一种主动式火焰进气预热控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种主动式火焰进气预热控制系统，包括供电电源、进气温度传感器、转速传感器、火焰温传感器、进气预热控制器、电热塞、供油电磁阀和预热监控标定装置，所述预热控制单元通过CAN通讯电路控制连接预热监控标定装置，通过功率驱动电路驱动控制电热塞，通过过流检测电路采集电热塞的工作电流信号，通过开关量调理电路控制供油电磁阀的通断。本发明专利技术有效的解决了大功率柴油机在低温环境下、怠速及低速低负荷使用时由于进气温度低导致的起动困难、燃烧恶化、活塞烧蚀等问题，可实现柴油机在低温环境下顺利起动，燃烧充分。

【技术实现步骤摘要】
一种主动式火焰进气预热控制系统及方法
本专利技术属于发动机领域，解决发动机起动及运行工况下的进气预热问题。
技术介绍
大功率柴油机在低温环境下、怠速及低速低负荷使用时由于进气温度低常会导致燃烧恶化、活塞烧蚀等问题。现有技术中，某150系列机械泵柴油机采用加温锅进行加温，这种方式起动时间长，且耗电量大，尤其在寒冷季节，电池容量下降，分流太多的电池容量，容易导致电动马达驱动力不足，无法达到柴油机起动转速。因此，开发一种能够快速起动，耗电量小，简单易用，性能可靠的进气预热系统成为该领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种主动式火焰进气预热控制系统，在检测到进气温度低时，能自动开启进气预热功能，解决柴油机在低温环境下起动困难、燃烧恶化及活塞烧蚀等问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种主动式火焰进气预热控制系统，包括：供电电源、进气温度传感器、转速传感器、火焰温传感器、进气预热控制器、电热塞、供油电磁阀和预热监控标定装置，所述进气预热控制器包括预热控制单元、模拟量调理电路、转速信号调理电路、CAN通讯电路、功率驱动电路、过流检测电路、开关量调理电路，所述供电电源、进气温度传感器、火焰温传感器均通过模拟量调理电路信号连接预热控制单元，所述转速传感器通过转速信号调理电路信号连接预热控制单元；所述预热控制单元通过CAN通讯电路控制连接预热监控标定装置，通过功率驱动电路驱动控制电热塞，通过过流检测电路采集电热塞的工作电流信号，通过开关量调理电路控制供油电磁阀的通断。基于上述主动式火焰进气预热控制系统的进气预热控制方法，包含如下内容：S1.预热控制器上电，系统自动通过进气温度传感器采集发动机的进气温度，当进气温度低于设定值A1℃后，系统进入电热塞预热工况F1：预热控制器输出PWM信号控制电热塞加热；S2.当电热塞加热到达设定时间T1S，系统进入提示起动工况F2：预热控制器通过CAN通讯电路输出提示信息给预热监控标定装置，提示驾驶员起动发动机，设定提示最长时间为T2S；S3.提示起动工况F2下，系统采集转速信号，若转速大于设定值A2r/min，系统进入火焰预热工况F3：电热塞、供油电磁阀同时工作，设定时间T3S，通过火焰温传感器采集火焰温度，若火焰温度达到设定阈值A3℃，电热塞停止工作，供油电磁阀继续工作；若火焰温度未达到设定阈值，点火失败次数+1；S4.提示起动工况F2下，若转速小于或等于设定值A2r/min，系统进入系统休眠工况F4：电热塞、供油电磁阀均停止工作，系统定时采集进气温度和发动机转速；S5.休眠工况F4下，如检测到进气温度小于设定阈值A1℃，且发动机转速大于设定值A2r/min，系统再次进入电热塞预热工况F1；S6.火焰预热工况F3下，若火焰温度未达到设定阈值A3℃，且点火失败次数小于设定值A4次，系统进入冷却工况F5：电热塞停止工作，计时器开始计时；S7.冷却工况设定的计时器计时T4S后，系统再次进入电热塞预热工况F1；S8.火焰预热工况F3下，检测到进气温度大于设定阈值A5℃，进入系统休眠工况F4；S9.火焰预热工况F3下，采集火焰温度未达到设定阈值A3℃，且点火失败次数大于等于设定值A4次，系统进入故障报警工况F6：电热塞、供油电磁阀均停止工作，通过CAN通讯电路将故障信息传送预热监控标定装置提示故障信息；S10.控制系统运行过程中，若过流检测电路检测到电热塞的电流值大于设定阈值A6A，输出中断信号给预热控制单元，系统从当前运行工况转入故障报警工况F6。有益效果本专利技术提供的主动式进气预热控制系统及其控制方法均有效的解决了大功率柴油机在低温环境下、怠速及低速低负荷使用时由于进气温度低导致的起动困难、燃烧恶化、活塞烧蚀等问题，可实现柴油机在低温环境下顺利起动，燃烧充分；实现柴油发动机在起动和运行工况下的主动进气预热功能，能够自动识别是否需要进气预热；系统在预热完成后自动转入休眠状态，减少耗电量，同时延长预热装置使用寿命。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述预热控制系统组成图；图2为本专利技术实施例所述预热控制方法状态转化图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，一种主动式火焰进气预热控制系统，包括供电电源、进气温度传感器、转速传感器、左排火焰温传感器、右排火焰温传感器、进气预热控制器、左排电热塞、右排电热塞、供油电磁阀和预热监控标定装置，所述进气预热控制器包括预热控制单元、模拟量调理电路、转速信号调理电路、CAN通讯电路、功率驱动电路、过流检测电路、开关量调理电路，所述供电电源为控制系统供电，电压信号经模拟量调理电路输入预热控制单元ADC接口；所述进气温传感器用于采集发动机的进气温度，输出信号经模拟量调理电路输入预热控制模块的ADC接口；所述左排火焰温传感器用于采集左排火焰温度，输出信号经模拟量调理电路输入预热控制单元的ADC接口；所述右排火焰温传感器用于采集右排火焰温度，输出信号经模拟量调理电输入预热控制单元的ADC接口；所述转速传感器用于采集发动机转速，输出信号经转速信号调理电路输入预热控制单元的信号捕获接口；预热控制单元的CAN通讯接口经CAN通讯电路连接预热监控标定装置；预热控制单元的PWM输出接口输出PWM控制信号，经功率驱动电路驱动左、右排电热塞工作；所述左、右排电热塞电流信号经过流检测电路输入到预热控制单元外部中断接口；预热控制单元I/O口输出开关信号，经开关量调理电路控制供油电磁阀通断。基于上述控制系统，本专利技术的一种进气预热控制方法，控制状态转化图如图2所示，具体包括如下处理过程：S1.预热控制器上电，系统自动采集发动机进气温度，当进气温度低于设定值20℃后，开启进气预热功能，系统进入电热塞预热工况F1；电热塞预热工况F1：预热控制器输出PWM信号控制左排电热塞、右排电热塞加热；S2.左排电热塞、右排电热塞加热到达设定时间40S，系统进入提示起动工况F2；提示起动工况F2：预热控制器通过CAN通讯电路输出提示信息给预热监控标定装置，装置屏幕显示“请起动”，提示驾驶员起动发动机，设定提示最长时间为60S；S3.提示起动工况F2下，预热控制器采集转速信号，若转速大于设定值50r/min，系统进入火焰预热工况F3；火焰预热工况F3：预热控制器控制两个电热塞、电磁阀同时工作，设定时间30S，采集两个火焰温传感器的温度信号，若火焰温度达到设定阈值200℃，两个电热塞停止工作，供油电磁阀继续工作，火焰温度未达到设定阈值，点火失败次数+1；S4.提示起动工况F2下，若转速小于或等于设定值50r/min，系统进入休眠工况F4；休眠工况F4：电热塞、电磁阀均停止工作，系统定时采集进气温度和发动机转速；S5.休眠工况F4下，检测到进气温度小于设定阈值20℃，且发动机转速大于设定值50r/min，系统再次进入电热塞预热工况F1；S6.火焰预热工况F3下，采集火焰温度未达到设定阈值200℃，且点火失败次数小于设定值3次，系统进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式火焰进气预热控制系统，其特征在于包括：供电电源、进气温度传感器、转速传感器、火焰温传感器、进气预热控制器、电热塞、供油电磁阀和预热监控标定装置，所述进气预热控制器包括预热控制单元、模拟量调理电路、转速信号调理电路、CAN通讯电路、功率驱动电路、过流检测电路、开关量调理电路，所述供电电源、进气温度传感器、火焰温传感器均通过模拟量调理电路信号连接预热控制单元，所述转速传感器通过转速信号调理电路信号连接预热控制单元；所述预热控制单元通过CAN通讯电路控制连接预热监控标定装置，通过功率驱动电路驱动控制电热塞，通过过流检测电路采集电热塞的工作电流信号，通过开关量调理电路控制供油电磁阀的通断。

【技术特征摘要】
1.一种主动式火焰进气预热控制系统，其特征在于包括：供电电源、进气温度传感器、转速传感器、火焰温传感器、进气预热控制器、电热塞、供油电磁阀和预热监控标定装置，所述进气预热控制器包括预热控制单元、模拟量调理电路、转速信号调理电路、CAN通讯电路、功率驱动电路、过流检测电路、开关量调理电路，所述供电电源、进气温度传感器、火焰温传感器均通过模拟量调理电路信号连接预热控制单元，所述转速传感器通过转速信号调理电路信号连接预热控制单元；所述预热控制单元通过CAN通讯电路控制连接预热监控标定装置，通过功率驱动电路驱动控制电热塞，通过过流检测电路采集电热塞的工作电流信号，通过开关量调理电路控制供油电磁阀的通断。2.基于权利要求1所述的一种主动式火焰进气预热控制系统的进气预热控制方法，其特征在于包含如下内容：S1.预热控制器上电，系统自动通过进气温度传感器采集发动机的进气温度，当进气温度低于设定值A1℃后，系统进入电热塞预热工况F1：预热控制器输出PWM信号控制电热塞加热；S2.当电热塞加热到达设定时间T1S，系统进入提示起动工况F2：预热控制器通过CAN通讯电路输出提示信息给预热监控标定装置，提示驾驶员起动发动机，设定提示最长时间为T2S；S3.提示起动工况F2下，系统采集转速信号，若转速大于设定值A2r/min，系统进入火焰预热工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增全，孟长江，姚素娟，范燕朝，杨俊恩，孟庆涛，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津,12