一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统及方法，涉及船舶冷却控制技术领域，包括淡水泵和海水泵，海水泵通过管路依次连接中冷器和热交换器以形成外冷却循环回路，淡水泵通过管路依次连接中冷器、发动机、热交换器以形成内冷却循环回路；海水泵出水口的管路通过带有第一旁通阀的旁路连接热交换器进水口管路，淡水泵出水口的管路通过带有第二旁通阀的旁路连接发动机进水口管路，中冷器出气口处设置温度传感器，发动机控制单元根据发动机所处不同工况以调节第一旁通阀和第二旁通阀开度；本发明专利技术采用海水和淡水双循环分级冷却，在保证冷却能力的情况下，还能兼顾中冷器的可靠性以及调节发动机在全工况下保持最优的进气温度。优的进气温度。优的进气温度。

【技术实现步骤摘要】
一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统及方法


[0001]本专利技术涉及船舶冷却控制
，尤其是一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统及方法。

技术介绍

[0002]发动机在工作时，自身会产生大量的热量，造成发动机机体和整机相关部件的温度升高，当温度高于一定的值后，会影响到发动机的正常工作，当前的船机发动机系统包括发动机、供气系统及冷却系统，供气系统包括中冷器，当前船用发动机中冷器采用单一冷却介质冷却增压后气体温度。
[0003]目前普遍采用海水对中冷气中增压的空气进行冷却，但海水温度低，存在过度冷却的问题，无法保证发动机的最佳运行温度；并且海水中杂质较多，即使海水进入中冷器冷却前进行过滤，也无法彻底消除海水杂质对中冷器可靠性的影响。而如果采用淡水冷却中冷器，中冷器因进水温度高，实现相同的冷却效果往往需要配置更大的中冷器体积，造成空间布局紧张。此外，当前的发动机冷却系统按标定点中冷后气温作为控制边界进行性能开发，保证发动机在最苛刻工况下的冷却能力，但在其他发动机工况，无法调节合适的中冷后温度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统及方法，采用海水和淡水双循环分级冷却，在保证冷却能力的情况下，还能兼顾中冷器的可靠性以及调节发动机在全工况下保持最优的进气温度。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，包括淡水泵和海水泵，海水泵通过管路依次连接中冷器和热交换器以形成外冷却循环回路，淡水泵通过管路依次连接中冷器、发动机、热交换器以形成内冷却循环回路；海水泵出水口的管路通过带有第一旁通阀的旁路连接热交换器进水口管路，淡水泵出水口的管路通过带有第二旁通阀的旁路连接发动机进水口管路，中冷器出气口处设置温度传感器，发动机控制单元根据发动机所处不同工况以调节第一旁通阀和第二旁通阀开度。
[0007]作为进一步的实现方式，所述中冷器的进气口通过管路连接增压器，发动机控制单元根据温度传感器反馈的温度数据修正第一旁通阀和第二旁通阀开度。
[0008]作为进一步的实现方式，所述外冷却循环回路上的旁路一端连接第一旁通阀，另一端连接靠近中冷器第一出水口的管路，形成第一旁路，通过第一旁路形成外冷却小循环回路。
[0009]作为进一步的实现方式，所述内冷却循环回路上的旁路一端连接第二旁通阀，另一端连接靠近中冷器第二出水口的管路，形成第二旁路，通过第二旁路形成内冷却小循环回路。
[0010]作为进一步的实现方式，所述第一旁通阀和第二旁通阀均为比例三通阀。
[0011]第二方面，一种船机分级冷却的中冷后温度闭环控制方法，采用中冷后温度闭环调节系统，包括如下步骤：
[0012]标定发动机各工况下最佳的中冷后温度，并将对应的第一旁通阀和第二旁通阀的开度情况输入发动机控制单元，得到中冷后温度MAP图，之后发动机控制单元根据发动机不同工况进行MAP调用；
[0013]若发动机处于第一转速范围，发动机控制单元开启第一旁通阀和第二旁通阀，以实现第一旁路和第二旁路为开启状态，外冷却循环回路和内冷却循环回路不参与调节中冷后温度；
[0014]若发动机处于第二转速范围，发动机控制单元逐渐调节第二旁通阀关闭角度直至全关，通过内冷却循环回路参与调节中冷后温度；
[0015]若发动机处于第三转速范围，发动机控制单元逐渐调节第一旁通阀关闭角度直至全关，通过外冷却循环回路和内冷却循环回路共同参与调节中冷后温度。
[0016]作为进一步的实现方式，所述发动机控制单元获取温度传感器的检测温度数据，并与中冷后温度MAP图对比后进行第一旁通阀、第二旁通阀开启角度的修正，实现闭环控制。
[0017]作为进一步的实现方式，在满足中冷器空间布置的情况下，增大淡水冷却比例以提高系统可靠性。
[0018]作为进一步的实现方式，外冷却循环回路和内冷却循环回路共同参与调节中冷后温度时，优先采用内冷却循环回路参与调节。
[0019]作为进一步的实现方式，发动机控制单元对第一旁通阀、第二旁通阀开启角度的修正包括如下步骤：
[0020]若温度传感器检测温度数据高于设定值，发动机控制单元调节第一旁通阀、第二旁通阀开度以增大海水和淡水进入中冷器的流量；
[0021]若温度传感器检测温度数据低于设定值，发动机控制单元调节第一旁通阀、第二旁通阀开度以减少海水和淡水进入中冷器的流量；修正时，优先采用内冷却循环回路参与调节。
[0022]上述本专利技术的有益效果如下：
[0023]1.本专利技术在外冷却循环回路和内冷却循环回路上均通过旁通阀设置旁路，发动机控制单元可以根据发动机所处不同工况以调节第一旁通阀和第二旁通阀开度，进而实现了海水和淡水双循环分级冷却，保证冷却能力的同时兼顾可靠性以及调节发动机在全工况下保持最优的进气温度。
[0024]2.本专利技术提前标定发动机各工况下最佳的中冷后温度，并将对应的第一旁通阀和第二旁通阀的开度情况输入发动机控制单元，得到中冷后温度MAP图，之后发动机控制单元可以根据发动机不同工况进行MAP调用。
[0025]3.本专利技术在中冷器出气口设置温度传感器，发动机控制单元根据发动机工况下进行MAP调用并通过中冷后温度传感器反馈的温度数值进行修正，保证第一旁通阀和第二旁通阀的最佳开启角度，实现闭环控制。
[0026]4.因海水温度低于淡水温度，相同流量下具备更好的冷却效果，因此本专利技术优先
采用淡水冷却的方式，可兼顾到中冷器的体积，便于整机布置；在满足中冷器空间布置的情况下，可以增大淡水冷却比例以提高系统可靠性。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书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。
[0028]图1是本专利技术实施例中船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统的整体结构示意图。
[0029]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
[0030]其中：1.发动机，2.中冷器，3.热交换器，4.增压器，5.海水泵，6.淡水泵；
[0031]21.温度传感器，51.外冷却循环回路，52.第一旁通阀，61.内冷却循环回路，62.第二旁通阀。
具体实施方式
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]中冷器：用于降低增压后的空气温度，以降低发动机的热负荷；
[0034]标定点：通常也指发动机的额定功率点，即最大功率点。
[0035]实施例一
[0036]本专利技术的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，其特征在于，包括淡水泵和海水泵，海水泵通过管路依次连接中冷器和热交换器以形成外冷却循环回路，淡水泵通过管路依次连接中冷器、发动机、热交换器以形成内冷却循环回路；海水泵出水口的管路通过带有第一旁通阀的旁路连接热交换器进水口管路，淡水泵出水口的管路通过带有第二旁通阀的旁路连接发动机进水口管路，中冷器出气口处设置温度传感器，发动机控制单元根据发动机所处不同工况以调节第一旁通阀和第二旁通阀开度。2.根据权利要求1所述的一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，其特征在于，所述中冷器的进气口通过管路连接增压器，发动机控制单元根据温度传感器反馈的温度数据修正第一旁通阀和第二旁通阀开度。3.根据权利要求1所述的一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，其特征在于，所述外冷却循环回路上的旁路一端连接第一旁通阀，另一端连接靠近中冷器第一出水口的管路，形成第一旁路，通过第一旁路形成外冷却小循环回路。4.根据权利要求1所述的一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，其特征在于，所述内冷却循环回路上的旁路一端连接第二旁通阀，另一端连接靠近中冷器第二出水口的管路，形成第二旁路，通过第二旁路形成内冷却小循环回路。5.根据权利要求1所述的一种船机分级冷却的中冷后温度闭环调节系统，其特征在于，第一旁通阀和第二旁通阀均为比例三通阀。6.一种船机分级冷却的中冷后温度闭环控制方法，其特征在于，采用如权利要求1
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5任一所述的中冷后温度闭环调节系统，包括如下步骤：标定发动机各工况下最佳的中冷后温度，并将对应的第一旁通阀和第二旁通阀的开度情况输入发动机控制单元，得到中冷后温...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仁杰，李庆强，齐宝丹，侯帅，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：