一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统及其实现方法技术方案

本申请公开了一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，包括淡水泵，淡水泵连接有回水总管一端，回水总管另一端连接有热交换器的出水口；所述发动机热管理系统还包括热管理阀，热管理阀连接有发动机出水管、热交换器的进水口和回水管路，发动机出水管连接发动机机体，所述发动机出水管靠近热管理阀一端安装有水温传感器，所述发动机热管理系统还包括监控仪，监控仪与热管理阀、备用阀门、水温传感器和淡水泵连接。具有以下优点：将热管理和船舶监控仪联合控制起来，通过船舶监控仪读取发动机的运行水温、发动机的功率、发动机的转速信号判断出发动机运行工况，监控仪读取了这些信息后，判断出发动机运行工况。

【技术实现步骤摘要】
一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统及其实现方法
本专利技术是一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统及其实现方法，属于发动机控制系统

技术介绍
船舶发动机一般都是使用海水换热器来进行发动机冷却水的冷却，换热器内进行换热的冷却水是江河或者海里面的水，由于水的比热容大，冬季时江水的温度低，导致了换热器换热能力太强，将发动机冷却水的温度冷却的太低。发动机冷却水温度太低，会带走太多的气缸燃烧温度，据统计，船舶发动机20%--40%的热效率都被冷却水带走了，造成了船舶发动机热效率低，为解决这个问题采用在船舶发动机上使用热管理阀的方法，将一部分发动机冷却水不通过热交换器，通过小循环的方式进入到回水总管中，减少了进入到热交换器中的发动机中冷却水流量，可以起到提高发动机热效率的作用。但由于船舶对动力的要求比车机高的多，热管理阀一旦运行出现故障，可能会停滞在小循环水流量多，换热器水流量少的状态，导致发动机水温过高，满足不了船舶提升动力的需求，对船舶的安全性产生较大影响。为了应对该风险，在热管理阀的进口管路和热交换器的进口管路上加了两个预留阀门，一个是电控截止阀，一个是手动截止阀，在热管理阀出现问题时，可以通过程序控制电控截止阀应急开启大循环，满足船舶需求，也可以人工手动开启手动截止阀，满足船舶需求。且现在船舶的自动化水平较低，很多船舶没有电控系统，都是使用机械传动系统来控制的，传统的船舶发动机往往都不带有电控单元，热管理阀的应用需要采集发动机运行的转速、功率、水温等电信号，并且一般都是由发动机电控单元ECU控制的，热管理阀的开度信息一般也都是通过ECU读取发动机传感器信息后计算得出的，因此在传统发动机上使用智能热管理阀技术很难实现。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，将热管理和船舶监控仪联合控制起来，通过船舶监控仪读取发动机的运行水温、发动机的功率、发动机的转速信号判断出发动机运行工况，监控仪读取了这些信息后，判断出发动机运行工况，根据这些信息，计算出热管理阀应该开启的角度，将该角度信息发送给热管理阀，热管理阀执行该角度命令，达到智能控制发动机冷却水温的目的，同时应急电控截止阀的开启和关闭也由发动机监控仪来控制。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，包括淡水泵，淡水泵连接有回水总管一端，回水总管另一端连接有热交换器的出水口；所述发动机热管理系统还包括热管理阀，热管理阀连接有发动机出水管、热交换器的进水口和回水管路，发动机出水管连接发动机机体，热管理阀与热交换器的进水口之间采用大循环管路连接，发动机出水管与大循环管路之间设有备用阀门，热管理阀与回水管路之间采用小循环管路连接；所述发动机出水管靠近热管理阀一端安装有水温传感器，淡水泵与热交换器的出水口之间设有膨胀水箱；所述发动机热管理系统还包括监控仪，监控仪与热管理阀、备用阀门、水温传感器和淡水泵连接。进一步的，所述监控仪包括单片机模块、存储模块、通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块，通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块连接单片节模块；所述单片机模块包括单片机芯片，单片机芯片的型号为STM32F103ZET6，单片机芯片包括芯片U1A和芯片U1B。进一步的，所述存储模块包括芯片U18和芯片U19，芯片U18和芯片U19的型号均为74HC4051，芯片U18的16脚连接有电容C95一端，并接+5V，电容C95另一端接AGND，芯片U18的3脚连接有电阻R80一端，电阻R80另一端连接有电容C94一端和芯片U1A的43脚，芯片U18的6脚连接有电阻R88一端和芯片U1A的98脚，电阻R88另一端接+3.3V，芯片U18的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U18的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U18的9脚连接有芯片U1A的97脚；所述芯片U19的16脚连接有电容C105一端，并接+5V，电容C105另一端接AGND，芯片U19的3脚连接有电阻R105一端，电阻R105另一端连接有电容C100一端和芯片U1A的44脚，芯片U19的6脚连接有电阻R110一端和芯片U1A的91脚，电阻R110另一端接+3.3V，芯片U19的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U19的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U19的9脚连接有芯片U1A的97脚。进一步的，所述压力检测模块包括涡轮机油压力检测单元，涡轮机油压力检测单元包括接插件P12，接插件P12的1脚连接有电阻R61一端、电阻R62一端和电容C82一端，电阻R61另一端接+24V，电阻R62另一端接+5V，电容C82另一端AGND，接插件P12的2脚连接有电阻R63一端、电阻R72一端、电容C86一端和电阻R76一端，电阻R63另一端、电阻R72另一端和电容C86另一端接AGND，电阻R76另一端连接有电容C90一端和运算放大器U11D的12脚，运算放大器U11D的13脚和14脚连接有电阻R81一端，电阻R81另一端连接有电阻R85一端和芯片U19的2脚，电阻R85另一端接AGND；所述涡轮机油压力检测单元还包括运算放大器U15D，运算放大器U15D的13脚和14脚连接有电阻R141一端，电阻R141另一端连接有电阻R145一端和芯片U18的4脚，芯片U18的4脚还连接有电阻R127一端、电阻R128一端和电容C113一端，电阻R127另一端接+24V，电阻R128另一端接+5V，电容C113另一端接AGND，运算放大器U15D的12脚连接有电容C121一端和电阻R137一端，电容C121另一端接AGND，电阻R137另一端连接有电容C117一端、电阻R133一端、电阻R121一端和接插件P17的11脚，电容C117另一端、电阻R133另一端和电阻R121另一端接AGND。进一步的，所述压力检测模块还包括齿轮箱油压检测单元，齿轮箱油压检测单元包括接插件P13，接插件P13的1脚连接有电阻R64一端、电阻R65一端和电容C83一端，电阻R64另一端接+24V，电阻R65另一端接+5V，电容C83另一端AGND，接插件P13的2脚连接有电阻R68一端、电阻R73一端、电容C87一端和电阻R77一端，电阻R68另一端、电阻R73另一端和电容C87另一端接AGND，电阻R77另一端连接有电容C91一端和运算放大器U11C的10脚，运算放大器U11C的8脚和9脚连接有电阻R82一端，电阻R82另一端连接有电阻R86一端和芯片U19的4脚，电阻R86另一端接AGND；所述压力检测模块还包括燃油泄漏压力检测单元，燃油泄漏压力检测单元包括运算放大器U15C，运算放大器U15C的8脚和9脚连接有电阻R140一端，电阻R140另一端连接有电阻R144一端和芯片U18的5脚，芯片U18的5脚还连接有电阻R125一端、电阻R126一端和电容C112一端，电阻R125另一端接+24V，电阻R126另一端接+5V，电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，其特征在于：包括淡水泵，淡水泵连接有回水总管一端，回水总管另一端连接有热交换器的出水口；/n所述发动机热管理系统还包括热管理阀，热管理阀连接有发动机出水管、热交换器的进水口和回水管路，发动机出水管连接发动机机体，热管理阀与热交换器的进水口之间采用大循环管路连接，发动机出水管与大循环管路之间设有备用阀门，热管理阀与回水管路之间采用小循环管路连接；/n所述发动机出水管靠近热管理阀一端安装有水温传感器，淡水泵与热交换器的出水口之间设有膨胀水箱；/n所述发动机热管理系统还包括监控仪，监控仪与热管理阀、备用阀门、水温传感器和淡水泵连接；/n所述热管理阀可以在发动机不同的运行工况下，开启到不同的开度，控制发动机冷却水进入到热交换器中和通过小循环管路直接流回到淡水泵入口的水量分配比例，发动机水温过高时，控制冷却水流入热交换器中的流量增多，发动机水温低时，控制冷却水流入热交换器中的流量减少；/n所述热管理阀和监控仪联合控制，通过监控仪使用传感器读取发动机的运行信息，并通过监控仪计算热管理阀开度命令，通过监控仪控制热管理阀开度；/n所述监控仪包括单片机模块、存储模块、通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块，通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块连接单片节模块；/n所述单片机模块包括单片机芯片，单片机芯片的型号为STM32F103ZET6，单片机芯片包括芯片U1A和芯片U1B；/n所述存储模块包括芯片U18和芯片U19，芯片U18和芯片U19的型号均为74HC4051，芯片U18的16脚连接有电容C95一端，并接+5V，电容C95另一端接AGND，芯片U18的3脚连接有电阻R80一端，电阻R80另一端连接有电容C94一端和芯片U1A的43脚，芯片U18的6脚连接有电阻R88一端和芯片U1A的98脚，电阻R88另一端接+3.3V，芯片U18的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U18的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U18的9脚连接有芯片U1A的97脚；/n所述芯片U19的16脚连接有电容C105一端，并接+5V，电容C105另一端接AGND，芯片U19的3脚连接有电阻R105一端，电阻R105另一端连接有电容C100一端和芯片U1A的44脚，芯片U19的6脚连接有电阻R110一端和芯片U1A的91脚，电阻R110另一端接+3.3V，芯片U19的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U19的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U19的9脚连接有芯片U1A的97脚。/n...

【技术特征摘要】
1.一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，其特征在于：包括淡水泵，淡水泵连接有回水总管一端，回水总管另一端连接有热交换器的出水口；
所述发动机热管理系统还包括热管理阀，热管理阀连接有发动机出水管、热交换器的进水口和回水管路，发动机出水管连接发动机机体，热管理阀与热交换器的进水口之间采用大循环管路连接，发动机出水管与大循环管路之间设有备用阀门，热管理阀与回水管路之间采用小循环管路连接；
所述发动机出水管靠近热管理阀一端安装有水温传感器，淡水泵与热交换器的出水口之间设有膨胀水箱；
所述发动机热管理系统还包括监控仪，监控仪与热管理阀、备用阀门、水温传感器和淡水泵连接；
所述热管理阀可以在发动机不同的运行工况下，开启到不同的开度，控制发动机冷却水进入到热交换器中和通过小循环管路直接流回到淡水泵入口的水量分配比例，发动机水温过高时，控制冷却水流入热交换器中的流量增多，发动机水温低时，控制冷却水流入热交换器中的流量减少；
所述热管理阀和监控仪联合控制，通过监控仪使用传感器读取发动机的运行信息，并通过监控仪计算热管理阀开度命令，通过监控仪控制热管理阀开度；
所述监控仪包括单片机模块、存储模块、通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块，通信模块、转速检测模块、温度检测模块和压力检测模块连接单片节模块；
所述单片机模块包括单片机芯片，单片机芯片的型号为STM32F103ZET6，单片机芯片包括芯片U1A和芯片U1B；
所述存储模块包括芯片U18和芯片U19，芯片U18和芯片U19的型号均为74HC4051，芯片U18的16脚连接有电容C95一端，并接+5V，电容C95另一端接AGND，芯片U18的3脚连接有电阻R80一端，电阻R80另一端连接有电容C94一端和芯片U1A的43脚，芯片U18的6脚连接有电阻R88一端和芯片U1A的98脚，电阻R88另一端接+3.3V，芯片U18的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U18的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U18的9脚连接有芯片U1A的97脚；
所述芯片U19的16脚连接有电容C105一端，并接+5V，电容C105另一端接AGND，芯片U19的3脚连接有电阻R105一端，电阻R105另一端连接有电容C100一端和芯片U1A的44脚，芯片U19的6脚连接有电阻R110一端和芯片U1A的91脚，电阻R110另一端接+3.3V，芯片U19的11脚连接有芯片U1A的92脚，芯片U19的10脚连接有芯片U1A的93脚，芯片U19的9脚连接有芯片U1A的97脚。


2.如权利要求1所述的一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，其特征在于：所述压力检测模块包括涡轮机油压力检测单元，涡轮机油压力检测单元包括接插件P12，接插件P12的1脚连接有电阻R61一端、电阻R62一端和电容C82一端，电阻R61另一端接+24V，电阻R62另一端接+5V，电容C82另一端AGND，接插件P12的2脚连接有电阻R63一端、电阻R72一端、电容C86一端和电阻R76一端，电阻R63另一端、电阻R72另一端和电容C86另一端接AGND，电阻R76另一端连接有电容C90一端和运算放大器U11D的12脚，运算放大器U11D的13脚和14脚连接有电阻R81一端，电阻R81另一端连接有电阻R85一端和芯片U19的2脚，电阻R85另一端接AGND；
所述涡轮机油压力检测单元还包括运算放大器U15D，运算放大器U15D的13脚和14脚连接有电阻R141一端，电阻R141另一端连接有电阻R145一端和芯片U18的4脚，芯片U18的4脚还连接有电阻R127一端、电阻R128一端和电容C113一端，电阻R127另一端接+24V，电阻R128另一端接+5V，电容C113另一端接AGND，运算放大器U15D的12脚连接有电容C121一端和电阻R137一端，电容C121另一端接AGND，电阻R137另一端连接有电容C117一端、电阻R133一端、电阻R121一端和接插件P17的11脚，电容C117另一端、电阻R133另一端和电阻R121另一端接AGND。


3.如权利要求1所述的一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，其特征在于：所述压力检测模块还包括齿轮箱油压检测单元，齿轮箱油压检测单元包括接插件P13，接插件P13的1脚连接有电阻R64一端、电阻R65一端和电容C83一端，电阻R64另一端接+24V，电阻R65另一端接+5V，电容C83另一端AGND，接插件P13的2脚连接有电阻R68一端、电阻R73一端、电容C87一端和电阻R77一端，电阻R68另一端、电阻R73另一端和电容C87另一端接AGND，电阻R77另一端连接有电容C91一端和运算放大器U11C的10脚，运算放大器U11C的8脚和9脚连接有电阻R82一端，电阻R82另一端连接有电阻R86一端和芯片U19的4脚，电阻R86另一端接AGND；
所述压力检测模块还包括燃油泄漏压力检测单元，燃油泄漏压力检测单元包括运算放大器U15C，运算放大器U15C的8脚和9脚连接有电阻R140一端，电阻R140另一端连接有电阻R144一端和芯片U18的5脚，芯片U18的5脚还连接有电阻R125一端、电阻R126一端和电容C112一端，电阻R125另一端接+24V，电阻R126另一端接+5V，电容C112另一端接AGND，运算放大器U15C的10脚连接有电容C120一端和电阻R136一端，电容C120另一端接AGND，电阻R136另一端连接有电容C116一端、电阻R132一端、电阻R120一端和接插件P17的8脚，电容C116另一端、电阻R132另一端和电阻R120另一端接AGND。


4.如权利要求1所述的一种监控仪控制的船舶发动机热管理系统，其特征在于：所述压力检测模块还包括柴油压力检测单元，柴油压力检测单元包括运算放大器U13B，运算放大器U13B的6脚和7脚连接有电阻R113一端，电阻R113另一端连接有电阻R117一端和芯片U18的1脚，芯片U18的1脚还连接有电阻R97一端、电阻R98一端和电容C98一端，电阻R97另一端接+24V，电阻R98另一端接+5V，电容C98另一端接AGND，运算放大器U13B的5脚连接有电容C108一端和电阻R108一端，电容C108另一端接AGND，电阻R108另一端连接有电容C103一端、电阻R103一端、电阻R91一端和接插件P16的8脚，电容C103另一端、电阻R103另一端和电阻R91另一端接AGND；
所述压力检测模块还包括机油压力检测单元，机油压力检测单元包括运算放大器U13D，运算放大器U13D的13脚和14脚连接有电阻R111一端，电阻R111另一端连接有电阻R115一端和芯片U18的14脚，芯片U18的14脚还连接有电阻R93一端、电阻R94一端和电容C96一端，电阻R93另一端接+24V，电阻R94另一端接+5V，电容C96另一端接AGND，运算放大器U13D的12脚连接有电容C106一端和电阻R106一端，电容C106另一端接AGND，电阻R106另一端连接有电容C101一端、电阻R101一端、电阻R89一端和接插件P16的2脚，电容C101另一端、电阻R101另一端和电阻R89另一端接AGND。


5.如权利要求1所述的一种监控仪控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏超，
申请(专利权)人：博鼎汽车科技山东有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37