CN101519988A - 机油滤清器自动报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动报警装置，旨在提供一种内燃机用的机油滤清器的自动报警装置。该装置包括由滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳对接组成的机油腔壳体，机油腔壳体内有一弹簧和一活塞，弹簧两端分别固定在滤后机油腔的内壁和活塞上，活塞将两外壳内部形成的空腔分成互不联通的两个空腔；在活塞安装了弹簧的一侧设有滑动杆，滑动杆一端固结在活塞上，另一端穿过滤后机油腔壳体的壁面并与电位计上的滑动部件连接；电位计和电池通过导线相连组成回路，且回路与滤波放大电路、A/D转换电路、报警电路通过导线依次相连。本发明装置能持续显示机油滤清器的工作状态，功能完备、性能可靠、适应性好；结构简单，体积小，布置灵活，且制造成本低，易于推广。

Description

机油滤清器自动报警装置
技术领域
本发明涉及一种自动报警装置，特别是涉及一种内燃机用的机油滤清器的自动报警装置。
技术背景
机油滤清器担负发动机润滑系统中介质的过滤，保证发动机能正常运转，并起到提高效率、延长运转寿命的作用。机油滤清器是润滑系统的重要组成部件。润滑系统的功用就是持续向发动机各相对运动部件的摩擦面提供洁净机油，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，以达到发动机工作的耐久性和可靠性的目的。润滑系统对于保证发动机的正常工作起到及其重要的作用。机油经过各摩擦面后流回到油底壳，其中就会含有各种金属磨屑、机械杂质和润滑油氧化物，若这些杂质随通机油进入润滑系统，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。机油滤清器的作用就是把这些杂质过滤掉，同时降低零部件的温度起到冷却作用。
工作一段时间后，机油滤清器过滤层上积聚的杂质就会越来越多，过滤前后的油压压差就会变大，进入机体的机油逐渐减少。发动机就会因为缺少润滑导致摩擦阻力增大、噪声增大、某些零部件温度过高、磨损加剧、整机功率消耗增大等负面情况。为了避免出现滤清器堵塞导致断油不能润滑的情况，当压差达到一定阈值后旁通阀开启，机油不经滤芯直接进入机体。为了能及时发现这种堵塞情况，现在机油滤清器上往往都装上了堵塞报警装置，当滤芯两边压差达到一定值后触发报警，以便驾驶员能及时清洗或更换滤芯。
然而，滤清器过滤层被击穿或边界粘合处损坏是比滤清器堵塞失效后果更为严重的失效形式。此时机油会不经过滤无阻力的直接进入润滑系统，由于机油中杂质的存在，可能会造成某些油孔堵塞，失去润滑效果等不利影响，这样不仅会造成上述的一些负面效果，甚至会导致发动机死火、拉缸、活塞烧结等危险情况。
随着发动机高功率密度的要求，发动机的工作强度进一步的加强，机油的工作条件更加恶劣，回流的机油中随着使用时间的增加将会包含更多的金属碎屑，其中一些甚至达到很大的颗粒半径，由于滤芯层很薄，金属碎屑很可能会损坏滤芯；同时，随着发动机工作强度的进一步增强，相同工作条件下机油泵需要泵出更多的机油以供发动机的润滑和冷却，这样就会造成较大的压力波动，导致某一时刻压力过大，滤芯某些脆弱的部分变形甚至损破；再者，个体的差异会导致某些机油滤清器滤芯的边界粘合处，由于粘合不牢或长期浸在高温机油中而出现软化损坏等等情况。上述情况的存在会导致机油滤清器尚未达到堵塞就发生了击穿，给发动机的正常可靠运行带来极大的危险。
但是，目前的机油滤清器报警装置只具有堵塞报警的功能，而忽略滤芯被击穿的情况及其带来的后果。本发明的目的，就是在上述的技术背景下，设计出一种同时具有堵塞报警和击穿报警功能的机油滤清器报警装置。
发明内容
本发明的目的是为了填补现有技术的空白，弥补现有机油滤清器报警装置的不足，提供一种可以全面反映机油滤清器运行情况并做出堵塞或击穿提醒的报警装置。
为了达到本发明的目的，本发明提供了一种机油滤清器自动报警装置，包括设有滤前燃油进口和滤后燃油进口的机油腔壳体，机油腔壳体由滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳对接组成，滤前燃油进口和滤后燃油进口分别位于滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳上；机油腔壳体内有一弹簧和一活塞，弹簧两端分别固定在滤后机油腔的内壁和活塞上，活塞将两外壳内部形成的空腔分成互不联通的两个空腔；在活塞安装了弹簧的一侧设有滑动杆，滑动杆一端固结在活塞上，另一端穿过滤后机油腔壳体的壁面并与电位计上的滑动部件连接；电位计和电池通过导线相连组成回路，且回路与滤波放大电路、A/D转换电路、报警电路通过导线依次相连。
作为一种改进，在所述活塞在与滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳的内壁相接触的活塞外圈上凹设密封槽，内置密封圈。
作为一种改进，所述滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳通过螺栓紧固件连接。
作为一种改进，所述滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳对接处设置密封圈。
作为一种改进，所述滤前机油腔外壳或滤后机油腔外壳的内壁上环设活塞限位结构。
作为一种改进，所述与滤后机油腔外壳相对的滤前机油腔外壳端面是向内部延伸的，作为活塞的限位结构。
作为一种改进，所述滑动杆与滤后燃油腔外壳之间设有密封套。
作为一种改进，所述A/D转换电路还连接一显示屏。
作为一种改进，所述报警电路包括微控单元、驱动电路、继电器、指示灯和蜂鸣器。
作为一种改进，所述回路中还有一保护电阻。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的机油滤清器报警装置能持续显示机油滤清器的工作状态，使驾驶员对机油滤清器的工作状态了如指掌。
2、本机油滤清器报警装置功能完备。不同于以往的报警装置只提供堵塞报警单一功能，本装置既具有堵塞报警功能，还具有击穿报警功能，保证驾驶员能正确了解机油滤清器的工作状况。
3、本机油滤清器报警装置在达到报警阈值触发后能够同时声光报警，保证驾驶员能及时了解机油滤清器的工作状况。
4、本机油滤清器报警装置性能可靠。报警装置采用滤波电路对采集到的电流信号进行滤波，确保去除掉报警装置在某些偶然情况(如机油压力波动、车辆振动等)下产生的高频振动毛刺干扰信号，避免出现这些干扰信号导致错误报警的情况。
5、本机油滤清器报警装置适应性好。不同的机油滤清器是具有不同的堵塞和击穿阈值，本发明采用的微控单元可以设置不同的机油滤清器来对应的堵塞和击穿阈值，判断滤清器是否到达报警极限。
6、本机油滤清器报警装置结构简单，体积小，布置灵活，且制造成本低，易于推广。
附图说明
图1为本发明信号发生单元的结构示意图；
图2为本发明的信号处理电路框图。
图中：滤前燃油进口1，滤前燃油腔外壳2，螺栓紧固件3，密封圈4，滤后燃油腔外壳5，滤后燃油进口6，活动杆7，电位计8，电位计接线点9，导线10，电位计接线点11，保护电阻12，密封套13，弹簧14，滤后燃油腔15，电池16，密封圈17，活塞18，滤前燃油腔19。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
如图1、图2所示，本实施例中的机油滤清器包括信号发生单元和信号处理电路两个部分。其中前者包括机油腔壳体、电位计8、电池16、保护电阻12四个部分，而后者包括滤波放大电路、A/D转换电路、显示屏、报警电路四个部分，各部分依次用导线相连。
如图1所示，机油腔壳体包括由滤前机油腔外壳2和滤后机油腔外壳5两个壳体，两者上分别有一机油进口1、6。壳体2、5之间有一密封圈4，通过圆周均布的三个螺栓紧固件3联接在一起，内部形成一个空腔。机油腔壳体内有一弹簧14和一活塞18，弹簧14两端分别固定在壳体5和活塞18上，活塞18外圈有两密封圈17，将两外壳内部相成的空腔分成互不联通的两个空腔15、19，且活塞18可以在滤后机油腔15内左右滑动。另外，活塞18的一侧设有滑动杆7，滑动杆7一端固结在活塞18上，另一端穿过滤后机油腔壳体5的壁面并与电位计8上的滑动部件连接，活动杆和壳壁间有一密封套13，这样，电位计8的电阻将随活塞18的移动而改变。电位计8、电池16、保护电阻12用导线10依次相连组成回路，产生电流信号。
如图2所示，信号处理电路中的报警电路包括微控单元、驱动电路、继电器、指示灯和蜂鸣器。由于电路各部分设计对于本技术领域人员来说是轻而易举的，不需要付出创造性劳动，因此不再详述。
由于滤芯存在阻力，所以活塞18左边滤前燃油腔19的油压大于右边滤后燃油腔15的油压，设两者压差为ΔP，在压差作用力的作用下，活塞18向右移动，当压差作用力与弹簧14的反作用力相等后，活塞18处于稳定的位置，此时与活塞18固结的活动杆7推动滑动部件使电位计8的处于一个稳定的阻值，输出一个稳定的电流信号I。通过合理设计电路，可以使电流信号I与压差ΔP成正相关一一对应关系。设机油滤清器正常工作时压差为ΔPb，对应电流信号Ib，随着工作时间的增加，滤芯上积聚的杂质越来越多，滤芯阻力增大，压差也增大，当增大都一阈值ΔPa时可以认为机油滤清器堵塞了，此时对应电流为Ia，可见，ΔPa>ΔPb，Ia>Ib。同理，当机油滤清器被击穿时，机油就通过滤芯的穿孔或损坏的边界无阻力地通过滤清器，少了滤芯的阻力，此时的压差就会降低，当压差小于某一阈值ΔPc时就可以认为滤清器被击穿了，此时对应Ic，可见，ΔPb>ΔPc，Ib>Ic。针对不同机油滤清器，在信号处理电路中的微控单元可以设定不同的阈值Ia、Ic。
在工作情况下，从信号发生单元采集的电流信号经过滤波放大电流后形成稳定的数字信号，经过A/D转换电路后同时输出到显示屏和报警电路。数字信号输入到微控单元中与预设好的阈值相比Ia、Ic，当达到阈值时输出命令信号触发驱动电路，从而继电器闭合，指示灯亮并同时蜂鸣器同时报警。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是以机油滤清器报警装置的一种具体实施例框架。显然，本发明不限于以上实施例，例如外壳的端面实际不是必须有差异的，也可有大小一致的内腔规格，活塞在任意部位都可移动；可单独在外壳的内壁上环设活塞限位结构，或者不设。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种机油滤清器自动报警装置，包括设有滤前燃油进口和滤后燃油进口的机油腔壳体，其特征在于，机油腔壳体由滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳对接组成，滤前燃油进口和滤后燃油进口分别位于滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳上；机油腔壳体内有一弹簧和一活塞，弹簧两端分别固定在滤后机油腔的内壁和活塞上，活塞将两外壳内部形成的空腔分成互不联通的两个空腔；在活塞安装了弹簧的一侧设有滑动杆，滑动杆一端固结在活塞上，另一端穿过滤后机油腔壳体的壁面并与电位计上的滑动部件连接；电位计和电池通过导线相连组成回路，且回路与滤波放大电路、A/D转换电路、报警电路通过导线依次相连。
2、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，在所述活塞在与滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳的内壁相接触的活塞外圈上凹设密封槽，内置密封圈。
3、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳通过螺栓紧固件连接。
4、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述滤前机油腔外壳和滤后机油腔外壳对接处设置密封圈。
5、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述滤前机油腔外壳或滤后机油腔外壳的内壁上环设活塞限位结构。
6、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述与滤后机油腔外壳相对的滤前机油腔外壳端面是向内部延伸的，作为活塞的限位结构。
7、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述滑动杆与滤后燃油腔外壳之间设有密封套。
8、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述A/D转换电路还连接一显示屏。
9、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述报警电路包括微控单元、驱动电路、继电器、指示灯和蜂鸣器。
10、根据权利要求1所述的机油滤清器自动报警装置，其特征在于，所述回路中还有一保护电阻。
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