[发明专利]一种应对扫气温度变化的扫气压力补偿方法

说明书

一种应对扫气温度变化的扫气压力补偿方法，应用于低速二冲程双燃料柴油机，该柴油机包括控制系统，该控制系统根据采集到的转速信号和扭矩信号，对柴油机运行的负荷状况进行判断，从而得出该负荷状况下的扫气压力参考设定值和扫气温度参考值，所述控制系统再通过将采集到的扫气温度与该扫气温度参考值进行比较，然后对所述扫气压力参考设定值进行相应补偿，并最终输出扫气压力设定值的指令，以使柴油机的单位时间内扫气量与预设值保持一致。本发明能够针对柴油机扫气温度的变化，对扫气压力设定值实时进行动态补偿，使单位时间内扫气量和空燃比与预设值保持一致，从而达到了确保柴油机运行性能良好，延长柴油机寿命的效果。

技术领域

本发明涉及一种应对柴油机扫气温度变化的扫气压力补偿方法，具体涉及到一种低速二冲程双燃料柴油机应对扫气温度变化的扫气压力设定值补偿方法，属于柴油机技术领域。

背景技术

低速二冲程双燃料柴油机在燃气模式运行过程中，在不同负荷状况下对柴油机单位时间内扫气量或空燃比相对比较敏感，也即要求柴油机在不同工况下的单位时间内扫气量或空燃比与设计期望值基本保持一致。

对于传统的低速柴油机来说，为了柴油机在不同负荷状况下保证空燃比或单位时间内扫气量，通常的作法是：1)在柴油机控制程序中规定各负荷状况下扫气压力的设定值；2)给出柴油机各负荷状况下扫气温度的参考值。其中，柴油机扫气压力设定值是通过控制柴油机废气旁通开度来实现的，而柴油机扫气温度参考值仅作为柴油机运行时的参考，或作为柴油机调整的一个目标参考值。

然而，在船舶运行过程中由于外部环境因素或柴油机本身原因，柴油机的实际扫气温度很难与期望参考值保持一致，那么此时该负荷状况下单位时间内扫气量或空燃比将会偏离设计期望值。对于传统的低速双燃料柴油机来说，由柴油机扫气温度变化而造成的单位时间内扫气量与空燃比的变化是可以接受的；而对于低速二冲程双燃料柴油机来说，由于其对单位时间内扫气量或空燃比相对比较敏感，这样的变化就可能导致柴油机燃烧状况恶化，从而影响柴油机性能以及燃烧室零部件的寿命。

因此，对于低速二冲程双燃料柴油机来说，为了保证柴油机在不同负荷状况下单位时间内扫气量或空燃比保持不变，就需要根据柴油机的实际扫气温度情况，对该负荷状况下的扫气压力设定值进行相应的补偿，以确保柴油机能够正常运行。

发明内容

本发明提出了一种应对扫气温度变化的扫气压力补偿方法，即根据柴油机的实际扫气温度值，对在该负荷状况下的扫气压力设定值进行实时补偿，使在该负荷状况下的单位时间内扫气量与设计值保持一致，也即该负荷状况下的空燃比与设计值保持一致，以确保柴油机燃烧状况正常和柴油机性能良好，延长燃烧室零部件的寿命。

根据柴油机热力学原理，柴油机的单位时间内扫气量为：

当时，

F(t)为常数，

当时，

式中，

Qt为单位时间内扫气量，单位为kg/s；

Se为扫气箱的有效扫气面积，单位为cm²，其中，Se仅与柴油机结构有关，当柴油机机型结构确定后，Se值也就确定了；

F(t)为扫气箱内扫气空气质量流量函数；

Ps为扫气箱内扫气压力，单位为bar，Ps由控制系统最终输出的扫气压力设定值Pse决定，与柴油机的扫气压力设定值Pse一致；

Pe为气缸内压力值，单位为bar；

Tsm为扫气温度，单位为℃；