目前，路內運用的東風4型係列內燃機車均采用串勵電動機由蓄電池供電進行柴油機起動，在起動過程中
，由於控製的主觀性、時間繼電器的滯後性等問題
，導致柴油機在起動過程中蓄電池虧能大，柴油機燃燒狀態不好。運用PCC (programmable computer controller)技術控製內燃機車柴油機起動，可以減少每次起動時蓄電池的放電量
，改變柴油機的燃燒狀態，從而實現柴油機的節能和智能起動。

 

目前, 在東風4型機車上裝有電動機油泵和燃油泵，在每次起動前需延時45s~60s 供gong機ji油you和he燃ran油you，供gong機ji油you是shi為wei了le防fang止zhi在zai柴chai油you機ji停ting機ji時shi間jian較jiao長chang時shi，其qi各ge運yun動dong部bu件jian拉la傷shang，而er提ti供gong的de燃ran油you則ze是shi為wei柴chai油you機ji點dian火huo建jian立li燃ran油you壓ya力li。在zai供gong機ji油you過guo程cheng中zhong，起qi動dong滑hua油you泵beng運yun轉zhuan時shi間jian不bu能neng過guo長chang
，否fou則ze不bu利li於yu蓄xu電dian池chi的de保bao養yang。在zai起qi動dong過guo程cheng中zhong，起qi動dong電dian機ji轉zhuan動dong和he燃ran油you泵beng向xiang氣qi缸gang內nei供gong油you為wei同tong步bu控kong製zhi。油you壓ya建jian立li以yi前qian
，起qi動dong電dian機ji不bu可ke以yi停ting轉zhuan。

 

起動柴油機必須解決3 個問題：（1）燃油的供給

；（2）運動部件的潤滑；（3）蓄電池向起動電機供電
，Q D 帶動柴油機轉動。在整個起動過程中，對起動電機和噴油泵供油齒條的控製

，都是通過起動接觸器（Q C）來實現的。

 

這種控製方法存在如下缺陷：

a.操縱人員必須通過主觀判斷起動完成與否來控製柴油機起動，每次起動都需要耳聽發火聲
，眼睛觀察機油壓力表的變化
；

 

b.xiangqigangneigongyouguozao，zaichaiyoujidisuzhuandongshi，penyouqidepenyouzhilianghencha
，jiangjiangdiqigangneidewendu
，tuoyandianhuozhuansu，daozhiqidongnenglianghaogao

，paiyanliangda，shenzhibaoran
；

 

c. 在柴油機氣缸內已經點火後，蓄電池繼續向起動電機供電

，造成蓄電池的放電量大；

 

d. 如果由於某種原因柴油機不能正常點火，將出現起動接觸器燒死的情況，並且蓄電池虧能增大。

 

針對目前柴油機起動過程中的缺陷和不足，可以將其起動過程按時間展開，進行編程控製，采用PCC 實現檢測和控製環節。

 

柴油機的起動過程大致可分為4 個階段，準備
、柴油機被驅動轉動、點火和建立油壓穩定運轉。準備階段主要是預供機油和燃油。東風4型機車采用45s 延(yan)時(shi)控(kong)製(zhi)燃(ran)油(you)泵(beng)和(he)機(ji)油(you)泵(beng)運(yun)轉(zhuan)。實(shi)現(xian)起(qi)動(dong)前(qian)預(yu)先(xian)向(xiang)管(guan)路(lu)供(gong)油(you)。根(gen)據(ju)起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)的(de)不(bu)同(tong)階(jie)段(duan)，結(jie)合(he)前(qian)麵(mian)柴(chai)油(you)機(ji)起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)問(wen)題(ti)，可(ke)逐(zhu)步(bu)解(jie)決(jue)。

 

2.1 起動接觸器得電控製

qidongjiechuqidedianyufou，yingqujueyuchaiyoujiguanluneideyouyazhuangkuang。lixiangdekongzhiyingshiyihuayouyaliheranyouyalizuoweikongzhixinhao，zheyangzaishouciqidongshi，ruguoyouyajianlibuqilaihuoyouguanluzhongcunzaiwentishi，jiangbuhuiqidongchaiyouji。ermuqianzaiqidongguochengzhongzhuyaoshizai45s~60s 延時後，由人為觀測滑油壓力表和機油壓表，假定在45s~60s 的延時過程中
，油壓一定會建立起來這樣一種假設的情況下，進行Q C 得電控製的，缺乏控製手段。為此，可采用壓力傳感器來提取機油和燃油壓力信號，並將其通過轉換輸入到PCC 中
，由PCC 根據設定值判斷和執行QC 的得電控製。

 

2.2 根據點火時柴油機的轉速進行停止起動電機（QD）運轉的控製

柴chai油you機ji起qi動dong是shi否fou成cheng功gong，關guan鍵jian在zai於yu柴chai油you機ji是shi否fou能neng正zheng常chang點dian火huo，作zuo為wei起qi動dong的de終zhong止zhi應ying受shou控kong於yu柴chai油you機ji發fa火huo轉zhuan速su，如ru果guo因yin為wei某mou種zhong原yuan因yin不bu能neng正zheng常chang起qi動dong，則ze應ying自zi動dong停ting止zhi起qi動dong
，以yi減jian少shao蓄xu電dian池chi的de放fang電dian量liang和he避bi免mian起qi動dong接jie觸chu器qi燒shao死si。正zheng常chang情qing況kuang下xia，東dong風feng4型係列機車柴油機起動時，點火轉速在150r/min 左右，穩定運轉的最低轉速為430r/min。如果采取轉速傳感器測出柴油機的轉速，並將轉速信號輸入到PCC 中
，由PCC 判斷和控製QC 的開斷，即控製蓄電池向起動電機供電：（1）可節省蓄電池的電能
，有利於蓄電池的保養；（2）電動機由驅動轉動變為柴油機的負載，可降低柴油機起動的轉速衝擊。

 

2.3 對電磁聯鎖DLS拖後供電控製，實現向氣缸適時噴油

在zai柴chai油you機ji起qi動dong過guo程cheng中zhong的de低di轉zhuan速su階jie段duan向xiang氣qi缸gang內nei供gong油you，由you於yu油you溫wen較jiao低di不bu能neng達da到dao完wan全quan燃ran燒shao，同tong時shi，又you會hui降jiang低di氣qi缸gang燃ran燒shao時shi的de溫wen度du，造zao成cheng起qi動dong困kun難nan，甚shen至zhi爆bao燃ran。因yin此ci，可ke采cai用yong對dui起qi動dong接jie觸chu器qi及ji調tiao速su器qi內neiD LS 電磁聯鎖線圈進行單獨供電控製。這樣，可使柴油機先轉動，後拉動噴油泵供油齒條
，以此來拖後向氣缸內供油。

 

鑒於當柴油機由起動電機拖動運轉，轉速接近或達到點火轉速時向氣缸內噴油最有利於柴油機點火，因此，DLS 線xian圈quan得de電dian與yu否fou應ying取qu決jue於yu柴chai油you機ji拖tuo動dong轉zhuan速su。不bu同tong的de柴chai油you機ji或huo同tong一yi柴chai油you機ji在zai不bu同tong的de工gong作zuo環huan境jing和he狀zhuang態tai下xia
，其qi點dian火huo轉zhuan速su是shi不bu同tong的de。與yu點dian轉zhuan速su有you關guan的de因yin素su主zhu要yao有you氣qi缸gang內nei的de溫wen度du、壓力
、氧氣含量和燃油的霧化狀態
，影響氣缸內溫度的主要因素為油水溫度，所以對DLS 電磁聯鎖線圈的控製可采用溫度傳感器檢測油水溫度來進行控製。

 

從前麵的分析中可以得知，在進行起動過程控製時，主要是對柴油機轉速的檢測、機油管路內油壓的檢測、油水溫度的檢測。采用PCC 進行快速運算及判斷，確定點火轉速，對起動接觸器、調速器內DLS線圈等進行實時控製。

3.1 控製電路

圖1為采用PCC 進行柴油機起動控製的接線簡圖。與目前的控製方法相比， 減少了時間繼電器（1SJ），由PCC 內部的軟繼電器來實現
，增加了轉速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。該電路實現了起延時控製，蓄電池供電控製、供油齒條控製以及油壓保護電路與起動電路的分離。

 

 

 

圖l 柴油機起動PCC 控製接線簡

 

3.2 起動流程圖

 

圖2    啟動流程圖

3.3 點火轉速的確定

柴油機起動過程是否點火，可以采用轉矩隨轉速的變化而定
，東風4型機車阻力特性實驗實側的運動阻力轉矩、電機驅動轉矩、加速轉矩與電機轉速的關係如圖3 所示。

由柴油機起動係統的運動方程：

 

 

圖3   空點火前後啟動轉矩、阻力轉矩、加速轉矩的變化曲線

 

式中：Ms：起動電機的電磁轉矩，Nm
；

Me：歸算到起動電機的柴油機阻力轉矩
，Nm；

GD2 ：歸算到起動電機的柴油機阻力轉矩，kg㎡。

 

當柴油機拖動轉加速後，dMa / dn ，將由負值向正值逐步變化。當dMa / dn＝O 其轉速即為點火轉速。

 

經實際測試計算，東鳳4係列機車柴油機起動時點火轉速不會超過15Or / min 。由此可選定15Or/min 為其點火轉速。

4 結束語

經(jing)試(shi)驗(yan)仿(fang)真(zhen)測(ce)試(shi)，發(fa)現(xian)新(xin)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)與(yu)原(yuan)有(you)的(de)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)，可(ke)降(jiang)低(di)柴(chai)油(you)機(ji)起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)轉(zhuan)速(su)衝(chong)擊(ji)，排(pai)煙(yan)量(liang)減(jian)少(shao)，並(bing)且(qie)達(da)到(dao)蓄(xu)電(dian)池(chi)節(jie)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。在(zai)新(xin)方(fang)法(fa)中(zhong)減(jian)少(shao)了(le)人(ren)工(gong)長(chang)期(qi)按(an)位(wei)IQA 這一操作。

 隨著技術進步，已出廠機車和新造機車都需要新的手段來改造和裝備。如（l）機車恒功率控製；(2）電阻製動；(3）機車電氣故障的診斷。都可采用PCC來實現
，由於PCC適合工業控製的優點，可以相信，在機車的其它部分也可用PCC 來實現自動控製，PCC 技術的應用將給機車控製帶來新的改觀。