CN110905625B - 一种防机油冲击的发动机润滑系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防机油冲击的发动机润滑系统及控制方法，润滑系统包括机油主供管路，机带机油泵，电动机油备用泵，机油旁通管路和设置于其上且受控于控制系统的旁通电磁阀；机油主供管路和机油旁通管路均与机带机油泵和电动机油备用泵连通；机油旁通管路与发动机油底壳连通。控制方法包括：发动机停机时控制旁通电磁阀打开并校验其打开状态，发动机启动后控制旁通电磁阀关闭；准备起动发动机时，打开电动机油备用泵开始预供油，部分机油可旁通到发动机油底壳中；关闭电动机油备用泵，发动机起动成功后机油经机油主供管路进入发动机主油道。本发明可以在机油预供时防止过大机油压力对机油主供管路上的部件产生冲击，延长了部件的使用寿命。

Description

一种防机油冲击的发动机润滑系统及控制方法

技术领域

本发明属于发动机润滑系统技术领域，尤其涉及一种适用于船用的防机油冲击的发动机润滑系统及控制方法。

背景技术

大型船用柴油机(运行参数由柴油机安全控制系统engine safety and controlsystem监控，后文简称控制系统)，在起动前都需要开启电动机油泵预供，充分润滑主轴瓦、连杆瓦等发动机摩擦副零件，防止滑瓦。部分柴油机特别是船主机，因为船级社要求当船主机为1台时，必须配备电动机油备用泵，故为了降低成本，一般船主机都不单独配置电动机油预供泵，而是用电动机油备用泵替代，兼顾预供作用。但电动机油备用泵与机带机油泵作用相当，因此流量压力较大，起动预供时，由于用在发动机运行过程中平衡机油主供管路的结构不发挥作用，因此经常发生因机油压力对机油主供管路上的部件产生较大压力冲击而影响部件使用寿命的现象。

鉴于此，亟需对现有技术进行改进，设计开发一种可在机油预供时防止机油主供管路的各个部件受到过大机油压力的冲击，以确保部件使用寿命的润滑系统和润滑控制方法。

发明内容

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提供了一种防机油冲击的发动机润滑系统及控制方法，可在机油预供时防止机油主供管路的各个部件受到过大机油压力的冲击，延长了部件的使用寿命，降低了维护成本。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种防机油冲击的发动机润滑系统，所述发动机润滑系统包括与发动机主油道连通的机油主供管路和与发动机油底壳连通且并联的机带机油泵、电动机油备用泵；还包括机油旁通管路和设置于所述机油旁通管路上且受控于控制系统的旁通电磁阀；所述机油主供管路和所述机油旁通管路的一端均通过连接管路分别与所述机带机油泵和所述电动机油备用泵的出油口连通；所述机油旁通管路的另一端与所述发动机油底壳连通；

在发动机起动前所述电动机油备用泵进行预供油时，所述旁通电磁阀处于打开状态以防止机油对所述机油主供管路上的部件产生冲击。

进一步，所述部件包括机油冷却器、温控阀和机油滤清器；

所述机油冷却器的进油端与所述连接管路连通，所述机油冷却器的出油端与所述温控阀的C端口连通，所述温控阀的A端口与所述机油滤清器连通，所述温控阀的B端口与所述连接管路连通。

进一步，所述机油滤清器上游的所述机油主供管路上设置有滤前压力传感器，所述机油滤清器下游的所述机油主供管路上设置有滤后压力传感器；所述滤前压力传感器与所述滤后压力传感器均与所述控制系统电连接。

进一步，所述发动机润滑系统还包括压力平衡管路和设置于所述压力平衡管路上的机油压力调节阀，所述压力平衡管路的一端与所述连接管路连通，另一端与所述发动机油底壳连通；所述机油压力调节阀的压力取样端口与所述发动机主油道连通。

进一步，所述机带机油泵的出油端与所述连接管路之间的管路上设置有第一机油止回阀；

所述电动机油备用泵的出油端与所述连接管路之间的管路上设置有第二机油止回阀。

第二方面，本发明实施例提供一种防机油冲击的发动机润滑控制方法，使用上述所述的防机油冲击的发动机润滑系统，所述发动机润滑控制方法包括以下步骤：

S1、所述发动机转速为零处于停机状态时，所述控制系统控制所述旁通电磁阀打开并对其打开状态进行校验；反之，所述控制系统控制所述旁通电磁阀关闭；

S2、准备起动所述发动机时，打开所述电动机油备用泵开始预供油，一部分机油经所述机油主供管路进入所述发动机主油道，另一部分机油经所述机油旁通管路进入所述发动机油底壳以防止经所述电动机油备用泵输出的机油对所述机油主供管路上的部件产生冲击；

S3、关闭所述电动机油备用泵，起动所述发动机；当所述发动机转速大于零起动成功后，此时所述旁通电磁阀关闭；所述机带机油泵随所述发动机同步运行，机油经所述机油主供管路进入所述发动机主油道。

进一步，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断所述发动机是否处于停机状态，若是，控制所述旁通电磁阀打开，并进入步骤S12；若否，控制所述旁通电磁阀关闭；

S12、判断所述滤前压力传感器和所述滤后压力传感器是否失效；若失效，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效，则进入步骤S13；

S13、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值，若是，执行步骤S14；若否，则判定所述旁通电磁阀打开成功；

S14、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值与所述滤后压力传感器传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

进一步，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断所述发动机是否处于停机状态，若是，控制所述旁通电磁阀打开，并进入步骤S12；若否，控制所述旁通电磁阀关闭；

S12、判断所述滤前压力传感器和所述滤后压力传感器是否失效；若失效，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效，则进入步骤S13；

S13、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值，若是，执行步骤S14；若否，则判定所述旁通电磁阀打开成功；

S14、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值与所述滤后压力传感器传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，执行步骤S15；

S15、计数器开始计数n；当n<2时，返回执行所述步骤S11；否则，执行步骤S16；

S16、计数器清零，且输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

进一步，所述预设时间a、所述预设报警限值和所述预设堵塞限值均需要预先存储到所述控制系统中。

进一步，所述步骤S3包括：

当所述发动机主油道内的机油压力大于所述机油压力调节阀的压力限值时，所述机油压力调节阀打开，此时部分机油经所述压力平衡管路进入所述发动机油底壳以平衡经所述机油主供管路进入所述发动机主油道内的机油压力。

由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：

本发明中的防机油冲击的发动机润滑系统，包括与发动机主油道连通的机油主供管路和与发动机油底壳连通且并联的机带机油泵、电动机油备用泵；还包括机油旁通管路和设置于机油旁通管路上且受控于控制系统的旁通电磁阀；机油主供管路和机油旁通管路的一端均通过连接管路分别与机带机油泵和电动机油备用泵的出油口连通；机油旁通管路的另一端与发动机油底壳连通。发动机润滑控制方法包括：S1、发动机处于停机状态时，控制系统控制旁通电磁阀打开并对其打开状态进行校验；反之，控制系统控制旁通电磁阀关闭；S2、准备起动发动机时，打开电动机油备用泵开始预供油，一部分机油经机油主供管路进入发动机主油道，另一部分机油经机油旁通管路进入发动机油底壳以防止经电动机油备用泵输出的机油对机油主供管路上的部件产生冲击；S3、关闭所电动机油备用泵，起动发动机；当发动机转速大于零起动成功后，此时旁通电磁阀关闭；机带机油泵随发动机同步运行，机油经机油主供管路进入发动机主油道。

综上，增加机油旁通管路、旁通电磁阀的润滑系统以及使用该润滑系统实现的润滑控制方法，可以在机油预供时防止机油主供管路的各个部件受到过大机油压力的冲击，延长了部件的使用寿命，降低了维护成本。

附图说明

图1是本发明防机油冲击的发动机润滑系统的结构原理图；

图2是本发明防机油冲击的发动机润滑控制方法的流程框图；

图3是图2中步骤S1第一种实施例的具体流程图；

图4是图2中步骤S1第二种实施例的具体流程图；

图中，1-发动机主油道，2-机油主供管路，3-发动机油底壳，4-机带机油泵，5-电动机油备用泵，6-机油旁通管路，7-旁通电磁阀，8-连接管路，9-机油冷却器，10-温控阀，11-机油滤清器，12-控制系统，13-滤前压力传感器，14-滤后压力传感器，15-压力平衡管路，16-机油压力调节阀，17-取样管路，18-回油管路，19-第一机油止回阀，20-第二机油止回阀，21-转速传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

由图1所示，本实施例中，发动机润滑系统包括与发动机主油道1连通的机油主供管路2和与发动机油底壳3连通且并联的机带机油泵4、电动机油备用泵5；发动机主油道1通过回油管路18与发动机油底壳3连通。除此之外，发动机润滑系统还包括机油旁通管路6和设置于机油旁通管路6上且受控于控制系统12的旁通电磁阀7；机油主供管路2和机油旁通管路6的一端均通过同一连接管路8分别与机带机油泵4和电动机油备用泵5的出油口连通；机油旁通管路6的另一端与发动机油底壳3连通；在发动机起动前电动机油备用泵5进行预供油时，旁通电磁阀7处于打开状态以防止机油对机油主供管路2上的部件产生冲击，同时还可保证了发动机机油预供所需的压力。

其中，部件包括由上游到下游依次设置的机油冷却器9、温控阀10和机油滤清器11。机油冷却器9的进油端与连接管路8连通，机油冷却器9的出油端与温控阀10的C端口连通，温控阀10的A端口与机油滤清器11连通，温控阀10的B端口直接与连接管路8连通。

机油滤清器11上游的机油主供管路2上设置有滤前压力传感器13，机油滤清器11下游的机油主供管路2上设置有滤后压力传感器14；滤前压力传感器13与滤后压力传感器14均与控制系统12电连接；用于向控制系统12传送滤前压力值和滤后压力值。

本实施例中，发动机润滑系统还包括压力平衡管路15和设置于压力平衡管路15上的机油压力调节阀16，压力平衡管路15的一端与连接管路8连通，另一端与发动机油底壳3连通；机油压力调节阀16的压力取样端口通过取样管路17与发动机主油道1连通。虽然增压了压力平衡管路15机油压力调节阀16，但由于该机油压力调节阀16取样位置位于发动机主油道1区域，当发动机主油道1超过限定值时，才旁通部分机油；但是当电动机油备用泵5开启时，机油压力峰值未抵达发动机主油道1之前，压力无法调节；因此仍然需要控制旁通电磁阀7此时处于打开专题，以避免造成发动机主油道1上游的机油滤清器11、机油冷却器9和温控阀10等部件受到过大机油压力冲击。

为了防止机油倒流损坏机带机油泵4和电动机油备用泵5；机带机油泵4的出油端与连接管路8之间的管路上设置有第一机油止回阀19；电动机油备用泵5的出油端与连接管路8之间的管路上设置有第二机油止回阀20。

本实施例还公开了一种使用上述防机油冲击的发动机润滑系统的发动机润滑控制方法，该控制方法包括以下步骤：

由图2所示，S1、发动机转速为零处于停机状态时，控制系统12控制旁通电磁阀7打开并对其打开状态进行校验(控制系统12向旁通电磁阀7发送打开指令，但旁通电磁阀7是否执行了该打开指令，即是否真正打开需要校验)；反之，控制系统12控制旁通电磁阀7关闭。控制系统12基于转速传感器21传送的转速信号判断发动机当前的状态。由于旁通电磁阀7在发生故障时通常处于关闭状态，因此没有必要对其关闭状态进行校验。

S2、准备起动发动机时，打开电动机油备用泵5开始预供油，一部分机油经机油主供管路2进入发动机主油道1(并到达发动机的各个摩擦副以完成发动机起动前的预润滑)，另一部分机油经机油旁通管路6进入发动机油底壳3以防止经电动机油备用泵5输出的机油(具有大流量大压力)对机油主供管路2上的部件产生冲击。

S3、关闭电动机油备用泵5，起动发动机；当发动机转速大于零起动成功后，此时旁通电磁阀7关闭；机带机油泵4随发动机同步运行，机油经机油主供管路2进入发动机主油道1(并到达发动机的各个摩擦副以完成发动机起动后的润滑)。当发动机主油道1内的机油压力大于机油压力调节阀16的压力限值时，机油压力调节阀16打开，此时部分机油经压力平衡管路15进入发动机油底壳3以平衡经机油主供管路2进入发动机主油道1内的机油压力。

由图3所示，本实施例中，步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断发动机是否处于停机状态，若是，控制旁通电磁阀7打开，并进入步骤S12；若否，控制旁通电磁阀17关闭。

S12、判断滤前压力传感器13和滤后压力传感器14是否失效(即判断滤前、滤后的压力信号是否正常)；若失效(任何一个不正常，或两个都不正常)，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效(两个都正常)，则进入步骤S13。

S13、继续判断滤前压力传感器13传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值(可经过多次试验进行标定，当旁通电磁阀7正常打开时，根据滤前压力值的波动范围设定该预设报警限值)，若是，执行步骤S14；若否，则判定旁通电磁阀打开成功。

S14、判断滤前压力传感器13传送的滤前压力值与滤后压力传感器14传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值(可经过多次试验进行标定出)；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

预设时间a、预设报警限值和预设堵塞限值均需要预先存储到控制系统12中，便于调用。

实施例二：

实施例二与实施例一中公开的防机油冲击的发动机润滑系统结构完全相同，不同之处在于步骤S1不同。下面仅针对不同之处进行详细阐述。

由图4所示，本实施例中，步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断发动机是否处于停机状态，若是，控制旁通电磁阀7打开，并进入步骤S12；若否，控制旁通电磁阀7关闭。

S12、判断滤前压力传感器13和滤后压力传感器14是否失效(即判断滤前、滤后的压力信号是否正常)；若失效(任何一个不正常，或两个都不正常)，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效(两个都正常)，则进入步骤S13。

S13、判断滤前压力传感器13传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值(可经过多次试验进行标定，当旁通电磁阀7正常打开时，根据滤前压力值的波动范围设定该预设报警限值)，若是，执行步骤S14；若否，则判定旁通电磁阀打开成功。

S14、判断滤前压力传感器13传送的滤前压力值与滤后压力传感器14传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值(可经过多次试验进行标定出)；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，执行步骤S15。

S15、计数器开始计数n；当n<2时，返回执行步骤S11；否则，执行步骤S16。进行两次检验，以防止第一次检验是偶然发生事件。

S16、计数器清零，且输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

综上，当发动机处于停机状态时，该旁通电磁阀7常开(可以避免电动机油备用泵5开启瞬间因旁通电磁阀7动作不及时导致的压力冲击)，当电动机油备用泵5开启后，一部分机油被旁通至发动机油底壳3，既保证了发动机机油预供所需的压力，又避免机油压力过大对机油滤清器11、机油冷却器9等部件的冲击。延长了部件的使用寿命，降低了维护成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限值本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防机油冲击的发动机润滑系统，所述发动机润滑系统包括与发动机主油道连通的机油主供管路和与发动机油底壳连通且并联的机带机油泵、电动机油备用泵；其特征在于，还包括机油旁通管路和设置于所述机油旁通管路上且受控于控制系统的旁通电磁阀；所述机油主供管路和所述机油旁通管路的一端均通过连接管路分别与所述机带机油泵和所述电动机油备用泵的出油口连通；所述机油旁通管路的另一端与所述发动机油底壳连通；

在发动机起动前所述电动机油备用泵进行预供油时，所述旁通电磁阀处于打开状态以防止机油对所述机油主供管路上的部件产生冲击。

2.根据权利要求1所述的防机油冲击的发动机润滑系统，其特征在于，所述部件包括机油冷却器、温控阀和机油滤清器；

所述机油冷却器的进油端与所述连接管路连通，所述机油冷却器的出油端与所述温控阀的C端口连通，所述温控阀的A端口与所述机油滤清器连通，所述温控阀的B端口与所述连接管路连通。

3.根据权利要求2所述的防机油冲击的发动机润滑系统，其特征在于，所述机油滤清器上游的所述机油主供管路上设置有滤前压力传感器，所述机油滤清器下游的所述机油主供管路上设置有滤后压力传感器；所述滤前压力传感器与所述滤后压力传感器均与所述控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的防机油冲击的发动机润滑系统，其特征在于，所述发动机润滑系统还包括压力平衡管路和设置于所述压力平衡管路上的机油压力调节阀，所述压力平衡管路的一端与所述连接管路连通，另一端与所述发动机油底壳连通；所述机油压力调节阀的压力取样端口与所述发动机主油道连通。

5.根据权利要求1所述的防机油冲击的发动机润滑系统，其特征在于，所述机带机油泵的出油端与所述连接管路之间的管路上设置有第一机油止回阀；

所述电动机油备用泵的出油端与所述连接管路之间的管路上设置有第二机油止回阀。

6.一种防机油冲击的发动机润滑控制方法，其特征在于，使用权利要求4所述的防机油冲击的发动机润滑系统，所述发动机润滑控制方法包括以下步骤：

S1、所述发动机转速为零处于停机状态时，所述控制系统控制所述旁通电磁阀打开并对其打开状态进行校验；反之，所述控制系统控制所述旁通电磁阀关闭；

S2、准备起动所述发动机时，打开所述电动机油备用泵开始预供油，一部分机油经所述机油主供管路进入所述发动机主油道，另一部分机油经所述机油旁通管路进入所述发动机油底壳以防止经所述电动机油备用泵输出的机油对所述机油主供管路上的部件产生冲击；

S3、关闭所述电动机油备用泵，起动所述发动机；当所述发动机转速大于零起动成功后，此时所述旁通电磁阀关闭；所述机带机油泵随所述发动机同步运行，机油经所述机油主供管路进入所述发动机主油道。

7.根据权利要求6所述的防机油冲击的发动机润滑控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断所述发动机是否处于停机状态，若是，控制所述旁通电磁阀打开，并进入步骤S12；若否，控制所述旁通电磁阀关闭；

S12、判断所述滤前压力传感器和所述滤后压力传感器是否失效；若失效，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效，则进入步骤S13；

S13、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值，若是，执行步骤S14；若否，则判定所述旁通电磁阀打开成功；

S14、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值与所述滤后压力传感器传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

8.根据权利要求6所述的防机油冲击的发动机润滑控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、判断所述发动机是否处于停机状态，若是，控制所述旁通电磁阀打开，并进入步骤S12；若否，控制所述旁通电磁阀关闭；

S12、判断所述滤前压力传感器和所述滤后压力传感器是否失效；若失效，输出“相应传感器失效”报警信号；若未失效，则进入步骤S13；

S13、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值是否在预设时间a内持续大于预设报警限值，若是，执行步骤S14；若否，则判定所述旁通电磁阀打开成功；

S14、判断所述滤前压力传感器传送的滤前压力值与所述滤后压力传感器传送的滤后压力值之间的压差值是否大于预设堵塞限值；若是，输出“机油滤清器堵塞”报警信号；若否，执行步骤 S15；

S15、计数器开始计数n；当n<2时，返回执行所述步骤S11；否则，执行步骤S16；

S16、计数器清零，且输出“旁通电磁阀打开失败”报警信号。

9.根据权利要求7或8所述的防机油冲击的发动机润滑控制方法，其特征在于；

所述预设时间a、所述预设报警限值和所述预设堵塞限值均需要预先存储到所述控制系统中。

10.根据权利要求7或8所述的防机油冲击的发动机润滑控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

当经所述机油主管路进入所述发动机主油道内的机油压力大于所述机油压力调节阀的压力限值时，所述机油压力调节阀打开，此时部分机油经所述压力平衡管路进入所述发动机油底壳以平衡经所述机油主供管路进入所述发动机主油道内的机油压力。

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