[發(fā)明專利]一種應對掃氣溫度變化的掃氣壓力補償方法

有效

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• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112196664B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 鄧高雄;王冬冬;彭輝
• 申請（專利權）人: 上海中船三井造船柴油機有限公司
• 主分類號: F02B25/00
• 分類號: F02B25/00;F02D41/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 祖志翔

一種應對掃氣溫度變化的掃氣壓力補償方法，應用于低速二沖程雙燃料柴油機，該柴油機包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速信號和扭矩信號，對柴油機運行的負荷狀況進行判斷，從而得出該負荷狀況下的掃氣壓力參考設定值和掃氣溫度參考值，所述控制系統(tǒng)再通過將采集到的掃氣溫度與該掃氣溫度參考值進行比較，然后對所述掃氣壓力參考設定值進行相應補償，并最終輸出掃氣壓力設定值的指令，以使柴油機的單位時間內(nèi)掃氣量與預設值保持一致。本發(fā)明能夠針對柴油機掃氣溫度的變化，對掃氣壓力設定值實時進行動態(tài)補償，使單位時間內(nèi)掃氣量和空燃比與預設值保持一致，從而達到了確保柴油機運行性能良好，延長柴油機壽命的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及一種應對柴油機掃氣溫度變化的掃氣壓力補償方法，具體涉及到一種低速二沖程雙燃料柴油機應對掃氣溫度變化的掃氣壓力設定值補償方法，屬于柴油機技術領域。

背景技術

低速二沖程雙燃料柴油機在燃氣模式運行過程中，在不同負荷狀況下對柴油機單位時間內(nèi)掃氣量或空燃比相對比較敏感，也即要求柴油機在不同工況下的單位時間內(nèi)掃氣量或空燃比與設計期望值基本保持一致。

對于傳統(tǒng)的低速柴油機來說，為了柴油機在不同負荷狀況下保證空燃比或單位時間內(nèi)掃氣量，通常的作法是：1)在柴油機控制程序中規(guī)定各負荷狀況下掃氣壓力的設定值；2)給出柴油機各負荷狀況下掃氣溫度的參考值。其中，柴油機掃氣壓力設定值是通過控制柴油機廢氣旁通開度來實現(xiàn)的，而柴油機掃氣溫度參考值僅作為柴油機運行時的參考，或作為柴油機調(diào)整的一個目標參考值。

然而，在船舶運行過程中由于外部環(huán)境因素或柴油機本身原因，柴油機的實際掃氣溫度很難與期望參考值保持一致，那么此時該負荷狀況下單位時間內(nèi)掃氣量或空燃比將會偏離設計期望值。對于傳統(tǒng)的低速雙燃料柴油機來說，由柴油機掃氣溫度變化而造成的單位時間內(nèi)掃氣量與空燃比的變化是可以接受的；而對于低速二沖程雙燃料柴油機來說，由于其對單位時間內(nèi)掃氣量或空燃比相對比較敏感，這樣的變化就可能導致柴油機燃燒狀況惡化，從而影響柴油機性能以及燃燒室零部件的壽命。

因此，對于低速二沖程雙燃料柴油機來說，為了保證柴油機在不同負荷狀況下單位時間內(nèi)掃氣量或空燃比保持不變，就需要根據(jù)柴油機的實際掃氣溫度情況，對該負荷狀況下的掃氣壓力設定值進行相應的補償，以確保柴油機能夠正常運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種應對掃氣溫度變化的掃氣壓力補償方法，即根據(jù)柴油機的實際掃氣溫度值，對在該負荷狀況下的掃氣壓力設定值進行實時補償，使在該負荷狀況下的單位時間內(nèi)掃氣量與設計值保持一致，也即該負荷狀況下的空燃比與設計值保持一致，以確保柴油機燃燒狀況正常和柴油機性能良好，延長燃燒室零部件的壽命。

根據(jù)柴油機熱力學原理，柴油機的單位時間內(nèi)掃氣量為：

當時，

F(t)為常數(shù)，

當時，

式中，

Qt為單位時間內(nèi)掃氣量，單位為kg/s；

Se為掃氣箱的有效掃氣面積，單位為cm²，其中，Se僅與柴油機結構有關，當柴油機機型結構確定后，Se值也就確定了；

F(t)為掃氣箱內(nèi)掃氣空氣質(zhì)量流量函數(shù)；

Ps為掃氣箱內(nèi)掃氣壓力，單位為bar，Ps由控制系統(tǒng)最終輸出的掃氣壓力設定值Pse決定，與柴油機的掃氣壓力設定值Pse一致；

Pe為氣缸內(nèi)壓力值，單位為bar；

Tsm為掃氣溫度，單位為℃；