燃机控制

燃机控制（精选11篇）

燃机控制 篇1

摘要：冷却系统控制水温是内燃机多水温试验的关键。发动机用大循环冷却,水箱隔热、内装浮球阀。由假设排泄部分冷却水与补充等排泄量的冷水使箱内水温稳定,且经传热分析,得出冷却水排泄量计算式。系统用旁通阀手动排泄经测算的冷却水量,用浮球阀自动补充等排泄量的冷水,控制冷却水温;并通过改变箱内水温和排泄量,控制另一冷却水温。台架试验结果表明,汽油机在4 500 r/min和54 N.m时,水温50℃在21 min内的控制精度≤+0.7℃,在30～95℃之间六种设定水温的控制精度≤0.2℃。此系统可控制内燃机所需任一冷却水温。

关键词：内燃机,冷却系统,水温控制,试验研究,应用

0 前言

冷却水温对内燃机性能影响的研究,可借助计算机及专业软件对冷却系统进行传热模拟[1,2],部件分析与设计[3,4,5],或应用热工基础学对水温特性进行理论分析[6]等,均可取得一定成果,解决了正常水温某些常规性能问题,但未能取得对诸如排放性能的影响结果。为了研究冷却水温对内燃机性能特别是排放性能的影响,需要在高低水温之间的6~8个设定温度点进行特性试验。这对由发动机数控系统测控各性能参数的内燃机台架而言,冷却系统控制水温稳定与否,已是测试效果优劣乃至成败之关键。

内燃机台架冷却系统通常采用电控自动补充冷水的恒温水箱装置,与发动机节温器共同作用,只能维持冷却水温在80℃或更高的某温度点。由于发动机节温器的作用,以带散热片水箱和风扇为主要部件的冷却系统,冷却效果良好,特别是利用单片机研制的智能冷却系统[7],以及采用微控技术控制风扇和水泵的转速[8]或已获得美国专利技术的控制内燃机冷却水泵转速[9]的冷却系统等,控制水温效果更佳,解决生产中发动机过热问题或改善经济性和可靠性,但对水温控制均仅限于高温范围。即便通过提高冷却水流速改进冷却系统,也主要是解决发动机局部过热问题[10],仍未能控制低水温。在总结经验的基础上,研究了可在一定范围内控制内燃机各种冷却水温的台架冷却系统,并利用汽油机台架进行多种水温试验,以满足需要。

1 工作原理

对于采用大循环冷却的汽油机,当运行工况稳定时,其冷却水流量不变,且只要保持循环水箱内的水温不变就能维持系统各处水温稳定[11]。因此,控制箱内水温可控制发动机冷却水温。内燃机台架宽水温控制冷却系统工作原理示意图,见图1。

1.1 冷却水排泄量测算

如图1所示,当发动机采用大循环冷却且工况稳定时,假设排泄的冷却水流量为Q 1,补充的冷水流量亦为Q 1,可使进入水箱的t 2冷却水温与t5冷水温度混合后等于箱内水温t 7;又假设水箱对外散热忽略不计。根据能量守恒定理,并由文献[12]可得:

式中,Q为发动机冷却水流量,可通过测录Q,t 2,t 5和t 7之值计算排泄流量Q 1值。t 2因水箱隔热使t 7不变而不变,且Q不变[11],通常t 5也不变;即Q 1值也不变。因此,发动机工况稳定时,只要水箱固定排泄经测算的冷却水量且补充等排泄量的恒温冷水,箱内水温就不变,冷却水温也就稳定。改变箱内水温,重新测算冷却水排泄量,系统就可控制另一冷却水温。

1.2 冷水量自动补充

以长时间水温稳定性良好的自来水作为循环水箱的补充冷水。水箱内装浮球阀,浮球阀与自来水管连接,冷却水排泄量由箱外旁通阀手动控制。发动机运行时,水箱的进、出水量相等,使循环水箱的水容量不变,即水位稳定。当旁通阀打开时,进入水箱的冷却水量小于水箱的出水量,使箱内水容量减少,水位下降。为了维持箱内水位不变,浮球阀开度随着箱内水位下降而逐渐增大,逐步加大流入冷水量直到等于冷却水排泄量为止。此时箱内水位略低于原水位,但仍维持不变,主要是进入水箱的冷水和其余循环冷却水之和等于其出水量。若发动机工况稳定,旁通阀开度固定,所排泄的部分冷却水量不变,则冷水补充量也不变且一直等于冷却水排泄量。浮球阀自动调节冷水量,实现了循环水箱自动补充等于冷却水排泄量的冷水量。

1.3 操作方法

如图1所示,调整与固定水箱浮球位置,使箱内水位满足要求。发动机工况稳定运行,系统中的冷却水温不断升高,当其出水温度等于设定温度值时,测录冷却水进箱口2、出箱口7和补充冷水口5的水温值、及流量计3的流量值。利用式(1)计算冷却水排泄量Q 1值之后,打开旁通阀,调节与固定阀门开度,使排泄流量计读数等于Q 1值。一段时间之后,冷水补充量等于排泄量,使箱内新水位和水温均维持不变,从而控制发动机出水温度稳定。当发动机欲于另一设定水温点稳定运行时,若出水温度高于设定水温,则加大旁通阀开度,减少进箱热水量与增加冷水量,使箱内水温下降;反之关闭旁通阀,且加热器通电加热,使箱内水温上升;直到出水温度等于该设定水温为止,并按上一水温点的控制方法,使发动机出水温度稳定于所设定水温点。

2 汽油机台架试验

2.1 仪器设备

汽油机台架冷却系统测试原理示意图见图1。其主要仪器设备及其功能如下。

a.丰田8A汽油机,额定功率为63 k W,额定转速为6 000 r/min,最大扭矩为110 N·m(5 200r/min)。取下发动机节温器,堵住小循环孔,使其始终处于大循环冷却。

b.CW150/6 500电涡流测功机,最大吸收功率为150 k W,最高转速为6 500 r/min。

c.FST2C发动机数控系统,由电脑操控,恒扭矩控制精度≤±0.2 N·m,恒转速控制精度≤±5r/min,控制发动机运行工况点,并测录各种水温、排气温度、扭矩、转速和耗油率等参数。

d.循环水箱,顶部设置箱盖,外表包装保温材料,使之与空气之间形成隔热层。箱内增装电加热器,用于快速提高水温。其容积为0.6 m×0.2 m×0.7 m,且与排泄水口相距1.7 m。

e.5支Pt 100热电偶与发动机数控系统联结。

f.LZB-50玻璃转子流量计,测量冷却水总流量,量程为400~4 000 L/h;LZB-25玻璃转子流量计(冷却水温30℃时更换备用件LZB-50),测量冷却水排泄流量,量程为100~1 000 L/h。

2.2 项目与目的

a.定工况定水温稳定性试验。即对汽油机转速4 500 r/min、扭矩54 N·m(负荷50%)、设定水温50℃进行21 min的测试,各时间段测录相关参数值,以证实冷却水温控制精度是否满足测试时间要求。

b.定工况多种水温试验。即对汽油机转速4 500 r/min、扭矩54 N·m分别在30,45,60,75,85℃和95℃6种设定水温点进行参数测录,以取得各种试验冷却水温的控制精度。

2.3 数据整理

两个项目试验数据经整理后分别见表1和表2。在项目(a)中,测算值Q 1=443 L/h。在项目(b)中,各工况点的测试时间均≤6 min。

3 性能分析

3.1 可行性

由表1可知,汽油机连续运行21 min,因扭矩和转速的控制精度高,使冷却水量和排泄量的控制精度≤1.6%及其进出口水温t 8和t 1的控制精度均≤+0.7℃。这是发动机工况稳定,使冷却水流量稳定。一方面,排泄量无需因冷却水流量变化而改变,也就不必及时调整旁通阀,便于浮球阀自动控制冷水流量,保持箱内水温稳定;另一方面,保持发动机出、进水温差值不变,以致冷却水温因箱内水温稳定而不变。实现对冷却水温可靠控制21min,足以满足测试所需时间,而且水温控制精度≤+0.7℃,满足内燃机台架试验对水温控制精度≤2℃的要求[13,14]。同样,对于负荷75%,转速分别为3 500 r/min和4 000 r/min,设定水温分别为55℃和60℃进行21 min的测试,水温控制精度均≤+0.8℃,只是箱内水温和排泄量不同而已[11,15]。因此,忽略水箱对外界散热而得出排泄量计算公式,以及箱内浮球阀自动补充冷水量是可行的，即系统的工作原理是可行的。

3.2 可靠性

由表1尚可发现,1 min后冷却水温上升0.4℃,主要是刚打开旁通阀时,浮球阀开启相对滞后,使冷水补充量小于热水排泄量,导致进箱冷热混合水温高于原箱内水温,使水温总体略有升高。一段时间之后,浮球阀自动调节补充冷水量等于冷却水排泄量,使箱内水温略有下降且逐步稳定于原水温。若刚开始调节时适当增加排泄量,而后使之回到计算值,则上述现象有所避免。在实测过程中,通常各工况点测试时间只需5~7 min,也可使冷却水温与确定值之偏差受时间影响小。如项目(b)就是这样操控水温,且各工况点的测试时间均≤6 min;并取得了在30~95℃之间各测试水温点的控制精度均≤0.2℃的试验结果,见表2。同样,对于转速3 500 r/min、负荷50%,在40~96℃之间6种测试水温点的控制精度均≤0.3℃[11];对于转速4 000 r/min、负荷85%,在30~97℃之间6种测试水温点的控制精度均≤0.3℃[15]。

表1中水温出现正偏差,是玻璃流量计的误差所致的。见表2,排泄量随冷却水温的提高而减少,在30~95℃之间各水温点的排泄量变化幅度大,特别是水温30℃的排泄量是95℃的6倍,给流量计选型带来难度,试验期间只好更换备件。只要系统的玻璃流量计改用涡轮流量计,或再增设一道装有较大量程玻璃流量计的旁通管路,以备用于低冷却水温测试,则上述存在的问题可解决。因此,系统的工作原理是可靠的。

3.3 实用性

对于最高冷却水温,因水箱与大气相通,从理论上讲可达到100℃,但在实际测试过程中应≤98℃。由式(1),若令Q1=Q,则t5=t7,即全部排泄进箱冷却水,水箱全是自来水,此时发动机进水也是自来水,而发动机出口冷却水温度t1=t5+△t,△t为发动机出、进口水的温差值。因此,发动机最低冷却水温等于补充冷水温度与其冷却水出进口温差值之和。这样的水温控制范围能够满足试验需要。

4 应用评价

4.1 适用于各种发动机

对于内燃机多水温台架试验,通常每个工况点只需6~8个设定水温点,且排泄量与冷却水温是一一对应关系,见表2,简化测算程序。因此,系统以手动控制方式实现水温控制是能够接受的。对于不同型号发动机,系统只要根据其冷却水流量大小,选择相应规格的流量计、浮球阀和旁通阀,就能够应用。车用内燃机通常采用开式循环冷却系统,本系统可直接应用。船用柴油机采用闭式循环冷却系统,只要将本系统取代其淡水冷却系统,且与海水冷却系统之间无热交换,即可应用。

4.2 拓宽发动机台架功能

在研究冷却水温对内燃机性能特别是排放性能的影响规律或发动机水温特性时,需要进行多种冷却水温台架试验。系统实现发动机各种工况在30~95℃之间的任一水温,可提供对水温特殊要求的试验,也适用于发动机正常工作水温的试验。对于因水套结垢而减小传热系数的发动机,系统可简易通过降低箱内水温而降低进机水温的方法,控制冷却水温,即对发动机超负荷试验颇为适用。系统之箱内加热器通电可快速提高冷却水温,缩短发动机预热时间;旁通阀全开,水箱不进热水而进冷水,可快速降低冷却水温,缩短水温调节时间。

4.3 具有开发潜能

箱内浮球阀自动补充冷水量,实现了冷水补充量等于冷却水排泄量,且受管内压力波动影响小。若将系统的手动旁通阀改为电控阀,并以发动机出水温度为控制信号,可简化结构,实现自动控制。

5 结论

本冷却系统的工作原理是发动机采用大循环冷却,在测算发动机稳定工况某水温的冷却水排泄量的基础上,利用旁通阀控制排泄量、以及箱内浮球阀自动补充等排泄量的恒温冷水,控制所需冷却水温。经手动控制排泄量,且汽油机在转速4 500r/min、扭矩54 N·m的试验,系统取得水温50℃在21 min内的控制精度≤+0.7℃、以及6种设定水温在测试时间内的控制精度≤0.2℃,在其它工况点的试验结果也基本如此。本系统可使内燃机在各种工况下实现在30~95℃之间的任一设定冷却水温,满足试验所需水温;可应用于对水温特殊要求的内燃机台架试验,也适用于发动机各工况特别是超负荷工况在正常工作水温的试验,是各种内燃机的台架多水温控制冷却系统。

燃机控制 篇2

曲轴圆角处断裂主要原因：由于在过渡圆角处应力集中现象严重，而且在曲柄中有油道通过，削弱了曲柄圆角处的强度，因此造成了曲轴在此处断裂。

解决曲轴疲劳强度的主要方法有：A 结构措施：增大重叠度;增大连杆轴经与曲柄过渡处的圆角半径;挖空主轴经或将连杆轴经内腔制成枣核形的空心;使用卸载槽。B 工艺措施：圆角滚压;圆角与轴经同时淬火;喷丸处理;氮化处理。C 材料措施和毛坯成型：使用强度更高的材料，制造毛坯时采用模锻。

活塞裙部在工作时销轴方向的变形大，请问原因是什么?一般采用什么措施来进行限制? 答：活塞裙部在工作时沿着销座方向产生三种变形情况：(1)活塞受侧向力作用，由于侧向力作用在垂直于销座方向的裙部上，在侧向力作用下，活塞裙部在销座方向上的尺寸变大：

(2)由于作用在活塞顶上的燃气压力和惯性力的联合作用，使得活塞顶在销座的跨度内发生弯曲，使得整个活塞在活塞销座方向上尺寸变大;(3)由于温度升高引起热膨胀，其中活塞销座部分因壁厚比其它部分要厚，所以发生热膨胀的变形严重。以上三种情况共同作用的结果都是使活塞在工作时沿销座方向胀大使裙部变为椭圆形。

解决办法：主要有选择膨胀系数小的材料，进行反椭圆设计，采用绝热槽，销座采用恒范钢片，裙部加钢筒等。

销座裂纹的解决措施：将销座内缘加工成圆角、倒角或销座设计成弹性结构，减小销座边缘处的棱缘负荷;增加活塞销的刚度;增大销座承压表面的长度及采用阶梯形销座;滚压销座孔;材料的选择;适当加大活塞销与销座的配合间隙，在冷态时就有间隙。

气环的作用：密封汽缸中的气体，防止工作气体从活塞和气缸之间的间隙中大量漏掉，同时通过气环散走活塞顶所吸收的热量。

活塞环设计要求：有适当的弹力，以利初始密封;有较高的机械强度，热稳定性好;易磨合且有足够的耐磨性和抗焦结能力;加工工艺简单，成本低

实现措施：良好的材料和表面处理，正确选择环的截面形状、尺寸、运动间隙以及适当的工作和安装应力;采用合理的加工方法和加工要求等。

提高螺栓疲劳强度措施：1.降低螺栓刚度，提高被连接件刚度;2.降低应力集中(采用圆角);

3.在螺栓头几个牙车出10~15度的倒角;4.防止螺栓承受附加弯矩;5.采用锻造毛坯，螺纹滚压。

提高机体刚度的措施：1.增设加强筋;2.使轴承盖螺栓与缸盖的螺栓在同一垂线上;3.增加曲轴箱的宽度B=(1.5~2)D;4.提高主轴承的刚度。

拉缸：粘着摩擦，指活塞在气缸中高速滑动时，由于油膜破坏，产生干摩擦，引起局部高温，使活塞与气缸接触的`地方活塞金属熔化，与缸套粘在一起，当活塞继续滑动时，造成在活塞上或汽缸上产生一道一道的痕迹。

防止拉缸措施：1.保证气缸套与活塞组有正确的几何形状和一定的刚度，合理布置气缸盖螺栓使气缸套受力均匀;2.使气缸套工作表面上有足够的润滑油量;3.在材料、工艺上采取措施，提供气缸套壁面储存机油的能力，提高耐粘着的能力。

干缸套：优点：整个机体用普通材料，只是干缸套用耐磨性好的材料，可节省耐磨稀有金属，机体刚度比湿缸套机体刚度大;缺点：加工复杂，拆装修理不方便，若装配不好，缸筒散热效果差。

湿缸套：优点：制造修理很方便;缺点：机体刚度较差。

穴蚀：发动机运转一段时间后气缸套外表面产生许多穴孔。生成机理：内因：制造有瑕疵;外因：振动，电化学，化学，应力的影响。减少措施：1.减少活塞与气缸之间的配合间隙以及减小气缸套与机体座的配合间隙;2.气缸套壁有一定的厚度;3.内燃机燃烧过程要柔和;

4.对气缸套外表进行表面处理;5.冷却水温不宜太低(90度以上);6.水质要保持中性(pH7~8)

凸轮设计步骤：1.确定基圆半径 r0=0.5dB+(1~3) dB-凸轮轴直径 dB=(0.25~0.3)D 实际凸圆半径r0`=r0-(0.15~0.2);2.凸轮宽度b=(0.75~1)r0;3.确定凸轮作用角φ=(180+θ早进+θ早排)*0.5;4.挺柱的升程;5.腹弧半径r1，顶弧半径r2。

气门弹簧的作用是：气门关闭时，依靠弹簧的预紧力使密封锥面密封的较好;进气过程中，保证排气门不被吸开;在负加速度段，要使弹簧的弹力大于配气机构的惯性力，使挺柱和凸轮不脱离;在配气机构回位时，使配气机构中的各零件保持正常的接触。气门弹簧的安装长度为：自由长度减去预压长度;气门弹簧的工作压缩长度为:气门的升程;气门弹簧的最大压缩长度为：预压缩长度加工作最大压缩长度。

配气凸轮除工作段外，都要有缓冲段，主要原因是：由于有气门间隙的存在，使得气门实际开启时刻迟于挺住动作时刻;由于弹簧预紧力的存在，使得配气机构在一开始要产生压缩弹性变形，等到弹性变形力克服了气门弹簧预紧力之后，气门才能开始运动;由于缸内气压力的存在，尤其是排气门，气缸压力的作用与气门弹簧预紧力的作用相同，都是阻止气门开启，使得气门迟开。由于以上原因的综合作用，使得气门的实际开启时刻迟于理论开启时刻，如果没有缓冲段，气门的初速度短时间内有零变得很大，有很强的冲击，同样，当气门落座时末速度很大，会对气门座产生冲击，气门结构的噪音和磨损加剧。为了补偿气门间隙以及预紧力和气缸压力造成的弹性变形，要在实际工作段前后增设缓冲段，保证气门开启和落座时处于很小的速度。

凸轮评价：设计凸轮时，希望时面值大，凸轮的丰满系数大，即增大R1，R1增大则a增大，导致凸轮作用力大;当凸轮的作用角一定时，具有相同曲率半径的圆弧凸轮要比函数的丰满系数大，即圆弧凸轮的丰满系数最大;当凸轮的作用角一定是，减小基圆半径，加速度值增大，使凸轮升程增大，丰满系数增大，即要增大丰满系数则a增大;凸轮升程的加速度段长度越窄，配气结构上的加速度载荷越大。负加速度段长度变大，需要弹簧载荷减小;对于配气结构工作平稳性，通常用k值来表征。k值反映出挺柱正加速度所占角度与配气系统振动之间的关系。

气门组工作条件：(1)机械负荷大，热负荷高;(2)摩擦，磨损严重;(3)冲击;(4)损坏。 气门组设计要求：(1)足够热强度系数;(2)抗冲击，耐磨，耐腐蚀;(3)吸热少，散热快，重量轻，流动阻力小。

材料：进气门(中碳合金钢) 排气门(耐热合金钢)

气门组结构设计：(1)头部：平顶;(2)直径：进气门 d1=(0.3~0.5)D 排气门 d2=(0.83~0.87)d1; 升程 htmax=0.25d1;(4)导管间隙 (5~10%)d;(5)气门锥角，进气30~45度 排气45~60度; 其他尺寸 磨合面宽度b=(0.05~0.12)d 杆的直径d0=(0.16~0.25)d 头部厚度t=(0.1~0.12)d 过渡圆弧 R=(0.3~0.5)d 气门杆长l=(2.5~3.5)d ;(7)校核

提高气门组件耐磨性的措施：1、降低热负荷：a.增加气门杆直径;b.增加导管长度;c.增加气门座圈间的冷却;d.多气门;2、提高耐磨耐腐蚀性：a.气门座锥角大于气门锥角;b.加厚气门;3、工艺措施：堆焊，滚压，喷丸，淬硬。

起动措施和装置：1.在燃烧室中安装热电阻丝;2.用易燃燃料帮助起动;3.减少起动阻力;

4.采用空气预热装置。

起动方法：1.手起动：简单可靠，力矩小;2.电起动：低温条件下蓄电池能力下降很多;3.空气起动：起动扭矩大，设备较多，冷态起动困难，热状态起动时引起受热零件热裂;4.用小型汽油机起动内燃机：可以利用小汽油机的排气管道通过柴油机进气管，预热柴油机进气，水路与主机柴油机水套相通，利用小汽油机的热循环水预热柴油机，起动装置较大，成本高。

内燃机使用“ 五忌 ” 篇3

一忌机油累积加用 有些使用者在机油需要更换时，不是全部更新，只是向曲轴箱补充新鲜机油，使新旧机油不断累积，误以为这样既可保证内燃机的润滑需要，又可节省机油。殊不知，机油在使用中会变质，杂质会增多，润滑质量就下降，同时，累积机油中所含的杂质会黏附于油道壁上，严重时就堵塞油道，从而导致烧轴、烧瓦等故障的发生。

二忌随意调整气门间隙 不少机手不用厚薄规检测气门间隙，而是凭按动气门摇臂的感觉来判断气门间隙的大小，这样即使能把机车发动，也会对内燃机工作时造成不良影响，轻者耗油量增大，发动机功率下降；重者使活塞与气门发生撞击，甚至引发烂活塞、折连杆、断曲轴、打缸体等重大故障。

三忌长时间不清理排气管的积炭 有些机手忽视机车排气管道的维护，长期不清理排气管的积炭，致使排气管道截面变窄，排气受阻，导致发动机耗油率提高，功率下降，出现机身“发烧”现象。因此，在一般情况下，每季度应对排气管积炭进行一次清理，即使在机车使用很少的情况下，每半年或一年也要进行一次清理，以确保发动机气门通畅。

四忌新机不磨合就投入负荷作业 购买新机后，除了对其进行检查和保养外，还必须严格按照出厂说明书规定的试运转程序进行磨合，转速由低到高，负荷由轻到适重，以消除零件摩擦面凹凸不平的加工痕迹，使其表面光滑。有的用户买回新机后，不按规定进行磨合试运转就直接投入作业，这样必然导致机车使用寿命大大缩短。

五忌作业前后不检查 机手如不重视作业前后的必要检查，往往会导致机车在作业运行中零部件松动脱落，甚至损坏机件、伤害人体。因此，在机车作业前后，尤其是开车前，必须检查各部位的螺栓、螺母、垫圈、开口销等，有松动的要拧紧，丢失的要补齐，磨损变形的应立即修复，以免发生事故。

（作者联系地址：湖南省桃源县盘塘镇老科协 邮编：415702）

燃机控制 篇4

1温度控制系统

三菱M701S (DA) 型燃气轮机采用带可变进口导叶 (IGV) 的19级高效轴流式压气机。燃烧室由18个燃烧器组成。燃机本体由4级反动式叶片组成。在三菱燃气轮机的发展进程中, 高温是燃气轮机最主要的特征。燃机叶片工作在高温、高转速下, 叶片的强度随着温度和转速的升高会有不同程度的降低, 所以在燃机运行下要将温度控制在合理的范围内。否则, 燃机叶片的寿命会大大降低, 甚至造成叶片的断裂、脱落等重大事故。因此, 温度控制系对于燃机的保护非常重要。

燃机温度控制系统分为两个部分, 叶片通道温度控制和排气温度控制。其中18个热电偶01MBA01CT011至028感测透平叶片通道出口处的温度, 6个热电偶01MBR01CT001至006感测透平排气系统下游温度。由于燃机的燃烧筒部位为燃气的燃烧区域, 这里温度较高, 为工作温度, 在1400℃左右, 进行直接测量和控制比较困难。由于排气温度的变化与工作温度的变化趋势相同, 而且排气温度远离燃烧区, 温度比工作温度低很多, 便于测量, 所以在燃机的排气缸段采用18只E型热电偶进行测量运算, 获取透平排气温度;在燃机烟气的出口处采用6只E型热电偶测量燃机排气温度。通过多这两处温度的测量, 间接反映透平温度。

由于外界大气温度的变化对压气机的出口压力有影响, 大气温度增高时, 压气机出口压力降低, 当大气温度降低时, 压气机出口压力升高。为了保证燃机透平进气温度在合理的范围内, 需要采用压气机出口压力 (COMBUSTOR SHELL PRESS) 作为修正参数, 为使燃机透平进气温度T1为常数, 排气温度T2和压气机出口压力之间有一条关系曲线, 如图1, 这就是温控基准线。可通过下式进行计算。

其中, T2:燃机出口 (排气) 温度;

T1:燃机入口 (工作) 温度;

P2:压气机进口压力;

P1:压气机出口压力;

n:可变参数。

2燃机温度控制系统分析

燃机的温度控制由叶片通道温度控制和排气温度控制两部分, 其逻辑控制图如图2, 图3所示。

由图2, 图3可以看出, 温度控制系统根据计算基准值与实测叶片通道温度和排气温度的差值送入到有高低值限制PIQ调节器进行计算, 叶片通道温度控制信号输出 (BPCSO) 和排气温度控制信号输出 (EXCSO) 分别作为各自调节器的输出, 控制主燃料的进入及负荷的调整。同时采取主控制信号乘以105%的上限设定来限制温度控制信号, 这样当出现超温时, 最短的时间内温度控制就起作用, 保证燃机的温度不会急剧升高, 有效的控制机组的工作温度。

结束语

三菱M701S (DA) 型燃气轮机采用叶片通道温度控制和排气温度控制, 有效的控制燃机的工作温度, 使机组的寿命延长, 同时还能使燃气轮机能够最大限度的输出功率, 使机组安全运行。

摘要：本文主要针对日本三菱的M701S (DA) 型燃气-蒸汽循环发电机组 (CCPP) 燃机的温度控制系统的结构、原理及控制方式进行分析研究。

关键词：燃机,温度控制,叶片温度,排气温度

参考文献

[1]黄建伟.三菱M701F型燃气轮机温度控制[J].燃气轮机发电技术, 2005, 10.

[2]毛丹, 诸粤珊.三菱M701F燃气轮机控制系统简析[J].湖南工业大学学报, 2008, 6.

[3]杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备和运行[M].北京:中国电力出版社, 2004.

无泄漏内燃机活塞等 篇5

无泄漏内燃机活塞

李龙

我们学习内燃机以后，看见路上的摩托车排气管里经常排出来黑色烟雾，这种现象的出现是燃烧不完全形成的。这既浪费了燃料，又严重污染了环境。经过反复观察和分析，我们发现，这是活塞、活塞环与汽缸壁之间的气密性不好造成的。我们希望能找到解决这个问题的方法；所以就确定了这个项目。

分析问题：活塞环是一个有开口的圆环，在压缩和做功过程中，气体就是从这个开口中泄漏的。特别是当活塞环工作一段时间以后，开口变大，在压缩过程中，气体从这个开口流出再经过两个环之间的间隔流到了曲轴箱，严重影响了压缩气体的压强和温度。使内燃机的效率大大降低。但是，如果没有开口就会存在两个问题，一是不能方便地安装；二是在内燃机工作的时候会由于热膨胀导致活塞环卡死。现在的活塞上一共有3个环(一个油环和两个气环)，并且在两个油环之间还存在很大的距离。这个距离就是气体的泄漏通道。那么，要解决这个问题就必须从活塞和活塞环着手。

针对引起问题的原因，我们设想了三个方案：

一、改变活塞环开口的形状，将原来的绝对开口改为错位开口；

二、在开口处塞入一弹性物体以减小开口间隙；

三、消除两个环之间的气体通道。最后，我们从制造工艺和材料的选取等多方面分析。采取了第三套方案。这个项目将现行的“远距离活塞环”改为“零距离活塞环”，彻底阻断了气体的泄漏通道，很大程度上提高了活塞环的密封性能，提高了压缩冲程的压强和温度，延长了活塞环的使用寿命，减少了环境污染，节约了燃料。

该项目解决了一直以来活塞环密封不严、压缩不良、燃烧不完全、功率不足、燃料浪费、粉尘污染、噪音污染等问题，在节能减排方面有很好的效果。

我们调查了多家汽车维修行、摩托车维修行以及湖南省柴油机厂等，通过网络查询和搜索，已经有一家在采用我们的第一套方案生产活塞环；目前还没有发现我们第三套方案的同类产品，所以，有很大的市场价值和开发前景。

(指导教师：陈照权刘光糟)

新型遥控操作系统

王栋

升降国旗时，旗杆的绳子断了或者被卡住以后，要把新绳子装上去或者清除故障是何等的困难——这是第一类问题；随着经济的飞速发展，航拍已经日益成为社会的需要，然而。航拍的实施都要借助直升飞机，价格非常昂贵——这是第二类问题；在某些场合进行险情调查与排除、故障消除、洞穴探险等工作时，人们常常会一筹莫展——这是第三类问题。

基于上述问题，本人设计出一种遥控操作系统，使得人们可以花最小的成本而又比较容易地解决以上三类问题。作品所述的遥控操作系统由行走器、摄像头、传感器、机械手、电源、笔记本电脑以及一些附属部件组成。行走器、摄像头、传感器、机械手合成为一个简易的机器人，电源根据需要临时决定和不和机器人安装在一起。

具体说来，解决第一类问题时，使用爬杆机器人；解决第二类问题时，使用拍照机器人，该机器人吊装在用尼仑线控制的氢气球上；解决第三类问题时，使用行走机器人。

以解决第一类问题为例，由爬杆机器人携带一根端头系有小铁棒的细尼仑线(引线)攀爬至工作位置(旗杆顶端)，地面人员根据摄像头传回至笔记本电脑屏幕的信息，执行遥控操作，使机器人处于正确位置，再发送指令，使机器人执行“穿过”动作，将小铁棒穿过滑轮匣，在重力作用下，小铁棒拉着引线落至地面。此时，爬杆机器人按指令降至地面，地面人员用引线将新绳子拉过滑轮匣，任务即告完成。

燃机控制 篇6

船舶总体设计部门对航改燃机控制系统提出如下运行指标: 在70% 负载突变下,超调量不大于3% ,调节时间不大于2s,稳态误差不大于1% 。

工业发电标准对航改燃机控制系统提出如下的运行指标: 突加25% 额定负载时,瞬态转速波动率应不小于4% ,转速恢复时间小于5s; 突减100%不停机。

在燃机负载恒定时,常规的串级控制能够取得良好的控制效果[1]。由于燃机本身的强非线性,当存在较大的负载随机扰动时,需考虑航改燃机的串级控制是否可以保持同样的控制效果。如果不能,就必须对控制算法进行改进,以期达到较好的控制性能。

专家在大量控制系统设计及实践中,形成了一整套参数调整规程。系统参数整定就是根据对象的过程响应特性,调整控制参数,使系统性能得以改善。文中提出的专家PID控制,就是继续采用串级控制算法,而参数整定则由专家系统实现,控制信号由PID控制器给出。它特别适合于对象特性易于变化的情况,专家系统在线跟踪控制过程,根据性能变化及时调整控制参数,使控制系统始终运行在最佳状态[2]。

文中通过仿真研究了采用串级控制以及专家PID控制的航改燃机在受到大负载扰动时的动态、稳态性能。专家PID控制结构如图1 所示。

1 串级控制对航改燃机负载扰动的抑制

串级控制系统,就是将2 台调节器串接起来,主调节器的输出作为副调节器的给定值。在燃机串级控制系统中,由于引入了燃机高压转子转速这个副回路,不仅能及时克服进入副回路的扰动,而且可以改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用,主调节器具有“细调”的作用,从而使航改燃机控制品质得到进一步提高[3]。

采用串级控制方案时,控制参数采用遗传算法优化的结果。这里假设动力涡轮相对转速n2=0. 714 的工况下,发生负载突变dLoad= 70% 的情况。航改燃机的串级控制结构如图2 所示。

某型航改燃机在该工况下,对负载给予70%幅值变化的方波信号,采用串级控制下的响应曲线( 见图3) 。动力涡轮转速最大偏差为0. 12,调节时间为t3= 1. 5s,稳态误差为0。负载幅值突变40% 的情况下,燃机系统的串级控制响应曲线如图4 所示。动力涡轮转速最大偏差为0. 06,调节时间为t3= 1. 25s,稳态误差为0。

由以上仿真结果可以看出,采用串级控制,虽然在负载扰动较小的情况下,也能取得良好的效果,但是对于负载扰动较大的情况,却不能尽如人意。其原因在于这是一种滞后式控制。当转速偏差较大时,PID控制参数中的比例系数就不能太大,以免引起系统不稳定。而比例系数较小,又会造成动力涡轮转速响应太慢。积分系数在消除稳态误差的同时,也导致了使振幅缓慢衰减甚至使振幅不断增加的振荡响应,所以也不能过大或过小。

2 专家PID控制

专家控制是智能控制的一个重要分支,又称专家智能控制。所谓专家控制,是把专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合,在未知环境下,仿效专家的智能,实现对系统的控制。在一个复杂的环境中,被控对象往往是非线性、时变、变结构、多层次和多因素随机的复杂系统。要建立一个准确的数学模型是比较困难的,因此经典控制理论和现代控制论均受到制约。然而一个熟练的过程操作者却能对系统中各种物理量( 如温度、压力、流量、速度等) 作出反应和判断,最终获得较好的人工控制效果。这样的控制方法不依赖于被控对象的数学模型,而依赖于人和专家经验的积累、感知和逻辑判断思维[4]。

随着计算机技术和人工智能技术的发展,出现了多种形式的专家控制器。最为典型的是将专家系统技术应用于PID控制器。

2. 1 专家PID控制算法

假设该型燃机系统稳定运行,当负载有突变时,系统响应误差曲线如图5 所示。则对于系统进行如下分析。

令e( k) 表示离散化的当前采样时刻的误差值,e( k - 1) 、e( k - 2) 分别表示前一个和前2 个采样时刻的误差值,则有:

根据系统误差及其变化,可设计专家PID控制系统,该控制系统可分为以下5 种情况进行设计:

1) 当| e( k) | > M1时,说明误差的绝对值已经很大。不论误差变化趋势如何,都应考虑控制器的输出应按最大( 或最小) 输出,以达到迅速调整误差,使误差绝对值以最大速度减小。此时,它相当于实施开环控制。

2) 当e( k) Δe( k) > 0 时,说明误差在朝误差绝对值增大方向变化,或误差为某一常值,未发生变化。此时,如果| e( k) | ≥M2,说明误差也较大,可考虑由控制器实施较强的控制作用,以达到扭转误差绝对值朝减小方向变化,并迅速减小误差的绝对值,控制器输出可为:

此时,如果| e( k) | ≥M2,说明尽管误差朝绝对值增大方向变化,但误差绝对值本身并不很大,可考虑控制器实施一般的控制作用,只要扭转误差的变化趋势,使其朝误差绝对值减小方向变化,控制器输出为:

3) 当e( k) Δe( k) < 0、Δe( k) Δe( k - 1 ) > 0 或者e( k) = 0 时,说明误差的绝对值朝减小的方向变化,或者已经达到平衡状态。此时,可考虑采取保持控制器输出不变。

4) 当e( k) Δe( k) < 0、Δe( k) Δe( k - 1) < 0 时,说明误差处于极值状态。如果此时误差的绝对值较大,即| e( k) | ≥M2,可考虑实施较强的控制作用:

如果此时误差的绝对值较小,即| e( k) | < M2,可考虑实施较弱的控制作用:

5) 当| e( k) | ≤ε 时,说明误差的绝对值很小,此时加入积分,减小稳态误差。

式中: em( k) —误差e的第k个极值; u( k) —控制器的第k次输出; u( k - 1) —控制器的第k - 1 次输出; k1—增益放大系数,k1> 1; k2—抑制系数,0 <k1< 1; M1、M2—设定的误差界限,M1> M2; k—控制周期的序号( 自然数) ; ε—任意小的正实数。

图5 中,Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ…区域,误差朝绝对值减小的方向变化。此时,可以采取保持等待措施,相当于实施开环控制; Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ…区域,误差绝对值朝增大的方向变化。此时,可根据误差的大小分别实施较强或一般的控制作用,以抑制动态误差[5]。

2. 2 专家PID控制的实现

根据前面介绍的专家PID控制原理,将其控制算法加入到航改燃机控制程序中。同时为了加快响应速度,加入了负载前馈因子。专家PID控制结构框图如图6 所示。

其中,PID控制参数寻优得出的结果,k1= 10,k2= 0. 4,M1= 20,M2= 5,ε = 0. 1。

由此得到该型燃气轮机在负载大范围扰动情况下的仿真曲线。其中图7 是负载70% 幅值变化情况下,燃机采用专家PID控制方式的响应曲线,其动力涡轮转速最大偏差为0. 028,调节时间为ts= 0. 9s,稳态误差为0。图8 是负载40% 幅值变化情况下,燃机采用专家PID控制方式的响应曲线,其动力涡轮最大偏差为0. 02,调节时间为ts=0. 75s,稳态误差为0。

从以上仿真结果来看,该型燃气轮机负载突变的情况下,通过对转速偏差和转速偏差变化率的判断,进行相应的控制输出。当转速偏差和转速偏差变化率较小的情况下,应用弱PID调节方式( 0 <k2< 1) ,或较强PID调节方式( k1> 1) ,这都属于无差调节; 但当转速偏差过大时,进行强制限制。即应用专家PID控制方式在仿真中取得了良好的效果,也说明了该控制方式具有较强的鲁棒性和良好的动态性能。

串级控制同专家PID控制的性能参数比较如表1 所示。

3 结语

从以上仿真结果来看,专家PID控制的控制效果优于串级控制,而且易于实现。但是,在实际应用的过程中,专家PID控制其他控制参数的确定,以及它们对整个燃机系统的动态响应影响还有待进一步仿真和试验研究。

参考文献

[1]顾春庭.燃气轮机原理、结构与应用[M].北京:科学出版社,2002.

[2]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2002.

[4]易继锴.智能控制应用[M].北京:北京工业大学出版社,1999.

内燃机噪声源的形成及其控制措施 篇7

1 主要噪声源的形成及其控制措施

内燃机是以周期性完成工作循环的动力机,这种周期性包括空气工质运动以及发出动力的周期性,因而就形成了空气运动和机械部件的振动激励源,从而引起噪声。内燃机噪声按产生的性质可分为气体动力噪声、燃烧噪声、机械噪声三种,气体动力噪声主要是在进气和排气过程中产生,它直接向大气幅射,而机械噪声和燃烧噪声则是通过内燃机的外表面向外幅射。通常柴油机噪声较汽油机高,非增压内燃机噪声较增压机高,风冷内燃机噪声较水冷机高些。

1.1 燃烧噪声

燃烧噪声是内燃机噪声的主要声源,气缸内可燃混合物燃烧而引起气体压力周期性的急剧变化,使活塞、气缸盖、气缸体、连杆、活塞销、曲轴等零件受到一定强度的动力载荷,从而产生结构振动和噪声,通过缸盖、活塞、连杆、曲轴、机体向外幅射。燃烧噪声与内燃机的燃烧方式和燃烧速度密切相关,由于燃烧过程进行的方式不同,在汽油机中,如果发生爆燃和表面点火等不正常燃烧时,将产生较大的燃烧噪声。在柴油机的燃烧过程中,滞燃期对燃烧过程影响很小,在急燃期内由于燃烧室内气体压力急剧上升,致使发动机各部件振动而引起噪声,压力升高率是激发燃烧噪声的一个根本困素。汽油机由于热力工作过程较为柔和平稳,最高爆发压力低,因此汽油机的燃烧噪声比柴油机小。

1.1.1 燃烧噪声的主要影响因素

1.1.1. 1 结构因素

燃烧室的结构型式及整个燃烧系统的设计对压力升高率、最高燃烧压力及气缸压力频谱曲线有明显的影响,故对燃烧噪声的影响很大,影响滞燃期的因素也将直接影响燃烧噪声,因此要控制燃烧噪声,在设计燃烧系统时必须尽可能地缩短滞燃期。一般而言,汽油机以半球形燃烧室噪声较高,浴盆形燃烧室较低。柴油机用直接喷射式燃烧室比用间接喷射式燃烧室噪声要高,半分开式的球形燃烧室以油膜蒸发混合方式为主,压力升高率小,燃烧噪声最低。试验表明用球形燃烧室代替涡流室和ω型燃烧室可使柴油机的总声压级降低3 dB,高频振动频率fg处的声压级降低了11～15 dB[1]。

1.1.1. 2 运转因素

内燃机转速与负荷的变化,表明其工作过程的改变,因此所产生的噪声也必随着变化,但负荷对内燃机的噪声影响较小,转速对机械噪声的影响很大,而对燃烧噪声的影响处于次要地位。一般直接喷射式燃烧室柴油机随转速及负荷的增加,其噪声也有较明显的提高,而间接喷射式柴油机与汽油机则影响较小,但各种类型的内燃机在加速状态运转时,由于工作过程变化突然,工况不稳定,必然工作粗暴,使噪声比在稳定状态运转大。一般来说,加速使柴油机噪声增大A声压级2 dB左右,汽油机增加幅度较小[2]。

1.1.1. 3 其它因素

如发动机的压缩温度和压力、点火时间(或喷油时间)、喷油(点火)提前角、喷油速率、混合气的品质、燃料种类及其它能够影响压力升高率的因素都将影响燃烧噪声。

1.1.2 降低燃烧噪声的主要途径

一是从产生的根源上,降低气缸压力频谱曲线,特别是降低中频、高频的频率成分,对燃烧过程进行合理组织,缩短滞燃期或减少滞燃期内形成的可燃混合气量,采用较高十六烷值的燃料,组织适当强度的气流运动,选用噪声低的燃烧室,以降低气缸内的气体压力。采用预喷射,不仅可以降低排放,还可以降低噪声和改善低温启动性能[3]。另外采用增压技术是降低内燃机燃烧噪声的有效措施。

二是从传播途径上,增加内燃机结构对燃烧噪声的衰减,提高气缸体和气缸套的刚度,采用非金属材料及隔振、隔声等措施,减小活塞曲柄连杆机构各部分的间隙,增加油膜厚度等。

1.2 机械噪声

机械噪声是由于气体压力及机件的惯性作用,使相对运动零件之间产生撞击和振动而激发的噪声,它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关,机械噪声随转速的提高而迅速增加,内燃机在高速运转时机械噪声常常是主要的噪声源,随着内燃机的高速化,机械噪声越来越显得突出。机械噪声主要有活塞敲击噪声、传动齿轮噪声、配气机构噪声、轴承噪声、供油系统噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声等,通常柴油机的机械噪声比汽油机高。

1.2.1 活塞敲击噪声

对气缸壁的敲击通常是内燃机最大的机械噪声源,活塞敲击噪声是发动机运转时,作用于活塞上的气体压力、惯性力、摩擦力发生周期性的变化时,活塞在曲轴的旋转平面内将受到一呈周期性变化的侧向力的作用,活塞在上、下止点附近受侧向力作用产生一个由一侧向另一侧的横向运动,从而形成活塞对缸壁的强烈敲击而产生的。产生敲击的主要原因是活塞与气缸套之间存在较大的间隙,以及作用在活塞上的气体压力,因此敲击的强度主要取决于气缸的最高爆发压力和活塞与缸套之间的间隙。

降低活塞敲击噪声的措施有:采取活塞销孔向主推力面偏移1～2 mm,减少敲击次数。采用在活塞裙部开纵向槽,增加活塞裙部的弹性,减小导向部分的间隙。采用椭圆锥体裙或桶面裙等方式来减小活塞与缸套的冷态配缸间隙并确保裙部与缸壁有充分的润滑,以减少敲击力和敲击噪声。在保证密封和寿命的条件下,尽可能减少活塞环数目。增加缸套的刚度(增加缸套厚度或带加强肋),不仅可以降低活塞的敲击声,也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。改进活塞和气缸壁之间的润滑状况,增加活塞敲击缸壁时的阻尼,也可以减小活塞敲击噪声。

1.2.2 传动齿轮噪声

传动齿轮的噪声是齿轮啮合过程中齿与齿之间的撞击和摩擦产生的。在内燃机上,齿轮承载着交变的动负荷,这种动负荷会使轴产生变形,并通过轴在轴承上引起动负荷。轴承的动负荷又传给发动机壳体和齿轮室壳体,使壳体激发出噪声。此外,曲轴的扭转振动也会破坏齿轮的正常啮合而激发出噪声。传动齿轮噪声与齿轮的设计参数和结构型式、加工精度、齿轮材料配对、齿轮室结构以及运转状态有关。

齿轮噪声的控制:第一,选用合理的齿轮参数和结构形式,尽可能地提高齿轮的刚度,适当增加轮体的宽度,尽量采用整体轮体结构,提高齿轮加工精度,减小齿轮啮合间隙,对齿轮进行修缘能显著降低噪声。第二,采用高内阻的齿轮材料或采用隔振措施,如用工程塑料齿轮代替原钢制齿轮后,整机噪声可降低约0.5 dB左右,效果明显;合理设计齿轮箱,避免箱壁的固有频率与齿轮的啮合频率吻合,发生共振。

1.2.3 配气机构噪声

内燃机大都采用凸轮式气门配气机构,机构中包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门等零件。配气机构中零件多、刚度差,在运动中易于激起振动和噪声,研究表明,内燃机低速时的配气机构噪声主要是气门开关时与气门座的撞击以及从动件和凸轮顶部的摩擦振动所产生的,高速时的配气机构噪声是由于气门的不规则运动所引起的。配气机构噪声与气门机构的型式、气门间隙、气门落座速度、材料、凸轮型线、凸轮和挺柱的润滑状态、内燃机的转速等因素有关。

配气机构噪声的控制:减小气门间隙可减少因间隙的存在而产生的撞击,采用液力挺柱,可以从根本上消除气门间隙,减小振动降低噪声。提高配气机构刚度,可使机构的固有频率提高,减小振动,缩小气门运动的畸变。提高凸轮加工精度和表面粗糙度,选择性能优良的凸轮型线,如n次谐波凸轮,减少共振的产生[1]。

1.2.4 其它机械噪声

供油系统噪声是由喷油泵和高压油管系统引起的,可分为流体性噪声和机械噪声,其中喷油泵的噪声主要是由周期性变化的柱塞上部的燃油压力、高压油管内的燃油压力和内燃机的往复运动惯性力激发泵体本身振动而引起的。其噪声大小与转速、泵内燃油压力、供油量及泵的结构有关。为了减少喷油泵的压力,可提高喷油泵的刚性,采用单体泵及选用损耗系数较大的材料做泵体,以减少因泵体振动而产生的噪声。

轴承本身噪声并不大,但它对整机的支承刚度和固有频率有较大的影响,轴承的振动又导致轴系的共振产生噪声,为控制轴承噪声,应提高轴承的制造精度和套圈的刚度,减小间隙,控制装配时的误差可有效降低轴承噪声。

内燃机轴系的振动是引发发动机结构和动力装置振动和噪声的主要激励源,在轴系上安装好的减振器既能防止振动向外界传播,还能削弱内燃机本身的振动和使噪声辐射衰减。另外对气缸盖罩、正时齿轮室盖、油底壳、曲轴皮带轮等部件采取隔振和阻尼措施,降低辐射噪声。

1.3 空气动力噪声

空气动力噪声包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。它是由于气体的非稳定流动过程,以及气体与物体的相互作用而产生的。

1.3.1 进排气噪声

进排气噪声是内燃机气体动力噪声之一,是内燃机最强的噪声源,同等功率的二冲程机比四冲程机的排气噪声大,柴油机一般比汽油机的排气噪声大,非增压机有较强的排气噪声,增压机在未装合适的空滤器时,进气噪声往往超过排气噪声,而成为强的噪声源。

1.3.1. 1 进排气噪声主要来源

a.进排气门的开闭,使在管道中的气体周期性地产生压力和速度的波动,导致气流柱振动而发出低频噪声。

b.气流以高速流经进排气门处的截面时,产生大量的涡流,形成强烈的高频涡流噪声。

c.气缸内气体的动力振动,气门落座撞击声及进排气管的振动等噪声通过发动机表面而辐射出来。

d.增压机的增压器压气机,转速很高而发出刺耳的高频噪声。

因此进排气噪声的大小与内燃机的进排气方式、进排气门结构、缸径、转速、凸轮型线等因素有关,此外排气噪声还与内燃机的负荷因素有关。

1.3.1. 2 降低进排气噪声的措施

a.合理设计进排气管道,减小压力脉动强度及涡流强度,并避免发生共振。

b.采用消声器。消声器按消声的机理不同可分阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器。阻性消声器主要利用吸声材料增大声阻来消声,具有良好的中频、高频消声效果,特别适宜消减增压内燃机的进气噪声。抗性消声器是利用管道截面突变、旁通支管和共振腔等造成声传播时阻抗失配,达到消声,其中低中频消声效果良好,在汽车、拖拉机中应用较普遍。阻抗复合式消声器是兼有阻性和抗性的作用,使消声频带宽,主要用于声级很高的低中频宽带消声,在高要求的内燃机中采用此种消声器。

1.3.2 冷却风扇噪声

冷却风扇噪声主要是由旋转噪声和涡流噪声所组成。旋转噪声是风扇叶片对空气分子的周期性扰动而产生的,它的强弱主要与风扇转速和叶片数成正比。涡流噪声是空气在受叶片扰动后产生的涡流所形成的,它的强弱主要与风扇气流速度有关。发动机的风扇转速对噪声的影响很大,转速提高一倍时,声压级增加11～17 dB[1]。

降低风扇噪声的措施:适当选择风扇与散热器之间的距离,既能较好地发挥风扇的冷却能力,又能使噪声最小。改进叶片形状,使之有较好的流线型和合适的弯曲角度,以减小涡流强度。用塑料风扇代替钢板风扇,可降低噪声。采用风扇自动离合器等措施可取得较好的降噪效果。

2 内燃机技术发展趋势

2.1 采用多气门和顶置凸轮结构

每个气缸采用两个以上的气门,凸轮轴顶置布置,可以提高发动机的充气系数,增大配气机构的刚性,从而降低配气机构的噪声。多气门机构还可增加循环进气量,提高功率,降低油耗和排放指标,是现代高速机采取的重要结构特点。

2.2 采用增压技术

增压已成为提高内燃机升功率和高原恢复功率的有效措施,同时也是降低内燃机的有害排放和燃烧噪声,改善内燃机经济性的重要手段。由于增压后压缩终点温度和压力提高,滞燃期缩短,压力升高率有所降低,燃烧柔和,因此采用增压技术是降低内燃机燃烧噪声的有效措施,可使直喷柴油机燃烧噪声下降A声压级2～3 dB[2]。采用废气涡轮增压也可减小排气噪声。

2.3 电子控制喷油系统

采用电子控制燃油喷射系统,可以实现燃油的高压喷射,并可根据柴油机工况要求灵活调整,精确控制循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力等主要参数,获得较好的燃油经济性,有效降低排放和噪声,提高动力性。高压共轨技术是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术的基础之上的一种全新概念的喷射系统。高压共轨系统可柔性控制各参数实现高精度的高压喷射,在喷油过程中喷油压力几乎不变,喷油量循环变动小,可改善各缸工作不均匀性,改善柴油机的振动,在降低噪声和排放上有很大潜力,是最具发展前景的电控喷油系统。

2.4 液压挺柱配气机构

为防止发动机因气门间隙过小导致气门关闭不严,同时减小发动机气门敲击声,最有效的办法是采用液压挺柱配气机构。随着对发动机的振动和噪声要求越来越严,液压挺柱配气机构在车用发动机中的应用越来越广泛,目前国内轿车发动机几乎全部采用液压挺柱,还有采用比较先进的气门正时和气门升程可变VTEC技术[4]。

3 结束语

a.由前述可知,要控制燃烧噪声,主要是降低压力升高率,其次是控制爆发压力,然而降低压力升高率与提高发动机的热效率相矛盾,势必影响到发动机的动力性和经济性,因此应对影响放热规律的各种参数和它们对内燃机的性能、噪声、排放指标、烟度等的影响进行试验对比,从中选择最合适的参数值。

b.从产生噪声的根源、传播途径方面分析了内燃机噪声源的形成,再根据国家有关标准对内燃机进行噪声测量,了解和评定它的噪声强度和频率分布特性,有争对性对燃烧噪声、机械噪声、空气动力噪声采取有效的控制和降噪措施,降低内燃机噪声,从而达到降低汽车整车噪声的目的,减少污染,保护环境。

摘要：根据内燃机噪声产生的性质不同,分别对噪声源的形成进行分析,探讨降噪的相应措施。

关键词：内燃机,机械噪声,燃烧噪声,气体动力噪声

参考文献

[1]张志华,周松,黎苏.内燃机排放与噪声控制[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003.

[2]朱仙鼎.中国内燃机工程师手册[M].上海:上海科学技术出版社,2000.

[3]张少明,陈方彬.降低车用柴油机排放技术的措施及实现[J].内燃机,2004,(6).

[4]唐大学,李志明,孔七一,等.发动机的液压挺柱配气机构[J].内燃机,2007,(6).

燃机控制 篇8

关键词：9FA燃机/汽轮机,主蒸汽截止和控制阀,密封面脱落

杭州华电半山发电有限公司的STAG109FA 390MW单轴联合循环机组, 是目前国内大型燃气/蒸汽联合循环发电机组之一, 由美国通用电气 (GE) 公司提供设备。2号燃气轮机组在调停后正常启动, 当机组负荷280MW时, 汽轮机主蒸汽压力升高至10MPa, 比正常偏高2MPa;主蒸汽流量238t/h, 比正常减少8t/h。此后机组无法在正常主汽压力、主汽流量下满足额定负荷要求, 机组负荷只能维持在300MW左右。通过检查, 判断是主蒸汽截止和控制阀 (MSCV) 阀座密封面脱落, 引起汽轮机高压部分通流部件损坏。

一、主蒸汽截止和控制阀结构和功能

MSCV是一只组合阀门, 它们装设在一只共同的阀体内, 控制阀的阀碟位于截止阀的阀碟之上, 并包裹着截止阀的阀碟。但是, 截止阀和控制阀均有相互独立的运动部件和液压执行机构, 确保设备的可靠性。图1为主蒸汽截止和控制阀体剖面图。

控制阀的主要功能是进行速度和负荷控制, 是防止超速的第一道防线, 当汽轮机转速升到超过规定的数值时控制阀被强制全关。在正常启停机状态下, 根据电液控制系统的电信号, 用伺服阀来操纵控制阀, 来防止汽轮机的超速;在故障跳机状态下, 控制阀的最终12%行程的关闭力由弹簧和不同流量时蝶阀的压力降提供。正常运行时控制阀在全开位置, 汽轮机的主蒸汽参数由锅炉侧控制。

截止阀的主要功能完全是为了在事故状态下提供应急保护, 是在正常转速控制装置故障时提供第二道防线, 它是紧急跳闸系统的一部分。由独立的液压执行机构控制截止阀的全开或全关。在有跳机信号时, 全关该阀门。

二、主蒸汽截止和控制阀损坏情况

在将MSCV解体后, 目视检查发现控制阀阀座的密封面有金属部件缺失和较多的裂纹 (图2) 。同时检查了控制阀的阀芯和截止阀的阀座、阀芯, 均未发现图2的情况。控制阀阀座密封面缺失的金属部件无阻碍的进入了汽轮机高压透平侧, 冲击汽轮机高压前几级的静叶片和动叶片, 从而造成静叶片和动叶片的损坏, 叶片的正常流道被破坏。这是机组未能带满负荷的主要原因。图3、4所示, 为静叶片和动叶片的损伤情况。

查阅资料可知, 控制阀阀座表面有钨铬钴合金嵌体, 通过特殊的镶嵌工艺嵌在控制阀的阀座上, 以保持与截止阀的密封表面紧密。通过PT (Penetrate Testing) 渗透检测/渗透探伤检查, 表明钨铬钴合金与母材界面有多处裂纹, 裂纹蔓延的本性说明存在附加应力, 一旦发生裂纹, 它通常沿着钨铬钴合金与母材之间较硬的混合层蔓延。裂纹产生和钨铬钴合金脱落有四个方面的原因。

(1) 有疏水从主蒸汽导气管或阀座的疏水口倒流入阀门, 沉积在阀门密封盘上疏水孔侧。在机组启动时, 大量的新蒸汽进入MSCV, 在流经控制阀阀座时, 阀座受热膨胀, 但由于阀座疏水孔侧存有积水, 相对密封面侧温升明显较慢, 结果密封面侧膨胀较快, 疏水孔侧膨胀较慢, 密封面侧 (钨铬钴合金嵌体) 受到附加的拉应力;在机组停机时, 情况刚好相反, 密封面侧膨胀收缩较快, 疏水孔侧收缩较慢, 密封面侧受到附加的压应力。

如果阀座的疏水管道布置不合理或疏水排放不及时, 在机组启停过程中阀座的钨铬钴合金嵌体会受到拉应力和压应力的交变作用。对需要日开夜停的调峰机组, 这种交变应力的存在对阀座钨铬钴合金嵌体的镶嵌工艺提出了更高的要求。而事实上, 由于电网和天然气网的问题, 目前大部分燃气机组无法实现长期连续运行。

(2) 出现机组故障跳机情况, 运行操作不当, 在关闭控制阀过程中, 超出控制阀每次操作≤10%行程的要求, 控制阀均会自动全关, 这时液控装置在控制阀达到最终12%行程的时候已经提前泄压完成, 控制阀最后12%行程将由弹簧和蒸汽在碟阀上下的压力降提供, 实现快速关闭, 对阀座的钨铬钴合金嵌体产生额外冲击。

(3) 钨铬钴合金的镶嵌工艺有缺陷, 或者在镶嵌过程中产生的瑕疵, 导致钨铬钴合金与母材的结合不密实或者夹层。

(4) 钨铬钴合金的材料选择不合理, 与母材的热膨胀系数不一致, 在机组运行过程中受热后产生附加应力。

三、预防和检修

由于MSCV的钨铬钴合金脱落是直接进入汽轮机高压透平, 会严重损害高压透平静、动叶片, 需要汽轮机开高中压缸, 更换、修理透平静、动叶片。考虑到从国外采购静、动叶片等备件的采购周期会非常的漫长, 会给电厂带来巨大的直接损失和不可估量的间接损失。故此类故障因引起电厂的高度重视, 建议采取并不限于以下措施:

(1) 检查主蒸汽进口管道和MSCV阀体疏水口和疏水阀。确保疏水口的通畅, 和疏水阀可正常启闭, 检查疏水管道的斜度是否符合安装要求。同时需要检查在机组启停过程中, 有关疏水阀的操作规范是否符合GE操作和维护手册的要求, 并得到有效的执行。

(2) 在常规MSCV维护过程中, 对阀座必须进行目视检查和PT或超声波检查。任何钨铬钴有裂缝或缺失的情况都必须更换阀座。一般对连续运行机组, 结合CI (Combustion Inspection) 燃烧室检查 (相当于国内的小修级别, 一般8000当量运行小时一次) , 对MSCV阀座进行检查, 如果是日开夜停或者频繁启停的机组, 检查周期需要进一步的缩短。

(3) 加强机组的运行管理, 提高运行操作水平, 尤其是在关闭控制阀的时候, 必须严格的按照操作规程执行, 杜绝超10%量程的操作, 减少对阀座钨铬钴合金嵌体的冲击。

(4) 加强对备用阀座的管理。阀座的钨铬钴合金嵌体是可修复的。对新采购或修复的阀座, 必须进行目视检查和PT或超声波检查, 确保质量。

燃机控制 篇9

1 内燃机PM2.5生成原理

柴油机由于采用扩散式燃烧, 因而其较气道喷射的汽油机在运行时更易产生颗粒物排放。在扩散燃烧过程中, 柴油被以高压喷入到气缸内, 由于油束在缸内与空气混合的时间很短, 因而未燃的柴油极易产生颗粒物排放。柴油机运行时所产生的颗粒物主要来自于燃料中的碳元素、吸附性有机化合物以及少量的硫酸盐、硝酸盐、灰分等。

汽油机运行时同样会产生颗粒物排放, 但因其运行时不产生明显的黑烟, 因而以往并未引起广泛关注。特别是对于直喷汽油机而言, 局部区域过浓的混合气和未蒸发的液态油滴扩散燃烧都会引起颗粒排放增加, 并且相对较低的缸内温度也造成了微粒氧化不完全。

2 现有PM2.5控制方法及特点

通过采用HCCI、高压共轨或调整喷油规律等技术虽然可以降低内燃机运行时所产生的颗粒物排放, 但是这些技术对内燃机本体结构和电子控制单元的改动量均较大, 普遍存在成本高、系统复杂和难以被在用车辆所采用的问题。

颗粒捕集器 (DPF) 是目前对车辆颗粒物排放最有效的处理方式。DPF通常由收集排气微粒的滤芯和周期性的把滤芯中积存的微粒燃烧或氧化掉的再生系统组成。但是, 当DPF上积聚的颗粒物过多时, 颗粒捕集器的吸附作用就会被减弱。因此, 颗粒物捕集器的俩大关键技术是过滤材料和过滤体再生技术。

氧化催化转化器 (DOC) 也是降低车辆尾气中颗粒物的手段之一。DOC以铂 (Pt) 和钯 (Pd) 等贵金属作为催化剂, 主要降低微粒排放中的SOF的含量, 从而降低PM的排放。采用DOC、DPF等后处理手段是目前控制内燃机颗粒物排放的主要方法, 但是由于内燃机燃料中含有的硫等杂质会破坏催化剂的性能, 因此该系统长时间运行也面临着转化能力降低的问题。同时, DOC和DPF等系统的造价也相对昂贵。

3 混合燃料PM2.5控制方法

降低燃料中硫、乙烷及丙烷等颗粒前驱物含量, 提高氧含量, 并减少燃料中不饱和烃和芳烃含量均有利于降低燃料燃烧时所产生的颗粒物排放。向燃料中混合少量添加剂或与内燃机代用燃料混合, 是改善内燃机颗粒物排放的有效手段之一。

氢气是一种不含碳的燃料, 且其相比汽柴油而言具有稀燃极限宽、燃烧及扩散速度快等特点。因而使用氢气作为添加剂来提高汽柴油内燃机性能的研究在近年来得到广泛关注。Zhao和Stone等学者[4]的研究表明, 向汽油机中添加氢气有利于减少颗粒物的生成。当掺氢分数由0%提高至10%时, 汽油机运行时的颗粒物数目和质量最高可以降低95%以上。同时, 掺氢对降低汽油机低负荷时颗粒物排放的作用较高负荷时更加明显。

提高进气中的氧浓度或向燃料中掺入含氧添加剂也有利于促进燃料的充分燃烧, 进而减少颗粒物的生成。提高内燃机进气中的氧浓度可以有效地控制内燃机颗粒物排放。同时, 向燃料中添加乙二醇醚等不含碳环结构的含氧燃料也可以明显降低内燃机颗粒物排放。

甲醇和乙醇是可以通过生物质或煤等制取的燃料。由于醇类具有更高的H/C和O/C比, 因而向内燃机中加入醇类添加剂可以改善燃料的燃烧过程, 从而控制颗粒物排放的产生。就甲醇而言, 在高负荷条件下, 向燃料中适量添加低于10%的甲醇可以降低颗粒物生成, 但当甲醇添加量达到15%时, 柴油机运行时的颗粒物排放会迅速升高。此外, 向柴油中添加15%的乙醇可以使颗粒物排放的质量和数量分别降低。

二甲醚也是内燃机优良的代用燃料之一, 且二甲醚能够通过煤炭制取, 发展二甲醚燃料内燃机符合我国“富煤、贫油”的能源格局对内燃机燃料的要求。相比汽油及醇类等液态高辛烷值燃料, 二甲醚 (DME) 常温下呈气态, 因而其扩散系数更高, 从而使二甲醚混合燃料能够改善混合气的均匀性。此外, 二甲醚在燃烧反应中会生成大量的CO与OH自由基, 因此向燃料中掺入二甲醚能够增强以OH自由基为基础的活化中心反应过程, 进而使燃料的燃烧速率得到有效提高。二甲醚是一种含氧燃料, 因而二甲醚燃烧时能够生成CH2O和HCO2活性自由基, 从而进一步降低混合燃料内燃机PM2.5排放。

4 结论

内燃机运行时所产生的有害排放已经成为环境污染的主要来源。特别是机动车运行时产生的细颗粒物和超细颗粒物正在改变大气环境的物理化学特征, 从而带来新的环境和健康问题。通过向汽、柴油中添加氢气、氧气、醇类燃料或DME燃料有利于减少内燃机运行时所产生的颗粒物排放。但是, 在低负荷时过量加入醇类添加剂后, 由于缸内混合气均匀程度降低, 因而颗粒物排放反而会有所增加。因此, 利用醇类添加剂控制内燃机颗粒物排放应在大负荷阶段采用, 并注意控制醇类添加剂的使用量。

参考文献

[1]National Research Council of the National Academies, Review of the Research Program of the U.S.DRIVE Partnership:4th Report, Washington:National Academy of Sciences, 2013.

[2]Tanaka N.Transport, Energy and CO2.Paris:International Energy Agency, 2009.

[3]Dockery D W, Pope A, Xu X, et al.An association between air pollution and mortality in six US cities.New England Journal of Medicine, 1993;329:1753-1759.

电驱动与内燃机不可偏废 篇10

第一，新能源汽车十年展望。目前，新能源汽车的性能价格比还不能与传统燃油车相媲美。十年后，由于技术进步、性能提高和成本下降，中小型纯电动乘用车可能与传统燃油车（指满足将来排放、油耗要求的，可能采用混合动力等先进技术的汽车）相当，插电式混合动力广泛应用于SUV等车型，不同种类的非插电式混合动力技术则有更广泛的应用。从市场份额看，五年后我国新能源汽车可达新车市场5%份额，而在世界范围内，可能十年后达到新车市场5%份额。从性能价格比看，目前新能源汽车要靠政府补贴和政策优惠（全世界如此，不仅仅在中国），预计五年后能取消补贴，仅靠优惠推广新能源汽车；而十年后，即使没有补贴和优惠，新能源汽车也能在相当一部分车型上与传统车竞争。总而言之，今后几年内，新能源汽车的技术创新和市场化都会有重大突破。但是也不可过于乐观，认为新能源汽车已进入坦途，特别是以为传统燃油车很快会"完蛋"。

第二，未来汽车动力构成的展望。国际能源署有报告认为，到2050年，汽车动力源是多样化的，由燃料电池、纯电动、插电式混合动力、非插电混合动力（配柴油、汽油、天然气发动机）、纯天然气、纯汽油、纯柴油等构成。综合起来看，与电动驱动有关的车型占市场80%，与传统燃料（汽油、柴油、天然气）有关的车型占市场70%，既有内燃机、又有电动机的混合动力车型占市场50%。我同意这一观点。由于电动驱动在节能减排和利用多种能源方面的优越性，我们要努力发展新能源汽车。但我们还必须清醒地看到，在相当长一段时间内，内燃机还是最主要的动力源，混合动力的市场份额还远大于纯电动，千万不可忽视。

第三，传统内燃机仍有潜力与优势。一方面，石油资源近期内不会枯竭，已探明可开采储量还可以开采50年，而且目前处于每年新探明可开采储量与消耗储量平衡的阶段。天然气的储采比还远大于石油。另一方面，内燃机的有害气体排放控制已达到相当高的水平，而温室气体排放（即油耗）还有20%的改善余地。综合而言，现在是电动驱动系统综合性能奋力追赶内燃机动力系统的发展阶段，还远未达到超过内燃机、逼退内燃机的阶段。现在中国品牌汽车生产企业确实在内燃机方面与国际大公司有差距，但是，想扬长避短，绕开内燃机，只在电动驱动方面努力超过国际大公司，是不可能的。个别企业能做到（如特斯拉），而整个中国汽车产业不可能做到。

第四，到2025年，只依靠内燃机技术也是不行的。届时，欧盟可能实施每公里95克二氧化碳限值，相当于百公里油耗4升，我国和美国、日本也或迟或早要达到此水平。不仅如此，在排放和油耗的检测中，不同于现行的实验室循环工况，届时可能全面实施RDE方法，相当于指标加严20%?30%。因此，只依靠内燃机方面的技术进步是达不到法规要求的。到时候，可能需要在乘用车上普及混合动力技术（包括插电式和非插电式），并有相当比例的纯电动车型，才能达到要求。换句话说，把那篇八卦文章讲的十年后停售内燃机车型，改为停售不采用任何混合动力的纯内燃机车型，就靠谱了。

讲这么多，其实就想说一句话：既要重视纯电驱动技术，也要重视内燃机技术和混合动力技术，不可偏废！

燃机控制 篇11

1 控制系统及主流量控制阀差压变送器

1.1 燃机控制系统

该燃机控制[1]如图1所示。

小选门:从多个功能控制器输出(GVCSO、LDCSO、BPCSO、EXCSO和FLCSO)中选择最小的作为燃料控制信号输出(CSO)。启动开始时,选择FLCSO,升速至2 880 r/min多一点时,选择GVCSO。

1.2 燃料限制原理

燃料限制器控制如图2所示。该控制具有限制最大燃料流量和加速率限制在预先调整的设定值上2个功能。

为此,采用前馈控制方法。基本函数在函数发生器(FX-1)中产生。输出信号是燃料限制(FLMT),在启动阶段是转速的一个函数。流入燃气轮机的燃料流量由该函数发生器确定。如果该预设的燃料流量太大或加速率高于速率限制器(R/LMT)设定值,比例控制将降低控制输出和转速,保持允许的加速率。

R/LMT的功能是限制输出变化率。如果速度高于R/LMT的预定值,比例控制的输出信号降低FLCSO的降低值。在透平停机过程中,开关(STOP)选择为-5%,可靠地关闭燃料流量控制阀。

1.3 燃料压力控制

燃料压力控制如图3所示。进入燃气轮机燃烧室的燃料流量受燃料流量控制阀的控制。控制阀的开度由一个经P/B(比例加偏置)程序块修正的CSO信号决定。每只燃料控制阀的控制信号(MFMCSO,MFPLCSO)经燃料分配控制来调节其阀位。上游压力控制阀的动作是为了使每只流量控制阀的前后压差保持一个恒定值。结果使燃料流量与控制信号成正比。每只流量控制阀由高压控制油驱动,配备的伺服阀驱动回路用于控制伺服阀使控制阀位置与每个控制信号相符。

1.4 主流量控制阀差压变送器与阻尼时间设置

三菱燃机采用的差压变送器供货商为横河(YOKOHOMA)。该变送器的阻尼时间设置确定了4~20 m A输出时间的延迟。当信号源不稳定时,适当增加阻尼,可以使输出平稳一些,如锅炉炉膛负压控制中的炉膛负压控制器,汽包水位控制中的水位差压变送器。

用HART communicator可以很方便地对横河变送器进行设置。一般出厂默认值2 s。

2 M701DA燃机启动控制分析

2011年10月21日该燃机初次点火冲转过程中,当启动电机在2 000 r/min脱开后,转速呈发散性振荡上升,峰值与谷值相差100 r/min以上,并且伴有燃烧室压力剧烈波动。如图4所示,2根时间标线相差10 s,转速由2 403 r/min升至2 498 r/min,主流量控制阀差压由0.124 MPa升至0.420 MPa,主压力控制阀A由13.6%关至0.5%。

由图4中的曲线得出的第一判断是:主压力控制阀并没能控制住主流量控制阀差压,导致差压呈现振荡发散的趋势。因此停机后首先重新对天然气压力控制阀和流量控制阀进行拉阀试验,阀门的精度和响应时间均满足要求,排除了阀门线性不好造成差压流量波动大的原因。

对就地变送器设置检查发现,流量控制阀差压变送器的阻尼系数为出厂默认值2 s。流量控制阀差压变送器不能准确反映流量控制阀前后差压实时值,造成压力控制阀对差压调节严重滞后。一旦主流量控制阀差压发生高频振动,主压力控制阀的输出便趋于紊乱。

三菱燃机流量控制阀前后差压要求始终控制在0.294 MPa。由于测量环节严重滞后,在第1根时间标线附近,压力控制阀的输出已不再遵循:差压小于设定值开大压力控制阀,差压大于设定值关小压力控制阀的基本准则,压力控制阀的输出开始趋于紊乱。主压力控制阀的输出紊乱使得主流量控制阀输出线性变差,最终造成燃烧不稳定,转速偏差大。

流量控制阀差压变送器的阻尼系数经过HART communicator调整,设为最小值0.2 s。2011年10月21日重新点火,顺利冲转至3 000 r/min。成功点火冲转曲线如图5所示。

图中流量控制阀差压有过两次扰动,但压力控制阀很快的就抑制住了扰动,使得流量控制阀前后差压稳定在0.294 MPa,保证了流量控制阀输出具有良好的线性。从而保证燃烧过程的稳定。

3 结束语

差压变送器的阻尼系数在燃机的控制中显得尤为重要,准确快速测量流量控制阀前后差压才能及时调节压力控制阀,使差压值维持恒定,从而保证天然气流量控制阀输出具有良好的线性。相反,在煤粉炉的炉膛负压控制中,炉膛负压的压力变送器的阻尼系数的设置就显得宽松许多,本身DCS控制器的扫描周期也是数百毫秒级的,与燃机控制几十毫秒级的扫描周期相去甚远,同时为了滤除由于下煤不均、煤质内扰造成的炉膛负压高频噪声,DCS里往往还会适当增加炉膛负压测量值的阻尼时间。

参考文献