一种内燃机车减排控制方法及控制装置与流程

本发明涉及内燃机车减排，尤其是一种内燃机车减排控制方法及控制装置。

背景技术：

1、我国干线东风4、东风8、东风11系列内燃机车以及工矿企业铁路机车普遍采用国产中速柴油机，由机械式调速器控制其调速、供油和功率调整，在柴油机低转速和柴油机调速过程中，由于其增压器转速低，造成供油和供气不匹配，燃烧不充分，碳氧化合物和氮氧化物排放超标。

2、近年来和谐型内燃机车hxn3、hxn5系列，引用了电子喷射技术，实现供油、转速和功率的闭环控制，柴油机实现了根据其的运行状态和外界环境的变化调速整燃油喷射始点和持续期，优化柴油机的燃油经济性，改善了排放，由于该系统无法解决柴油机进气量低燃烧不充分的问题，不能彻底解决柴油机排放冒黑烟的问题；现有技术对于内燃机的减排通常是通过收集排气口排放的油雾，然后对油雾中的可利用燃油粒子进行收集从而达到节能减排的作用，未从根本上解决柴油机进气量低燃烧不充分的问题。

3、中国专利申请号为cn202021828914.4的一种铁路内燃机车节能减排装置，公开了一种技术方案，包括燃烧室、曲轴箱、油气处理箱、集水箱、分油机和燃油收集箱，通过油不溶于水的特性，油气处理箱能够将油气中的燃油颗粒进行分离，分离出来的燃油通过输油管进入到净化箱内进行提纯处理，避免造成资源浪费；油气处理箱不仅能够实现将油气中的燃油进行分离，同时还能够对油气进行降温处理，设计的温度计能够对处理箱内的冷却液的温度进行实时检测，当冷却液的温度较高的时候，为了避免冷却液蒸发带走燃油，温度计将信号传输给控制器，控制器打开阀门将热水排放至集水箱内，而外界的冷水在通过注水管进入到处理箱内部，从而保证处理箱内的水温始终处在一个较低的温度，该申请减排的主要手段为通过油气处理箱将油气中的燃油颗粒分离，分离出来的燃油通过输油管进入到净化箱内进行提纯处理，避免造成资源浪费，达到节能减排的作用，无法从根本上解决柴油机进气量低燃烧不充分的问题。

4、中国专利申请号为cn202221960890.7的铁路内燃机车节能减排装置，公开了一种技术方案，包括箱体，所述箱体的一侧安装有进气管，所述箱体顶端的两侧均设置有排气口，所述收集箱的两侧均设置有安装结构，所述铰接块安装于收集箱的两侧，所述铰接块的外侧壁均铰接安装有挂钩，所述挂钩的内部均设置有卡块，且卡块的一侧与箱体的一侧固定；该发明通过设置有安装结构，该节能减排装置使用时收集的气体中的燃油粒子会堆积收集在收集箱的内部，通过在收集箱的两侧设置有安装结构，翻动挂钩使其脱离卡块即可将收集箱打开将其从箱体中取下后取出其内部收集的燃油粒子，实现了该节能减排装置便于取出收集的燃油，使用更加方便；该申请中节能减排的主要思路也是通过收集箱收集油雾，但是该申请中主要解决的技术问题通过设置安装结构，便于取出收集的燃油，使用更加方便；该申请仍旧无法从根本上解决柴油机进气量低燃烧不充分的问题。

5、因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种内燃机车减排控制方法，包括如下步骤：

2、s1：对标定后的检测参数进行初始化；

3、s2：定义柴油机额定转速下测得的排放物参数为af；

4、s3：传感器读取实时排放物参数a；

5、s4：对实时排放物参数a进行分析，分析实时排放物参数a的大小；

6、s5：判断工作中的柴油机是否为额定转速，额定转速下，对排放物参数a的大小与af进行比较，a＞af则重新定义排放物参数af，a≤af则结束工序；

7、s6：非额定转速下，对排放物参数a的大小与af进行比较，a＞af则输出降功率指令，结束工序；a≤af则跳转至s3。

8、作为一种优选方案，所述排放物参数af包括机车柴油机排气中的碳氧化合物成分参数、氮氧化合物成分参数、烟度参数中的至少一种参数。

9、作为一种优选方案，所述实时排放物参数a与排放物参数af相同，即放物参数af采用碳氧化合物成分参数一种参数时，则实时监测排放物参数a为碳氧化合物成分参数。

10、作为一种优选方案，所述传感器包括碳氧化合物检测传感器和氮氧化合物检测传感器。

11、作为一种优选方案，所述柴油机中速机的额定转速为1000r/min，柴油机高速机的额定转速为1800r/min；中速柴油机的转速小于等于1000r/min均属于符合额定转速，大于1000r/min则属于非额定转速；同理，高速柴油机的转速小于等于1800r/min均属于符合额定转速，大于1000r/min则属于非额定转速。

12、一种采用如上所述的内燃机车减排控制方法进行减排的内燃机车减排控制装置，包括功率闭环控制系统和排放闭环控制系统，其中，所述功率闭环控制系统包括柴油机控制系统，所述柴油机控制系统与柴油发电机组连接，柴油发电机组分别与排放闭环控制系统、机车电气传动系统连接，所述排放闭环控制系统、机车电气传动系统分别与所述柴油机控制系统连接。

13、作为一种优选方案，所述柴油机控制系统包括机车控制计算机系统，所述机车控制计算机系统与电喷控制器连接，电喷控制器与柴油发电机组连接，所述机车控制计算机系统分别与排放闭环控制系统、机车电气传动系统连接。

14、作为一种优选方案，所述排放闭环控制系统包括与柴油发电机组连接的检测传感器，所述检测传感器与排放指标分析和功率修正计算机系统连接，排放指标分析和功率修正计算机系统与机车控制计算机系统连接。

15、作为一种优选方案，所述电喷控制器与机车控制计算机系统之间设置有功率状态反馈模块。

16、作为一种优选方案，所述机车控制计算机系统采用em2000。

17、作为一种优选方案，所述柴油机控制系统包括柴油机无级调速驱动器，柴油机无级调速驱动器与柴油机调速机连接，所述柴油机调速机分别与柴油发电机组、恒功率控制计算机系统连接，所述恒功率控制计算机系统还分别连接有柴油发电机组、排放闭环控制系统、机车电气传动系统。

18、作为一种优选方案，所述排放闭环控制系统包括与柴油发电机组连接的检测传感器，所述检测传感器与排放指标分析和功率修正计算机系统连接，排放指标分析和功率修正计算机系统与恒功率控制计算机系统连接。

19、作为一种优选方案，所述检测传感器包括碳氧化合物检测传感器和氮氧化合物检测传感器。

20、采用上述技术方案后，本技术具有如下优点：

21、1、在既有机车控制系统的功率闭环的基础上，增加排放控制闭环调节系统，实现机车柴油机双闭环控制，调节电喷控制器或恒功率控制计算机系统，降低柴油发电机组的输出功率，使其供油量适合于发动机的空气进气量，实现减碳、减排；

22、2、采用排放指标分析和功率修正计算机系统检测机车柴油机排气中的碳氧化合物的成分变化、氮氧化合物的成分变化、烟度参数，对其参数进行分析、计算，给出发动机功率随排放物成分变化的规律和功率调节指令；

23、3、以柴油机额定转速下测得的排放物参数af作为其他工况排放控制的修正给定参考，按百分比进行自动修正柴油机输出功率。