CN113339146B - 一种发动机突然停车的保护方法、保护系统及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机突然停车的保护方法、保护系统及发动机。保护方法包括如下步骤：S1、判断发动机是否满足突然停机的条件，若是，则控制盘车机构、预供机油泵以及水泵启动；S2、检测发动机是否满足盘车机构、预供机油泵以及水泵的停机条件，若是，则控制盘车机构、预供机油泵以及水泵停机。本发明能够降低发动机润滑油温度和冷却液温度，避免局部高温现象，提高发动机的可靠性；而且该方法在发动机当前系统的基础上进行，不会额外增加成本。

Description

一种发动机突然停车的保护方法、保护系统及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机突然停车的保护方法、保护系统及发动机。

背景技术

发动机作为车辆、工程机械、船舶、电站、国防装备、农业装备等的动力来源，其性能好坏直接影响到整车性能。发动机在工作过程中，难免会由于电路故障、油路故障或点火系统故障灯发生突然停机，当发动机突然停车时，机油泵、水泵会突然失去驱动力，导致主油道润滑油压力、冷却水路压力迅速下降，发动机润滑油温度、冷却液温度迅速上升，出现局部高温现象严重，从而影响发动机(尤其是大缸径发动机)的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机突然停车的保护方法、保护系统及发动机，以解决现有技术中存在的发动机突然停车时，局部高温现象严重，影响发动机可靠性的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机突然停车的保护方法，包括如下步骤：

S1、判断发动机是否满足突然停机的条件，若是，则控制盘车机构、预供机油泵以及水泵启动；

S2、检测发动机是否满足盘车机构、预供机油泵以及水泵的停机条件，若是，则控制盘车机构、预供机油泵以及水泵停机。

作为优选，所述发动机突然停机的条件包括：所述发动机的转速下降至小于设定转速且下降速度大于设定速度。

作为优选，所述盘车机构、预供机油泵以及水泵的停机条件包括：发动机出水口的水温小于设定水温且发动机主油道的油温小于设定油温。

作为优选，所述盘车机构、预供机油泵以及水泵的停机条件还包括：盘车机构、预供机油泵以及水泵的启动时间大于设定时间。

作为优选，在步骤S1之前还包括：

步骤S0、实时检测发动机的转速和扭矩，并根据发动机的转速和扭矩判断发动机是否运行于设定保护区域，若是，则继续执行步骤S1和步骤S2；若否，则发动机正常运行。

一种发动机突然停车的保护系统，用于实现如上任一项所述的发动机突然停车的保护方法。

作为优选，所述保护系统包括：

转速传感器，设置于发动机的飞轮处，用于检测所述发动机的转速；

水温传感器，设置于所述发动机的出水口，用于检测所述发动机的出水口的水温；

油温传感器，设置于所述发动机的主油道，用于检测所述发动机的主油道的油温；

蓄电池，用于为盘车机构、预供机油泵以及水泵供电，且所述蓄电池与所述盘车机构、预供机油泵以及水泵的连接线路上均设置有控制开关；

控制器，由所述蓄电池供电，所述控制器与所述转速传感器、所述水温传感器、所述油温传感器以及所述控制开关电连接。

作为优选，所述控制器包括：

主控制器，所述主控制器与所述蓄电池的连接线路上设置有断路传感器；

安全保护控制器，所述安全保护控制器与所述断路传感器电连接。

作为优选，所述转速传感器包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述水温传感器包括第一水温传感器和第二水温传感器，所述油温传感器包括第一油温传感器和第二油温传感器；其中，所述第一转速传感器、所述第一水温传感器和所述第一油温传感器与所述主控制器电连接，所述第二转速传感器、所述第二水温传感器和所述第二油温传感器与所述安全保护控制器电连接；

所述蓄电池与所述盘车机构的连接线路上的控制开关包括并联设置的第一控制开关和第二控制开关，所述蓄电池与所述预供机油泵的连接线路上的控制开关包括并联设置的第三控制开关和第四控制开关，所述蓄电池与所述水泵的连接线路上的控制开关包括并联设置的第五控制开关和第六控制开关；其中，所述第一控制开关、所述第三控制开关和所述第五控制开关与所述主控制器电连接，所述第二控制开关、所述第四控制开关和所述第六控制开关与所述安全保护控制器电连接。

一种发动机，包括如上任一项所述的发动机突然停车的保护系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的发动机突然停车的保护方法，在发动机突然停车时，通过启动发动机现有的盘车机构、预供润滑油系统和发动机本体预加热系统，来降低发动机润滑油温度和冷却液温度，从而避免局部高温现象，提高发动机的可靠性；而且该方法在发动机当前系统的基础上进行，不会额外增加成本。

附图说明

图1是本发明实施例一和实施例二提供的发动机突然停车的保护方法的流程示意图；

图2是本发明实施例三提供的发动机突然停车的保护方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三中所涉及的设定保护区域和非保护区域的示意图；

图4是本发明实施例四提供的发动机突然停车的保护系统的原理示意图。

图中：

11、第一转速传感器；12、第二转速传感器；21、第一水温传感器；22、第二水温传感器；31、第一油温传感器；32、第二油温传感器；41、第一控制开关；42、第二控制开关；51、第三控制开关；52、第四控制开关；61、第五控制开关；62、第六控制开关；71、主控制器；72、安全保护控制器；80、断路传感器；90、蓄电池；100、飞轮；200、盘车机构；300、预供机油泵；400、水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

发动机在发生突然停车时，机油泵、水泵突然失去驱动力，主油道润滑油压力、冷却水路压力迅速下降，发动机润滑油温度、冷却液温度迅速上升，局部高温现象严重，影响发动机(尤其是大缸径发动机)的可靠性。

在现有技术中，发动机一般都设计有盘车机构、预供润滑油系统和发动机本体预加热系统。盘车机构能够盘转曲轴，一般用于发动机的检修；预供润滑油系统一般采用电控预供机油泵，在发动机起动前，由控制器控制预供机油泵工作，通过润滑油管路向发动机主油道供油，实施起动前预润滑；发动机本体预加热系统一般采用电控水泵，通过温控开关控制，将发动机本体内的冷却液温度控制在合适的温度范围内，提升发动机的起动成功率。

本实施例基于发动机的上述特点提供一种发动机突然停车的保护方法，如图1所示，该保护方法包括如下步骤：

S1、判断发动机是否满足突然停机的条件，若是，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400启动。

发动机突然停机的条件包括：发动机的转速下降至小于设定转速且下降速度大于设定速度。

通过启动盘车机构200工作，能够盘动发动机低速旋转，一方面能够将燃烧室内的剩余热量通过燃烧室体积的变化和进排气门的开启/关闭，加快热量消散；另一方面能够加强主轴瓦、连杆瓦等关键摩擦副区域的润滑油的流动，提高冷却效果，防止局部高温碳化。通过启动预供机油泵300工作，能够实施辅助润滑，增强主轴瓦、连杆瓦、增压器润滑轴承等关键区域的润滑油流动，提高冷却效果，防止局部高温碳化。通过启动水泵400工作，能够使发动机突然停车后，强制发动机本体内的冷却液进行循环流动，提高气缸盖火力岸和鼻梁区的冷却水流动，增强冷却效果。

S2、检测发动机是否满足盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的停机条件，若是，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400停机。

于本实施例中，盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的停机条件包括：发动机出水口的水温小于设定水温且发动机主油道的油温小于设定油温。

通过上述方法，能够降低发动机润滑油温度和冷却液温度，避免局部高温现象，提高发动机的可靠性；而且该方法在发动机当前系统的基础上进行，不会额外增加成本。

实施例二

如图1所示，本实施例提供一种发动机突然停车的保护方法，包括如下步骤：

S1、判断发动机是否满足突然停机的条件，若是，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400启动，同时记录启动时间。

该步骤与实施例一相同，在此不再赘述。

S2、检测发动机是否满足盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的停机条件，若是，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400停机。

于本实施例中，盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的停机条件除了包括发动机出水口的水温小于设定水温和发动机主油道的油温小于设定油温外，还包括盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的启动时间大于设定时间。需上述条件均满足时，才会控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400停机。与实施例一的不同之处在于，在盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的停机条件中，加入了启动时间是否大于设定时间的判定，目的是提高保护的可靠性。

实施例三

如图2所示，本实施例提供一种发动机突然停车的保护方法，与实施例一或实施例二的不同之处在于，在步骤S1之前还包括：

步骤S0、实时检测发动机的转速和扭矩，并根据发动机的转速和扭矩判断发动机是否运行于设定保护区域，若是，则继续执行步骤S1和步骤S2；若否，则发动机正常运行。

如图3所示，为转速和扭矩的坐标图，按照转速和扭矩的坐标值分为设定保护区域和非保护区域，设定保护区域为高转速高扭矩的区域，即图3中的A区，其余低转速低扭矩以及高转速低扭矩的区域均为非保护区域，即图3中的B区。当发动机处于非保护区时出现转速突然下降的情况，由于此时负荷较低，对发动机影响较小，无需采取保护措施，从而能够避免盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400无用的启动，节省能源。

步骤S1和步骤S2同实施例一或实施例二，在此不再赘述，可以理解的是，由于在步骤S0中已经对发动机的转速进行实时检测了，故在步骤S1中，可以不再对发动机的转速进行重复检测。

实施例四

本实施例提供一种发动机突然停车的保护系统，用于实施例一、实施例二或实施例三所述的发动机突然停车的保护方法。如图4所示，该保护系统包括转速传感器、水温传感器、油温传感器、蓄电池90以及控制器，其中，转速传感器设置于发动机飞轮100处，用于检测发动机的转速；水温传感器设置于发动机的出水口，用于检测发动机的出水口的水温；油温传感器设置于发动机的主油道，用于检测发动机的主油道的油温；蓄电池90用于为盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400供电，且蓄电池90与盘车机构200、预供机油泵300水泵400的连接线路上均设置有控制开关；控制器由蓄电池90供电，控制器与转速传感器、水温传感器、油温传感器以及控制开关电连接。

控制器实时读取转速传感器测得的转速值，当检测到发动机的转速下降至小于设定转速且下降速度大于设定速度时，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400与蓄电池90之间的控制开关接通；控制器实时读取水温传感器测得的水温值以及油温传感器测得的油温值，当检测到水温值小于设定水温且油温值小于设定油温时，则控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400与蓄电池90之间的控制开关断开。

优选地，控制器包括主控制器71和安全保护控制器72，主控制器71与蓄电池90的连接线路上设置有断路传感器80；安全保护控制器72与断路传感器80电连接。安全保护控制器72实时读取断路传感器80的信号，当检测到断路传感器80出现断路信号时，则由安全保护控制器72对盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400与蓄电池90之间的控制开关的接通和断开进行控制。通过上述设置，能够实现冗余保护，提高保护的可靠性。

进一步优选地，转速传感器包括第一转速传感器11和第二转速传感器12，水温传感器包括第一水温传感器21和第二水温传感器22，油温传感器包括第一油温传感器31和第二油温传感器32，其中，第一转速传感器11、第一水温传感器21和第一油温传感器31与主控制器71电连接，第二转速传感器12、第二水温传感器22和第二油温传感器32与安全保护控制器72电连接。即主控制器71通过第一转速传感器11、第一水温传感器21和第一油温传感器31来获取发动机转速信号、发动机出水口水温信号和发动机主油道油温信号；安全保护控制器72通过第二转速传感器12、第二水温传感器22和第二油温传感器32来获取发动机转速信号、发动机出水口水温信号和发动机主油道油温信号。

蓄电池90与盘车机构200的连接线路上的控制开关包括并联设置的第一控制开关41和第二控制开关42，蓄电池90与预供机油泵300的连接线路上的控制开关包括并联设置的第三控制开关51和第四控制开关52，蓄电池90与水泵400的连接线路上的控制开关包括并联设置的第五控制开关61和第六控制开关62，其中，第一控制开关41、第三控制开关51和第五控制开关61与主控制器71电连接，第二控制开关42、第四控制开关52和第六控制开关62与安全保护控制器72电连接。即主控制器71通过第一控制开关41、第三控制开关51和第五控制开关61来控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的启动和停机；安全保护控制器72通过第二控制开关42、第四控制开关52和第六控制开关62来控制盘车机构200、预供机油泵300以及水泵400的启动和停机。

通过上述设置，使得主保护系统和冗余保护系统互不干扰，提高系统工作的可靠性。

实施例五

本实施例提供一种发动机，包括如实施例四所述的发动机突然停车的保护系统。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种发动机突然停车的保护方法，其特征在于，包括发动机突然停车的保护系统以及如下步骤；

所述保护系统包括：

转速传感器，设置于发动机的飞轮(100)处，用于检测所述发动机的转速；

水温传感器，设置于所述发动机的出水口，用于检测所述发动机的出水口的水温；

油温传感器，设置于所述发动机的主油道，用于检测所述发动机的主油道的油温；

蓄电池(90)，用于为盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)供电，且所述蓄电池(90)与所述盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)的连接线路上均设置有控制开关；

控制器，由所述蓄电池(90)供电，所述控制器与所述转速传感器、所述水温传感器、所述油温传感器以及所述控制开关电连接；

所述控制器包括：

主控制器(71)，所述主控制器(71)与所述蓄电池(90)的连接线路上设置有断路传感器(80)；

安全保护控制器(72)，所述安全保护控制器(72)与所述断路传感器(80)电连接；

所述转速传感器包括第一转速传感器(11)和第二转速传感器(12)，所述水温传感器包括第一水温传感器(21)和第二水温传感器(22)，所述油温传感器包括第一油温传感器(31)和第二油温传感器(32)；其中，所述第一转速传感器(11)、所述第一水温传感器(21)和所述第一油温传感器(31)与所述主控制器(71)电连接，所述第二转速传感器(12)、所述第二水温传感器(22)和所述第二油温传感器(32)与所述安全保护控制器(72)电连接；

所述蓄电池(90)与所述盘车机构(200)的连接线路上的控制开关包括并联设置的第一控制开关(41)和第二控制开关(42)，所述蓄电池(90)与所述预供机油泵(300)的连接线路上的控制开关包括并联设置的第三控制开关(51)和第四控制开关(52)，所述蓄电池(90)与所述水泵(400)的连接线路上的控制开关包括并联设置的第五控制开关(61)和第六控制开关(62)；其中，所述第一控制开关(41)、所述第三控制开关(51)和所述第五控制开关(61)与所述主控制器(71)电连接，所述第二控制开关(42)、所述第四控制开关(52)和所述第六控制开关(62)与所述安全保护控制器(72)电连接；

所述步骤包括：

S1、判断发动机是否满足突然停机的条件，若是，则控制盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)启动；

S2、检测发动机是否满足盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)的停机条件，若是，则控制盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)停机；

在步骤S1之前还包括：

步骤S0、实时检测发动机的转速和扭矩，并根据发动机的转速和扭矩判断发动机是否运行于设定保护区域，若是，则继续执行步骤S1和步骤S2；若否，则发动机正常运行；

所述发动机突然停机的条件包括：所述发动机的转速下降至小于设定转速且下降速度大于设定速度；

所述盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)的停机条件包括：发动机出水口的水温小于设定水温且发动机主油道的油温小于设定油温；

所述盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)的停机条件还包括：

盘车机构(200)、预供机油泵(300)以及水泵(400)的启动时间大于设定时间。