CN1196445A - 柴油机启动方法及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的柴油机启动方法,根据公式np=no+k(To－T)计算最佳喷油转速np,当曲轴转速达到最佳喷油转速np时,开始向柴油机气缸内喷射燃油;当曲轴转速的一阶导数A和二阶导数B的比值B/A大于零时,即判定启动成功,停止向启动电动机供电。提高了点火成功率,避免了爆燃现象;节省了时间和能源。用于上述方法的柴油机启动控制装置采用了柴油机状态传感器及微处理机装置,因而可实现启动控制自动化。

Description

柴油机启动方法及其控制装置
本发明属于柴油机控制技术领域，尤其涉及一种新的柴油机启动方法及其控制装置。
目前启动柴油机时，一般都是在柴油机曲轴一转动就开始向气缸内喷射燃油。启动机车柴油机，每次按下启动按钮时，还要由延时开关控制，通过燃油预供泵和润滑油预供泵先向柴油机管路预供燃油和润滑油45～60秒，然后启动电动机带动曲轴转动，同时向气缸内喷射燃油。在整个启动过程中，启动电动机接触器、供油齿条电控阀和润滑油压力保护开关都是由操作人员通过启动按钮同步控制，启动的成功与否完全靠操作人员的主观判断。这种启动方法存在以下问题：
1)操作人员负担重，每次启动都需要耳听眼看。
2)向气缸内供油过早，由于曲轴转速很低，气缸内达不到理想的空气压缩温度，燃油雾化效果不好，因而使燃油无法燃烧；而气缸内积存的燃油过多又会使空气燃油比率严重失调，并降低气缸内的温度，拖延点火时间，尤其在冬季会使柴油机启动更加困难，启动耗电量大。一旦点火，往往排出浓烟，甚至会造成爆燃。
3)如果柴油机点火成功后，在转速已达到惰转而润滑油压力尚未建立时松开启动按钮，柴油机将停机，出现启动失败现象；而如果待压力建立之后才松开启动按钮，又势必加大蓄电池无效放电，容易造成蓄电池亏电。
4)如果由于某种原因柴油机不能正常点火而造成启动时间过长，可能会引起启动接触器烧死。
5)重复启动时，无论实际压力如何，都要延时45～60秒预供燃油和润滑油，造成时间和物质上的浪费。
本发明的目的就在于克服上述现有技术之不足，提供一种新的程序自动控制、适时喷射燃油、启动安全可靠、减少排气污染、降低启动放电的柴油机启动方法及其控制装置。
本发明的目的是这样实现的：一种柴油机启动方法，其特征在于采用下列步骤：
1)启动电动机驱动柴油机曲轴转动，同时检测曲轴的转速；
2)当曲轴转速达到最佳喷油转速np时，开始向柴油机气缸内喷射燃油；
3)启动成功后，停止向启动电动机供电。
为了更好地实现本发明的目的，可测出柴油机机体温度T，根据公式np＝n0+k(T0-T)计算最佳喷油转速np，式中：n0—环境温度为T0时用实验方法测得的最佳喷油转速，k—温度修正系数。
为了更好地实现本发明的目的，可计算曲轴转速的一阶导数A和二阶导数B；当B/A的值大于零时，即判定启动成功，停止向启动电动机供电。(柴油机启动系统的运动方程为dMa/dn＝C·B/A，式中：Ma为启动加速转矩，n为曲轴转速，C为正值常数。柴油机点火前，dMa/dn＜0；部分气缸点火时，dMa/dn＝0；全部点火后，dMa/dn＞0。)
为了更好地实现本发明的目的，可在用启动电动机驱动曲轴转动之前，先检测柴油机润滑油和燃油的压力，如果已达到设定的启动压力值，则直接进行步骤1)；如果没有达到设定的启动压力值，则先通过燃油预供泵和润滑油预供泵先向柴油机管路预供燃油和润滑油，待达到设定的启动压力值后再进行步骤1)。
为了更好地实现本发明的目的，启动成功、停止向启动电动机供电后，使润滑油压力保护开关继续闭合，直至润滑油压力达到设定的运转压力值。
为了更好地实现本发明的目的，用于上述方法的机车柴油机启动控制装置，包括有启动按钮、启动电动机接触器、供油齿条电控阀控制线圈、润滑油压力保护开关，其特征在于还设置了微处理机装置以及分别与其输入端1、2、3、5相连接的柴油机状态传感器，启动按钮与微处理机装置的输入端4连接，微处理机装置的输出端6、7、8、9、10分别与润滑油压力保护开关YC、供油齿条电控阀控制线圈DLS、润滑油预供泵接触器控制线圈QBC、燃油预供泵接触器控制线圈RBC以及启动电动机接触器控制线圈相连接。
采用本发明的技术方案启动柴油机，由于是达到最佳喷油转速时才开始向气缸内喷射燃油，因而极大地提高了点火成功率，缩短了启动点火时间，减少了蓄电池的启动放电，降低了启动排烟量，避免了爆燃现象；由于是根据B/A值来判断点火是否成功以及是否需要继续向启动电动机供电，因而可进一步减小因无效启动放电时间过长造成的蓄电池亏电，避免了电器元件的烧损；由于取消了多次启动重复预供燃油和润滑油的做法，因而可进一步节省时间、降低物质能源消耗；由于采用微处理机程序控制，因而可实现启动控制自动化。
图1为本发明实施例柴油机启动控制装置的电路原理图。
图2为本发明实施例柴油机启动控制程序的流程图。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
参看图1，本发明实施例的柴油机启动控制装置中，微处理机装置采用CPU8031芯片，其输入部分由A/D转换电路、开关量输入电路、频率量输入电路构成，输出部分由开关量输出电路构成，其控制程序存在EPROM中。机体温度传感器、润滑油压力传感器、燃油压力传感器、启动按钮和曲轴转速传感器分别与微处理机装置的输入端1、2、3、4、5连接，微处理机装置的输出端6、7、8、9、10分别与润滑油压力保护开关YC、供油齿条电控阀控制线圈DLS、润滑油预供泵接触器控制线圈QBC、燃油预供泵接触器控制线圈RBC以及启动电动机接触器控制线圈QC连接。
参看图2，操作人员按动启动按钮，控制程序从框1开始，首先进入判断框2，循环检测管路中燃油、润滑油的压力状态，若燃油和/或润滑油的压力低于设定的启动压力值，则进入框3，RBC和/或QBC得电，启动燃油预供泵和/或润滑油预供泵，向柴油机管路预供燃油或润滑油；否则，进入框4，测取机体温度值，根据公式np＝n0+k(T0+T)计算最佳喷油转速。然后进入框5，使启动电动机接触器QC得电，启动电动机驱动柴油机曲轴转动。然后进入判断框6，循环检测曲轴转速n，看曲轴转速是否达到np，若已达到np，则进入框7，使供油齿条电控阀控制线圈DLS得电，开始向气缸内喷射燃油。然后进入判断框8，看启动按钮QA是否断开，若断开，则进入框9，使启动电动机接触器QC失电，启动电动机停止转动，然后进入框14，程序结束；若启动按钮没有断开，则进入判断框10，看曲轴转速的一阶导数A和二阶导数B的比值是否小于零，若B/A值小于零，则程序返回判断框8；否则，说明柴油机启动成功，程序进入框11，使启动电动机接触器QC失电，启动电动机停止转动。然后程序进入判断框12，循环检测润滑油压力，若润滑油压力已达到设定的运转压力值，则程序进入框13，使润滑油压力保护开关断开。然后，进入框14，结束程序。

Claims (6)

1、一种柴油机启动方法，其特征在于采用下列步骤：
1)启动电动机驱动柴油机曲轴转动，同时检测曲轴的转速；
2)当曲轴转速达到最佳喷油转速np时，开始向柴油机气缸内喷射燃油；
3)启动成功后，停止向启动电动机供电。
2、根据权利要求1所述的柴油机启动方法，其特征在于测出柴油机机体温度T，根据公式np＝n0+k(T0-T)计算最佳喷油转速np，式中：n0—环境温度为T0时用实验方法测得的最佳喷油转速，k—温度修正系数。
3、根据权利要求1所述的柴油机启动方法，其特征在于计算曲轴转速的一阶导数A和二阶导数B；当B/A的值大于零时，即判定启动成功，停止向启动电动机供电。
4、根据权利要求1所述的柴油机启动方法，其特征在于用启动电动机驱动曲轴转动之前，先检测柴油机润滑油和燃油的压力，如果已达到设定启动压力值，则直接进行步骤1)；如果没有达到设定启动压力值，则先通过燃油、润滑油预供泵先向柴油机管路预供燃油和润滑油，待达到设定压力值后再进行步骤1)。
5、根据权利要求3所述的柴油机启动方法，其特征在于启动成功、停止向启动电动机供电后，使润滑油压力保护开关继续闭合，直至润滑油压力达到设定的运转压力值时止。
6、一种用于权利要求1、2、3、4或5所述方法的柴油机启动控制装置，包括有启动按钮、启动电动机接触器、供油齿条电控阀控制线圈、润滑油压力保护开关，其特征在于还设置了微处理机装置以及分别与其输入端1、2、3、5相连接的柴油机状态传感器，启动按钮与微处理机装置的输入端4连接，微处理机装置的输出端6、7、8、9、10分别与润滑油压力保护开关YC、供油齿条电控阀控制线圈DLS、润滑油预供泵接触器控制线圈QBC、燃油预供泵接触器控制线圈RBC以及启动电动机接触器控制线圈QC相连接。
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