所述注油系数基于不同含硫量燃油的酸性气缸注油量与用以进行中和所述酸性气缸注油量所产生酸性物质的碱性气缸注油量确定。具体地，对于具有不同含硫量的燃油时，由于所产生酸性物质的量不同，所需的用于中和该酸性物质所需要碱性气缸注油量也会不同，即，可基于不同含硫量的燃油所产生的酸性物质的量确定用于中和该酸性物质的碱性气缸注油量，且该对应的注油系数可在人机交互接口(HMI)界面上进行修改。
此外，在本发明的一些实施例中，所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，还包括：位置反馈传感器，其设于所述气缸注油器上，用以监测反馈其所在气缸注油器的注油器位置，以在运行异常时输出报警信号。
在本实施例中，所述第二处理单元还用于发出预润滑指令，以在所述主机活塞启动前，控制所述气缸注油器对所述主机活塞的每个缸进行预设次数的预润滑，作为示例，所述预设次数可以为12次。
其中，所述预润滑指令通过所述人机交互接口界面接收的输入指令生成。
通过上述技术方案可知，本发明上述实施例提供的低速柴油机电子气缸注油控制系统能够根据低速柴油器主机的不同运行状态(如正、倒车)、不同的运行速度、所使用燃油的含硫量的不同、气缸活塞的位置的变化以及缸套的损耗情况进行相应的注油量的控制调整，实现对注油量的精确控制，保证了气缸缸套与活塞之间的良好的润滑状况，提高了机械效率以及缸套使用寿命，减少了主机燃油消耗率以及零部件的维护费用，具有优异的实用性和经济性。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，包括：
霍尔传感器，其用于计量基准位置到当前位置的脉冲数，其中，所述基准位置通过上止点传感器和下止点传感器确定；
第一处理单元，其用于基于所述脉冲数，确定主机曲轴的转角；
第二处理单元，其用于基于所述转角，确定主机活塞的运行位置，生成控制指令；
气缸注油器，其用于基于所述控制指令执行不同持续时间的喷油作业。
2.根据权利要求1所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，还包括：
第三处理单元，其用于基于所述脉冲数，结合通过计算单元基于对外部输入信号进行边沿捕捉触发中断时记录的数据信息，确定测速齿轮的转速，以使所述第二处理单元基于所述转速确定所述气缸注油器的注油量。
3.根据权利要求2所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，还包括：
负荷测算单元，其用于测算主机负荷；
所述第二处理单元还用于基于所述主机负荷，调整所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率。
4.根据权利要求3所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，还包括：
人机交互接口界面，其用于接收输入指令，所述输入指令至少包括所述气缸注油器对应完整冲程次数的注油频率、气缸注油量和注油系数。
5.根据权利要求4所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，
所述气缸注油量基于缸套的运行周期进行确定。
6.根据权利要求5所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，
所述注油系数基于不同含硫量燃油的酸性气缸注油量与用以进行中和所述酸性气缸注油量所产生酸性物质的碱性气缸注油量确定。
7.根据权利要求6所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，还包括：
位置反馈传感器，其设于所述气缸注油器上，用以监测反馈其所在气缸注油器的注油器位置，以在运行异常时输出报警信号。
8.根据权利要求7所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，
所述第二处理单元还用于发出预润滑指令，以在所述主机活塞启动前，控制所述气缸注油器对所述主机活塞的每个缸进行预设次数的预润滑。
9.根据权利要求8所述的低速柴油机电子气缸注油控制系统，其特征在于，
所述预润滑指令通过所述人机交互接口界面接收的输入指令生成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220121 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |