專利名稱：柴油機飛車的控制方法和控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及柴油機技術領域，特別涉及一種柴油機飛車的控制方法和控制系統。
背景技術：
柴油發動機(簡稱柴油機)具有功率大、經濟性能好等優點，且在節能以及二氧化碳的排放方面也具有一定的優勢，因此，柴油機被廣泛應用于多個領域。柴油機在使用過程中可能出現飛車現象，柴油機的飛車是指柴油機轉速失去控制，轉速越來越高乃至遠遠超出柴油機額定轉速的故障。柴油機發生飛車的原因較多，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。柴油機一旦發生飛車故障，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速， 如不采取緊急措施，會出現連桿螺栓斷裂、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，是本領域技術人員所需解決的技術問題。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的為提供一種柴油機飛車的控制方法和控制系統，該控制方法和控制系統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。為達到本發明的第一目的，本發明提供一種(請參見權利要求書)該控制方法和控制系統根據柴油機起動至臨界飛車狀態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速的增值，柴油機自加速開始至超過額定轉速而飛車時，若依靠檢測轉速限制飛車，很可能無法予以及時限制，而通過標定角加速度控制時，由于轉速失控至額定轉速會間隔一定時間，故在轉速失控但尚未飆升至超過額定轉速時，可以提前采取措施。即該控制方法和控制系統能夠在飛車故障產生的前期及時地進行適當處理，能夠有效避免飛車現象的發生。
圖I為本發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明的核心為提供一種柴油機飛車的控制方法和控制系統，該控制方法和控制系統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。為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發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，下述內容結合柴油機飛車的控制系統和控制方法描述，有益效果不再重復論述。請參考圖1，圖I為本發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獲得。在柴油機的控制系統中，可以設置標定單元，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。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速的檢測裝置，用以接收轉速脈沖信號，根據檢測的轉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的方式獲得角加速度，比如另設傳感器元件等，但直接通過自配的轉速檢測裝置處獲取角加速度，無需另設硬件設備， 能夠降低成本和簡化生產工藝。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中還設置分析單元，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，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，避免飛車故障的發生。對于電控柴油機而言，柴油機的供油由電控系統直接控制，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，降低轉速。該具體實施方式
中，根據柴油機起動至臨界飛車狀態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速的增值。柴油機自加速開始至超過額定轉速而飛車時，若依靠檢測轉速限制飛車，很可能無法予以及時限制，因為，將轉速的限定值設定的過低，影響柴油機的正常工作，將轉速限定值設定的較高， 較高的限定值升至飛車狀態的時間極短，導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會間隔一定時間，角加速度可以表征飛車的前期狀態， 故在轉速失控但尚未飆升至超過額定轉速時，可以提前采取措施。即該實施方式能夠在飛車故障產生的前期及時地進行適當處理，能夠有效避免飛車現象的發生。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，并檢測柴油機的轉速；S220)根據轉速獲取角加速度；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將柴油機運行至臨界飛車狀態，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速，標定單元分區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，多次執行步驟S210)和S220)，即多次運行柴油機至臨界飛車狀態，各次運行均進行角加速度的計算，可以分區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生，因為飛車現象的產生時間一般較短，直接停止供油能夠最為迅速有效地在較短的時間內阻止飛車的發生，當然，燃油量的供給也可以不直接降為零。可以想到，步驟 140)優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下進行。柴油機處于空載狀態時，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，從而獲得所需的角加速度作為標定的角加速度閾值。以上對本發明所提供的一種柴油機飛車的控制方法和控制系統均進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發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明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
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.根據權利要求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，并檢測柴油機的轉速；02)根據轉速獲取角加速度；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.根據權利要求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下進行。
4.根據權利要求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.根據權利要求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速，步驟02)中，獲取柴油機在起動至臨界飛車狀態過程中的若干區段的角加速度；步驟10)中，將各區段內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.根據權利要求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，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.根據權利要求7所述的柴油機飛車的控制系統，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過程中的轉速并輸出至所述標定單元，所述標定單元根據轉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.根據權利要求8所述的柴油機飛車的控制系統，其特征在于，所述檢測裝置獲取柴油機在空載狀態下的轉速并輸出至所述標定單元。
10.根據權利要求8或9所述的柴油機飛車的控制系統，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，所述標定單元根據轉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.根據權利要求8或9所述的柴油機飛車控制系統，其特征在于，所述檢測裝置實時檢測柴油機的轉速，所述標定單元根據轉速計算獲得柴油機自起動至臨界飛車狀態過程中的若干區段的角加速度，并將各區段內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.根據權利要求7-9任一項所述的柴油機飛車的控制系統，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
本發明公開了一種柴油機飛車的控制方法和控制系統，控制方法包括下述步驟根據柴油機起動至臨界飛車狀態標定角加速度閾值；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，由于轉速失控至額定轉速會間隔一定時間，故在轉速失控但尚未飆升至額定轉速時，可以提前采取措施，即該控制方法能夠在飛車故障產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象的發生。
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 優先權日2012年3月22日
發明者張曉琳, 李振光, 桂建華, 韓峰, 馬慶鎮, 黃國龍 申請人:濰柴動力股份有限公司