[发明专利]船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置和控制方法

权利要求书

1.一种船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置，其特征在于它包括转速传感器、压力传感器、V/F转换模块、频率计、喘振调节阀、电源模块、喘振预测控制单元、空气循环装置、废气分流装置、数据记录和指示装置，调节阀包括喘振一级调节阀和喘振二级调节阀，转速传感器安装在柴油机的飞轮壳上，压力传感器安装在柴油机涡轮增压器压缩机的出口处，空气循环装置安装在压缩机出口和外界空气入口之间、连接喘振一级调节阀，废气分流装置安装在排气总管出口和涡轮增压器后排气管出口之间、连接喘振二级调节阀，转速传感器经调理电路连接喘振预测控制单元，压力传感器经调理电路、V/F转换电路连接频率计，经频率计连接到喘振预测控制单元，喘振预测控制单元分别连接喘振调节阀、电源模块、空气循环装置、废气分流装置、数据记录和指示装置；所述的空气循环装置为压缩机前进气管经喘振一级调节阀连接到压缩机进气管；所述的废气分流装置为涡轮增压器前排气管经喘振二级调节阀连接涡后排气管。

2.根据权利要求1所述的船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置，其特征在于所述的转速传感器连接转速信号调理A/D模块，转速信号调理A/D模块连接喘振预测控制单元和数据存储模块；压力传感器经压力信号调理电路连接V/F转换电路，V/F转换电路连接频率计，频率计连接喘振预测测控制单元，另外压力传感器经压力信号调理A/D电路连接数据存储模块。

3.根据权利要求1所述的船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置，其特征在于所述的喘振预测控制单元包括喘振预测分析模块和喘振控制模块，喘振预测分析模块连接转速A/D转换模块和频率计，喘振控制模块连接喘振预测分析模块、调节阀、空气循环装置、废气分流装置、数据记录和指示装置。

4.根据权利要求1所述的船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置，其特征在于所述的喘振控制模块连接电磁装置，电磁装置连接各级调节阀，调节阀均为电磁阀。

5.一种基于权利要求1的船用柴油机涡轮增压器喘振预测控制装置的控制方法，其特征在于：

首先接收传感器反馈的转速和涡轮增压器出口压力数据；

将预先以试验形式得到的各特征转速下发生喘振时对应的涡轮增压器出口压力的频率波动次数和峰-峰值的波动频率，通过插值的方法得到整个转速范围内喘振时对应的涡轮增压器出口压力的频率波动次数和峰-峰值的波动频率，以时间为单位记录其波动频率和峰-峰值波动次数，制表保存，与实际所测某转速下的涡轮增压器出口压力波动情况进行对比分析；

设定判断喘振先兆的压力波动频率规定值、出口压力波动峰值的喘振先兆规定值和喘振值，以压力波动频率为主要判断依据，以压力峰-峰值的波动频率为辅助判断依据；判断方法为：当压力波动频率超过规定值，且一定时间内大于喘振先兆下限值而小于喘振值的出口压力波动峰值波动频率大于规定值时，认为有喘振先兆，喘振控制单元命令空气循环装置进行预防；如果不存在喘振先兆，空气循环装置不动作，增压器正常工作；

判断是否突然发生喘振，若某转速下涡轮增压器出口压力波动峰值突然大于喘振压力值，且一定时间内大于喘振压力值的出口压力波动峰值波动频率大于规定值或空气循环装置不能有效预防而导致涡轮增压器出口压力波动峰值继续增大而超过喘振压力值时，认为突然发生喘振，喘振控制单元命令打开废气分流装置，启动数据存储模块、指示灯变亮；当出口压力波动峰值小于喘振压力，且一定时间内小于喘振压力值的出口压力波动峰值波动次数小于规定值时，认为喘振消失，命令废气分流装置关闭，空气循环装置仍然打开，直到出口压力小于规定值时，空气循环装置关闭，增压器正常工作。