[發明專利]多臺柴油機并車/解列運行控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201110181515.2
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102269065A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 馬善偉;黃鶴;薛旻;劉赟;吳帆;張益兵
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: F02D25/00
• 分類號: F02D25/00;F02D41/14
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 左一平

技術領域

本發明涉及多臺柴油機并車/解列運行控制系統及其控制方法。

背景技術

柴-柴聯合動力裝置（CODAD）是將多臺柴油機通過液力耦合器和齒輪箱并車運行，從而提供較大的輸出功率，滿足大型船舶對大功率的需求。此外，它還可以提供多種運行模式，以適應不同的工況。現有的船舶柴油機并車運行控制方法主要有以下四種：并列調速器法、主從調速器法、功率反饋調速器法和單調速器法。

對于柴油機多機并車控制而言，由于存在柴油機特性差異、柴油機功率在線測量困難、調速器特性差異等問題，多機并車運行時功率分配很難平衡，運行不穩定和單機過載現象時有發生，導致并車控制有一定難度。對于柴油機特性差異而言，一旦柴油機確定，改變其特性難以實現，而在線功率測試由于其成本過高也不方便應用，可行的改進方法最好是盡量減少調速器特性差異帶來的影響。

發明內容

本發明是為了解決上述柴油機多機并車控制存在的技術問題，而提供的一種并車/解列運行控制方便、工作穩定性好、功率分配較為平衡的多臺柴油機并車/解列運行控制系統及其控制方法。

本發明所采用的技術方案是：一種多臺柴油機并車/解列運行控制系統，包括與所述多臺柴油機一一對應設置的多臺調速器以及一傳動裝置，其中，所述多臺柴油機的動力輸出端均與所述傳動裝置的動力輸入端相連，每臺柴油機設有油量控制機構和油門反饋機構，每臺調速器包括控制器和執行機構，所述控制器的信號輸出端與所述執行機構的信號輸入端電連接，所述執行機構的控制輸出端與所對應的柴油機的油量控制機構的控制輸入端連接，其特點是，?

所述柴油機并車運行控制系統還包括中央控制器和分別檢測每臺柴油機轉速的轉速傳感器，所述中央控制器的信號輸入端電連接于每臺柴油機的油門反饋機構的信號輸出端和轉速傳感器的信號輸出端，信號輸出端與各調速器的控制器的信號輸入端電連接。?

上述柴油機并車/解列運行控制系統中，所述中央控制器包括信號采集單元、特性曲線存儲單元、功率查詢單元、主控單元和燃油量分配單元，其中：

信號采集單元，用于采集每臺柴油機的轉速傳感器傳送的轉速檢測信號以及油門反饋機構傳送的油門位置信號；

特性曲線存儲單元，存儲有每臺柴油機的燃油消耗量-轉速-功率特性曲線；

功率查詢單元，在所述主控單元的控制下，根據并車/解列前由信號采集單元采集輸出的每臺柴油機的轉速檢測信號和油門位置信號，查詢存儲于特性曲線存儲單元中的每臺柴油機的燃油消耗量-轉速-功率特性曲線，確定每臺柴油機的輸出功率值P_n，并將每臺柴油機的輸出功率值通知主控單元；

主控單元，根據所述功率查詢單元發送的每臺柴油機的輸出功率值，計算所有柴油機的輸出功率值之和P_總，并根據并車/解列的操作要求設定每秒鐘每臺柴油機的功率變化值△P_n；

燃油量分配單元，在所述主控單元的控制下，根據并車/解列過程中由信號采集單元采集輸出的轉速檢測信號以及由主控單元輸出的設定的每臺柴油機的△P_n，查詢存儲于特性曲線存儲單元中的每臺柴油機的燃油消耗量-轉速-功率特性曲線，確定分配給每臺柴油機的燃油消耗量值F_設；將含有燃油消耗量值F_設的信號分別發送給與每臺柴油機相對應的調速器的控制器。

上述柴油機并車/解列運行控制系統中，所述的根據并車/解列的操作要求設定每秒鐘每臺柴油機的功率變化值△P_n是指：

如果是并車操作，計算將P_總按比例分配給各臺柴油機的調節功率設定值P_設，得到每臺柴油機的輸出功率值P_n與調節功率設定值P_設之差△P，再根據該△P設定每秒鐘每臺柴油機的功率變化值△P_n；

如果是解列操作，則求出每臺柴油機的解列前輸出功率值P_n與解列后的輸出功率值之差△P，根據該△P設定每秒鐘每臺柴油機的功率變化值△P_n。

上述柴油機并車/解列運行控制系統中，所述按比例分配是指按本次需并車/解列運行的各柴油機的額定功率之間的比例分配。

上述柴油機并車/解列運行控制系統中，所述傳動裝置包括液力耦合器和齒輪箱，所述的液力耦合器設置在所述柴油機的輸出軸與所述齒輪箱的輸入軸之間。