一种内燃机电控水泵转速的控制方法及系统与流程

    专利2022-07-07  188


    本发明涉及内燃机冷却系统,更具体地说,它涉及一种内燃机电控水泵转速的控制方法及系统。



    背景技术:

    内燃机在刚启动时,冷却水的温度可能存在较低的情况,尤其是在寒冷的冬季。过低的水温会影响到内燃机的润滑能力以及进气中冷器的效率,从而影响内燃机运行性能。此外,内燃机在持续运行的过程会产生大量的热量,这些热量很大一部分被冷却水带走,导致内燃机水温上升,因此需要对冷却水进行冷却,以保证冷却水对内燃机的冷却效果,使内燃机工作在可靠的状态。综上,内燃机中的冷却水水温过低或过高都会影响到内燃机的运行性能。所以,对于内燃机进出水温的合理控制是改善内燃机综合性能的有效途径,而内燃机的水温控制过程与内燃机的水泵息息相关。

    目前的内燃机均是依靠机械传动方式将动力输出至水泵,使水泵运转,因此水泵的转速跟内燃机的转速成一定正比例关系。但这样会导致水泵无法根据水温自动调节自身的转速,即水泵的流量固定,无法通过改变自身水流量的大小以实现通过水流量来控制冷却水的水温。



    技术实现要素:

    本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种内燃机电控水泵转速的控制方法及系统,解决了目前的内燃机中的水泵出流量固定、无法进行调节的问题。

    本发明的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,实时监测内燃机的水温,将监测到的水温与水温设定值进行对比,以确定内燃机当前的水温所对应的水温设定值,并根据对比结果使水泵以该水温设定值所对应的标定转速运转。

    作进一步的改进,实时监测内燃机的进气温度,将监测到的进气温度与气温风险值作对比,当进气温度等于或大于气温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当进气温度小于气温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。

    进一步的,实时监测内燃机的机油温度,将监测到的机油温度与油温风险值作对比,当机油温度等于或大于油温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当机油温度小于油温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。

    更进一步的,实时监测所述水泵的当前转速、水泵出水端的当前流量,当所述当前流量小于与标定转速相对于的标定流量时,为水泵叠加一修正转速,以使水泵的出流量满足散热要求。

    更进一步的,所述修正转速由以下公式确定:

    qadd=vt×(q02/qt2-1);

    其中,vadd为修正转速;vt为当前转速或标定转速;q0为标定流量;qt为当前流量。

    本发明的一种内燃机电控水泵转速的控制系统,包括水泵控制模块、水泵转速监控模块、内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块,所述内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块均与内燃机ecu电性连接,所述内燃机ecu与水泵控制模块电性连接,所述水泵转速监控模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块均与水泵控制模块电性连接。

    所述内燃机电控水泵转速的控制系统实现所述的一种内燃机电控水泵转速的控制方法。

    有益效果

    本发明的优点在于:通过对内燃机的水温、进气温度、油温的监测,实现对水泵转速的控制,有效的提高了内燃机运行的可靠性和燃烧效率,避免内燃机在不规范条件下使用导致内燃机损坏,保证内燃机运行是在各适合温度的情况下进行的。

    附图说明

    图1为本发明的结构框图。

    具体实施方式

    下面结合实施例,对本发明作进一步的描述,但不构成对本发明的任何限制,任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改,仍在本发明的权利要求范围内。

    本发明的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,实时监测内燃机的水温,将监测到的水温与水温设定值进行对比,以确定内燃机当前的水温所对应的水温设定值,并根据对比结果使水泵以该水温设定值所对应的标定转速运转。即根据内燃机水温的水温确定水泵的转速,使水泵以相应的转速运行,以达到根据不同内燃机工况匹配不同水泵转速的功能,提高内燃机的高效性,可靠性、经济性、智能性。

    实时监测内燃机的进气温度,将监测到的进气温度与气温风险值作对比,当进气温度等于或大于气温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当进气温度小于气温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。此外,还实时监测内燃机的机油温度,将监测到的机油温度与油温风险值作对比,当机油温度等于或大于油温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当机油温度小于油温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。本实施例除了对水温进行监控外,还对内燃机的进气温度以及机油温度进行监测,并且在气温以及油温超出风险值时,使水泵以快速高效的工作状态对内燃机的温度进行控制,使其始终工作在合适的温度范围内,进一步提高了内燃机运行的可靠性和燃烧效率,避免内燃机在不规范条件下使用导致内燃机损坏,保证内燃机运行是在各适合温度的情况下进行的。

    优选的,实时监测所述水泵的当前转速、水泵出水端的当前流量和当前压力,当水泵的当前流量小于与标定转速相对于的标定流量时,为水泵叠加一修正转速,以使水泵的出流量满足散热要求。水泵在运转的过程中,其转速与流量是成正比的,即转速越大其流量越大。但由于水泵在运转的过程中随着水泵内部的磨损老化或水流的回冲或水流中夹带有气泡等现象,水泵的出流量会出现流量达不到标定要求的情况。针对这情况,本实施例通过实时监测水泵的当前流量,并根据当前流量引入一修正转速,在水泵的出流量达不到标定要求时,在水泵的当前转速上叠加一修正转速,以使水泵的出流量达到设计要求,更好的提高内燃机热效率。

    具体的,修正转速由以下公式确定:

    qadd=vt×(q02/qt2-1)。

    其中,vadd为修正转速;vt为当前转速或标定转速;q0为标定流量;qt为当前流量。

    优选的,当监测到水泵的当前流量小于标定流量时,水泵以当前转速运行设定时间后,若水泵的当前流量依然小于标定流量,则对水泵的转速进行修正。通过这样的方式可以避免因水泵的出流量出现短时间的变化导致控制系统频繁对水泵的转速进行修正的问题。具体的,设定时间可设定在3s-10s之间。

    参阅图1,一种内燃机电控水泵转速的控制系统,用于实现内燃机电控水泵转速的控制方法。控制系统包括水泵控制模块、水泵转速监控模块、内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块。内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块均与内燃机ecu电性连接,内燃机ecu与水泵控制模块电性连接,水泵转速监控模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块均与水泵控制模块电性连接。

    其中,水泵控制模块为水泵控制器,用于控制水泵的转速。水泵转速监控模块为转速传感器,用于监测水泵的转速。内燃机进气温度监测模块为位于进气歧管中的温度传感器,用于监测内燃机进气温度。内燃机油温度监测模块为位于油底壳回油管上的温度传感器,用于检测机油的温度。内燃机水温监测模块为位于内燃机出水管上的温度传感器,用于检测内燃机的水温。水泵出水压力监测模块为压力传感器,用于检测水泵出水压力。水泵出水流量监测模块为流量传感器,用于检测水泵的出水流量。

    优选的,控制系统还包括水泵显示模块,水泵显示模块与水泵控制模块电性连接。水泵显示模块用于显示水泵的转速、出水压力、出水流量等信息,以使用户能详细全面的了解水泵的工作状态。

    以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。


    技术特征:

    1.一种内燃机电控水泵转速的控制方法,其特征在于,实时监测内燃机的水温,将监测到的水温与水温设定值进行对比,以确定内燃机当前的水温所对应的水温设定值,并根据对比结果使水泵以该水温设定值所对应的标定转速运转。

    2.根据权利要求1所述的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,其特征在于,实时监测内燃机的进气温度,将监测到的进气温度与气温风险值作对比,当进气温度等于或大于气温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当进气温度小于气温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。

    3.根据权利要求1所述的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,其特征在于,实时监测内燃机的机油温度,将监测到的机油温度与油温风险值作对比,当机油温度等于或大于油温风险值时,水泵以最大标定转速运转;当机油温度小于油温风险值时,水泵以当前水温所对应的标定转速进行运转。

    4.根据权利要求1所述的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,其特征在于,实时监测所述水泵的当前转速、水泵出水端的当前流量,当所述当前流量小于与标定转速相对于的标定流量时,为水泵叠加一修正转速,以使水泵的出流量满足散热要求。

    5.根据权利要求4所述的一种内燃机电控水泵转速的控制方法,其特征在于,所述修正转速由以下公式确定:

    qadd=vt×(q02/qt2-1);

    其中,vadd为修正转速;vt为当前转速或标定转速;q0为标定流量;qt为当前流量。

    6.一种内燃机电控水泵转速的控制系统,其特征在于,包括水泵控制模块、水泵转速监控模块、内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块,所述内燃机进气温度监测模块、内燃机油温度监测模块、内燃机水温监测模块均与内燃机ecu电性连接,所述内燃机ecu与水泵控制模块电性连接,所述水泵转速监控模块、水泵出水压力监测模块、水泵出水流量监测模块均与水泵控制模块电性连接。

    7.根据权利要求6所述的一种内燃机电控水泵转速的控制系统,其特征在于,所述内燃机电控水泵转速的控制系统实现如权利要求1-5任一所述的控制方法。

    技术总结
    本发明公开了一种内燃机电控水泵转速的控制方法及系统,涉及内燃机冷却系统,解决了目前的内燃机中的水泵出流量固定、无法进行调节的技术问题。该方法是实时监测内燃机的水温,将监测到的水温与水温设定值进行对比,以确定内燃机当前的水温所对应的水温设定值,并根据对比结果使水泵以该水温设定值所对应的标定转速运转。本发明有效的提高了内燃机运行的可靠性和燃烧效率,避免内燃机在不规范条件下使用导致内燃机损坏,保证内燃机运行是在各适合温度的情况下进行的。

    技术研发人员:陶正科;李伟;黄永仲
    受保护的技术使用者:广西玉柴机器股份有限公司
    技术研发日:2020.12.01
    技术公布日:2021.03.12

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