CN201121537Y - 涡轮增压器智能防喘装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涡轮增压器智能防喘装置。该装置主要由柴油机转速传感器、大气温度传感器、数据采集与控制模块、放气阀门等组成，数据采集与控制模块接收柴油机转速传感器、大气温度传感器的输入信号，输出控制信号至安装于压气机出口与中冷器的连接管上的放气阀门。本实用新型可通过实时地采集柴油机转速以及大气温度，自动控制放气阀门的开度以平衡压缩空气的压力、流量，使增压器工作在非喘振区域，改善柴油机的燃烧状况；同时可降低柴油机气缸的爆发压力，防止爆发压力超限，降低柴油机部分零件的机械负荷，提高柴油机的可靠性。另外，本实用新型结构简单，体积小，安装使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于自动控制装置，主要涉及一种防止涡轮增压器喘振的智能装置。
背景技术
当大气温度低于0℃或更低时，涡轮增压器经常出现喘振现象，柴油机气缸的爆发压力也常常超出上限值，导致柴油机不能正常工作。为解决这一问题，目前主要是采用在涡轮增压器的压器机端安装导叶装置的方法。这种导叶装置安装非常复杂，占用空间大，而且当大气温度升高时，还必须将其拆下，否则会导致柴油机的排气超温。
发明内容
为解决上述涡轮增压器的喘振问题，本实用新型提供了一种结构简单、体积小、使用方便有效的涡轮增压器智能防喘装置。
本实用新型的技术方案如下：一种涡轮增压器智能防喘装置，其特征在于：该装置主要由柴油机转速传感器、大气温度传感器、数据采集与控制模块、放气阀门等组成，数据采集与控制模块接收柴油机转速传感器、大气温度传感器的输入信号，输出控制信号至安装于压气机出口与中冷器的连接管上的放气阀门。
所述的数据采集与控制模块为：220V交流电源的N极003分别接开关电源J001的N极、阀门控制模块TY01的电源N极，220V交流电源的L极002经保险丝FU1、联动的电源开关SW1分别接开关电源J001的L极、阀门控制模块TY01的电源L极；开关电源J001的12V电源正极输出经联动的电源开关SW1分别接模块YF-4、YFDA-MB-232、电源指示灯L1、报警指示灯L2的电源正极，开关电源J001的12V电源负极输出分别接模块YF-4、YFDA-MB-232、电源指示灯L1的负极；转速传感器检测数据信号一端007经串联的电阻R1、R2接三极管T1的基极，经串联的电阻R1、电容C1接三极管T1的发射极，转速传感器检测数据信号另一端006接三极管T1的发射极，三极管T1的集电极接模块YFDA-MB-232的X0端口，三极管T1的发射极接模块YFDA-MB-232的0V端口，模块YFDA-MB-232的COM端口接报警指示灯L2的负极；大气温度传感器的检测数据信号005、004分别接模块YF-4的X0端口，模块YF-4的Y0、G端口分别接阀门控制模块TY01的Y0、G端口；模块YF-4和YFDA-MB-232通过各自的插槽SPI相连；阀门控制模块TY01的端口对应接放气阀门的信号端口008--014。
采用上述技术方案后，本实用新型可通过实时地采集柴油机转速以及大气温度，自动控制放气阀门的开度以平衡压缩空气的压力、流量，使增压器工作在非喘振区域，改善了柴油机的燃烧状况；同时可降低柴油机气缸的爆发压力，防止爆发压力超限，从而降低了柴油机部分零件的机械负荷，提高了柴油机的可靠性。另外，本实用新型结构简单，体积小，安装使用方便。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中数据采集与控制模块的外观示意图。
图3是本实用新型实施例中数据采集与控制模块的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型主要由柴油机转速传感器1、大气温度传感器3、数据采集与控制模块5、放气阀门6等组成。放气阀门6安装于压气机出口与中冷器的连接管上。柴油机转速传感器1、大气温度传感器3分别检测柴油机转速信息和大气温度信息，并分别通过信号线2和信号线4输入至数据采集与控制模块5。数据采集与控制模块5根据输入信息按照设定程序，通过信号线7输出控制信号至放气阀门6，控制放气阀门6的开度以对压气机端的流量进行调节。当放气阀门6的阀门放气时，压气机的容积流量增加，相应的轴向速度和流量系数增加，从而消除了因冲角过大引起的失速和发生喘振的可能性。
本实用新型中数据采集与控制模块5可放于机械间或电气间。本实用新型实施例中数据采集与控制模块5的外观主视图如图2所示。实施例中数据采集与控制模块5采用PLC控制，其电路结构如图3所示。数据采集与控制模块5具有报警和自动保护功能，当检测柴油机转速或大气温度出错时，报警灯10点亮(红灯亮)，同时自动关闭放气阀门6。
本实用新型的电路工作原理如下：转速信号直接由模块YFDA-MB-232采集，温度信号由模块YF-4采集并传入到模块YFDA-MB-232，模块YFDA-MB-232按照给定程序控制模块YF-4输出4～20mA电流信号给阀门控制模块TY01，最终由阀门控制模块TY01根据电流值控制阀门的开度。
在大气温度高于0℃时或是夏天，增压器正常情况下不会发生喘振，本实用新型已经不起作用，这时按动手动按钮8或电源开关9关闭本实用新型即可。
本实用新型实施例在DF4D型机车16V240ZJD型柴油机上连续进行原机状态与装置介入的性能对比试验。被试机车在线上运行，当大气温度低于-10℃时，柴油机转速在800rpm～900rpm区间，回手柄及稳定工况均出现增压器喘振的现象。而安装了本装置后，喘振现象消失。试验证明了本实用新型的涡轮增压器智能防喘装置能够自动并有效的解决增压器低温喘振问题，使柴油机的机械负荷、热负荷在规定的最佳设计范围内。
Claims (2)
1、一种涡轮增压器智能防喘装置，其特征在于：该装置主要由柴油机转速传感器、大气温度传感器、数据采集与控制模块、放气阀门等组成，数据采集与控制模块接收柴油机转速传感器、大气温度传感器的输入信号，输出控制信号至安装于压气机出口与中冷器的连接管上的放气阀门。
2、如权利要求1所述的涡轮增压器智能防喘装置，其特征在于：所述的数据采集与控制模块为：220V交流电源的N极003分别接开关电源J001的N极、阀门控制模块TY01的电源N极，220V交流电源的L极002经保险丝FU1、联动的电源开关SW1分别接开关电源J001的L极、阀门控制模块TY01的电源L极；开关电源J001的12V电源正极输出经联动的电源开关SW1分别接模块YF-4、YFDA-MB-232、电源指示灯L1、报警指示灯L2的电源正极，开关电源J001的12V电源负极输出分别接模块YF-4、YFDA-MB-232、电源指示灯L1的负极；转速传感器检测数据信号一端007经串联的电阻R1、R2接三极管T1的基极，经串联的电阻R1、电容C1接三极管T1的发射极，转速传感器检测数据信号另一端006接三极管T1的发射极，三极管T1的集电极接模块YFDA-MB-232的X0端口，三极管T1的发射极接模块YFDA-MB-232的0V端口，模块YFDA-MB-232的COM端口接报警指示灯L2的负极；大气温度传感器的检测数据信号005、004分别接模块YF-4的X0端口，模块YF-4的Y0、G端口分别接阀门控制模块TY01的Y0、G端口；模块YF-4和YFDA-MB-232通过各自的插槽SPI相连；阀门控制模块TY01的端口对应接放气阀门的信号端口008-014。
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