CN102261296B - 一种柴油机气启动保护装置及包括该装置的气启动柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柴油机气启动领域，具体是一种柴油机气启动保护装置。所述柴油机气启动保护装置的控制气路上，在作为启动按钮的手动阀之前安装第一换向阀；或者，第一换向阀安装于作为启动按钮的手动阀和启动阀之间；在第一换向阀与作为停车按钮的手动阀之间设置第二换向阀。在柴油机正常工作后，空气压缩机输出一路压缩空气控制换向阀换向，从而使手动阀(启动按钮)失效，避免了误操作或手动阀损坏使气马达再次启动造成的打齿现象，损坏齿轮或气马达，从根本上解决误操作引起气马达打齿问题，更好地保护了气马达。本发明的气启动保护装置中不包含涉电元件，且原理结构简单。此外，还公开了一种包含上述气启动装置的气启动柴油机。

Description

一种柴油机气启动保护装置及包括该装置的气启动柴油机

技术领域

本发明涉及柴油机气启动领域，具体是一种柴油机气启动保护装置。此外，还涉及一种包括所述装置的气启动柴油机。

背景技术

目前，柴油机车辆(尤其是矿用柴油机车辆)普遍没有使用启动保护装置，有时误操作导致气马达重启，造成打齿现象损坏齿轮，甚至是整个气马达的损伤。同时，带自锁的手动阀操作起来很不方便，给驾驶员增加了操作难度，且在柴油机正常工作后，若手动阀损坏，气马达将一直处于启动状态，将直接导致气马达损坏。

利用气启动柴油机的设备都设置有一个启动按钮，启动按钮一般安装在驾驶室内容易触及的地方以便启动设备，当设备正常启动后，常常由于操作人员误碰到启动按钮，致使柴油机气启动马达的小齿轮再次伸出，与正在运转的飞轮相碰，造成打齿，损坏齿轮或气启动马达。本发明是在柴油机正常工作后，空气压缩机输出一路压缩空气控制三通气控阀换向，从而使手动阀(启动按钮)失效。这样避免了误操作或手动阀损坏使气马达再次启动造成的打齿现象，损坏齿轮或气马达。

就现在所知的现有技术是利用转速传感器测取柴油机飞轮转速，将信号传输到控制器，当飞轮转速达到发动机最低工作转速时，控制器自动控制电磁阀切断启动按钮的进气，使启动按钮失效。该技术须要的控制元件均为电气元件，在使用环境恶劣的地方，电气元件容易受湿度和温度的影响导致系统不稳定，可靠性不高。尤其是若使用在矿用柴油机车辆上，所有电气元件均要满足煤安要求，需要做防爆、隔爆或本安等处理，体积大，成本较高。

因此，需要一种能更合理有效解决气马达打齿问题的柴油机气启动保护装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柴油机气启动保护装置及包括该装置的气启动柴油机，解决由于误操作等原因造成的气马达打齿问题。

本发明的技术方案是：

一种柴油机气启动保护装置，具有空气压缩机、作为启动按钮的手动阀、气马达、启动阀、作为停车按钮的手动阀，设有启动气路和控制气路，启动气路通过管路连接启动阀，启动阀通过管路连接气马达，控制气路通过管路连接作为启动按钮的手动阀，作为启动按钮的手动阀通过管路连接启动阀的控制口，控制气路上，在作为启动按钮的手动阀之前安装第一换向阀；或者，第一换向阀安装于作为启动按钮的手动阀和启动阀之间；在第一换向阀与作为停车按钮的手动阀之间设置第二换向阀。

所述的柴油机气启动保护装置，第一换向阀和第二换向阀为气控换向阀；或者，第一换向阀为液控换向阀，第二换向阀为气控换向阀。

所述的柴油机气启动保护装置，空气压缩机的出气口分为三路，一路经单向阀进入气罐，一路连接第一换向阀的气控口，一路连接第二换向阀的常闭口。

所述的柴油机气启动保护装置，空气压缩机的出气口分为两路，一路经单向阀进入气罐，另一路经过减压阀后分为两路：一路连接第一换向阀的气控口，另一路连接第二换向阀的常闭口。

所述的柴油机气启动保护装置，控制气路经过第一换向阀的常开口后连至作为启动按钮的手动阀；作为启动按钮的手动阀的出气口与启动阀的控制口连接，启动阀的进气口与气罐相连，启动阀的出气口与气马达相连；作为停车按钮的手动阀在出气口之后分出一路与第二换向阀的气控口相连。

所述的柴油机气启动保护装置，第一换向阀的控制口与发动机机油压力接口相连。

所述的柴油机气启动保护装置，作为启动按钮的手动阀为电磁阀。

一种气启动柴油机，包括上述的气启动保护装置。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明可以自动地、快速地、准确地使柴油机气启动按钮失效，从根本上解决误操作引起气马达打齿问题，更好地保护了气马达。

2、本发明的气启动保护装置中不包含涉电元件，且原理结构简单。本发明所用元件均为气动元件，压力等级低，使用安全，即安全性高。由于气启动的柴油机本身就具有一套气动系统，本发明在原气动系统之上增加几个气动元件即解决了启动保护问题。较之电气方案，本发明所述气动方案更为简单、轻便，而且安装维护简单。

3、本发明的控制过程降低了对操作人员技术素质的要求，使操作更加简便、安全。

4、本发明在气控换向阀气控口得气后，换向阀换向，手动阀(启动按钮)失效，实现柴油机气启动马达的自动保护。

5、本发明能保证在柴油机正常工作后，误按手动阀或手动阀损坏而不会造成气马达打齿，损坏齿轮及气马达，保证器件的使用寿命。

6、本发明应用气动控制，更具可靠性、安全性。

附图说明

图1为一般柴油机气启动系统结构示意图。

图2为本发明气启动保护装置结构示意图。

图3为本发明所提供气启动保护装置第二种具体实施方式的示意图。

图4为本发明所提供气启动保护装置第三种具体实施方式的示意图。

图5为本发明所提供气启动保护装置第四种具体实施方式的示意图。

图中，1、停车气缸；2、单向阀；3、空气压缩机；4、减压阀；5、手动阀(启动按钮)；6A、第一气控换向阀；6B、第二气控换向阀；6C、换向阀；7、气马达；8、启动阀；9、手动阀(停车按钮)；10、气罐。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明柴油机气启动保护装置的功能是由安装在手动阀(启动按钮)5之前的第一气控换向阀6A，以及安装在第一气控换向阀6A与手动阀(停车按钮)9之间的第二气控换向阀6B实现的。在柴油机正常工作后，空气压缩机3输出一路压缩空气控制第一气控换向阀6A自动换向，关断控制气路，使手动阀(启动按钮)5失效，实现对柴油机气(启动)马达7的保护。手动阀(停机按钮)9控制柴油机停止时，同时控制第二气控换向阀6B换向，使空气压缩机3到第一气控换向阀6A气路内的残压排出，使第一气控换向阀6A复位，手动阀(启动按钮)5控制气路连通，不影响下一次启动。

如图1所示，一般柴油机气启动系统结构主要包括：停车气缸1、单向阀2、空气压缩机3、手动阀(启动按钮)5、气马达7、启动阀8、手动阀(停车按钮)9等，控制气路(来自气罐10)通过管路连接手动阀(停车按钮)9的进气口，手动阀(停车按钮)9的出气口通过管路连接停车气缸1。空气压缩机3通过管路进入气罐10，在空气压缩机3与气罐10连通的管路上设有单向阀2，空气压缩机3在输出空气进入气罐10之前设置单向阀2，可以防止气罐10内压缩空气倒流。启动气路(来自气罐10)通过管路连接启动阀8的进气口，启动阀8的出气口通过管路连接气马达7，气马达7与柴油机的飞轮壳连接。控制气路(来自气罐10)通过管路连接手动阀(启动按钮)5的进气口，手动阀(启动按钮)5的出气口通过管路连接启动阀8的控制口。

如图2所示，与一般柴油机气启动系统的结构不同之处在于，本发明是在原气动系统基础上增加减压阀4(可无)、第一气控换向阀6A、第二气控换向阀6B，通过简单的气路连接，即实现了柴油机启动后手动阀(启动按钮)自动失效。具体如下：

空气压缩机3的出气口使用三通将气路分为两路，一路经单向阀2进入气罐10，一路经过减压阀4后分为两路，一路连接第一气控换向阀6A的气控口，另一路连接第二气控换向阀6B的常闭口P；控制气路经过第一气控换向阀6A的常开口R、A后进入手动阀(启动按钮)5；手动阀(启动按钮)5的出气口与启动阀8的控制口连接，启动阀5的进气口与气罐10相连，启动阀5的出气口与气马达7相连；手动阀(停车按钮)9在出气口之后分出一路与第二气控换向阀6B的气控口相连。

上述为气启动保护装置的连接，具体原理如下：

1.当柴油机未启动时，空气压缩机3不工作，第一气控换向阀6A的气控口无气压，第一气控换向阀6A不换向，保证常开口R、A口常通，为手动阀(启动按钮)5提供气源；由于系统中设置单向阀2，所以气罐10中的空气不能倒流向第一气控换向阀6A的气控口，同样保证常开口R、A口常通，为手动阀(启动按钮)5提供气源。所以控制气路可通过常开口R、A进入手动阀(启动按钮)5的进气口，按下手动阀(启动按钮)5，压缩空气进入启动阀8的控制口，即控制启动气路的气马达7连通，气马达7开始工作，柴油机启动完成。

2.柴油机启动后，空气压缩机3开始工作，即开始输出空气，一路进入气罐10为整个系统供气，另一路则经过减压阀4后分成两路，一路进入第一气控换向阀6A的气控口，使其换向，即R口堵死，P口与A口连通。这样，手动阀(启动按钮)5的进气口到第一气控换向阀6A的A口之间的空气便从P口(排气口)排出，手动阀(启动按钮)5失去控制气源，即实现了手动阀5失效。当柴油机运行时，就避免了因误操作或手动阀损坏使气马达再次启动造成的打齿现象，有效的避免了齿轮或气马达的损坏。

3.当柴油机需要停机时，按下手动阀(停机按钮)9，压缩空气经过手动阀(停机按钮)9后一路控制停车气缸1工作，使发动机停机，发动机停机后，空气压缩机3便不再继续为第一气控换向阀6A的气控口提供气压，但此时仍有残余的压力控制第一气控换向阀6A。这时，由经过手动阀(停机按钮)9后的另一路压缩空气控制的第二气控换向阀6B就起了作用，压缩空气控制第二气控换向阀6B换向，即P口与A口连通，空气压缩机3与第一气控换向阀6A之间残余的压力便从第二气控换向阀6B的A口排出。第一气控换向阀6A气控口失去气压，气控阀再次换向，A口与R口恢复常通状态，控制气路直接抵达手动阀(启动按钮)5的进气口，为柴油机下次顺利启动提供了条件。

如上所述，柴油机气启动保护如此循环，降低了对操作人员技术素质的要求，使操作更加简便、安全。

需要指出，减压阀4的设置是为了防止空气压缩机3输出空气压力过高而损坏气控换向阀，若气控换向阀的正常工作压力范围大于空气压缩机3输出空气压力，可不设置减压阀4。即空气压缩机3输出空气分为三路，一路经单向阀2进入气罐10，一路连接第一气控换向阀6A的气控口，一路连接第二气控换向阀6B的常闭口P。

另外，手动阀(启动按钮)5也可以是电磁阀，适用于用电控制柴油机启动，无论电动还有手动，均不脱离本发明的原理；使用手动阀(停机按钮)9控制排出残压，也可利用其他方式排出残压，但无论何种方式排出残压，均不脱离本发明的原理。

请参考图3，图3为本发明所提供气启动保护装置第二种具体实施方式的示意图。对比图2，第二种具体实施方式与上述具体实施方式的差别在于将第一气控换向阀6A与手动阀(启动按钮)5位置对调，第一气控换向阀6A安装于手动阀(启动按钮)5和启动阀8之间。即手动阀(启动按钮)5的进气口与控制气路相连，手动阀(启动按钮)5的出气口与第一气控换向阀6A的常开口R相连，压缩空气经过R、A后进入启动阀8的控制口。其余部分的连接与图2所示的连接相同，不再累述。

请参考图4，图4为本发明所提供气启动保护装置第三种具体实施方式的示意图。此方案利用机油压力来控制换向阀换向，来使手动阀(启动按钮)5失效。

将换向阀6C的控制口与发动机机油(来自柴油机)压力接口相连，控制气路经过换向阀6C的常开口R、A后进入手动阀(启动按钮)5；手动阀(启动按钮)5的出气口与启动阀8的控制口连接，启动阀5的进气口与气罐10相连，启动阀5的出气口与气马达7相连；手动阀(停车按钮)9在出气口之后分出一路与第二气控换向阀6B的气控口相连。

当柴油机未启动时，换向阀处于自然状态，R口和A口常通，手动阀(启动按钮)5可正常工作启动发动机。当发动机启动正常工作后，就有了机油压力，换向阀6C在机油压力的作用下换向，使手动阀失效，实现保护。

请参考图5，图5为本发明所提供气启动保护装置第四种具体实施方式的示意图。对比图4，将换向阀6C与手动阀(启动按钮)5的位置调换，换向阀6C安装于手动阀(启动按钮)5和启动阀8之间，同样可完成发明目的。即手动阀(启动按钮)5的进气口与控制气路相连，手动阀(启动按钮)5的出气口与换向阀6C的常开口R相连，压缩空气经过R、A后进入启动阀8的控制口。其余部分的连接与图4所示的连接相同，不再累述。

本发明所提供的柴油机包括上述任一个具体实施例所描述的气启动保护装置；气启动保护装置的部件可以随意布置在柴油机周围或根据整车位置分散布置，本申请不做要求。所述柴油机的其他部分可以参照现有技术，不再展开。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种柴油机气启动保护装置，具有空气压缩机、作为启动按钮的手动阀、气马达、启动阀、作为停车按钮的手动阀，设有启动气路和控制气路，启动气路通过管路连接启动阀，启动阀通过管路连接气马达，控制气路通过管路连接作为启动按钮的手动阀，作为启动按钮的手动阀通过管路连接启动阀的控制口，其特征在于：控制气路上，在作为启动按钮的手动阀之前安装第一换向阀或者在作为启动按钮的手动阀和启动阀之间安装第一换向阀；在第一换向阀与作为停车按钮的手动阀之间设置第二换向阀。

2.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：第一换向阀和第二换向阀为气控换向阀；或者，第一换向阀为液控换向阀，第二换向阀为气控换向阀。

3.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：空气压缩机的出气口分为三路，一路经单向阀进入气罐，一路连接第一换向阀的气控口，一路连接第二换向阀的常闭口。

4.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：空气压缩机的出气口分为两路，一路经单向阀进入气罐，另一路经过减压阀后分为两路：一路连接第一换向阀的气控口，另一路连接第二换向阀的常闭口。

5.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：控制气路经过第一换向阀的常开口后连至作为启动按钮的手动阀；作为启动按钮的手动阀的出气口与启动阀的控制口连接，启动阀的进气口与气罐相连，启动阀的出气口与气马达相连；作为停车按钮的手动阀在出气口之后分出一路与第二换向阀的气控口相连。

6.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：第一换向阀的控制口与发动机机油压力接口相连。

7.按照权利要求1所述的柴油机气启动保护装置，其特征在于：作为启动按钮的手动阀为电磁阀。

8.一种气启动柴油机，其特征在于，包括上述权利要求1至7任一项所述的气启动保护装置。

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