專利名稱：柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動機(簡稱柴油機)具有功率大、經(jīng)濟性能好等優(yōu)點，且在節(jié)能以及二氧化碳的排放方面也具有一定的優(yōu)勢，因此，柴油機被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。柴油機在使用過程中可能出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，柴油機的飛車是指柴油機轉(zhuǎn)速失去控制，轉(zhuǎn)速越來越高乃至遠遠超出柴油機額定轉(zhuǎn)速的故障。柴油機發(fā)生飛車的原因較多，比如供油量過大、潤滑油竄入燃燒室加大供油量等； 且飛車故障主要是在剛啟動、工作中負荷突然消失或減輕的時候出現(xiàn)。柴油機一旦發(fā)生飛車故障，柴油機的排氣聲會越來越密，排氣管大量冒黑煙，即使減小油門也無法降低轉(zhuǎn)速， 如不采取緊急措施，會出現(xiàn)連桿螺栓斷裂、損壞缸蓋、機體、活塞等零件，造成柴油機杵缸、 斷軸，同時還會出現(xiàn)飛輪破裂、氣門及氣門彈簧折斷等重大事故，甚至直接威脅著人身安全。有鑒于此，如何有效地控制柴油機飛車，提高柴油機的安全性能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)，該控制方法和控制系統(tǒng)能夠通過標定的角加速度閾值有效控制柴油機飛車，提高柴油機的安全性能。為達到本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種(請參見權(quán)利要求書)該控制方法和控制系統(tǒng)根據(jù)柴油機起動至臨界飛車狀態(tài)標定了角加速度閾值，在實際使用過程中，柴油機的實際角加速度大于角加速度閾值時，降低燃油供給量。由于標定的值為角加速度，角加速度反映出柴油機轉(zhuǎn)速的增值，柴油機自加速開始至超過額定轉(zhuǎn)速而飛車時，若依靠檢測轉(zhuǎn)速限制飛車，很可能無法予以及時限制，而通過標定角加速度控制時，由于轉(zhuǎn)速失控至額定轉(zhuǎn)速會間隔一定時間，故在轉(zhuǎn)速失控但尚未飆升至超過額定轉(zhuǎn)速時，可以提前采取措施。即該控制方法和控制系統(tǒng)能夠在飛車故障產(chǎn)生的前期及時地進行適當處理，能夠有效避免飛車現(xiàn)象的發(fā)生。


圖I為本發(fā)明所提供柴油機飛車的控制方法第一種具體實施方式
的流程圖；圖2為本發(fā)明所提供柴油機飛車的控制方法第二種具體實施方式
的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心為提供一種柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)，該控制方法和控制系統(tǒng)能夠通過標定的角加速度閾值有效控制柴油機飛車，提高柴油機的安全性能。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。需要說明的是，為便于理解和簡潔描述，下述內(nèi)容結(jié)合柴油機飛車的控制系統(tǒng)和控制方法描述，有益效果不再重復(fù)論述。請參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供柴油機飛車的控制方法第一種具體實施方式
的流程圖。該具體實施方式
中，柴油機飛車的控制方法，主要包括下述步驟S110)標定柴油機的角加速度閾值；柴油機的角加速度能夠反映柴油機轉(zhuǎn)速的增值，此處的角加速度閾值即柴油機自起動至到達飛車狀態(tài)過程中的角加速度，該角加速度可以通過模擬柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)獲得。在柴油機的控制系統(tǒng)中，可以設(shè)置標定單元，用于標定該角加速度閾值，用戶在使用時或柴油機在出廠時，均可以將角加速度閾值標定于標定單元內(nèi)。S120)實時獲取柴油機的當前角加速度；柴油機一般自配有檢測轉(zhuǎn)速的檢測裝置，用以接收轉(zhuǎn)速脈沖信號，根據(jù)檢測的轉(zhuǎn)速能夠計算獲得柴油機的角加速度。當然，也可以通過其他常規(guī)的方式獲得角加速度，比如另設(shè)傳感器元件等，但直接通過自配的轉(zhuǎn)速檢測裝置處獲取角加速度，無需另設(shè)硬件設(shè)備， 能夠降低成本和簡化生產(chǎn)工藝。S130)判斷當前角加速度是否大于標定的角加速度閾值，是，則進入步驟S140)， 否，則返回步驟S120)；S140)降低燃油供給量。在柴油機的控制系統(tǒng)中還設(shè)置分析單元，分析單元實時自檢測裝置處獲取柴油機的當前角加速度(檢測裝置檢測柴油機轉(zhuǎn)速時，分析單元可以通過計算獲得當前角加速度)，并將當前角加速度與標定單元中的角加速度閾值進行比較，當前角加速度大于角加速度閾值時，則表征當前柴油機存在飛車的可能，因為柴油機在正常工作時，其速度的增值一般處于一定的范圍內(nèi)，大于角加速度閾值時，則柴油機的速度驟升而達到飛車狀態(tài)的可能性極大。此時，分析單元可以輸出降低燃油供給量的指令至柴油機的供油控制單元，通過減少燃油量的供應(yīng)，避免飛車故障的發(fā)生。對于電控柴油機而言，柴油機的供油由電控系統(tǒng)直接控制，即柴油機自配有供油控制單元，可以直接接收分析單元輸出的降低燃油供給量的指令，以便限制供油量，即限制噴油器的噴油量，降低轉(zhuǎn)速。該具體實施方式
中，根據(jù)柴油機起動至臨界飛車狀態(tài)標定了角加速度閾值，在實際使用過程中，柴油機的實際角加速度大于角加速度閾值時，降低燃油供給量而達到降速的目的。該方案中，標定的閾值為角加速度，角加速度能夠反映柴油機轉(zhuǎn)速的增值。柴油機自加速開始至超過額定轉(zhuǎn)速而飛車時，若依靠檢測轉(zhuǎn)速限制飛車，很可能無法予以及時限制，因為，將轉(zhuǎn)速的限定值設(shè)定的過低，影響柴油機的正常工作，將轉(zhuǎn)速限定值設(shè)定的較高， 較高的限定值升至飛車狀態(tài)的時間極短，導(dǎo)致控制措施無法及時有效施行；而通過標定角加速度控制時，由于起動至飛車狀態(tài)會間隔一定時間，角加速度可以表征飛車的前期狀態(tài)， 故在轉(zhuǎn)速失控但尚未飆升至超過額定轉(zhuǎn)速時，可以提前采取措施。即該實施方式能夠在飛車故障產(chǎn)生的前期及時地進行適當處理，能夠有效避免飛車現(xiàn)象的發(fā)生。針對上述具體實施方式
，還可以作出進一步的改進，請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供柴油機飛車的控制方法第二種具體實施方式
的流程圖。該具體實施方式
包括下述步驟S210)運行柴油機至臨界飛車的狀態(tài)，并檢測柴油機的轉(zhuǎn)速；S220)根據(jù)轉(zhuǎn)速獲取角加速度；S230)將獲取的角加速度標定為柴油機的角加速度閾值；上述步驟可以在柴油機使用或出廠前進行。比如，在柴油機出廠前，可以通過柴油機的臺架試驗控制系統(tǒng)將柴油機運行至臨界飛車狀態(tài)，獲得該過程中柴油機的角加速度， 以便在出廠前進行標定。另外，柴油機自起動至臨界飛車的過程中，角加速度可能存在變化，可以通過檢測裝置實時檢測該過程中柴油機的轉(zhuǎn)速，標定單元分區(qū)段地計算柴油機在該過程中不同階段的角加速度，并選取出最小的角加速度，將該最小角加速度標定為角加速度閾值。還可以在標定之前，多次執(zhí)行步驟S210)和S220)，即多次運行柴油機至臨界飛車狀態(tài)，各次運行均進行角加速度的計算，可以分區(qū)段計算各次的角加速度并選取最小角加速度，標定單元選取各次計算取得的角加速度中的最小角加速度，將其標定為角加速度閾值。該實施方式中角加速度閾值的獲取通過實際試驗獲得，標定的角加速度閾值符合各臺或同批的柴油機特性，使得飛車控制更為精確。S240)實時獲取柴油機的當前角加速度；S250)判斷當前角加速度是否大于標定的角加速度閾值，是，則進入步驟S260)， 否，則返回步驟S240)；步驟240)和步驟250)與第一具體實施方式
中的步驟120)和步驟130)類似，在此不贅述。S260)停止燃油的供給。通過上述步驟判斷出柴油機當前狀態(tài)存在飛車危險時，通過供油控制單元直接停止燃油的供給，即將燃油供給量直接降為零，使柴油機迅速熄火。停止供油更有利于避免飛車故障的發(fā)生，因為飛車現(xiàn)象的產(chǎn)生時間一般較短，直接停止供油能夠最為迅速有效地在較短的時間內(nèi)阻止飛車的發(fā)生，當然，燃油量的供給也可以不直接降為零?？梢韵氲剑襟E 140)優(yōu)選的方案也是直接將燃油供給量降為零。此外，該實施方式中，步驟210)可以在柴油機處于空載狀態(tài)下進行。柴油機處于空載狀態(tài)時，柴油機的加速時間最短，角加速度大，最容易造成飛車，因此，易于獲取飛車臨界狀態(tài)，從而獲得所需的角加速度作為標定的角加速度閾值。以上對本發(fā)明所提供的一種柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)均進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柴油機飛車的控制方法，其特征在于，包括下述步驟10)將柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)的角加速度標定為角加速度閾值；20)實時獲取柴油機的當前角加速度；30)判斷當前角加速度是否大于標定的角加速度閾值，是，則進入步驟40)，否，則返回步驟20)；40)降低燃油供給量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柴油機飛車的控制方法，其特征在于，步驟10)之前具有下述步驟01)運行柴油機自起動至臨界飛車的狀態(tài)，并檢測柴油機的轉(zhuǎn)速；02)根據(jù)轉(zhuǎn)速獲取角加速度；步驟10)中，將獲取的角加速度標定為柴油機的角加速度閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機飛車控制方法，其特征在于，步驟01)在柴油機處于空載狀態(tài)下進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的柴油機飛車控制方法，其特征在于，至少兩次依次執(zhí)行步驟01)至步驟02)，步驟10)將各次由步驟02)獲取的各角加速度進行比較，并將其中最小的角加速度標定為柴油機的角加速度閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的柴油機飛車控制方法，其特征在于，步驟01)中，實時檢測柴油機的轉(zhuǎn)速，步驟02)中，獲取柴油機在起動至臨界飛車狀態(tài)過程中的若干區(qū)段的角加速度；步驟10)中，將各區(qū)段內(nèi)的角加速度進行比較，并將其中最小的角加速度標定為柴油機的角加速度閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的柴油機飛車的控制方法，其特征在于，步驟40)中， 停止燃油的供給。
7.一種柴油機飛車的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測裝置，用于實時獲取柴油機的當前角加速度；標定單元，將柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)的角加速度標定為角加速度閾值；分析單元和供油控制單元，分析單元用于比較檢測的當前角加速度和標定的角加速度閾值，當前角加速度大于角加速度閾值時，分析單元輸出降低燃油供給量的指令至所述供油控制單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油機飛車的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置檢測柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)過程中的轉(zhuǎn)速并輸出至所述標定單元，所述標定單元根據(jù)轉(zhuǎn)速計算獲得角加速度，并將該角加速度標定為所述角加速度閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柴油機飛車的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置獲取柴油機在空載狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速并輸出至所述標定單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的柴油機飛車的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置至少兩次運行柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)，所述標定單元根據(jù)轉(zhuǎn)速計算獲得各次的角加速度，并將各角加速度中最小的角加速度標定為所述角加速度閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的柴油機飛車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置實時檢測柴油機的轉(zhuǎn)速，所述標定單元根據(jù)轉(zhuǎn)速計算獲得柴油機自起動至臨界飛車狀態(tài)過程中的若干區(qū)段的角加速度，并將各區(qū)段內(nèi)的角加速度中最小的角加速度標定為所述角加速度閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項所述的柴油機飛車的控制系統(tǒng)，其特征在于，當前角加速度大于角加速度閾值時，所述分析單元輸出停止燃油的供給的指令至所述供油控制單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油機飛車的控制方法和控制系統(tǒng)，控制方法包括下述步驟根據(jù)柴油機起動至臨界飛車狀態(tài)標定角加速度閾值；實時獲取柴油機的當前角加速度；判斷當前角加速度大于標定的角加速度閾值時，降低燃油供給量。該控制方法標定角加速度閾值，由于轉(zhuǎn)速失控至額定轉(zhuǎn)速會間隔一定時間，故在轉(zhuǎn)速失控但尚未飆升至額定轉(zhuǎn)速時，可以提前采取措施，即該控制方法能夠在飛車故障產(chǎn)生的前期及時地進行適當處理，從而及時有效地避免飛車現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號F02D41/22GK102588133SQ201210078340
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者張曉琳, 李振光, 桂建華, 韓峰, 馬慶鎮(zhèn), 黃國龍 申請人:濰柴動力股份有限公司