CN114323660A - 一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置。所述低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置包括：由监测单元构成的监测组件和电控单元，以及用于所述监测组件和所述电控单元连接的导线，所述电控单元包括电源、逻辑判断单元、显示屏和声光报警器。本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置通过逻辑判断单元配合监测组件，对实际碾瓦时的状态进行判断，能够在故障发生初期就通过声光报警器提示报警，以最大限度降低损失，不但可以使得碾瓦监测快速准确，而且能够屏蔽油漆脱落和其他非碾瓦颗粒的影响，还能确定具体的碾瓦位置，对柴油机进行全面的监测。

Description

一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置

技术领域

本发明涉及柴油机碾瓦报警技术领域，尤其涉及一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置。

背景技术

碾瓦是常见多发的柴油机故障之一，如果不能及时发现，造成的影响是巨大的，容易造成曲轴断裂，机体或者连杆变形等，因此及时准确的对各位轴瓦情况进行监测十分必要。

当发生碾瓦后，快速进行报警或者自动停机，可以将事故损失控制在最小范围内，具有重要的现实意义。

在现有技术中，如专利申请号“CN201110405019.0”中提出的柴油机机油金属颗粒检测传感器，碾瓦产生的金属碎片通过机油经过金属颗粒检测传感器，使之裸露的覆铜导线之间联通，进而进行报警，存在误报几率高，故障位置不明，监测效率低等问题。

常用的报警装置有颗粒探测报警器，轴温传感器，差式压力计等多种方式。

一、颗粒探测报警器

颗粒探测报警器安装在机油泵后机油滤器前，从主机管路上引出的一根细小支管接在颗粒探测报警器上，当发生碾瓦时，碾瓦产生的金属碎片通过机油经过金属颗粒检测传感器，使之裸露的覆铜导线之间联通，进而进行报警。

因此对于颗粒探测报警器，存在以下缺点：

1.部分机型具有油底壳滤网的结构，当发生碾瓦时，碾瓦产生的金属碎片会被油底壳滤网直接拦截，只有极少部分较小的金属碎片才会落入油底壳中，不易被颗粒探测报警器检测到，或者检测到时，碾瓦事故已经十分严重了；

2.油底壳收集了柴油机内部所有的机油，因此一些正常的摩擦磨损的金属粒子也会落入油底壳内，同时机体内部的油漆偶尔会因为振动受热等因素脱落，也会落入油底壳内部，当这些金属粒子的聚集物或者油漆皮等并非由于碾瓦产生的杂质，被颗粒探测报警器检测到时，颗粒探测报警器就会误报警；

3.为了保证油底壳循环供油量，油底壳容量通常较大，因此当碾瓦初期的少量金属颗粒落入油底壳内后，金属颗粒的密度是很低的，同时，主管路直径又远大于颗粒探测报警器的管路直径，因此，碾瓦产生的金属颗粒落入颗粒探测报警器的概率也很低，导致当颗粒探测报警器检测出来碾瓦产生的金属颗粒时，碾瓦情况往往已经非常严重；

4.颗粒探测报警器无法检测是哪一位轴瓦发生了碾瓦。

二、轴温传感器

轴温传感器，是一种温度传感器，通过检测轴瓦背部的温度来监测轴瓦工作状态，通过钻孔，从主轴承下盖安装，顶在主轴瓦背面，当发生碾瓦时，轴瓦温度会升高，被轴温传感器检测到后，进行报警。

因此对于轴温传感器，存在以下缺点：

1.轴温传感器仅适用于主轴瓦，不适用于连杆瓦，因此无法对柴油机轴瓦进行全面监测；

2.轴温传感器监测指标是温度，轴瓦的温度会受到机油的温度以及柴油机负荷等多方面因素影响，也就是说当轴温传感器检测到温度是100℃时，机油温度是20℃还是90℃，柴油机是空载还是满负荷，这个100℃所代表的意义都会完全不一样，因此轴温传感器的温度指标是个很难界定的参数，并且同一型号的不同柴油机，甚至同一个柴油机的不同位置的轴瓦，甚至同一个柴油机的不同的运用周期，该参数都不一样，需要大量的数据积累才能准确判断碾瓦；

3.当机油冷却条件较好时，碾瓦不会伴随高温，因此轴温传感器无法对这种碾瓦进行监测。

三、差式压力计

差式压力计是一种U型管结构，内装导电液，管的一端接通柴油机的曲轴箱，另一端通大气，在管内装入两个互相绝缘的触头针；当曲轴箱压力升高时，压力可把管内导电液推向通大气一侧，并使液面浸过两根触头针，将作为常开触点的触头针接通，从而使中间继电器的线圈得电后常闭触点断开而停供燃油停机。

因此对于差式压力计，存在以下缺点：

1.差式压力计是通过监测机体内部和大气压之间的压差来实现监测碾瓦的，监测碾瓦只是差式压力计的功能之一，只有碾瓦产生高温烟雾等情况，导致机内内部压力增大，才会触发差式压力计，此时碾瓦情况已经十分严重。

2.柴油机设有呼吸口，即将机体内部与大气连接的装置，该装置是防止燃气通过活塞环下穿，导致机体内部压力持续升高的一种装置，因此，碾瓦产生的机体内部压力变化必须克服呼吸口的作用后才会触发差式压力计，发出报警，此时，碾瓦情况已经十分严重。

3.当燃烧室和活塞环之间发生窜气现象时，差式压力计也会报警。因此，当发生报警时，并不能直接判断是否是由碾瓦造成的。

4.内燃机车用柴油机，由于机车运行速度的影响，会在机车周围形成大气负压的现象，导致差式压力计误动作，同时，隧道，海拔等影响大气压力的外部环境因素也会导致差式压力计误动作。

5.差式压力计的导电液挥发导致液位减少，会引起差式压力计失效问题。

6.差式压力计无法检测是哪一位轴瓦发生了碾瓦

因此，有必要提供一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，解决了柴油机监测存在误报几率高，故障位置不明，监测效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置包括：

由监测单元构成的监测组件和电控单元，以及用于所述监测组件和所述电控单元连接的导线，所述电控单元包括电源、逻辑判断单元、显示屏和声光报警器；

其中，所述监测单元由裸露的覆铜导线相互交错布置在基板上，所述逻辑判断单元用于判断所述导线传递过来的信号，以确定是否碾瓦以及具体的碾瓦位置，所述显示屏用于显示所述逻辑判断单元的判断结果，所述声光报警器用于在所述逻辑判断单元确认碾瓦的时候提供警报。

优选的，所述监测组件中的监测单元数量和柴油机曲轴的曲柄数量一致。

优选的，所述监测组件包括第一监测单元、第二监测单元、第三监测单元和第四监测单元。

优选的，所述第一监测单元、所述第二监测单元、所述第三监测单元和所述第四监测单元等均通过一根导线和所述电源的正极连接。

优选的，所述一监测单元、所述第二监测单元、所述第三监测单元和所述第四监测单元均通过两根导线和所述电源的负极连接。

优选的，所述逻辑判断单元、显示屏和声光报警器均和所述电源连接。

优选的，所述逻辑判断单元和所述显示屏上均设置有信号收发器，以实现所述逻辑判断单元和所述显示屏之间的信号的远程传输。

优选的，所述逻辑判断单元和所述声光报警器通信连接。

优选的，所述显示屏采用平面屏，以便于以低成本显示出更清晰的图像。

与相关技术相比较，本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置具有如下有益效果：

本发明提供一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，通过逻辑判断单元配合监测组件，对实际碾瓦时的状态进行判断，能够在故障发生初期就通过声光报警器提示报警，以最大限度降低损失，不但可以使得碾瓦监测快速准确，而且能够屏蔽油漆脱落和其他非碾瓦颗粒的影响，还能确定具体的碾瓦位置，对柴油机进行全面的监测，监测型号为电信号，仅分为通或者不通两种，因此无需数据积累，而且监测不受机油温度和环境温度以及压力等参数影响，仅需定期维护电源，无需其他的维护保养，使用成本低。

附图说明

图1为本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的实施例一的状态示意图；

图3为本发明提供的实施例二的状态示意图；

图4为本发明提供的实施例三的状态示意图。

图中标号：1、监测组件，11、第一监测单元，12、第二监测单元，13、第三监测单元，14、第四监测单元，2、电控单元，21、电源，22、逻辑判断单元，23、显示屏，24、声光报警器，3、导线。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4，其中，图1为本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为本发明提供的实施例一的状态示意图；图3为本发明提供的实施例二的状态示意图；图4为本发明提供的实施例三的状态示意图。低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置包括：

由监测单元构成的监测组件1和电控单元2，以及用于所述监测组件1和所述电控单元2连接的导线3，所述电控单元2包括电源21、逻辑判断单元22、显示屏23和声光报警器24；

其中，所述监测单元由裸露的覆铜导线相互交错布置在基板上，所述逻辑判断单元22用于判断所述导线3传递过来的信号，以确定是否碾瓦以及具体的碾瓦位置，所述显示屏23用于显示所述逻辑判断单元22的判断结果，所述声光报警器24用于在所述逻辑判断单元确认碾瓦的时候提供警报。

监测单元：安装在曲柄连杆机构的正下方，机油液面以上的位置，经过他的机油是从柴油机曲柄连杆机构直接流淌下来的机油，因此不会产生相关的现由于油底壳内的杂质而引起的误报警问题，当碾瓦产生的碎片掉落时，碎片会随着这些机油直接落在监测单元上，所以也不存在由于碎片密度低或者监测油路流量低导致的不能及时监测的问题，监测单元有三条裸露的导电线构成，合理的布置导线间距后，可以让每个碾瓦碎片仅能接通两条掉线，只有两片以上的碎片才有机会接通三条导线，以便逻辑判断单元22对信号进行判断，排除误报警。

逻辑判断单元22：由于监测单元有三条导线组成，可以形成两个闭合回路，逻辑判断单元22可以收到三种信号，第一种是两个闭合回路均没电，第二种是其中一个闭合回路有电，另外一个闭合回路没电，第三种是两个闭合回路均有电，当监测单元传递过来电信号时，逻辑判断单元根据下列逻辑进行判断，

逻辑一：两个闭合回路无信号，无显示，不报警。

逻辑二：单个闭合回路有信号，显示信号来源的位置，但不报警。

逻辑三：两个闭合回路均传来信号，显示信号来源的位置，并报警。

本单元是排除误报警和判断碾瓦位置的核心，逻辑一时，系统正常运行，无需关注，逻辑二时，维护人员可以根据现场条件决定是否进行深度检查，逻辑三时，维护人员必须进行深度检查。

所述监测组件中的监测单元数量和柴油机曲轴的曲柄数量一致。

为了能够更好的完成对柴油机的监测，监测组件需要根据曲柄数量进行设置。

所述监测组件1包括第一监测单元11、第二监测单元12、第三监测单元13和第四监测单元14。

监测组件1包括但不限于四个监测单元，监测单元的数量可以曲柄数量进行选择。

所述第一监测单元11、所述第二监测单元12、所述第三监测单元13和所述第四监测单元14均通过一个导线3和所述电源21的正极连接。

所述一监测单元11、所述第二监测单元12、所述第三监测单元13和所述第四监测单元14均通过两个导线3和所述电源21的负极连接。

所述逻辑判断单元22、显示屏23和声光报警器24均和所述电源21连接。

通过电源21为逻辑判断单元22、显示屏23和声光报警器24进行供电。

所述逻辑判断单元22和所述显示屏23上均设置有信号收发器，以实现所述逻辑判断单元22和所述显示屏23之间的信号的远程传输。

通过信号收发器，实现逻辑判断单元22和显示屏23之间信号的通过无线网络进行远程传输，方便在不同的位置设置显示屏23进行观测，显示屏23不必设置在一个固定的位置。

所述逻辑判断单元22和所述声光报警器24通信连接。

声光报警器24，选择具有语音录制功能声光报警器24，使得声光报警器24可以根据应用环境的应用场景的不同，提前进行语音录制以及循环播放。

所述显示屏23采用平面屏，以便于以低成本显示出更清晰的图像。

相交于曲面屏，采用平面屏23制作成本更低，且不会产生漏光，可以方便观察人员更加清晰的观看。

实施例一

如图1和2，图2中仅显示图1中存在信号传输的导线3，当有一个碎片落在第二监测单元12上时，导线3线路接通，为第二监测单元12单信号，逻辑判断单元22逻辑二触发，显示屏23显示第二监测单元12为疑似碾瓦，声光报警器24不报警。

实施例二

如图1和3，图3中仅显示图1中存在信号传输的导线3，当有两个碎片分别落在第二监测单元12上时，导线线路接通，为第二监测单元12双信号，逻辑判断单元22逻辑三触发，显示屏23显示第二监测单元12为疑似碾瓦，声光报警器24报警。

实施例三

如图1和4，图4中仅显示图1中存在信号传输的导线3，当有两块碎片分别落在第一监测单元11和第二监测单元12上时，导线3线路接通，为第一监测单元11和第二监测单元12单信号，逻辑判断单元22逻辑一触发，显示屏23显示第一监测单元11和第二监测单元12为疑似碾瓦，声光报警器24不报警。

在实际碾瓦时的碎片数量通常远多于两个，此时，逻辑判断单元22会触发逻辑三，而逻辑二则通常是由于油漆皮脱落所致，因此这个判断逻辑是可以排除现有技术一的误报警问题的，如果是单一的碾瓦碎片，即碾瓦已发生，但是只有第一片碎片掉落，依然会触发逻辑二，此时，如果没有碎片继续掉落，说明碾瓦不严重，不会造成重大损失，如果有第二片碎片掉落，则立刻回触发逻辑三，则会立即报警，即时止损。

与相关技术相比较，本发明提供的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置具有如下有益效果：

通过逻辑判断单元22配合监测组件，对实际碾瓦时的状态进行判断，能够在故障发生初期就通过声光报警器24提示报警，以最大限度降低损失，不但可以使得碾瓦监测快速准确，而且能够屏蔽油漆脱落和其他非碾瓦颗粒的影响，还能确定具体的碾瓦位置，对柴油机进行全面的监测，监测型号为电信号，仅分为通或者不通两种，因此无需数据积累，而且监测不受机油温度和环境温度以及压力等参数影响，仅需定期维护电源，无需其他的维护保养，使用成本低。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，包括：

由监测单元构成的监测组件和电控单元，以及用于所述监测组件和所述电控单元连接的导线，所述电控单元包括电源、逻辑判断单元、显示屏和声光报警器；

其中，所述监测单元由裸露的覆铜导线相互交错布置在基板上，所述逻辑判断单元用于判断所述导线传递过来的信号，以确定是否碾瓦以及具体的碾瓦位置，所述显示屏用于显示所述逻辑判断单元的判断结果，所述声光报警器用于在所述逻辑判断单元确认碾瓦的时候提供警报。

2.根据权利要求1所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述监测组件中的监测单元数量和柴油机曲轴的曲柄数量一致。

3.根据权利要求2所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述监测组件包括第一监测单元、第二监测单元、第三监测单元和第四监测单元。

4.根据权利要求3所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述第一监测单元、所述第二监测单元、所述第三监测单元和所述第四监测单元等单元均通过一根导线和所述电源的正极连接。

5.根据权利要求4所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述一监测单元、所述第二监测单元、所述第三监测单元和所述第四监测单元均通过两根导线和所述电源的负极连接。

6.根据权利要求1所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述逻辑判断单元、显示屏和声光报警器均和所述电源连接。

7.根据权利要求6所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述逻辑判断单元和所述显示屏上均设置有信号收发器，以实现所述逻辑判断单元和所述显示屏之间的信号的远程传输。

8.根据权利要求6所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述逻辑判断单元和所述声光报警器通信连接。

9.根据权利要求6所述的低误报率碾瓦位置可视的高效柴油机碾瓦报警装置，其特征在于，所述显示屏采用平面屏，以便于以低成本显示出更清晰的图像。

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