CN111520269B - 一种船用柴油机起动保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用柴油机起动保护方法，属于柴油机领域，一种船用柴油机起动保护方法，可以保护柴油机起动机不会长时间大电流供电，有效避免起动机发热烧坏或损伤的情况，并且可以用有效保护起动机不会因为二次启动造成打齿，同时通过将预供过程合并到起动过程当中，简化船用柴油机起动的过程，保证柴油机充分润滑后才起动柴油机，并且增加了紧急启动按键(SB2)，起动保护的触点串联在起动回路中，即起动按键或起动继电器失效的情况下，也能正常起动，同时在层变式导通触点的设置下，有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

Description

一种船用柴油机起动保护方法

技术领域

本发明涉及柴油机领域，更具体地说，涉及一种船用柴油机起动保护方法。

背景技术

船用柴油机的热效率高、经济性好、起动容易、对各类船舶有很大适应性，问世以后很快就被用作船舶推进动力。至20世纪50年代，在新建造的船舶中，柴油机几乎完全取代了蒸汽机。船用柴油机已是民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力。船用柴油机按其在船舶中的作用可分为主机和辅机。主机用作船舶的推进动力，辅机用来带动发电机、空气压缩机或水泵等。

船用柴油机一般分为高速、中速和低速柴油机，表中列出3类柴油机的主要性能指标。

船用主机大部分时间是在满负荷情况下工作，有时在变负荷情况下运转。船舶经常在颠簸中航行，所以船用柴油机应能在纵倾15°-25°和横倾15°-35°的条件下可靠工作。大多数船舶采用增压柴油机(见内燃机增压)，小功率非增压柴油机仅用在小艇上。低速柴油机多数为二冲程机，中速柴油机多数为四冲程机，而高速柴油机则两者皆有。船用二冲程柴油机的扫气形式有回流扫气、气口、气门式直流扫气和对置活塞式气口扫气。大功率中、低速柴油机广泛采用重油作为燃料，高速柴油机仍多用轻柴油。

低速柴油机：直接驱动螺旋桨，为了使螺旋桨有高的推进效率，要求有较低的转速。中、高速柴油机通过齿轮减速箱驱动螺旋桨，齿轮箱一般还装有倒顺车机构以实现螺旋桨逆转，但低速柴油机和部分中速柴油机本身可以自行逆转。中、高速柴油机也有通过发电机-电动机-螺旋桨而实现电传动的。当要求功率较大时也可采用多机并车，低速航行时可以只用一台主机工作，从而提高运行经济性和可靠性。同船安装两台主机时，根据安装位置和螺旋桨的转向，分为左机和右机。

在现有技术中，预供过程和起动过程分开操作，如果用户为了省事，不先进行滑油预供，直接起动柴油机，对于柴油机的寿命会有影响，并且大多从限制起动时间长度方面考虑，采用增加时间继电器限制起动时长的方式等单一方式，而未考虑二次启动打齿问题，一般的做法是起动按键松开后开始延时，假如延时是5s,如果5s后柴油机并未完全停稳，此时2次起动必然会打齿，同时在采用逻辑控制器进行起动保护时，只留有一个起动按键，未考虑到万一起动按键失灵或起动继电器失效的情况下，无法启动柴油机，对于船舶而言，是非常可怕的。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种船用柴油机起动保护方法，它可以实现保护柴油机起动机不会长时间大电流供电，有效避免起动机发热烧坏或损伤、寿命减短的情况，并且可以用有效保护起动机不会因为二次启动造成打齿，同时通过将预供过程合并到起动过程当中，简化船用柴油机起动的过程，保证柴油机充分润滑后才起动柴油机，并且增加了紧急启动按键(SB2)，起动保护的触点串联在起动回路中，即使起动按键或起动继电器失效的情况下，也能正常起动，同时在层变式导通触点的设置下，有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种船用柴油机起动保护方法，包括以下步骤：

S1、首先对柴油机上电；

S2、上电后，柴油机进行初始化发动机状态；

S3、初始化后，起动保护逻辑控制单元进入到主循环，判断发动机当前状态；

S4、首先将启动按键SB2按下，此时柴油机处于静止状态，KA1失效，KA2失效，当润滑压力值小于1003(润滑预供下限值)，KA3使能，此时开启计时T1；

S5、当T1超过1005(滑油预供最长时长)，则柴油机处于启动失败状态，KA1使能，KA2失效，KA3失效，开启定时器T3；

S6、当T3大于1007(启动间隔时长时)，柴油机处于静止状态，此时KA1失效，KA2失效，KA3失效，需要重新按下起动按键SB2，进行柴油机的二次启动；

S7、当转速值大于1002(起动成功转速)后，柴油机处于启动成功的状态，此时KA1使能，KA2失效，KA3失效；

S8、当润滑压力值小于1003(润滑预供下限值)时，此时柴油机处于启动输出状态，KA1失效，KA2使能，并开启计时T2，当润滑压力值大于1004(润滑预供上限值)时，则RA3失效,否则保持；

S9、此时松开起动按键SB2，同时当T2大于1006(最长启动时长)时，则柴油机处于启动失败状态，即此时返回S5，并重复S5之后的步骤。

进一步的，所述起动保护逻辑控制单元包括一个开关量输入、3个开关量输出、1路转速采集、1路滑油压力采集以及1个参数标定接口。

进一步的，所述转速采集由转速传感器进行采集，所述滑油压力采集由油压传感器进行采集。

进一步的，所述KA1、KA2和KA3即为三个开关量输出，所述KA1用于控制启动保护，所述KA2用于控制继电器的启动输出，所述KA3用于控制预供输出。

进一步的，所述初始状态下，柴油机处于静止状态，此时KA1失效，KA2失效，KA3失效。

进一步的，所述S5中在开启定时器前，首先通过转速传感器检测转速，当转速为0时，再开启定时器进行计时。

进一步的，在所述步骤S4、S5、S7和S8中，当转速值大于1002(启动成功转速)时，则柴油机起动成功，此时KA1使能，KA2失效，KA3失效。

进一步的，所述SB2为紧急启动按钮，且柴油机的启动按钮还包括正常启动按钮SB1。

进一步的，所述KA1、KA2和KA3的端部均设置有层变式导通触点，所述层变式导通触点包括触点1以及粘设包裹在触点1上半部分的氧化延缓层2，所述氧化延缓层2包括多个层叠接触的叠片21，多个所述叠片21的接触处均设置有导热丝22。

进一步的，所述叠片21靠近触点1的表面设置有抗氧化保护槽3，所述抗氧化保护槽3内部填充有惰性气体，当层变式导通触点电路后，随着使用时间的延长，触点1逐渐发热，随着使用时间的延长，在使用过程中，抗氧化保护槽3内惰性气体受热后膨胀会对叠片21产生一定的向外的挤压力，同时由于叠片21与触点1粘接，在受热后会发生松动，从而可以实现随着使用时间的延长，多个叠片21逐渐脱落，从而使得触点1露出的部分逐渐增多，从而使其对于电路的导通能力逐渐增强，进而有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案可以保护柴油机起动机不会长时间大电流供电，有效避免起动机发热烧坏或损伤，寿命减短的情况发生；

保护起动机不易因为二次启动造成打齿；

简化船用柴油机起动的过程，将预供过程合并到起动过程当中，保证柴油机充分润滑后才起动柴油机，能够延长柴油机寿命；

增加了紧急启动按键(SB2)，起动保护的触点串联在起动回路中，即使起动按键或起动继电器失效的情况下，也能正常起动，并且起动后，也能自动断开起动机控制回路，保护起动机不会长时间动作，损坏起动机；

参数可标定，用户只需根据不同的柴油机和起动机设置不同的参数，即可适用于不同的需求，方法具有通用性；

在层变式导通触点的设置下，有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

附图说明

图1为本发明的柴油机起动时主要的流程框图；

图2为本发明的上电后的流程框图；

图3为本发明的起动保护逻辑控制单元的示意图；

图4为本发明的SB1失效或者起动继电器KA2失效的情况下SB2使用时示意图；

图5为本发明的标定的参数的示意图；

图6为本发明的层变式导通触点在KA1或KA2或KA3上时结构示意图；

图7为本发明的层变式导通触点正面的结构示意图；

图8为图7中A处的结构示意图。

图中标号说明：

1触点、2氧化延缓层、21叠片、22导热丝、3抗氧化保护槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种船用柴油机起动保护方法，包括以下步骤：

S1、首先对柴油机上电；

S2、上电后，柴油机进行初始化发动机状态；

S3、初始化后，起动保护逻辑控制单元进入到主循环，判断发动机当前状态；

S4、首先将启动按键SB2按下，此时柴油机处于静止状态，KA1失效，KA2失效，当润滑压力值小于1003(润滑预供下限值)，KA3使能，此时开启计时T1；

S5、当T1超过1005(滑油预供最长时长)，则柴油机处于启动失败状态，KA1使能，KA2失效，KA3失效，开启定时器T3，在开启定时器前，首先通过转速传感器检测转速，当转速为0时，再开启定时器进行计时；

S6、当T3大于1007(启动间隔时长时)，柴油机处于静止状态，此时KA1失效，KA2失效，KA3失效，需要重新按下起动按键SB2，进行柴油机的二次启动，由于在上一步中转速为0，因而相比较于现有技术在根本上杜绝了二次启动打齿的现象，进而有效延长柴油机的使用寿命；

S7、当转速值大于1002(起动成功转速)后，柴油机处于启动成功的状态，此时KA1使能，KA2失效，KA3失效；

S8、当润滑压力值小于1003(润滑预供下限值)时，此时柴油机处于启动输出状态，KA1失效，KA2使能，并开启计时T2，当润滑压力值大于1004(润滑预供上限值)时，则RA3失效,否则保持；

S9、此时松开起动按键SB2，同时当T2大于1006(最长启动时长)时，则柴油机处于启动失败状态，即此时返回S5，并重复S5之后的步骤。

起动保护逻辑控制单元包括一个开关量输入、3个开关量输出、1路转速采集、1路滑油压力采集以及1个参数标定接口，转速采集由转速传感器进行采集，滑油压力采集由油压传感器进行采集，开关量输入用来接用户的起动按键，属于正常起动按键，1路转速信号采集，用来采集柴油机的转速，1路油压传感器用来采集柴油机的滑油压力，开关量输出1-3分别用来控制起动保护、起动输出以及滑油预供输出，参数标定接口为标定起动保护所需的参数提供一个数据通路，接口的形式可以为TTL接口，RS232接口，RS485接口，CAN接口，蓝牙接口，WIFI接口，太网接口等有线连接或无线连接方式，标定的参数如图5所示。

KA1、KA2和KA3即为三个开关量输出，KA1用于控制启动保护，KA2用于控制继电器的启动输出，KA3用于控制预供输出，初始状态下，柴油机处于静止状态，此时KA1失效，KA2失效，KA3失效，在步骤S4、S5、S7和S8中，当转速值大于1002(启动成功转速)时，则柴油机起动成功，此时KA1使能，KA2失效，KA3失效，SB2为紧急启动按钮，且柴油机的启动按钮还包括正常启动按钮SB1。

请参阅图6-8，KA1、KA2和KA3的端部均设置有层变式导通触点，层变式导通触点包括触点1以及粘设包裹在触点1上半部分的氧化延缓层2，氧化延缓层2包括多个层叠接触的叠片21，多个叠片21的接触处均设置有导热丝22，叠片21靠近触点1的表面设置有抗氧化保护槽3，抗氧化保护槽3内部填充有惰性气体，当层变式导通触点电路后，随着使用时间的延长，触点1逐渐发热，随着使用时间的延长，在使用过程中，一方面惰性气体可以有效保护触点1上半部分不易在受热时发生氧化，进而有效保证其导电性，另一方面抗氧化保护槽3内惰性气体受热后膨胀会对叠片21产生一定的向外的挤压力，同时由于叠片21与触点1粘接，在受热后会发生松动，从而可以实现随着使用时间的延长，多个叠片21逐渐脱落，从而使得触点1露出的部分逐渐增多，即使得触点1未被氧化的部分逐渐增多，从而使其对于电路的导通能力逐渐增强，进而有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

可以保护柴油机起动机不会长时间大电流供电，有效避免起动机发热烧坏或损伤的情况，并且可以用有效保护起动机不会因为二次启动造成打齿，同时通过将预供过程合并到起动过程当中，简化船用柴油机起动的过程，保证柴油机充分润滑后才起动柴油机，并且增加了紧急启动按键(SB2)，起动保护的触点串联在起动回路中，即起动按键或起动继电器失效的情况下，也能正常起动，同时在层变式导通触点的设置下，有效缓解由于导通发热使得被氧化造成对电路导通变差的情况，进而有效提高整个起动保护逻辑控制单元的灵敏性，使得对于柴油机的起动保护的效果。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、首先对柴油机上电；

S2、上电后，柴油机进行初始化发动机状态；

S3、初始化后，起动保护逻辑控制单元进入到主循环，判断发动机当前状态；

S4、首先将启动按键SB2按下，此时柴油机处于静止状态，开关KA1失效，开关KA2失效，当润滑压力值小于润滑预供下限值，开关KA3使能，此时开启计时定时器T1；

S5、当计时定时器T1超过滑油预供最长时长，则柴油机处于启动失败状态，开关KA1使能，开关KA2失效，开关KA3失效，开启计时定时器T3；

S6、当计时定时器T3大于启动间隔时长时，柴油机处于静止状态，此时开关KA1失效，开关KA2失效，开关KA3失效，需要重新按下起动按键SB2，进行柴油机的二次启动；

S7、当转速值大于起动成功转速后，柴油机处于启动成功的状态，此时开关KA1使能，开关KA2失效，开关KA3失效；

S8、当润滑压力值小于润滑预供下限值时，此时柴油机处于启动输出状态，开关KA1失效，开关KA2使能，并开启计时定时器T2，当润滑压力值大于润滑预供上限值时，则开关KA3失效,否则保持；

S9、此时松开起动按键SB2，同时当计时定时器T2大于最长启动时长时，则柴油机处于启动失败状态，即此时返回S5，并重复S5之后的步骤；所述开关KA1、开关KA2和开关KA3的端部均设置有层变式导通触点，所述层变式导通触点包括触点(1)以及粘设包裹在触点(1)上半部分的氧化延缓层(2)，所述氧化延缓层(2)包括多个层叠接触的叠片(21)，多个所述叠片(21)的接触处均设置有导热丝(22)；所述叠片（21）靠近触点（1）的表面设置有抗氧化保护槽（3），所述抗氧化保护槽（3）内部填充有惰性气体，当层变式导通触点电路后，随着使用时间的延长，触点（1）逐渐发热，随着使用时间的延长，在使用过程中，抗氧化保护槽（3）内惰性气体受热后膨胀会对叠片（21）产生一定的向外的挤压力，同时由于叠片（21）与触点（1）粘接，在受热后会发生松动，实现随着使用时间的延长，多个叠片（21）逐渐脱落，使得触点（1）露出的部分逐渐增多，使其对于电路的导通能力逐渐增强。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：所述起动保护逻辑控制单元包括一个开关量输入、3个开关量输出、1路转速采集、1路滑油压力采集以及1个参数标定接口。

3.根据权利要求2所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：所述转速采集由转速传感器进行采集，所述滑油压力采集由油压传感器进行采集。

4.根据权利要求3所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：所述开关KA1、开关KA2和开关KA3即为三个开关量输出，所述开关KA1用于控制启动保护，所述开关KA2用于控制继电器的启动输出，所述开关KA3用于控制预供输出。

5.根据权利要求4所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：初始状态下，柴油机处于静止状态，此时开关KA1失效，开关KA2失效，开关KA3失效。

6.根据权利要求5所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：所述S5中在开启计时定时器T3前，首先通过转速传感器检测转速，当转速为0时，再开启计时定时器T3进行计时。

7.根据权利要求6所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：在所述步骤S4、S5、S7和S8中，当转速值大于启动成功转速时，则柴油机起动成功，此时开关KA1使能，开关KA2失效，开关KA3失效。

8.根据权利要求7所述的一种船用柴油机起动保护方法，其特征在于：柴油机的启动按钮还包括正常启动按钮SB1。

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