一種柴油燃燒器油、氣調(diào)整自適應(yīng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明適用于柴油燃燒器的控制，包括但不限于上述領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前柴油燃燒器上使用的油氣配比控制方式一般采用額定工況配置，當(dāng)燃燒器的工況遠(yuǎn)離額定工況時，僅做小的適應(yīng)性調(diào)整或基本無調(diào)整，致使燃燒器的風(fēng)油配比遠(yuǎn)離了理論最佳值，也遠(yuǎn)離了額定工況設(shè)計點。
[0003]由于一般并不能保證燃燒器長期工作于其設(shè)計工況下，燃燒器的工作狀態(tài)并不處于其額定設(shè)計點的情況更為常見，這導(dǎo)致燃燒器的工作狀況不良，燃燒狀態(tài)不佳，燃燒效率低下和污染物排放較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種柴油燃燒器油、氣調(diào)整自適應(yīng)控制方法，本發(fā)明特征在于，該方法以霍爾效應(yīng)片為傳遞參數(shù)獲取源，在供風(fēng)電機(jī)控制線路板上以120度角為基準(zhǔn)，均布三個霍爾效應(yīng)片，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時可以獲取轉(zhuǎn)動速度的參數(shù)。輔以電機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量的計算公式計算出理論進(jìn)風(fēng)量，并以霍爾效應(yīng)片獲得的參數(shù)為依據(jù)，差值計算后作為驅(qū)動電磁脈沖油泵信號，即建立進(jìn)風(fēng)量與電磁脈沖油泵供油量之間的對應(yīng)關(guān)系，以保證供油量與進(jìn)風(fēng)量之間的匹配對應(yīng)關(guān)系；達(dá)到供風(fēng)量和供油量的自動測量，同時控制供油量與供風(fēng)量之間的自動適應(yīng)；
所述的理論進(jìn)風(fēng)量，為電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈進(jìn)氣量與電機(jī)轉(zhuǎn)速之積；
所述的供油量為油泵的每脈沖進(jìn)油量與每單位時間內(nèi)工作頻率之積即為單位時間內(nèi)的供油量；其中，油泵的每脈沖進(jìn)油量是基本固定的。
[0005]由于風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈的進(jìn)風(fēng)量與風(fēng)機(jī)的扇葉葉型及風(fēng)道背壓緊密相關(guān)，簡單說就是和風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)應(yīng)用環(huán)境相關(guān)，這是由風(fēng)機(jī)及其使用環(huán)境決定了的。
[0006]風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，一般為每分鐘3000轉(zhuǎn)左右，而電磁脈沖泵的工作頻率一般不高于80Hz，這就是說，由于風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速可以折算為風(fēng)量，而油泵的每脈沖進(jìn)油量又是基本固定的，為使風(fēng)量和油量達(dá)到最好的適配性，必須將風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和油泵的工作頻率進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系即是所謂的對應(yīng)關(guān)系。
[0007]實施效果
本發(fā)明可以使用本電機(jī)驅(qū)動的各種葉型的風(fēng)機(jī)，根據(jù)電機(jī)性能的差異而自動計算、測量和供給適配的燃油量，燃燒器始終處于一個較為理想的燃燒狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的一個優(yōu)點是可以自動適應(yīng)不同性能的電機(jī)，即如果電機(jī)的性能參數(shù)與設(shè)計值并不太一致時，仍可以保證燃燒器的燃燒處于一種相對優(yōu)良的狀態(tài)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的方法流程圖； 圖2是本發(fā)明霍爾效應(yīng)片的位置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]見圖1，圖2，一種柴油燃燒器油、氣調(diào)整自適應(yīng)控制方法，本發(fā)明特征在于，該方法以霍爾效應(yīng)片為傳遞參數(shù)獲取源，在供風(fēng)電機(jī)控制線路板上以120度角為基準(zhǔn)，均布三個霍爾效應(yīng)片，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時可以獲取轉(zhuǎn)動速度的參數(shù)。輔以電機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量的計算公式計算出理論進(jìn)風(fēng)量，并以霍爾效應(yīng)片獲得的參數(shù)為依據(jù)，差值計算后作為驅(qū)動電磁脈沖油泵信號，即建立進(jìn)風(fēng)量與電磁脈沖油泵供油量之間的對應(yīng)關(guān)系，以保證供油量與進(jìn)風(fēng)量之間的匹配對應(yīng)關(guān)系；達(dá)到供風(fēng)量和供油量的自動測量，同時控制供油量與供風(fēng)量之間的自動適應(yīng)；
所述的理論進(jìn)風(fēng)量，為電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈進(jìn)氣量與電機(jī)轉(zhuǎn)速之積；
所述的供油量為油泵的每脈沖進(jìn)油量與每單位時間內(nèi)工作頻率之積即為單位時間內(nèi)的供油量；其中，油泵的每脈沖進(jìn)油量是基本固定的。
[0011]本發(fā)明的具體特點:
風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的換算關(guān)系，含有對海拔變化和溫度變化進(jìn)行修正的補(bǔ)償方法解釋
風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈的進(jìn)風(fēng)量與風(fēng)機(jī)的扇葉葉型及風(fēng)道背壓緊密相關(guān)，簡單說就是和風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)應(yīng)用環(huán)境相關(guān)，這是由風(fēng)機(jī)及其使用環(huán)境決定了的。由于使用環(huán)境已經(jīng)確定，風(fēng)機(jī)已經(jīng)確定，風(fēng)機(jī)的電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈的風(fēng)量也已經(jīng)確定，故而就可以建立在一定密度條件下進(jìn)風(fēng)量與風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的線性關(guān)系。
[0012]由上述說明環(huán)節(jié)還可以看出，如果空氣密度發(fā)生了變化，則仍有可能導(dǎo)致實際進(jìn)風(fēng)量發(fā)生變化，故而需要對密度的變化因素進(jìn)行考慮。而導(dǎo)致空氣密度變化的主要因素是壓力和溫度，當(dāng)壓力降低或溫度升高時，均導(dǎo)致空氣密度下降；相反則導(dǎo)致空氣密度上升。大氣環(huán)境下的空氣壓力變化最大影響因素是海拔，故而針對空氣密度在一定海拔高度和溫度條件下的數(shù)值，可以依據(jù)環(huán)境溫度和海拔高度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)制訂一個表格，供查詢和提供參照。當(dāng)環(huán)境海拔高度和溫度確定之后，空氣的密度則根據(jù)對應(yīng)的海拔和溫度條件，以最相似的查詢結(jié)果為參照進(jìn)行計算和修正。這種具體的計算和修正方法很多，可以采用互相關(guān)法等計算。
[0013]還可以采用擬合法，即采用多段的線性曲線擬合空氣密度隨海拔高度和溫度變化的復(fù)雜非線性規(guī)律。當(dāng)環(huán)境海拔和溫度參數(shù)確定后，即可將海拔高度和溫度參數(shù)代入相應(yīng)適用的線性曲線計算公式中，從而求得對應(yīng)條件下的空氣密度修正值。
[0014]風(fēng)機(jī)總供風(fēng)量計算，為電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈進(jìn)風(fēng)量與風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速之積。
[0015]關(guān)于油泵供油量的計算方法
關(guān)于供油量的計算，油泵的每脈沖進(jìn)油量又是基本固定的，與每單位時間內(nèi)工作頻率之積即為單位時間內(nèi)的泵油量。
[0016]關(guān)于風(fēng)油配比之間的匹配關(guān)系的指導(dǎo)原則
關(guān)于供油量的計算依據(jù)，可以參照柴油燃燒最佳實際風(fēng)油當(dāng)量配比為1.2-1.4進(jìn)行調(diào)配。當(dāng)實際工作空燃當(dāng)量比小于1.2時，則減小供油量或是加大供風(fēng)量；當(dāng)實際工作空燃當(dāng)量比大于1.4時，則加大供油量或是減小供風(fēng)量。
[0017]關(guān)于多義線擬合法或查表法的解釋
如前所述，空氣密度受多種因素影響，呈現(xiàn)非線性規(guī)律。使用一個復(fù)雜的算法來精確描述空氣的密度，在工程上沒有必要。常用下述兩種算法來近似計算空氣密度的工程計算數(shù)值。
[0018]多義線擬合算法，即采用多段的線性曲線擬合空氣密度隨海拔高度和溫度變化的復(fù)雜非線性規(guī)律。當(dāng)環(huán)境海拔和溫度參數(shù)確定后，即可將上述兩個參數(shù)代入相應(yīng)適用的線性曲線計算公式中，從而求得對應(yīng)條件下的空氣密度修正計算值。
[0019]查表法是另一種估算空氣密度的方法，即在存貯器內(nèi)將空氣密度在不同海拔和溫度條件下的數(shù)值做成數(shù)據(jù)查詢表，當(dāng)燃燒器工作時即先行查詢并修正空氣密度數(shù)值，當(dāng)環(huán)境海拔高度和溫度確定之后，空氣的密度則根據(jù)對應(yīng)的海拔和溫度條件，以最相似的查詢結(jié)果為參照進(jìn)行計算和修正。這種具體的計算和修正方法很多，可以采用鄰近點值互相關(guān)法等估算。
[0020]風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與油泵工作頻率之間的換算關(guān)系
由前面所述，我們可以獲得這樣一個概念，即確定的系統(tǒng)和使用環(huán)境條件下，可以通過風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速獲知確切的風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量信息。根據(jù)風(fēng)、油匹配關(guān)系，油泵的最佳泵油量也已經(jīng)確定。
[0021]在已知油泵每脈沖供油的情況下，只需要確定油泵的工作頻率即可。
[0022]即確定風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速和油泵工作頻率之間的數(shù)字關(guān)系即可。實際的工程使用過程中，即通過建立一個線性關(guān)系式來確定兩者之間的換算關(guān)系，也可以加上某些修正系數(shù)。
[0023]該關(guān)系式與燃燒器系統(tǒng)和油泵工作特性緊密相關(guān)，當(dāng)更換油泵或風(fēng)機(jī)時，或是調(diào)整燃燒器的使用背壓情況時，均會使得換算關(guān)系式發(fā)生變化。在這里不便給出確切的方程式，因為它們并不適用于所有情況，僅能在這里給出文字說明。
【主權(quán)項】
1.一種柴油燃燒器油、氣調(diào)整自適應(yīng)控制方法，其特征在于，該方法以霍爾效應(yīng)片為傳遞參數(shù)獲取源，在供風(fēng)電機(jī)控制線路板上以120度角為基準(zhǔn)，均布三個霍爾效應(yīng)片，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時可以獲取轉(zhuǎn)動速度的參數(shù)；輔以電機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量的計算公式計算出理論進(jìn)風(fēng)量，并以霍爾效應(yīng)片獲得的參數(shù)為依據(jù)，差值計算后作為驅(qū)動電磁脈沖油泵信號，即建立進(jìn)風(fēng)量與電磁脈沖油泵供油量之間的對應(yīng)關(guān)系，以保證供油量與進(jìn)風(fēng)量之間的匹配對應(yīng)關(guān)系；達(dá)到供風(fēng)量和供油量的自動測量，同時控制供油量與供風(fēng)量之間的自動適應(yīng)； 所述的理論進(jìn)風(fēng)量，為電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈進(jìn)氣量與電機(jī)轉(zhuǎn)速之積； 所述的供油量為油泵的每脈沖進(jìn)油量與每單位時間內(nèi)工作頻率之積即為單位時間內(nèi)的供油量；其中，油泵的每脈沖進(jìn)油量是基本固定的。
【專利摘要】一種柴油燃燒器油、氣調(diào)整自適應(yīng)控制方法，該方法以霍爾效應(yīng)片為傳遞參數(shù)獲取源，在供風(fēng)電機(jī)控制線路板上以120度角為基準(zhǔn)，均布三個霍爾效應(yīng)片，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時可以獲取轉(zhuǎn)動速度的參數(shù)；輔以電機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量的計算公式計算出理論進(jìn)風(fēng)量，并以霍爾效應(yīng)片獲得的參數(shù)為依據(jù)，差值計算后作為驅(qū)動電磁脈沖油泵信號，即建立進(jìn)風(fēng)量與電磁脈沖油泵供油量之間的對應(yīng)關(guān)系，以保證供油量與進(jìn)風(fēng)量之間的匹配對應(yīng)關(guān)系；達(dá)到供風(fēng)量和供油量的自動測量，同時控制供油量與供風(fēng)量之間的自動適應(yīng)。本發(fā)明可以自動適應(yīng)不同性能的電機(jī)，即如果電機(jī)的性能參數(shù)與設(shè)計值并不太一致時，仍可以保證燃燒器的燃燒處于一種相對優(yōu)良的狀態(tài)。
【IPC分類】F23N1-02
【公開號】CN104654347
【申請?zhí)枴緾N201410807397
【發(fā)明人】劉世青, 葉致中, 康壯, 王景峰
【申請人】云南航天工業(yè)有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月23日