CN111425302A - 避免烧瓦的预警方法 - Google Patents

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李�杰
覃甲惠
刘宁
何龙
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罗蔼杰
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Abstract

本发明公开了一种避免烧瓦的预警方法，一般情况下发动机的飞轮和曲轴轴端连接，曲轴轴径装配在上轴瓦和下轴瓦之间，上下轴瓦装配在曲轴箱的底孔内，正常时轴径和上轴瓦和下轴瓦之间通过油膜进行润滑，预警方法包括：在飞轮的轮缘处设置第一测试点；在曲轴箱处设置第二测试点；以及通过线路在第一测试点和第二测试点之间设置报警器；报警器用以当第一测试点和第二测试点之间的电阻值小于设定值时发出报警。本发明的避免烧瓦的预警方法，能够通过监测飞轮和曲轴箱之间的电阻变化来避免烧瓦现象的出现。

Description

避免烧瓦的预警方法
技术领域
本发明是关于发动机制造领域，特别是关于一种发动机避免烧瓦的预警方法。
背景技术
目前常见的内燃机为往复式的发动机，其将气体膨胀功转化为机械功的结构就是曲轴连杆机构(又称曲柄连杆机构)。其中曲轴主轴颈与主轴承轴瓦形成一对旋转运动副，曲轴连杆颈与连杆大头轴瓦形成一对旋转运动副。这两对运动副是内燃机中承受气体力冲击的关键运动副，需要良好的润滑保证。所以一般都会布置合理的润滑，形成承压的油膜，保证曲轴的轴颈不与轴瓦形成直接的接触，这样曲轴和轴瓦都不会拉伤，如图1所示。形象一点来说，正常情况下，旋转的曲轴是浮在主轴承座孔的油层中的。油膜主要通过合理的间隙和足够的机油压力来保证。
虽然油膜润滑方案的目的是不让轴颈与轴瓦直接接触，但在一些特殊情况下(如启动时油压不足、油道里面有空气进入、杂质颗粒进入等)，油膜无法正常形成，这时曲轴轴颈仍要与轴瓦直接接触并形成摩擦，导致轴瓦或轴颈的磨损。随着磨损的积累，间隙加大后油膜的形成更加困难，这时曲轴轴颈长时间与轴瓦直接摩擦，就会导致曲轴轴颈和轴瓦的严重拉伤，如图2所示。如果未及时发现，轴瓦甚至会产生跟转损坏机体的主轴承底孔，导致整机报废(俗称烧瓦)。
现阶段烧瓦故障并没有可靠的预警方案，只能通过机油压力降低来预判可能发生，提前更换轴瓦。更换新轴瓦恢复原间隙保证油膜形成，避免烧瓦。但机油压力降低到多少就必须更换轴瓦并没有一个可靠的标准。而且一些其他问题如分支油道堵塞、曲轴颈与轴孔因制造问题配合不好导致间隙过小甚至没有间隙等，这时机油压力未降低也会发生烧瓦故障。
现有技术中有几种防止烧瓦的装置，其中一种的核心点都是利用机油压力控制燃油油路的开闭，机油压力过低时切断燃油让发动机停机。
但是该类方法存在一定缺陷：首先容易导致启动困难，因为启动的时候绝大部分轻中型发动机机油压力未完全建立，油压是很低的。其次有些烧瓦并不完全是机油压力过低导致，如润滑油道堵塞甚至会导致机油压力的进一步升高。曲轴颈与轴孔的配合间隙过小也会导致烧瓦，这种情况的机油压力也不会降低。总之该类方法依赖于机油压力，无法从原理上完全保证烧瓦被提前警示或防止，同时因启动问题也限制了该类方法的应用。
另一种是增加温度传感器监控主轴瓦温度，烧瓦发生时会产生大量热导致温度升高。该方案只能监测主轴瓦，并且要等到摩擦生热才能预警，另外需要每个主轴瓦增加一个传感器。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免烧瓦的预警方法，其能够通过监测飞轮和曲轴箱之间的电阻变化来避免烧瓦现象的出现。
为实现上述目的，本发明提供了一种避免烧瓦的预警方法，一般情况下发动机的飞轮和曲轴轴端连接，轴轴径装配在上轴瓦和下轴瓦之间，上下轴瓦装配在曲轴箱的底孔内，正常时轴径和上轴瓦和下轴瓦之间通过油膜进行润滑，预警方法包括：在飞轮的轮缘处设置第一测试点；在曲轴箱处设置第二测试点；以及通过线路在第一测试点和第二测试点之间设置报警器；报警器用以当第一测试点和第二测试点之间的电阻值小于设定值时发出报警。
在一优选的实施方式中，第一测试点采用电刷形式设置在飞轮的轮缘上。
在一优选的实施方式中，设定值包括电阻阀值以及第一测试点和第二测试点之间的电阻值小于电阻阀值的持续时间。
在一优选的实施方式中，报警器为电阻表报警器。
与现有技术相比，本发明的避免烧瓦的预警方法，通过监测飞轮和曲轴箱之间的电阻变化，可以及时提醒操作人员运动副油膜失效，需要维护，避免烧瓦故障。同时该预警方法不受机油压力影响，不易出现误判。并且轴瓦的更换周期不需要再以机油压力作为模糊依据，可以精准的延长轴瓦寿命。
附图说明
图1是正常时曲轴轴径和轴瓦之间的油膜示意图；
图2是非正常时曲轴轴径和轴瓦之间的油膜示意图；
图3是根据本发明一实施方式的预警方法的结构原理示意图。
主要附图标记说明：
1-曲轴轴径，2-下轴瓦，3-上轴瓦，4-曲轴箱，5-飞轮，6-螺栓，7-报警器，A-第一测试点，B-第二测试点，7-报警器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图3所示，图3是根据本发明一实施方式的预警方法的结构原理示意图。根据本发明优选实施方式的一种避免烧瓦的预警方法，一般情况下，发动机的飞轮5通过螺栓6和曲轴轴端连接，轴轴径装配在上轴瓦3和下轴瓦2之间，上下轴瓦装配在曲轴箱4的底孔内，正常时轴径和上轴瓦3和下轴瓦2之间通过油膜进行润滑，预警方法包括设置第一测试点A和第二测试点B以及通过线路将第一测试点A和第二测试点B与报警器7连接起来。
在一些实施方式中，第一测试点A以电刷的形式设置在飞轮5的轮缘处，但本发明并不一次为限。第二测试点B设置在曲轴箱4处。报警器7通过线路连接在第一测试点A和第二测试点B之间，本实施例采用的是电阻表报警器。
在油膜无法正常形成时，利用曲轴轴颈与轴瓦长时间接触导致的电阻性变化形成报警，提醒操作人员及时停机维护轴颈轴瓦的运动副。为此增加一套高精度的电阻测量设备，测量飞轮5(因为飞轮5与曲轴固连，而且电阻低)和曲轴箱(曲轴箱与轴瓦固连，而且电阻低)之间的电阻。在油膜正常形成的条件下，曲轴与轴瓦间不直接接触，两个测点间表现为一个较大的电阻。当曲轴与轴瓦直接接触时，电阻明显下降。设定值包括电阻阀值以及第一测试点A和第二测试点B之间的电阻值小于电阻阀值的持续时间。当第一测试点A和第二测试点B之间的电阻值小于设定值时报警器7即可发出报警，用以及时提醒操作人员曲轴与轴瓦已经长时间直接接触，油膜已失效。
综上所述，本发明的避免烧瓦的预警方法具有以下优点：其通过监测飞轮和曲轴箱之间的电阻变化，可以及时提醒操作人员运动副油膜失效，需要维护，避免烧瓦故障。同时该预警方法不受机油压力影响，不易出现误判。并且轴瓦的更换周期不需要再以机油压力作为模糊依据，可以精准的延长轴瓦寿命。另外连杆瓦与曲轴曲柄销之间的油膜，止推片与曲轴之间的油膜，加上本文主要描述的主轴瓦与曲轴主轴颈之间的油膜，这三个关键的容易产生烧瓦故障的油膜是否正常，都能通过本方案的预警方法进行同步监控报警。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种避免烧瓦的预警方法，发动机的飞轮和曲轴轴端连接，轴轴径装配在上轴瓦和下轴瓦之间，上下轴瓦装配在曲轴箱的底孔内，正常时所述轴径和所述上轴瓦和所述下轴瓦之间通过油膜进行润滑，其特征在于，所述预警方法包括：
在所述飞轮的轮缘处设置第一测试点；
在所述曲轴箱处设置第二测试点；以及
通过线路在所述第一测试点和所述第二测试点之间设置报警器；所述报警器用以当所述第一测试点和所述第二测试点之间的电阻值小于设定值时发出报警。
2.如权利要求1所述的避免烧瓦的预警方法，其特征在于，所述第一测试点采用电刷形式设置在所述飞轮的轮缘上。
3.如权利要求1所述的避免烧瓦的预警方法，其特征在于，所述设定值包括电阻阀值以及所述第一测试点和所述第二测试点之间的电阻值小于所述电阻阀值的持续时间。
4.如权利要求1所述的避免烧瓦的预警方法，其特征在于，所述报警器为电阻表报警器。
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