柴油機(jī)雙燃料控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]柴油機(jī)雙燃料控制系統(tǒng)按國(guó)際專利分類表(IPC)劃分屬于機(jī)械工程發(fā)動(dòng)機(jī)部，F(xiàn)02D燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的控制、F02M 一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給或其組成部分及物理G05B—般的控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的目的:在柴油機(jī)使用雙燃料(柴油及天然氣)運(yùn)行時(shí)，控制系統(tǒng)按柴油機(jī)運(yùn)行狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)控制天然氣的供氣量，使其達(dá)到最大的替換率。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)在使用柴油作為燃料運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行成本高，排放排污對(duì)環(huán)境的影響大。當(dāng)前天然氣的開(kāi)發(fā)及使用蓬勃發(fā)展，天然氣的價(jià)格燃值比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于柴油，而且其燃燒后生成物清潔，對(duì)環(huán)境影響小。使用天然氣作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料既降低費(fèi)用又減少排污。
[0003]使用天然氣為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)有多種型式，其中在原柴油機(jī)上加裝天然氣供給系統(tǒng)是較為快捷的一種使用天然氣為燃料的方法。當(dāng)前，由于天然氣的燃燒特性，改用雙燃料的柴油機(jī)存在著各種問(wèn)題。本發(fā)明就是為了消除柴油機(jī)改雙燃料出現(xiàn)的各項(xiàng)問(wèn)題而產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]不改變柴油機(jī)的任何結(jié)構(gòu)，加裝天然氣供給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，控制內(nèi)容包括:發(fā)動(dòng)機(jī)爆振與合理供氣量控制，發(fā)動(dòng)機(jī)油門轉(zhuǎn)速變化與供氣量變化控制，根據(jù)輸出功率按設(shè)定的柴油天然氣比控制天然氣供氣量。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1為雙燃料系統(tǒng)采集參數(shù)調(diào)節(jié)供氣量控制流程圖第一部圖2為雙燃料系統(tǒng)采集參數(shù)調(diào)節(jié)供氣量控制流程圖第二部圖3為雙燃料系統(tǒng)采集參數(shù)調(diào)節(jié)供氣量控制流程圖第三部圖4為雙燃料系統(tǒng)采集參數(shù)調(diào)節(jié)供氣量控制流程圖第四部
附圖為本發(fā)明一簡(jiǎn)圖，其它細(xì)節(jié)省略。附圖中的符號(hào)參考西門子S7-200PLC編程語(yǔ)言。
【具體實(shí)施方式】
[0006]安裝:
天然氣供氣系統(tǒng)部件:天然氣調(diào)壓閥、天然氣過(guò)濾器、電磁閥、天然氣調(diào)節(jié)器、天然氣混合器。
[0007]檢測(cè)零部件:振動(dòng)傳感器、排溫傳感器、油門位傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、輸出功率檢測(cè)傳感器，天然氣流量檢測(cè)傳感器。
[0008]控制部件:編程控制器(PLC)、顯示器、各按鈕、電源。
[0009]控制方法:
一、數(shù)據(jù)采集過(guò)程 1、關(guān)閉天然氣供氣系統(tǒng)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱。
[0010]2、開(kāi)啟PLCdf PLC控制點(diǎn)置于數(shù)據(jù)采集位，準(zhǔn)備記錄參數(shù)。
[0011]3、設(shè)置PLC系統(tǒng)初始參數(shù)。
[0012]4、調(diào)節(jié)油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡∷僦饾u增加到額定轉(zhuǎn)速，同時(shí)PLC將轉(zhuǎn)速模擬量等分為100個(gè)值，并自動(dòng)記錄下各值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。
[0013]5、發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行3分鐘。
[0014]6、加負(fù)載至發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，平穩(wěn)運(yùn)行五分鐘，在此時(shí)段PLC自動(dòng)記錄下振動(dòng)最大值。
[0015]7、將記錄下的與油門對(duì)應(yīng)的各轉(zhuǎn)速值及最大振動(dòng)值乘以修正值，并將結(jié)果長(zhǎng)期保存在存儲(chǔ)器中。
[0016]8、將PLC控制點(diǎn)置于數(shù)據(jù)采集關(guān)閉位。
[0017]上述過(guò)程完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置完成，發(fā)動(dòng)機(jī)可投入正常使用。
[0018]二、天然氣替換柴油控制過(guò)程
1、起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱。打開(kāi)天然氣供氣手動(dòng)閘閥。
[0019]2、開(kāi)啟PLCJf PLC控制點(diǎn)置于運(yùn)行及供氣位。此時(shí)，PLC控制打開(kāi)供氣系統(tǒng)的電磁閥。
[0020]3、發(fā)動(dòng)機(jī)投入正常的使用中。
[0021]4、PLC自動(dòng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)量，同時(shí)與在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中采集到的最大振動(dòng)值做比較，當(dāng)檢測(cè)值小于最大振動(dòng)值時(shí)，PLC將自動(dòng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油門位及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，并且與在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中采集到的油門位及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值做出比較，如檢測(cè)值小于記錄值，PLC將對(duì)天然氣調(diào)節(jié)閥做出增大流量指令，反之減小。
[0022]5、當(dāng)PLC檢測(cè)到的振動(dòng)值大于記錄保存的最大振動(dòng)值時(shí)，PLC將對(duì)天然氣調(diào)節(jié)閥做出減小流量指令。
[0023]6、PLC以毫秒級(jí)速度監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況，時(shí)時(shí)刻刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做出調(diào)節(jié)，在滿足功率輸出又不出現(xiàn)爆振的情況下實(shí)現(xiàn)天然氣最大替換量。
[0024]三、按天然氣柴油替換比控制天然氣供氣量
根據(jù)柴油機(jī)的輸出功率，按已設(shè)定的天然氣柴油比調(diào)節(jié)天然氣的供氣量，此種供氣調(diào)節(jié)方法如下:
1、數(shù)據(jù)采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。
[0025]給發(fā)動(dòng)機(jī)加10%額定負(fù)載，調(diào)節(jié)天然氣的供氣量，用PLC及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)天然氣的供氣量及發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)達(dá)到最大值時(shí)記錄下發(fā)動(dòng)機(jī)功率及相對(duì)應(yīng)的天然氣供給量。再給發(fā)動(dòng)機(jī)增加10%額定負(fù)載，調(diào)節(jié)天然氣的供氣量，用PLC及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)天然氣的供氣量及發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)達(dá)到最大值時(shí)記錄下發(fā)動(dòng)機(jī)功率及相對(duì)應(yīng)的天然氣供給量。以此類推，記錄完10對(duì)參數(shù)，根據(jù)這10對(duì)數(shù)據(jù)做出發(fā)動(dòng)機(jī)功率與天然氣供氣量函數(shù)曲線，并編程入PLC中。
[0026]2、調(diào)節(jié)運(yùn)行
在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行中，根據(jù)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，按PLC內(nèi)保存的功率與天然氣供氣量函數(shù)曲線，PLC調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥使天然氣的供氣量達(dá)到函數(shù)曲線對(duì)應(yīng)值，同時(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)情況，當(dāng)振動(dòng)出現(xiàn)大于最大值勤時(shí)，對(duì)天然氣的供氣量做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用檢測(cè)柴油機(jī)的振動(dòng)、油門位及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，或發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，對(duì)比初期采集及設(shè)定值控制調(diào)節(jié)天然氣供氣量的方法及手段，實(shí)現(xiàn)最大程度用天然氣替換柴油進(jìn)行正常運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是在初期只用柴油運(yùn)行，測(cè)得柴油機(jī)油門位及對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速模擬量并保存，在雙燃料正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)取柴油機(jī)油門位及對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速，與初期測(cè)得并保存的柴油機(jī)油門位及對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速模擬量進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比的結(jié)果對(duì)天然氣的供氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是在初期只用柴油運(yùn)行，測(cè)得柴油機(jī)最大振動(dòng)值模擬量并保存，在雙燃料正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)取柴油機(jī)振動(dòng)值模擬量，與初期測(cè)得并保存的振動(dòng)值模擬量進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比的結(jié)果對(duì)天然氣的供氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是在初期雙燃料運(yùn)行期間，在特定的轉(zhuǎn)速下，改變柴油機(jī)負(fù)載，在不發(fā)生爆振的情況下最大提高天然氣供氣量，以此得到負(fù)載一天然氣、柴油消耗量曲線，在柴油機(jī)雙燃料正常運(yùn)行期間以此曲線調(diào)節(jié)天然氣供氣量。
【專利摘要】柴油機(jī)雙燃料控制系統(tǒng)按國(guó)際專利分類表(IPC)劃分屬于機(jī)械工程發(fā)動(dòng)機(jī)部，F(xiàn)02D燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的控制、F02M一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給或其組成部分及物理G05B一般的控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的內(nèi)容為雙燃料控制系統(tǒng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、油門位及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，或發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，根據(jù)初期采集及設(shè)定值控制調(diào)節(jié)天然氣的供氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)既滿足功率需求又避免出現(xiàn)爆振，最大程度用天然氣替換柴油進(jìn)行正常運(yùn)行。
【IPC分類】F02D19/06, F02D41/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105649799
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】李巖松, 萬(wàn)劍偉
【申請(qǐng)人】迪瑞普技術(shù)（北京）有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2014年11月17日