[发明专利]柴油机启动方法及其控制装置

说明书

本发明属于柴油机控制技术领域，尤其涉及一种新的柴油机启动方法及其控制装置。

目前启动柴油机时，一般都是在柴油机曲轴一转动就开始向气缸内喷射燃油。启动机车柴油机，每次按下启动按钮时，还要由延时开关控制，通过燃油预供泵和润滑油预供泵先向柴油机管路预供燃油和润滑油45～60秒，然后启动电动机带动曲轴转动，同时向气缸内喷射燃油。在整个启动过程中，启动电动机接触器、供油齿条电控阀和润滑油压力保护开关都是由操作人员通过启动按钮同步控制，启动的成功与否完全靠操作人员的主观判断。这种启动方法存在以下问题：

1)操作人员负担重，每次启动都需要耳听眼看。

2)向气缸内供油过早，由于曲轴转速很低，气缸内达不到理想的空气压缩温度，燃油雾化效果不好，因而使燃油无法燃烧；而气缸内积存的燃油过多又会使空气燃油比率严重失调，并降低气缸内的温度，拖延点火时间，尤其在冬季会使柴油机启动更加困难，启动耗电量大。一旦点火，往往排出浓烟，甚至会造成爆燃。

3)如果柴油机点火成功后，在转速已达到惰转而润滑油压力尚未建立时松开启动按钮，柴油机将停机，出现启动失败现象；而如果待压力建立之后才松开启动按钮，又势必加大蓄电池无效放电，容易造成蓄电池亏电。

4)如果由于某种原因柴油机不能正常点火而造成启动时间过长，可能会引起启动接触器烧死。

5)重复启动时，无论实际压力如何，都要延时45～60秒预供燃油和润滑油，造成时间和物质上的浪费。

本发明的目的就在于克服上述现有技术之不足，提供一种新的程序自动控制、适时喷射燃油、启动安全可靠、减少排气污染、降低启动放电的柴油机启动方法及其控制装置。

本发明的目的是这样实现的：一种柴油机启动方法，其特征在于采用下列步骤：

1)启动电动机驱动柴油机曲轴转动，同时检测曲轴的转速；

2)当曲轴转速达到最佳喷油转速n_p时，开始向柴油机气缸内喷射燃油；

3)启动成功后，停止向启动电动机供电。

为了更好地实现本发明的目的，可测出柴油机机体温度T，根据公式n_p=n₀+k(T₀-T)计算最佳喷油转速n_p，式中：n₀-环境温度为T₀时用实验方法测得的最佳喷油转速，k-温度修正系数。

为了更好地实现本发明的目的，可计算曲轴转速的一阶导数A和二阶导数B；当B／A的值大于零时，即判定启动成功，停止向启动电动机供电。(柴油机启动系统的运动方程为dMa／dn=C·B／A，式中：Ma为启动加速转矩，n为曲轴转速，C为正值常数。柴油机点火前，dMa／dn＜0；部分气缸点火时，dMa／dn=0；全部点火后，dMa／dn＞0。)

为了更好地实现本发明的目的，可在用启动电动机驱动曲轴转动之前，先检测柴油机润滑油和燃油的压力，如果已达到设定的启动压力值，则直接进行步骤1；如果没有达到设定的启动压力值，则先通过燃油预供泵和润滑油预供泵先向柴油机管路预供燃油和润滑油，待达到设定的启动压力值后再进行步骤1。

为了更好地实现本发明的目的，启动成功、停止向启动电动机供电后，使润滑油压力保护开关继续闭合，直至润滑油压力达到设定的运转压力值。

为了更好地实现本发明的目的，用于上述方法的机车柴油机启动控制装置，包括有启动按钮、启动电动机接触器、供油齿条电控阀控制线圈、润滑油压力保护开关，其特征在于还设置了微处理机装置以及分别与其输入端1、2、3、5相连接的柴油机状态传感器，启动按钮与微处理机装置的输入端4连接，微处理机装置的输出端6、7、8、9、10分别与润滑油压力保护开关YC、供油齿条电控阀控制线圈DLS、润滑油预供泵接触器控制线圈QBC、燃油预供泵接触器控制线圈RBC以及启动电动机接触器控制线圈相连接。

采用本发明的技术方案启动柴油机，由于是达到最佳喷油转速时才开始向气缸内喷射燃油，因而极大地提高了点火成功率，缩短了启动点火时间，减少了蓄电池的启动放电，降低了启动排烟量，避免了爆燃现象；由于是根据B／A值来判断点火是否成功以及是否需要继续向启动电动机供电，因而可进一步减小因无效启动放电时间过长造成的蓄电池亏电，避免了电器元件的烧损；由于取消了多次启动重复预供燃油和润滑油的做法，因而可进一步节省时间、降低物质能源消耗；由于采用微处理机程序控制，因而可实现启动控制自动化。