CN102588034B - 一种发动机智能实时保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机智能实时保护装置，包括发动机润滑系统油路和电气信号控制电路，发动机润滑系统油路包括单向阀，第一蓄能器，第二蓄能器，第一蓄能器开关，第二蓄能器开关和蓄能器机油量检测装置；电气信号控制电路包括控制单元，第一电磁阀，第二电磁阀，第一电磁阀驱动器，第二电磁阀驱动器和A/D转换器。本发明可实现发动机自动控制，能在发动机起动、低速运行、掉速和停机时保证运动零部件有一定的机油，减少发动机的磨损。

Description

一种发动机智能实时保护装置

技术领域

本发明涉及发动机保护技术领域，尤其涉及一种发动机智能实时保护装置。

背景技术

发动机工作时，机油泵将机油送至发动机曲轴、连杆、凸轮轴、气缸、活塞、齿轮等需润滑的零部件，在这些零部件表面形成机油膜，从而减少零部件磨损，提高发动机性能，并延长发动机使用寿命。发动机停止运动后，如果停机时间较长，机油路中的机油会逐渐流回机油箱，造成零部件表面机油减少，润滑性能下降，起动时机油泵来不及将机油通过主油路输送到需润滑的部位，导致零部件磨损增加，降低发动机使用寿命。发动机低速运行时，由于转速很低，机油量不足，机油压力较低，运动零部件之间形成的油膜厚度也较小，不能保证液体摩擦，导致零部件磨损增加，降低发动机使用寿命。发动机在负载突然增大时会产生掉速，也会造成机油量不足，机油压力降低，掉速严重时会导致零部件磨损增加，降低发动机使用寿命。发动机停机时，在惯性作用下仍会运行一段时间，在此期间机油压力逐渐降低，机油量也逐渐减少，到达需润滑零部件的机油也逐渐减少，导致零部件磨损增加，降低发动机使用寿命，例如涡轮增压器在停机时由于机油减少，很容易发生损坏。

专利/申请号为97215126.5，名称为《一种减少发动机起动磨损的装置》的专利公开了一种减少发动机起动时磨损的装置，该装置包括与发动机主油道相连的单向阀，单向阀与储压缸相连，储压缸经通道与发动机主油道相连，通道的中部有与其相交的空腔，该空腔内有可来回滑动的柱塞，柱塞上有与通道方向一致的通孔，柱塞外部为电磁阀，电磁阀可控制通道的通断，该装置可在发动机起动前将少部分具有一定压力的机油输送到各个摩擦面，减少发动机的磨损，延长发动机的使用寿命。虽然该装置可在发动机起动时减少发动机的磨损，但是由于该装置无法实现自动控制，因此无法在发动机低速运转、掉速时保护发动机，减少发动机的磨损，更无法在停机时保护发动机，减少发动机的磨损。

专利/申请号为200720084860.3，名称为《废气涡轮增压器停机保护装置》的专利公开了一种废气涡轮增压器停机保护装置，该装置包括一个蓄能器和一个单向阀，单向阀连接在主油路中，蓄能器连接在单向阀与涡轮增压器之间，机油泵停止运转后，机油从蓄能器泄至涡轮增压器，减少涡轮增压器磨损，从而保护涡轮增压器。但是该装置只能在发动机停机时保护涡轮增压器，不能在保护涡轮增压器的同时减少发动机其他零部件的磨损，更无法在发动机起动、低速运行和掉速时保护发动机，减少发动机的磨损；此外，该装置也无法实现自动控制。

专利/申请号为201020169801.8，名称为《发动机起动减磨系统》的专利公开了一种发动机起动减磨装置，该装置在发动机原机油路里并联一个发动机起动减磨系统，发动机起动减磨系统中的信号感应控制装置接收到点火开关打开信号后，起动系统保护油泵自动打开，润滑油被提前输送到发动机的各个工作面，提前对发动机进行润滑保护，降低了发动机的磨损。虽然该装置可在发动机起动时减少发动机的磨损，但是由于该装置无法实现自动控制，因此无法在发动机低速运转、掉速时保护发动机，减少发动机的磨损，更无法在停机时保护发动机，减少发动机的磨损。

专利/申请号为200910012743.X，名称为《计算机控制机车柴油机停机润滑保护方法》的专利公开了一种计算机控制机车柴油机停机润滑保护方法，虽然该装置有自动控制系统，能在发动机停机时自动保护涡轮增压器，但是不能在保护涡轮增压器的同时减少发动机其他零部件的磨损，更无法在发动机起动、低速运行和掉速时保护发动机，减少发动机的磨损；此外，该装置的自动控制系统简单，所实现的控制功能过于简单。

专利/申请号为200820078185.8，名称为《发动机起动、运转、停机恒压润滑保护装置》的专利公开了一种发动机起动、运转、停机恒压润滑保护装置，该装置可实现发动机起动、运转、停机恒压润滑保护，减少发动机磨损，但是该装置采用单独的电动机和机油泵构成一条机油管路，依靠单独机油泵提供的机油来实现发动机起动、运转、停机恒压润滑保护，与本专利申请所采用的技术路线完全不同，该专利的不足之处在于电动机由静止到建立需要的机油压力需要一定的时间，通常该段时间为发动机起动、运转、停机时间，是发动机最需要机油润滑的时间，该装置在此段时间内提供的机油较少且机油的流速较慢，润滑效果不明显；在发动机正常运行时，该装置若检测到机油压力较低、机油量较少时会自动停机，存在较大的安全隐患；此外，该装置的控制系统采用模拟电路，电路复杂且可靠性不高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种发动机智能实时保护装置，可实现发动机自动控制，能在发动机起动、低速运行、掉速和停机时保证运动零部件有一定的机油，减少发动机的磨损。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种发动机智能实时保护装置，其中，包括发动机润滑系统油路和电气信号控制电路，其中：

所述发动机润滑系统油路包括单向阀，第一蓄能器，第二蓄能器，第一蓄能器开关，第二蓄能器开关和蓄能器机油量检测装置；

所述电气信号控制电路包括控制单元，第一电磁阀，第二电磁阀，第一电磁阀驱动器，第二电磁阀驱动器和A/D转换器；

所述控制单元分别与所述第一电磁阀驱动器、所述第二电磁阀驱动器、所述第一蓄能器开关、所述第二蓄能器开关和所述A/D转换器连接，所述第一电磁阀驱动器、所述第一电磁阀、所述第一蓄能器和所述第一蓄能器开关依次连接，所述第二电磁阀驱动器、所述第二电磁阀、所述第二蓄能器和所述第二蓄能器开关依次连接，所述第一电磁阀分别与发动机各个润滑部位、单向阀连通，所述第二电磁阀也分别与所述发动机各个润滑部位、所述单向阀连通；所述单向阀的进油口与所述A/D转换器之间安装有所述蓄能器机油量检测装置，所述单向阀一端与所述发动机各个润滑部位连通，另一端与油泵连接。

在本发明的另一个实施例中，所述第一电磁阀驱动器包括第一驱动器和第一继电器，所述第一继电器的高压端串联在所述第一电磁阀的电源线中，低压端与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器的信号输入端与所述控制单元连接；所述第二电磁阀驱动器包括第二驱动器和第二继电器，所述第二继电器的高压端串联在所述第二电磁阀的电源线中，低压端与所述第二驱动器连接，所述第二驱动器的信号输入端与所述控制单元连接。

在本发明的又一个实施例中，所述第一电磁阀驱动器和所述第二电磁阀驱动器均为光电耦合器。

在本发明的另一个实施例中，所述第一蓄能器开关和所述第二蓄能器开关均为磁感应开关。

在本发明的又一个实施例中，所述第一蓄能器开关和所述第二蓄能器开关均为距离传感器或位置传感器。

在本发明的另一个实施例中，所述第一蓄能器和所述第二蓄能器均为弹簧式蓄能器或充气式蓄能器。

在本发明的又一个实施例中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为二位二通电磁阀。

在本发明的另一个实施例中，所述蓄能器机油量检测装置为压力传感器。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）在发动机起动、停机、低速运行或掉速时可迅速将一定机油输送至发动机各运动部件，减少发动机的磨损，延长发动机使用寿命；

（2）可根据发动机的运行状态实现自动控制，自动向发动机需润滑部位输送机油，减少发动机零部件的磨损，延长发动机的寿命。

附图说明

图1是本发明发动机智能实时保护装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明发动机智能实时保护装置的结构示意图，如图1所示，包括发动机润滑系统油路和电气信号控制电路，其中，发动机润滑系统油路包括单向阀11，第一蓄能器12，第二蓄能器13，第一蓄能器开关14，第二蓄能器开关15和蓄能器机油量检测装置16。电气信号控制电路包括控制单元21，第一电磁阀22，第二电磁阀23，第一电磁阀驱动器，第二电磁阀驱动器和A/D转换器26，控制单元21分别与第一电磁阀驱动器、第二电磁阀驱动器、第一蓄能器开关14、第二蓄能器开关15和A/D转换器26连接，第一电磁阀驱动器、第一电磁阀22、第一蓄能器12和第一蓄能器开关14依次连接，第二电磁阀驱动器、第二电磁阀23、第二蓄能器12和第二蓄能器开关15依次连接，第一电磁阀22分别与发动机各个润滑部位01、单向阀11连通，第二电磁阀23也分别与发动机各个润滑部位01、单向阀11连通。蓄能器机油量检测装置16安装在单向阀11的进油口与A/D转换器26之间，具体地，蓄能器机油量检测装置16为压力传感器，单向阀11一端与发动机各个润滑部位01连通，另一端与油泵0连接，油泵0与油底壳00连通。

继续参看图1所示，在工作状态中，当发动机第一次起动时，控制单元21发出第一电磁阀打开信号，该信号经第一电磁阀驱动器加强后驱动第一继电器242工作，第一继电器242高压端触头闭合，第一电磁阀22的线圈221接通，在电磁力的作用下，第一电磁阀22的阀芯222向第一电磁阀弹簧223一侧运动，从而打开第一电磁阀22；同理，控制单元21也发出第二电磁阀打开信号，打开第二电磁阀23。机油在油泵0的作用下，从油底壳00经单向阀11进入发动机润滑系统主油路，机油进入润滑系统主油路后为三路，第一路：机油经发动机各润滑部位机油进口，再进入发动各润滑部位01，润滑运动零部件；第二路：经第二电磁阀22进入第二蓄能器13；第三路：通过副油路经第一电磁阀22进入第一蓄能器12。随着第二蓄能器13储存的机油增多，第二蓄能器隔膜131向第二蓄能器弹簧132一侧运动，当第二蓄能器隔膜131运动至第二蓄能器开关15位置时，第二蓄能器13蓄满机油，第二蓄能器开关15向控制单元21发出第二蓄能器13满输出信号，控制单元21在接收到该信号后停止发送第二电磁阀23打开信号，此时第二电磁阀线圈231断开，在第二电磁阀弹簧232的作用下，第二电磁阀阀芯233复位，第二电磁阀23关闭；同理，当第一蓄能器12蓄满机油时，第一电磁阀22关闭。当第一电磁阀22和第二电磁阀23均关闭后，机油全部经发动机各润滑部位机油进口进入发动各润滑部位01。

当发动机停机时，控制单元21发出第一电磁阀打开信号，第一电磁阀22打开，第一蓄能器12内储存的机油通过副油路经发动机各润滑部位机油进口流向发动机各润滑部位01，在运动零部件表面形成机油膜，减少发动机停机磨损，润滑完毕后控制单元停止发送第一电磁阀打开信号，第一电磁阀关闭。此时，由于第二电磁阀阀芯233复位，机油通路被切断，机油被储存在第二蓄能器13内。

当发动机再起动时，控制单元21发出第二电磁阀打开信号，第二电磁阀23打开，第二蓄能器13内的机油在第二蓄能器弹簧132的作用下，经第二电磁阀23从发动机各润滑部位机油进口进入发动各润滑部位01，在运动零部件表面形成机油膜，从而减少零部件磨损，延长发动机使用寿命。

当发动机完全起动后，控制单元21分别发出第一电磁阀打开信号和第二电磁阀打开信号，第一电磁阀22和第二电磁阀23打开，机油在油泵0的作用下，从油底壳00经单向阀11进入发动机润滑系统主油路，机油进入润滑系统主油路后为三路，第一路：机油经发动机各润滑部位机油进口进入发动各润滑部位01，润滑运动零部件；第二路：经第二电磁阀23进入第二蓄能器13；第三路：通过副油路经第一电磁阀22进入第一蓄能器12。当第一蓄能器12和第二蓄能器13蓄满机油后，控制单元21停止发送第一电磁阀打开信号和第二电磁阀打开信号，此时第一电磁阀22和第二电磁阀23均关闭，机油全部经发动机各润滑部位机油进口进入发动各润滑部位01；第二蓄能器13内储存的机油供发动机下次起机时使用，第一蓄能器12内储存的机油供发动机停机时使用，同时第一蓄能器12和第二蓄能器13内储存的机油还可在发动机低速运行或负载突然增加产生掉速时使用。 

在发动机运行过程中，压力传感器10用于检测单向阀进油口9处的机油压力，检测到的机油压力信号经A/D转换器11转换成数字信号后输入控制单元16，控制单元16根据输入的数字信号来控制电磁阀Ⅰ19和电磁阀Ⅱ23的通断。

当发动机低速运行或负载突然增加产生掉速时，会造成机油压力降低。在第一蓄能器12和第二蓄能器13储满机油后，若检测到机油压力过低，控制单元21则分别发出第一电磁阀打开信号和第二电磁阀打开信号，打开第一电磁阀22和第二电磁阀23，第一蓄能器12和第二蓄能器13内机油与机油泵送来的机油共同流至发动机各润滑部位01，从而保证运动零部件能得到充分的润滑；当机油压力恢复正常后，机油重新流向第一蓄能器12和第二蓄能器13，当第一蓄能器12和第二蓄能器13蓄满机油后控制单元21则停止发送第一电磁阀打开信号和第二电磁阀打开信号，第一电磁阀22和第二电磁阀23关闭，第二蓄能器13内储存的机油供发动机下次起机时使用，第一蓄能器12内储存的机油供发动机停机时使用，同时第一蓄能器12和第二蓄能器13内储存的机油还可在发动机低速运行或负载突然增加产生掉速时使用。在第一蓄能器12和第二蓄能器13蓄能期间，若检测到机油压力过低，控制单元21则停止发送第一电磁阀打开信号和第二电磁阀打开信号，第一电磁阀22和第二电磁阀23关闭，机油全部流至发动机各润滑部位01，从而保证运动零部件能得到充分的润滑。

优选地，第一电磁阀驱动器包括第一驱动器241和第一继电器242，第一继电器242的高压端串联在第一电磁阀22的电源线中，低压端与第一驱动器241连接，第一驱动器241的信号输入端与控制单元21连接。第二电磁阀驱动器包括第二驱动器251和第二继电器252，第二继电器252的高压端串联在第二电磁阀23的电源线中，低压端与第二驱动器251连接，第二驱动器251的信号输入端与控制单元21连接。

在另一个变化例中，第一电磁阀驱动器和第二电磁阀驱动器均为光电耦合器。光电耦合器（Optical Coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦，是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”转换。

优选地，第一蓄能器开关14和第二蓄能器开关15均为磁感应开关，磁感应开关具体安装在蓄能器的非机油仓一侧，信号输出端与控制单元连接。磁感应开关包括磁体以及与磁体相对布置的感应线圈，感应线圈的输出端与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端串接在电源的输入端上。磁感应开关主要优点是抗干扰能力强，防水性能好，动作距离远，能耐高温，适用于某些要求高的场合。

在另一个变化例中，第一蓄能器开关和第二蓄能器开关均为距离传感器或位置传感器。

优选地，第一蓄能器12和第二蓄能器13均为弹簧式蓄能器，弹簧式蓄能器内部包括隔膜和弹簧，在一个变化例中，第一蓄能器12和第二蓄能器13为充气式蓄能器。

优选地，第一电磁阀22和第二电磁阀23均为二位二通电磁阀。二位二通电磁阀通常与双作用气动执行机构配套使用，两位是两个位置可控：开-关，五通是有五个通道通气，其中1个与气源连接，两个与双作用气缸的外部气室的进出气口连接，两个与内部气室的进出气口接连，具体的工作原理可参照双作用气动执行机构工作原理。

在再一个变化例中，磁感应开关也可由压力传感器代替，此时传感器的安装位置在蓄能器的机油仓侧，再结合A/D传感器，通过测量机油仓内机油的压力即可实现蓄能器机油量的检测。另外，还可在电磁阀电路中增加开关等元器件来手动开闭电磁阀。

综上所述，在控制单元21的统一控制下，结合发动机的实际运行状态，本发明既可在发动机停机、起动时将一定的机油输送至发动机各润滑部位01，也可在发动机低速运行或掉速时将一定的机油输送至发动机各润滑部位01，减少了发动机的磨损，达到了发动机智能、实时保护的目的。通过第二蓄能器压力调节螺栓133可调节第二蓄能器弹簧132的弹力，从而调节第二蓄能器13的蓄能压力；同理也可调节第一蓄能器12的蓄能压力。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种发动机智能实时保护装置，其特征在于，包括发动机润滑系统油路和电气信号控制电路，其中：

所述发动机润滑系统油路包括单向阀，第一蓄能器，第二蓄能器，第一蓄能器开关，第二蓄能器开关和蓄能器机油量检测装置；

所述电气信号控制电路包括控制单元，第一电磁阀，第二电磁阀，第一电磁阀驱动器，第二电磁阀驱动器和A/D转换器；

所述控制单元分别与所述第一电磁阀驱动器、所述第二电磁阀驱动器、所述第一蓄能器开关、所述第二蓄能器开关和所述A/D转换器连接，所述第一电磁阀驱动器、所述第一电磁阀、所述第一蓄能器和所述第一蓄能器开关依次连接，所述第二电磁阀驱动器、所述第二电磁阀、所述第二蓄能器和所述第二蓄能器开关依次连接，所述第一电磁阀分别与发动机各个润滑部位、单向阀连通，所述第二电磁阀也分别与所述发动机各个润滑部位、所述单向阀连通；所述单向阀的进油口与所述A/D转换器之间安装有所述蓄能器机油量检测装置，所述单向阀一端与所述发动机各个润滑部位连通，另一端与油泵连接。

2.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一电磁阀驱动器包括第一驱动器和第一继电器，所述第一继电器的高压端串联在所述第一电磁阀的电源线中，低压端与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器的信号输入端与所述控制单元连接；所述第二电磁阀驱动器包括第二驱动器和第二继电器，所述第二继电器的高压端串联在所述第二电磁阀的电源线中，低压端与所述第二驱动器连接，所述第二驱动器的信号输入端与所述控制单元连接。

3.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一电磁阀驱动器和所述第二电磁阀驱动器均为光电耦合器。

4.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一蓄能器开关和所述第二蓄能器开关均为磁感应开关。

5.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一蓄能器开关和所述第二蓄能器开关均为距离传感器或位置传感器。

6.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一蓄能器和所述第二蓄能器均为弹簧式蓄能器或充气式蓄能器。

7.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为二位二通电磁阀。

8.如权利要求1所述的发动机智能实时保护装置，其特征在于，所述蓄能器机油量检测装置为压力传感器。

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