[发明专利]一种减少船舶推进主机接排降速的断缸控制方法

说明书

本发明属于船舶推进控制技术领域，具体涉及一种减少船舶推进主机接排降速的断缸控制方法。柴油机的接脱排只能在一定转速范围内执行，此范围称为转速窗口。当除柴油机控制系统以外遥控或齿轮箱控制器执行接排或脱排时，柴油机控制系统无法预知断缸模式和全缸模式之间的切换，导致柴油机转速出现迅速下降或上升，因此，本发明通过在断缸工作模式下的空载所需喷油量和接排后所需喷油量间设定第一阈值w₁，在全缸工作模式下的接排所需喷油量和空载所需喷油量间设定第二阈值w₂，柴油机控制系统检测当前喷油量w，并判断当前柴油机工作模式，通过与判断的工作模式的喷油量阈值比较，决定柴油机的工作模式是否切换，能够减小柴油机转速波动并降低油耗。

技术领域

本发明属于船舶推进控制技术领域，具体涉及一种减少船舶推进主机接排降速的断缸控制方法。

背景技术

石油资源短缺已成为世界性的共同问题，随着我国经济的快速发展，石油资源的消耗日益增大。据统计，2018年我国石油表观消费量首次突破6亿吨，达到6.25亿吨，增速达7％，较2017年增长速度增加1.1％。随着船舶尾气排放和油耗法规的日益严苛，降低多缸数大排量柴油机的油耗的需求愈发迫切。柴油机作为船舶目前主要的动力输出，降低其油耗的控制方法成为业内关注的热点，现有的控制方法中，断缸即可变排量技术成为了一个可选方案。作为船舶推进主机用的柴油机的断缸控制，主要取决于其是否进行了接排操作，并且为保证柴油机工作性能，符合柴油机运行油量限值要求，接排和脱排只能在一定转速范围内进行，这个转速范围称为转速窗口。目前柴油机接排控制的情况有两种：第一种，通过柴油机控制系统进行接排操作，采用这种方式时，柴油机控制系统会在接排前退出断缸工作模式进入全缸工作模式，保证柴油机有足够的动力带动螺旋桨工作；第二种，通过除柴油机控制系统以外遥控或齿轮箱控制器进行接排操作，此时这种情况下，柴油机控制系统不会预先知道要执行工作模式切换，仍继续运行在断缸模式，等待接排信号传输到柴油机控制系统时才会切换工作模式，因此在接排信号到达柴油机控制系统之前的这段时间，会出现柴油机的转速迅速下降现象，严重时甚至造成柴油机停车。本发明主要针对第二种情况。

目前现有的公开资料中，主要是针对车用发动机的断缸装置和方法进行阐释，如公开号为CN107542583A的专利文件公开了一种发动机断缸模式的控制装置及方法，其断缸控制装置包含了以下五部分：增压器介入信号检测模块、模式切换控制模块、喷油控制模块、控制周期设定模块以及转速检测模块，其控制方法依托于所阐述的断缸控制装置的增压器介入信号检测模块检测是否有增压器介入的信号，然后通过模式切换模块判断是否存在增压器介入信号进行断缸和全缸模式的切换，利用喷油控制模块对喷油器喷油进行控制。该方法的优点是利用增压器介入信号给出了断缸和全缸模式的切换界限，但是没有涉及到如何减少船用柴油机接排降速的断缸控制方法。

又如公开号为CN102493879A的专利发明文件公开了一种电喷发动机自适应停缸控制技术，该技术从单一检测发动机转速，确定发动机工作在可停缸工作区域，逐步增加停缸率对发动机进行停缸，同时监测转速变化是否达到最低极限值，若达到则停止停缸操作。该技术实施方法较为简单，断缸时转速下降波动较小，但没有涉及到减少船用柴油机接排时降速的断缸控制方法。

申请公开号为CN107387245A的专利技术文件提到了一种机车柴油机低负荷运行部分停缸控制方法，其主要为了改善机车柴油机在低负荷下的积油积碳和有害排放问题，通过在柴油机转速/供油量控制曲线中设定两条油量曲线即低油量曲线和高油量曲线，当供油量在低油量曲线下时，进入部分停缸运行模式，当供油量在高油量曲线上时，退出部分停缸模式。该技术在没有对柴油机硬件进行改造的情况下，在低负荷工况下降低了积碳，延长了维护周期，但是没有涉及到从不带载到带载时减少船用柴油机降速的断缸控制方法。

发明内容