柴油发电机电子系统的监控功能详细介绍

1.柴油发电机的转角测量和喷油定时的实现

电子管理系统中的喷油定时是基于两个测量齿轮上的角度测量传感器。测量齿轮通过机械传动的方式分别将曲轴和凸轮转动信号相连。

曲轴上的传感器可以对柴油发电机正常运行状态下的曲轴转角进行精确地测量以便确定喷油定时和柴油发电机的转速。凸轮轴上的传感器允许进气和点火循环在正常运行状态下发生偏差。

①曲轴 曲轴上的测量齿轮以与柴油发电机相同的转速转动，在测量齿轮上通过传感器对每一齿之间的感应经KW1通道产生一个脉冲信号，那么曲轴的转角可以通过记取传感器发出的信号数加以确定，齿与齿之间的间隙则对应一定的角度。

②凸轮轴 凸轮轴上的测量齿轮以与柴油发电机相同的转速转动。ECU在调节模式下只计算齿与齿之间的间隙。电子元件借助于齿与齿之间的间隙分辨出气缸的进气和点火之间的角度差。

③功率限制 柴油发电机功率的限制是通过喷油量的变化加以限制的，目的是用来保护柴油发电机不发生过载及优化废气排放。ECU是基于预先设置和储存柴油发电机的性能曲线来确定最大喷油量的。这些限制方式为以下几种。

i．随转速变化的油量限制。

ii.作为燃油温度函数的油量限制。

iii.若发生增压器超速情况下的油量限制。

对于固定量的限制，这种方式的采用主要是预防在电子元件发生故障或电压超限的情况下保护柴油发电机。

2．柴油发电机启动时的油量控制

柴油发电机的喷油量随着启动转速到额定转速的增加而增加，其函数关系是通过M＝f（转速）来计算的。因此供油量是以转速的函数方式加以限制的。油量限制是从柴油发电机的转速第一次达到怠速开始起作用。

3．柴油发电机突卸负荷时速度降低的操控

①怠速/最大转速的反馈控制 对于怠速和最大转速的变化，ECU主要根据柴油发电机的运行状态，实现以下控制。

i．全速控制（只在柴油发电机启动以后）。

ii.怠速控制。

iii.反馈控制。

iv.最大转速控制。

当柴油发电机启动后，其转速沿着设定好的速度梯度运行。当设置在IUE1中的反馈量小于实际量时，则控制器开始动作；若设置在IUE1中的反馈量超过怠速控制器的计算值和滞后值的和，则ECU自动切换到与其相等的状态运行；若实际转速超过控制系统起作用的最大有效转速，则ECU中的控制器视为最大有效转速运行；若设置在IUE1中的反馈量降低到低于计算量和滞后的差，则ECU自动切换回与其相等的状态运行；若实际转速降低到有效怠速运行状态，则ECU将以设定的怠速加以调整。

速度降是当柴油发电机突卸负荷时以最大负荷时的稳定转速为参考的相对转速，即

②运行中柴油发电机的速度降 取决于其输出功率的大小并影响着其转速的有效设置。本管理系统中采用的最大输出负荷的转速是根据DBR曲线加以限制的。如图1所示为速度降及其调整范围曲线，负荷变化时的速度降是不受满负荷的输出点影响的。其速度设置的增加是在低负荷下有效，这就意味着可以通过网络同时协调几台柴油发电机的运行。

 ③管理系统 管理系统中的ECU采用了单机运行或并机运行两种不同的速度降低控制方式，这种方式的选择通过二进制（BE4）输入到ECU中。

④速度的设置 在柴油发电机的控制循环中是作为可控变量。速度的设置基于下列方法。

i．通过类比量的输入，速度可以通过预先设定的同步速度（机组的工作频率设置），电压值要么仅仅控制速度段之间的变化（例如，1～9V可以控制1400～1600r/min之间的转速变化），要么用来调整整个转速范围（如1～9V可以调整800～2000r/min之间的转速变化。然而，在这种情况下，所有导致低于设定的低限值或高于上限值的情况被忽略，也就是说，调整转速在1400～1600r/min范围时会出现5.0～5.33V就属于这种情况）。

内部速度的设置遵循所设定的加速或减速曲线（速度梯度）变化，但可能会有信号故障，这时最后一次的设置将被保留或者柴油发电机的转速被降回到怠速。

可以通过下列方式实现设置：

-通过CAN总线设置速度；

-通过类比电压信号设定转速输入（0～10V），（0～5V）；

-通过类比电流信号设定转速输入（4～20mA）；

-频率信号输入。

ii．设定过程通过二进制输入“增速设定（BE5）/减速设定（BE6）”。这种情况下的速度设置也可以在调节范围内设定同步转速（取决于机组频率的设定）。主要通过光耦合输入转速变化为1r/min时信号的激活时间小于0.3s。如果输入信号被激活的时间大于0.3s，则速度将自动在设定的速率下进行调整。