柴油机滑油供给系统及供给控制方法与流程

文档序号:25992372发布日期:2021-07-23 21:04阅读:188来源:国知局
柴油机滑油供给系统及供给控制方法与流程
本发明属于柴油机
技术领域
,具体涉及一种柴油机滑油供给系统及供给控制方法。
背景技术
:滑油系统是柴油机运行的主要保障系统之一,负责柴油机主要摩擦副的润滑和冷却。其中,滑油泵作为滑油系统核心部件为系统提供动力,决定了系统供油流量,其直接影响系统耗功和运行可靠性。船用柴油机滑油泵通常采用外啮合齿轮泵,由曲轴通过传动齿轮进行驱动。由于齿轮泵排量与转速成正比,为满足不同工况供油需求,系统在实际运行中存在以下问题:第一、当柴油机转速较高时处于高工况状态,此时,为保证部分负荷工况供油需求,滑油泵为齿轮泵的供油特性使得滑油泵在高工况下流量、压力迅速升高,从而系统供油冗余过大,多余流量需要调压阀进行泄油旁通,这使得滑油泵整体上体积臃肿、系统耗功高、能效低。第二、当柴油机转速较低时处于低工况状态,此时,随着低工况柴油机转速的减小,滑油泵为齿轮泵的供油特性使得滑油泵流量、压力迅速降低,导致供油不足,这将影响低工况下摩擦副润滑冷却,并可能触发系统压力低报警停车。为了解决上述问题,现有技术中往往对滑油泵本身的结构进行重新改造设计,这使得内部结构复杂,体积较改造之前更大,不利于柴油机的紧凑设计。另外,在重新改造设计后要借助于滑油泵偏心距或啮合齿宽的动态调整来实现流量的可变调节,系统流量调节响应慢、压力波动大、可靠性低。此外,现有技术主要依靠系统油压大小来改变滑油泵内部结构如偏心距、啮合齿宽等,从而实现对滑油供给的调节,其调节策略单一,无法实现柔性多级调节,系统智能化、匹配度不高。技术实现要素:本申请的目的在于提供一种柴油机滑油供给系统及供给控制方法。在本申请中,该柴油机滑油供给系统采用对主泵和辅泵的独立开闭机制来实现主泵或辅泵的各自单独供油,以及主泵和辅泵在特定情况下的协同供油,从而在不改变现有的滑油泵结构的前提下即可实现高工况时低能耗设计和低工况下智能补压相结合,通过低工况时主泵、辅泵的共同供油来提升滑油进机压力,从而改善柴油机可靠性。为了达到上述目的,本申请提供了一种柴油机滑油供给系统及供给控制方法。其中,柴油机滑油供给系统包括:主路油管、主泵、辅泵、油压监测器、转速监测器、电控器等。其中,主路油管用于为柴油机供给进机滑油。主泵用于在柴油机起动后经由主泵供油管路为主路油管单向供给滑油。辅泵用于经由辅泵供油管路为主路油管单向供给滑油。具体而言,柴油机的主泵为机带齿轮泵,属于机械泵。在柴油机起动后,柴油机曲轴上的传动齿轮直接带动主泵起动。也即,在柴油机起动后,主泵自然被柴油机带动而开启。辅泵不与柴油机存在直接的物理连接,因此,当柴油机起动后,辅泵并不因柴油机的起动而被柴油机开启,其由独立的开启和关闭机制。辅泵的开闭主要是通过电控器实现的。油压监测器用于监测进机滑油的压力作为进机压力p。转速监测器用于监测柴油机的转速n。电控器被配置为执行以下功能中的至少一种:(1)、电控器在柴油机准备停机时关闭辅泵。(2)、电控器在柴油机备机时获取柴油机的备机信号,并在获取柴油机的备机信号后开启辅泵。(3)、电控器在柴油机起动后至少判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。当判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,电控器关闭辅泵。电控器在超过时间阈值(t0)后仍然无法判断出进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时发出故障警示信号,以便操作人员及时进行处理。时间阈值(t0)是一个时间段,其下限可以设置为≥1小时,也可以设置为≥2小时,还可以设置为≥3小时。该下限不宜设置得太短,如果太短可能会出现刚运行就误报警的现象,增加操作人员的工作负担。时间阈值(t0)的上限也不宜设置的太长,如果太长可能会出现运行较长的一段时间后发动机仍未达到高工况状态,从而造成延迟报警。因此,时间阈值的上限可以为≤6小时,也可以为≤5小时,还可以为≤4小时。(4)、电控器在柴油机起动后并且在辅泵被关闭后还判断进机压力(p)与安全阈值(p1)的大小,当判断出进机压力(p)小于或等于安全阈值(p1),电控器开启辅泵并发出低油压报警信号。在本申请的一些实施例中,在柴油机被起动后并且处于高工况状态下时电控器关闭辅泵,当判断出柴油机的转速n小于或等于转速阈值n0时,柴油机进入低工况状态,电控器重新开启辅泵。在本申请的一些实施例中,辅泵可以为变频电动泵,当辅泵在被电控器重新开启后,辅泵的转速n的变化趋势与柴油机的转速n的变化趋势相反,即随着处于低工况状态下的柴油机转速n的逐渐降低,辅泵转速n逐渐增大,由此带来供油量q的逐渐增大。在本申请的一些实施例中,辅泵也可以为定频电动泵,其转速n保持恒定。在本申请的一些实施例中,电控器在柴油机起动后并且在辅泵被关闭后还判断进机压力p与安全阈值p1的大小,当判断出进机压力p小于或等于安全阈值p1,电控器开启辅泵。在本申请的另一些实施例中,电控器在开启辅泵时还可以发出低油压报警信号。在本申请的一些实施例中,当柴油机准备停机时,主泵关闭,电控器关闭辅泵。因此,主泵与辅泵采用独立的关闭机制。当柴油机起动后,柴油机通过其内设的曲轴和传动齿轮自然控制主泵开启。当柴油机备机时,电控器在获取柴油机的备机信号后开启辅泵。因此,主泵与辅泵采用独立的开启机制。在本申请的一些实施例中,电控器用于在柴油机起动后判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。当超过时间阈值t0后仍然无法判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,电控器发出故障警示信号。在本申请的一些实施例中,柴油机滑油供给系统包括:设于主泵供油管路上的主单向阀,以及设于辅泵供油管路上的辅单向阀。主单向阀用于实现主泵经由主泵供油管路为主路油管单向供给滑油。辅单向阀用于实现辅泵经由辅泵供油管路为主路油管单向供给滑油。在本申请的一些实施例中,柴油机滑油供给系统包括:油冷器和滤器。油冷器设于主路油管上,用于冷却进机滑油。滤器设于主路油管上并位于油冷器的下游,用于过滤进机滑油。本申请还提供了一种柴油机滑油供给的控制方法,用以控制柴油机滑油供给系统,其中,柴油机滑油供给系统包括主路油管、主泵和辅泵,并且,主泵及辅泵分别为主路油管单向供给滑油,其控制方法包括:在柴油机起动后,检测柴油机的进机压力(p)和转速(n);当进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时,关闭辅泵。在本申请的一些实施例中,在关闭辅泵后,在发生以下情况中的任意一种情况时,重新开启辅泵:(1)、当柴油机的转速(n)小于或等于转速阈值(n0)时;(2)、当进机压力(p)小于或等于安全阈值(p1)时。在本申请的一些实施例中,在柴油机开始停机时,关闭主泵和辅泵。上述的柴油机滑油供给控制方法具体包括如下步骤:(1)、在柴油机备机时采用电控器开启辅泵,使辅泵通过辅泵供油管路为与柴油机相连的主路油管单向供给滑油,此时主泵关闭。(2)、在柴油机起动后主泵开启,使主泵通过主泵供油管路为主路油管单向供给滑油,采用油压监测器监测进入柴油机的进机滑油的进机压力p,采用转速监测器监测柴油机的转速n,采用电控器判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小;当判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,电控器关闭辅泵。在本申请的一些实施例中,在步骤(2)中的辅泵被关闭后,当判断出柴油机的转速n小于或等于转速阈值n0时,电控器重新开启辅泵,以使辅泵对柴油机辅助供油。在步骤(2)中的辅泵被关闭后,采用电控器继续判断进机压力p与安全阈值p1的大小,当判断出进机压力p小于或等于安全阈值p1,电控器开启辅泵并可以同时发出低油压报警信号。在本申请的一些实施例中,当柴油机运行一段时间后开始停机时,主泵关闭,采用电控器关闭辅泵。在本申请的一些实施例中,在柴油机处于起动之前的备机状态时开启辅泵,此时,由于柴油机未起动,主泵尚未开启。通过开启辅泵,使辅泵对柴油机预先供给滑油,这有利于柴油机后继的起动。由于采用以上技术方案,本申请取得了以下技术效果:第一、本申请的柴油机滑油供给系统及方法采用主泵、辅泵独立控制运行和协同工作相结合,通过对主泵供油冗余的优化和采用辅泵协同供油的控制策略,实现了柴油机处于高工况时的低能耗设计和处于低工况时滑油的智能补压。当柴油机处于低工况时通过主泵、辅泵一起供油,提升滑油的进机压力,以改善柴油机可靠性。第二、本申请的柴油机滑油供给系统及方法可以利用现有的滑油泵结构实现上述功能,而无需对滑油泵本身的结构进行重新改造设计,整体结构简单,有利于实现对柴油机系统的紧凑设计。第三、本申请的柴油机滑油供给系统及方法采用的辅泵可以为变频电动泵,能够根据不同柴油机转速,调节辅泵转速,从而匹配不同供油流量,以实现对滑油供给流量的多级调节或无级调节,而无需对滑油泵进行结构上的重新设计,避免了由于泵本身结构所限而导致的无法实现灵活的多级调节或无级调节的现象。第四、本申请的柴油机滑油供给系统采用电控系统控制辅泵的开启或关闭,从而对主泵的滑油供给量协同补充,能够优化柴油机处于高工况下的供油冗余,并改善低工况供油不足,降低系统耗功。总之,本申请的柴油机滑油供给系统结构简单,整机具有较好的紧凑性,对柴油机的高低工况的不断变化能够快速响应,对滑油供给量的多少能够实现柔性调节,主辅泵的独立控制机制使得系统不易停机、可靠性高。附图说明图1是本申请的柴油机滑油供给系统的连接示意图。图2是本申请的柴油机处于高工况时的滑油供给示意图。其中,主泵流量为q1,辅泵流量为q2,柴油机处于高工况(p>p0&n>n0)时辅泵关闭,滑油的进机流量q为q1。图3是本申请的柴油机处于低工况时的滑油供给示意图。其中,主泵流量为q1,辅泵流量为q2,柴油机处于低工况(n≤n0)时辅泵重新打开,滑油的进机流量q为q1+q2。图4是本申请的主泵工作异常时的滑油供给示意图。其中,主泵流量为q1,辅泵流量为q2,主泵工作异常(p≤p安全)时辅泵重新打开,滑油的进机流量q为q1+q2。图5是本申请的柴油机预热时(即处于起动之前的备机状态时)的动作流程图。图6是本申请的柴油机起动时的动作流程图。图7是本申请的系统油压低时控制辅泵重新开启的动作流程图。附图标记:主泵1、辅泵2、电控系统3(包括油压监测器、转速监测器和电控器)、第一单向阀4(又称主单向阀)、油冷器5、滤器6、主泵供油管路7、柴油机8、主路油管9、连通点10、虚线11、虚线12、第二单向阀14(又称辅单向阀)、辅泵供油管路17。具体实施方式以下结合具体实施方式,对本申请的技术进行详细描述。应当知道的是,以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本申请,而非对本申请的限制。一种柴油机滑油供给系统,其特征在于,包括:主路油管、主泵、辅泵、油压监测器、转速监测器和电控器。其中,主路油管用于为柴油机供给进机滑油。主泵用于在柴油机起动后经由主泵供油管路为主路油管单向供给滑油。辅泵用于经由辅泵供油管路为主路油管单向供给滑油。油压监测器用于监测进机滑油的压力作为进机压力(p)。转速监测器用于监测柴油机的转速(n)。电控器在柴油机起动后被至少配置为至少判断进机压力(p)与油压阈值(p0)的大小以及柴油机的转速(n)与转速阈值(n0)的大小;当判断出进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时,电控器关闭辅泵。在本申请的一些实施例中,电控器还被配置为执行以下功能中的至少一种:(1)、电控器在柴油机准备停机时关闭辅泵。(2)、电控器在柴油机备机时在获取柴油机的备机信号后开启辅泵。(3)、电控器在超过时间阈值(t0)后仍然无法判断出进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时发出故障警示信号。(4)、电控器在柴油机起动后并且在辅泵被关闭后还判断柴油机的转速(n)与转速阈值(n0)的大小,当判断出柴油机的转速(n)小于或等于转速阈值(n0)时,电控器重新开启辅泵。(5)、电控器在柴油机起动后并且在辅泵被关闭后还判断进机压力(p)与安全阈值(p1)的大小,当判断出进机压力(p)小于或等于安全阈值(p1),电控器开启辅泵并发出低油压报警信号。在本申请的一些实施例中,辅泵可以为变频电动泵,辅泵在被重新开启后,辅泵的转速(n)的变化趋势与柴油机的转速(n)的变化趋势相反。在本申请的一些实施例中,辅泵可以为定频电动泵,其转速(n)保持恒定。在本申请的一些实施例中,柴油机滑油供给系统包括:设于主泵供油管路上的主单向阀,以及设于辅泵供油管路上的辅单向阀。在本申请的一些实施例中,柴油机滑油供给系统包括:油冷器和滤器。油冷器设于主路油管上,用于冷却进机滑油。滤器设于主路油管上并位于油冷器的下游,用于过滤进机滑油。本申请提供了一种柴油机滑油供给的控制方法,用以控制上述的柴油机滑油供给系统,其中,柴油机滑油供给系统包括主路油管、主泵和辅泵,并且,主泵及辅泵分别为主路油管单向供给滑油,控制方法包括:(1)、在柴油机起动后,检测柴油机的进机压力(p)和转速(n);当进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时,关闭辅泵。(2)、在关闭辅泵后,当柴油机的转速(n)小于或等于转速阈值(n0)时,重新开启辅泵,以便在主泵对柴油机供给滑油的同时由辅泵对柴油机补充供给滑油,从而弥补柴油机处于低工况时滑油不足的现象。(3)、在关闭辅泵后,当进机压力(p)小于或等于安全阈值(p1)时,重新开启辅泵,使辅泵对柴油机补充供给滑油。在本申请的一些实施例中,在柴油机开始停机时,关闭主泵和辅泵。本申请提供的种柴油机滑油供给控制方法具体包括如下步骤:(1)、在柴油机备机但尚未起动时主泵处于关闭状态,此时,采用电控器开启辅泵,使辅泵通过辅泵供油管路为与柴油机相连的主路油管单向供给滑油;(2)、在柴油机起动后,柴油机带动主泵开启,使主泵通过主泵供油管路为主路油管单向供给滑油,采用油压监测器监测柴油机的进机滑油的进机压力(p),采用转速监测器监测柴油机的转速(n),采用电控器判断进机压力(p)与油压阈值(p0)的大小以及柴油机的转速(n)与转速阈值(n0)的大小;当判断出进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时,电控器关闭辅泵。其中,柴油机滑油供给控制方法还包括如下步骤:在步骤(2)中的辅泵被关闭后,当判断出柴油机的转速(n)小于或等于转速阈值(n0)时,电控器重新开启辅泵。在步骤(2)中的辅泵被关闭后,采用电控器继续判断进机压力(p)与安全阈值(p1)的大小,当判断出进机压力(p)小于或等于安全阈值(p1),电控器开启辅泵并发出低油压报警信号。在步骤(2)中,当超过时间阈值(t0)后仍然无法判断出进机压力(p)大于油压阈值(p0)并且柴油机的转速(n)大于转速阈值(n0)时,电控器发出故障警示信号。柴油机滑油供给控制方法包括如下步骤:(3)、当柴油机开始停机时,主泵关闭,采用电控器关闭辅泵。以下结合实施例对本申请作进一步的说明。实施例一如图1所示,本申请提供了一种柴油机滑油供给系统,其包括:柴油机8、主路油管9、主泵1、辅泵2、电控系统3、第一单向阀4(又称主单向阀)、第二单向阀14(又称辅单向阀)、主泵供油管路7、辅泵供油管路17、油冷器5、滤器6等组件。其中,主路油管9与柴油机8相连,用于为柴油机8供给进机滑油,以起到对柴油机8的摩擦副进行润滑的作用。主泵1通过主泵供油管路7为主路油管9单向供给滑油,其是通过设于主泵供油管路7上的第一单向阀4实现的。主泵1供给滑油的流向为:主泵1驱动滑油经过主泵供油管路7流向主路油管9,第一单向阀4使得滑油在经过该第一单向阀4后不会发生倒流,即不会从主路油管9倒流入主泵供油管路7。主泵1的供油能力按额定工况下柴油机实际用油需求进行设计和冗余优化,使主泵1能够独立负责高工况下柴油机滑油供给。辅泵2通过辅泵供油管路17为主路油管9单向供给滑油,其是通过设于辅泵供油管路17上的第二单向阀14实现的。辅泵2供给滑油的流向为:辅泵2驱动滑油经过辅泵供油管路17流向主路油管9,第二单向阀14使得滑油在经过该第二单向阀14后不会发生倒流,即不会从主路油管9倒流入辅泵供油管路17。辅泵2负责协助主泵1在柴油机运行的低工况下进行柴油机的滑油供给,故其供油能力根据低工况下柴油机用油需求和主泵供油能力确定。由于上述两个单向阀的作用,滑油会单向流入主路油管9,并经由主路油管9流入柴油机8,从而防止主泵、辅泵供油管路串流或逆流。这两个单向阀的结构形式、接口和通径可根据系统实际结构布置确定。主泵供油管路7、辅泵供油管路17与主路油管9交汇连通于连通点10,因此,主泵供油管路7被定义为位于主泵1和连通点10之间的管路,辅泵供油管路17被定义为位于辅泵2和连通点10之间的管路,主路油管9被定义为位于连通点10与柴油机8之间的管路。若主泵1以一定的转速动作,将流量为q1的滑油泵向主路油管9。若辅泵2以转速n动作,将流量为q2的滑油泵向主路油管9。若某一时刻只有主泵1动作,而辅泵2关闭,则主路油管9中的滑油流量为q1,进机滑油(进入柴油机8的滑油)的流量也为q1。在一些实施例中,该种情况对应于柴油机处于高工况的情况。例如,如图2所示,当柴油机处于高工况时只有主泵1供给滑油,而辅泵2关闭,因为主泵1被优化后能够独立负责高工况下柴油机滑油供给。若某一时刻只有辅泵2动作,而主泵1关闭,则主路油管9中的滑油流量为q2,进机滑油的流量也为q2。在一些实施例中,该种情况对应于柴油机处于备机状态时,主路油管9中的滑油流量全部来自辅泵2的作用,以便实现辅泵2对柴油机进行滑油预供。若某一时刻主泵1和辅泵2均动作,则主路油管9中的滑油流量为q1+q2,进机滑油的流量q也为q1+q2。在一些实施例中,该种情况对应于柴油机处于低工况的情况。例如,如图3所示,当柴油机处于低工况时主泵1和辅泵2均打开,并共同供给滑油。在一些实施例中,该种情况对应于主泵处于工作异常的情况。例如,如图4所示,当主泵工作异常时,主泵1供油压力不足,主泵1和辅泵2均打开,并共同供给滑油。上述各个管路的管径规格由流量需求、附件接口等确定。油冷器5设于主路油管9上,用于以换热方式冷却进机滑油,其换热能力根据整机滑油换热量而确定。滤器6设于主路油管9上并位于油冷器5的下游,用于过滤进机滑油中的杂质,从而保证进机滑油的清洁度,其过滤精度根据系统设计需求确定。滤器6可以为离心滤器、或自清滤器等。电控系统3用于实时监测柴油机转速、系统油压等运行参数,按照给定的控制策略控制辅泵2的开闭和转速。当辅泵为变频电动泵时可控制辅泵的转速及流量。该电控系统可由柴油机整机控制系统集成(例如:集控室),也可以单独设置。电控系统3至少包括油压监测器、转速监测器和电控器。油压监测器(图1中未显示其结构)设于主路油管9上并位于滤器6和柴油机8之间,其监测位置如图1中点o所示,用于实时监测进机滑油(即进入柴油机的滑油)的压力(定义为本申请中的进机压力p)。油压监测器与电控系统3的电控器信号连接(连接路线如图1中虚线11所示),并实时将监控所得的进机压力p传输至电控系统3的电控器中,以便该电控系统3采用相应的控制动作。转速监测器(图1中未显示其结构)用于实施监测柴油机8的转速n。转速监测器与电控系统3的电控器信号连接(连接路线如图1中虚线12所示),并实时将监控所得的柴油机的转速n传输至电控系统3的电控器中,以便该电控系统3采用相应的控制动作。本申请中,辅泵2采用与主泵1不同的开启机制,从而产生滑油供给的单独作用(由主泵单独供油)或协同作用(主泵和辅泵同时供油)。具体而言,上述的集控室控制柴油机的起动。当柴油机起动后,主泵自然开启。在柴油机运行过程中,主泵一直为柴油机供给滑油。而辅泵在柴油机运行过程中不一定为柴油机供给滑油。辅泵是否开启根据柴油机是否处于高工况或低工况而定。电控器用于响应不同的信号并对辅泵2作出不同的控制动作,但是电控器并不直接控制主泵1。在一些实施例中,主泵1为外啮合齿轮泵,当集控室控制柴油机起动后,柴油机通过曲轴来驱动传动齿轮,由传动齿轮自然带动主泵1转动,从而将流量为q1的滑油泵向主路油管9。在一些实施例中,辅泵2为电动泵,由电控器控制其动作。当电控器控制辅泵2开启后,辅泵2以转速n动作,将流量为q2的滑油泵向主路油管9。详述如下:1、当柴油机8运行一段时间后准备停机时,主泵1随着柴油机的关闭而关闭,即柴油机的曲轴停止驱动传动齿轮,传动齿轮不能带动主泵1转动,主泵1处于关闭状态,停止将流量为q1的滑油泵向主路油管9。当柴油机8准备停机时,电控器控制辅泵2关闭,辅泵2停止转动,故停止将流量为q2的滑油泵向主路油管9。因此,当柴油机8处于停机状态时主泵1和辅泵2均处于关闭状态。2、当柴油机8备机(即处于开机之前的预备状态)但并未起动时,主泵1因为不会被柴油机带动而仍然保持关闭,主泵1不会将滑油泵向主路油管9。电控器在获取柴油机的备机信号后开启辅泵2,辅泵2转动并将流量为q2的滑油泵向主路油管9。因此,当柴油机备机时,主路油管9中的滑油流量全部来自辅泵2的作用,以便实现辅泵2对柴油机进行滑油预供。3、当柴油机8刚起动时,柴油机带动主泵1开启,即柴油机通过曲轴驱动传动齿轮,传动齿轮进而带动主泵1转动,主泵1处于开启状态,将滑油泵向主路油管9。此时,辅泵2也处于工作状态,故主路油管9中的滑油流量来自主泵1和辅泵2的共同作用。另外,电控系统3也实时监测柴油机转速、系统油压等运行参数。在柴油机8起动后,电控系统3的电控器判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。如图2和图5所示,当判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,柴油机8处于高工况状态,两泵同时供油会使得进机滑油量产生冗余,此时电控器关闭辅泵2,使辅泵2不再转动,从而辅泵2不再向主路油管9泵送滑油。此时主泵1仍然开启,故主路油管9中的滑油流量全部来自主泵1的作用。当超过时间阈值t0后仍然无法判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,即经过一段时间t0后判断结果仍然为p≤p0或n≤n0,电控器发出故障警示信号。可选地,电控器除了直接显示故障警示信号以便操作人员进行后继操作之外,还可以将该故障警示信号传送至集控室,集控室在接收到该故障警示信号后直接控制柴油机转换为停机状态。当柴油机8处于高工况状态并且辅泵2被关闭后,电控器继续判断柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。当判断出柴油机的转速n小于或等于转速阈值n0时,说明柴油机8进入低转速工况,电控器重新开启辅泵2,从而主路油管9中的滑油流量来自主泵1和辅泵2的共同作用,以弥补仅主泵1工作造成的滑油不足状况。若电控器随后又判断出进机压力p大于油压阈值p0和/或安全阈值p1并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,说明柴油机进入高转速工况且进机压力正常,电控器关闭辅泵,由主泵独立供给滑油。另外,当柴油机8处于高工况状态并且辅泵2被关闭后,电控器除了继续判断柴油机的转速n与转速阈值n0的大小之外,电控器还判断进机压力p与安全阈值p1的大小。当判断出进机压力p小于或等于安全阈值p1,说明柴油机主泵1工作异常滑油压力太低,电控器重新开启辅泵2并发出低油压报警信号。在一些实施例中,上述的辅泵可以为定频电动泵,该辅泵的转速n在上述情况下均保持恒定,即n泵转速=定值,q供油=定值。在一些实施例中,上述的辅泵可以为变频电动泵,该辅泵的转速n在上述不同的情况下有所变动。详述如下:(1)、当柴油机8处于备机状态但是尚未开机(即处于开机之前的预备状态时)时,电控器在获取柴油机的备机信号后开启辅泵2,辅泵2转动,将滑油泵向主路油管9,这属于在备机时滑油的预供。此时,变频电动辅泵采用定转速n预供、定流量q预供进行滑油供给,无需多级调节。(2)、当柴油机8起动后已经进入高工况状态并且辅泵2被关闭后,若又判断出柴油机的转速n小于或等于转速阈值n0时,说明柴油机8进入低工况状态,电控器重新开启辅泵2。此时,主泵1和辅泵2协同供油,可以根据不同柴油机转速,调节辅泵转速,从而匹配不同供油流量实现多级调节或无级调节。一般而言,当辅泵2在被重新开启后,辅泵的转速n与柴油机的转速n成反比,即随着柴油机8的转速n逐渐降低,辅泵2的转速n逐渐增大,供油量q辅也逐渐增大。上述的多级供油调节机制如下表1所示。表1辅泵多级供油调节分级柴油机转速辅泵供油控制一级n0≥n>n1辅泵转速n=n1,供油流量q辅=q1二级n1≥n>n2辅泵转速n=n2,供油流量q辅=q2三级n2≥n>n3辅泵转速n=n3,供油流量q辅=q3………m级nm-1≥n>nm辅泵转速n=nm,供油流量q辅=qm由表1可知,多级调节是指将柴油机转速分为m级m为大于等于3的自然数。上述柴油机转速均≤n0,说明柴油机处于低工况状态。针对柴油机的每级转速,均有对应的辅泵转速,并且nm>…>n3>n2>n1,qm>…>q3>q2>q1。以上控制策略中,各控制参数均可根据现场配机情况进行匹配调整,以实现滑油系统供油流量的柔性可调设计。(3)、当柴油机8起动后已经进入高工况状态并且辅泵2被关闭后,若又判断出进机压力p小于或等于安全阈值p1(又称p安全),说明此时处于主泵1处于工作异常状态,需要辅泵2辅助供油,以弥补仅主泵1供油带来的压力不足现象,电控器重新开启辅泵2并发出低油压报警信号,此时,主泵1和辅泵2共同供油,辅泵2采用定转速n报警补压、定流量q报警补压进行滑油供给,无需多级调节。本实施例提供了用于船用柴油机的低能耗智能可调滑油系统及其对应的控制策略。通过该系统方案,可实现高工况、低工况下滑油流量的可变匹配调节,降低高工况系统能耗、提升低工况运行可靠性。该方案采用主、辅泵独立运行协同工作模式,实现滑油系统不同工况下的可变供油匹配设计,可有效降低高工况能耗、改善低工况供油不足等问题,无需对主泵进行改造,具有系统结构简单、响应快、运行平稳柔性可调、可靠性高等特点。实施例二本实施例提供了一种柴油机滑油供给控制方法,其基本原理为:主泵、辅泵采用独立布置,并且采用不同的开启和关闭机制。主泵由柴油机的曲轴驱动传动齿轮并在传动齿轮的带动作用下进行动作。辅泵为电动泵,由电控系统3进行控制调节。两个泵的出口处均设有单向阀,滑油分别从主泵供油管路、辅泵供油管路并分别经由单向阀后在主路油管混合,混合的滑油依次经过油冷器、滤器后进入柴油机。根据预先设定的控制策略,通过电控系统控制辅泵的开闭,以实现特定工况下主、辅泵的协同供油,从而达到滑油系统低能耗、智能可调设计的效果。如图5至图7所示,本申请的柴油机滑油供给控制方法包括如下步骤:(1)、当柴油机停机时,柴油机停止运转,不再带动主泵运转,从而主泵关闭,采用电控器关闭辅泵,故当柴油机处于停机状态时,主泵和辅泵均关闭,从而不向柴油机泵入滑油。(2)、如图5所示,在柴油机备机时,电控器获得备机信号后开启辅泵,使辅泵通过辅泵供油管路为与柴油机相连的主路油管单向供给滑油,此时主泵仍然处于关闭状态;辅泵供油管路上设有第二单向阀,从而实现单向供油。(3)、如图6所示,在柴油机起动后柴油机带动主泵开启,使主泵通过主泵供油管路为主路油管单向供给滑油,此时,主泵和辅泵均处于开启状态,协同向柴油机供油。主泵供油管路上设有第一单向阀,从而实现单向供油。采用油压监测器监测进入柴油机的进机滑油的进机压力p,采用转速监测器监测柴油机的转速n,采用电控器判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。(4)、当判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时(p>p0&n>n0),说明柴油机处于高工况状态,此时,电控器关闭辅泵,但是主泵仍然开启,由主泵向柴油机独立供油。主泵的供油能力已经经过优化,在柴油机处于高工况时单独向柴油机供油不会出现供油冗余现象。当未判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时(p<p0或者n<n0),继续进行上述判断。另外,可选地,为了控制判断的时间,可以给判断的时间长度加以时间阈值限定。即,当本次未判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,电控器继续判断p≤p0或n≤n0持续的时间是否超过时间阈值t0。当未超过时间阈值t0时,电控器返回继续判断进机压力p与油压阈值p0的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。当超过时间阈值t0后仍然无法判断出进机压力p大于油压阈值p0并且柴油机的转速n大于转速阈值n0时,电控器发出故障警示信号。进一步可选地,当电控器直接向集控室发出故障警示信号后,集控室控制柴油机转换为停机状态,以备操作人员检查和排除故障。(5)、如图7所示,柴油机处于高工况运行状态时并且辅泵被关闭后,电控器继续判断进机滑油的进机压力p与安全阈值p1(又称p安全)的大小以及柴油机的转速n与转速阈值n0的大小。当判断出柴油机的转速n小于或等于转速阈值n0时,柴油机处于低工况运行状态,电控器重新开启辅泵。另外,此时采用电控器继续判断进机压力p与安全阈值p1的大小,当判断出进机压力p小于或等于安全阈值p1,主泵工作处于异常状态,电控器开启辅泵,以便弥补主泵供油压力的不足,防止可能出现的停机故障,并发出低油压报警信号。在本实施例中,当柴油机转速较高时处于高工况状态,主泵转速升高供油能力加大,在电控系统控制下辅泵处于关闭状态,此时由主泵独立进行供油。由于主泵供油能力通过冗余优化其能力刚好满足柴油机高工况用油需求,无需将多余流量进行泄流旁通,进而实现高工况下系统的低能耗设计。当柴油机转速较低时处于低工况状态,由于主泵转速降低导致供油能力减小,此时在电控系统控制下辅泵打开协助主泵供油,以改善系统低工况供油能力,提升整机可靠性。此外,在柴油机运行过程中(无论是高工况运行,还是低工况运行),电控系统实时监测滑油的进机油压(即进入柴油机的滑油压力)。当进机油压低于设定的安全阈值p1时,自动打开辅泵,并协助主泵参与供油,以保障整机运行安全。实施例三在本实施例中,主泵采用外啮合齿轮泵,由曲轴通过传动齿轮进行驱动,能够独立负责高工况下柴油机滑油供油,其能力按额定工况下柴油机实际用油需求进行设计和冗余优化。辅泵采用流量为20m3/h,耗功3.09kw的定频电动泵,由电控系统通过预先设定的控制策略控制其在不同情况下的开启或关闭。经计算评估,本实施例的柴油机滑油供给系统中,与按照本发明的方案改造之前的方案相比,本实施例的主泵体积减小了19.5%,系统平均耗功降低28.6%,怠速工况下滑油进机压力提升18.6%。结果表明,本实施例的柴油机滑油供给系统具有较好的可实施性和较高的使用价值。本申请已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本申请的范例。必需指出的是,已公开的实施例并未限制本申请的范围。相反地,包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本申请的范围内。当前第1页12
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