CN204941632U - 监测发动机油压的安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种监测发动机油压的安全保护装置，包括压力传感器、机油保护器和至少两个点火器，机油保护器的监测保护电路包括处理器、压力信号检测电路、转速信号检测电路、熄火控制电路、延时电路、电源电路，电源电路将点火线圈产生的电压转换为机油保护器的供电电压为机油保护器供电，压力信号检测电路监测润滑油道的机油压力信号，转速信号检测电路监测发动机转速信号，处理器将发动机转速信号与转速设定值进行比较，将机油压力信号与压力设定值进行比较，输出控制信号给熄火控制电路，熄火控制电路控制发动机熄火停机。其能够保证发动机不会因为缺少机油或者润滑油压过小、润滑不良而造成发动机曲轴等运动部件抱死损坏发动机。

Description

监测发动机油压的安全保护装置

技术领域

本发明涉及一种发动机保护装置，特别涉及一种监测发动机油压的安全保护装置。

背景技术

发动机工作时，很多传动零件都是在很小的间隙下作高速相对运动的，如曲轴主轴颈与主轴承，曲柄销与连杆轴承，凸轮轴颈与凸轮轴承，活塞、活塞环与气缸壁面，配气机构各运动副及传动齿轮副等。尽管这些零件的工作表面都经过精细的加工，但放大来看这些表面却是凹凸不平的。若不对这些表面进行润滑，它们之间将发生强烈的摩擦。金属表面之间的干摩擦不仅增加发动机的功率消耗，加速零件工作表面的磨损，而且还可能由于摩擦产生的热将零件工作表面烧损，致使发动机无法运转。润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。

现有的双缸发动机润滑系统为机油泵强制润滑，而目前采用的机油保护系统与普通单机一样只能检测发动机机油液面是否低于规定限度，当油面低于限度时则让发动机熄火。在机油液面高于机油传感器限度液面时发动机能够正常运行，但如果出现机油泵泄露或润滑油道堵塞造成发动机曲轴等关键润滑部位因机油压力过小无法生成油膜或油膜破裂会引起发动机润滑不良而抱死，出现发动机损坏的情况。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种监测发动机油压的安全保护装置，本监测发动机油压的安全保护装置能够保证发动机不会因为缺少机油或者润滑油压过小、润滑不良而造成发动机曲轴等运动部件抱死损坏发动机。

本发明的技术方案是：一种监测发动机油压的安全保护装置，包括压力传感器、机油保护器和至少两个点火器，各点火器的点火线圈次级分别与各火花塞电连接，所述机油保护器设有监测保护电路、熄火开关接口、至少两个点火器接口以及至少两个单向隔离二极管，所述单向隔离二极管的个数与点火器的个数相同，机油保护器的各点火器接口与熄火开关接口之间均设有单向隔离二极管，各单向隔离二极管的负极分别对应与点火器接口连接，各单向隔离二极管的正极均与熄火开关接口连接，所述机油保护器通过点火器接口分别与点火器的点火线圈初级连接，所述机油保护器通过熄火开关接口与熄火开关的一端连接，熄火开关的另一端接地，所述机油保护器的监测保护电路包括处理器、压力信号检测电路、转速信号检测电路、熄火控制电路、延时电路、电源电路，所述电源电路与点火器的点火线圈初级连接，用于将点火线圈产生的电压转换为机油保护器的供电电压为机油保护器供电，所述压力信号检测电路与压力传感器连接，用于监测润滑油道的机油压力信号，并传递给处理器，所述转速信号检测电路的输入端与点火器的点火线圈初级连接，用于监测发动机转速信号，并传递给处理器，所述处理器用于接收发动机转速信号以及机油压力信号，将发动机转速信号与转速设定值进行比较，将机油压力信号与压力设定值进行比较，输出控制信号给熄火控制电路，所述熄火控制电路用于控制熄火开关的闭合或断开，用于控制发动机熄火停机，所述延时电路用于控制发动机熄火停机的延时。

所述压力信号检测电路包括第8个二极管D8、第8个电阻R8、第9个电阻R9、第5个电容C5，第8个二极管D8的负极与压力传感器连接，第8个二极管D8的负极经开关SW连接模拟地，第8个二极管D8的正极与第8个电阻R8的一端连接，第8个电阻R8的另一端分别与处理器的第一输入端、第9个电阻R9的一端、第5个电容C5的一端连接，第9个电阻R9的另一端、第5个电容C5的另一端数字接地。

所述转速信号检测电路包括第3个三极管Q3以及电阻、电容，第3个三极管Q3的集电极分别与处理器的第二输入端、第3个电容C3的一端连接，第3个电容C3的另一端与第3个三极管Q3的发射极连接后数字接地，第3个三极管Q3的基极分别与第3个电阻R3的一端、第5个电阻R5的一端、第4个电容C4的一端连接，第5个电阻R5的另一端连接模拟地，第3个电阻R3的另一端分别与第3个三极管Q3的发射极、第1个开关二极管D2-1的正极、第4个电容C4的另一端连接，第1个开关二极管D2-1的负极与点火器的电压及转速信号采集线连接。

所述熄火控制电路包括第4个三极管Q4、三端稳压基准源Q1以及电阻、电容，第4个三极管Q4的发射极连接电源电路的输出端VCC，第4个三极管Q4的基极分别与第11个电阻R11的一端、第10个电阻R10的一端连接，第11个电阻R11的另一端连接电源电路的输出端VCC，第10个电阻R10的另一端与处理器的输出端连接，第4个三极管Q4的集电极分别与第12个电阻R12的一端、第7个电容C7的正极连接，第7个电容C7的负极分别与第6个二极管D6的正极、第13个电阻R13的一端连接，第6个二极管D6的负极数字接地，第13个电阻R13的另一端与熄火开关连接，第12个电阻R12的另一端分别与第6个电容C6的一端、三端稳压基准源Q1的控制极连接，第6个电容C6的另一端与三端稳压基准源Q1的阴极、熄火开关连接，三端稳压基准源Q1的阳极连接模拟地。

所述电源电路包括第2个三极管Q2、稳压二极管DW以及电阻、电容，所述第2个三极管Q2的基极分别与第1个电阻R1的一端、稳压二极管DW的负极连接，稳压二极管DW的正极与第1个二极管D1的正极连接，第1个二极管D1的负极连接模拟地，稳压二极管DW的正极数字接地，第1个电阻R1的另一端分别与第2个电阻R2的一端、第2个开关二极管D2-2的阴极连接，第2个开关二极管D2-2的阴极与点火器的电压及转速信号采集线连接，第2个电阻R2的另一端与第2个三极管Q2的集电极连接，第2个三极管Q2的发射极分别与第1个电容C1的正极、第2个电容C2的一端、电源电路的输出端VCC、处理器的电源正接线端VDD连接，第1个电容C1的负极、第2个电容C2的另一端、处理器的电源负接线端VSS数字接地。

本发明的有益效果是：本发明的机油保护器在发动机机油压力低于限值时将点火线圈的初级线圈通电搭铁，保证发动机不会因为缺少机油或者润滑油压过小润滑不良而造成发动机曲轴等运动部件抱死损坏发动机，且又能配合机油压力传感器，能避开发动机启动时，油压不够传感器导通情况，使发动机能正常启动又能使发动机能正常点火。

所述机油保护器设有监测保护电路、熄火开关接口、至少两个点火器接口以及至少两个单向隔离二极管，所述单向隔离二极管的个数与点火器的个数相同，机油保护器的各点火器接口与熄火开关接口之间均设有单向隔离二极管，各单向隔离二极管的负极分别对应与点火器接口连接，各单向隔离二极管的正极均与熄火开关接口连接，所述机油保护器通过点火器接口分别与点火器的点火线圈初级连接，所述机油保护器通过熄火开关接口与熄火开关的一端连接，熄火开关的另一端接地，将单向隔离二极管集成于机油保护器内，用于防止几个点火器之间相互蹿火影响发动机正常点火。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图；

图2为本发明的机油保护器的电路图。

附图中，1为压力传感器，2为机油保护器，21为处理器，22为压力信号检测电路，23为转速信号检测电路，24为熄火控制电路，25为电源电路，26为单向隔离二极管，3为点火线圈，4为熄火开关，5为发动机润滑油主油道，6为火花塞，7为发动机，8为飞轮，9为磁极。

具体实施方式

参见图1和图2，一种监测发动机油压的安全保护装置，包括压力传感器1、机油保护器2和至少两个点火器。压力传感器1用于监测发动机润滑油主油道5的压力。各点火器的点火线圈3次级分别与各火花塞6电连接，所述机油保护器2设有监测保护电路、熄火开关4接口、至少两个点火器接口以及至少两个单向隔离二极管26，所述单向隔离二极管26的个数与点火器的个数相同，机油保护器2的各点火器接口与熄火开关4接口之间均设有单向隔离二极管26，各单向隔离二极管26的负极分别对应与点火器接口连接，各单向隔离二极管26的正极均与熄火开关4接口连接，所述机油保护器2通过点火器接口分别与点火器的点火线圈3初级连接，所述机油保护器2通过熄火开关4接口与熄火开关4的一端连接，熄火开关4的另一端接地。将单向隔离二极管26集成于机油保护器2内，用于防止几个点火器之间相互蹿火影响发动机正常点火。本实施例点火器为两个，对应双缸发动机。本实施例的火花塞6有两个，分别为发动机左缸火花塞6和发动机右缸火花塞6。所述机油保护器2的监测保护电路包括处理器21、压力信号检测电路22、转速信号检测电路23、熄火控制电路24、延时电路、电源电路25，所述电源电路25与点火器的点火线圈3初级连接，用于将点火线圈3产生的电压转换为机油保护器2的供电电压为机油保护器2供电，所述压力信号检测电路22与压力传感器1连接，用于监测润滑油道的机油压力信号，并传递给处理器21，所述转速信号检测电路23的输入端与点火器的点火线圈3初级连接，用于监测发动机转速信号，并传递给处理器21。发动机点火线圈3初级产生的电压是波动的，规律与发动机转速一致。根据发动机点火线圈3初级产生的电压可以得到发动机转速。两个点火器都可以供采集信号和提供电压，本实施例只设置一根电压及转速信号采集线。所述处理器21用于接收发动机转速信号以及机油压力信号，将发动机转速信号与转速设定值进行比较，将机油压力信号与压力设定值进行比较，输出控制信号给熄火控制电路24，所述熄火控制电路24用于控制熄火开关4的闭合或断开，用于控制发动机熄火停机，所述延时电路用于控制发动机熄火停机的延时。熄火开关4是用来控制点火线圈3的初级线圈的通电搭铁。机油保护器2在发动机机油压力低于限值时将点火线圈3的初级线圈通电搭铁。磁极9是装在飞轮8上的，磁极9更随飞轮8旋转，旋转的磁极9为点火线圈3提供变化的磁通量供点火线圈3实现点火。延时电路可以设置处理器21外，也可以设置在处理器21中，由处理器21实现延时功能。所述处理器21可以采用单片机。本实施例的所述处理器21采用型号为PIC12F609的单片机芯片。

所述电源电路25包括第2个三极管Q2、稳压二极管DW以及电阻、电容，所述第2个三极管Q2的基极分别与第1个电阻R1的一端、稳压二极管DW的负极连接，稳压二极管DW的正极与第1个二极管D1的正极连接，第1个二极管D1的负极连接模拟地，稳压二极管DW的正极数字接地，第1个电阻R1的另一端分别与第2个电阻R2的一端、第2个开关二极管D2-2的阴极连接，第2个开关二极管D2-2的阴极与点火器的电压及转速信号采集线连接，第2个电阻R2的另一端与第2个三极管Q2的集电极连接，第2个三极管Q2的发射极分别与第1个电容C1的正极、第2个电容C2的一端、电源电路25的输出端VCC、处理器21的电源正接线端VDD连接，第1个电容C1的负极、第2个电容C2的另一端、处理器21的电源负接线端VSS数字接地。该电源电路25用于输出稳定的电压VCC给机油保护器2供电。

所述压力信号检测电路22包括第8个二极管D8、第8个电阻R8、第9个电阻R9、第5个电容C5，第8个二极管D8的负极与压力传感器1连接，第8个二极管D8的负极经开关SW连接模拟地，第8个二极管D8的正极与第8个电阻R8的一端连接，第8个电阻R8的另一端分别与处理器21的第一输入端、第9个电阻R9的一端、第5个电容C5的一端连接，第9个电阻R9的另一端、第5个电容C5的另一端数字接地。

所述转速信号检测电路23包括第3个三极管Q3以及电阻、电容，第3个三极管Q3的集电极分别与处理器21的第二输入端、第3个电容C3的一端连接，第3个电容C3的另一端与第3个三极管Q3的发射极连接后数字接地，第3个三极管Q3的基极分别与第3个电阻R3的一端、第5个电阻R5的一端、第4个电容C4的一端连接，第5个电阻R5的另一端连接模拟地，第3个电阻R3的另一端分别与第3个三极管Q3的发射极、开关二极管D2-1的正极、第4个电容C4的另一端连接，开关二极管D2-1的负极与点火器的电压及转速信号采集线连接。

所述熄火控制电路24包括第4个三极管Q4、三端稳压基准源Q1以及电阻、电容，第4个三极管Q4的发射极连接电源电路25的输出端VCC，第4个三极管Q4的基极分别与第11个电阻R11的一端、第10个电阻R10的一端连接，第11个电阻R11的另一端连接电源电路25的输出端VCC，第10个电阻R10的另一端与处理器21的输出端连接，第4个三极管Q4的集电极分别与第12个电阻R12的一端、第7个电容C7的正极连接，第7个电容C7的负极分别与第6个二极管D6的正极、第13个电阻R13的一端连接，第6个二极管D6的负极数字接地，第13个电阻R13的另一端与熄火开关4连接，第12个电阻R12的另一端分别与第6个电容C6的一端、三端稳压基准源Q1的控制极连接，第6个电容C6的另一端与三端稳压基准源Q1的阴极、熄火开关4连接，三端稳压基准源Q1的阳极连接模拟地。

本发明的工作原理为：机油保护器2的处理器21处理发动机的转速信号和实现延时功能。机油保护器2在发动机机油压力低于限值时将点火线圈3的初级线圈通电搭铁。发动机7启动时转在600rpm左右，这时机油泵转速较低，机油压力也相应很低。一般发动机转速处于500-800rpm时，发动机为点火启动阶段。如果在正常运行后发动机转速升高，机油泵转速也相应升高，机油压力也会随之升高。由于从油位传感器更改为机油压力传感器1后，会出现发动机在启动时发动机主油道内机油压力低于正常运行时的机油压力，为了充分保护发动机，机油压力传感器1的限制选在了发动机启动时的机油压力与发动机正常运行时的机油压力之间，这样就会出现在启动时发动机不能正常点火，为了使发动机能正常点火，在机油保护器2中设置了能够保证正常启动的程序：机油保护器2用于接收发动机转速信号以及机油压力信号，将发动机转速信号与转速设定值进行比较，将机油压力信号与压力设定值进行比较，判断出发动机的运行状态。如果机油保护器2检测到油压低于限值即压力设定值，发动机转速小于第一转速设定值800rpm时，机油保护器2判断出发动机处于点火启动阶段，则机油保护器2不产生保护动作即不让点火线圈3的初级线圈通电搭铁，使发动机能正常点火。第一转速设定值800rpm是权衡发动机各转速对应的机油压力结合油压传感器选定制来定的。当机油保护器2检测到油压低于限值即压力设定值，发动机转速大于第二转速设定值815±15rpm时，机油保护器2判断出发动机处于正常运行阶段，机油保护器2迟1.7S产生保护动作即将点火线圈3的初级线圈通电搭铁。发动机启动后转速会迅速升高到客户调整的转速值，1.7S是为了保证发动机良好的启动，太短发动机有可能出现不能正常启动的情况；太长时如果发动机油压低于限值而机油保护器2又没产生保护动作，发动机便可能因润滑不良而损坏。当发动机正常运行时，油压传感器感应到油压低于限值机油保护器2则立即保护，并且在发动机未成功停机前一直处于保护状态。转速保持在客户调整的转速值时（允许有轻微的波动），发动机处于正常运行阶段。

Claims (5)

1.一种监测发动机油压的安全保护装置，其特征在于：包括压力传感器、机油保护器和至少两个点火器，各点火器的点火线圈次级分别与各火花塞电连接，所述机油保护器设有监测保护电路、熄火开关接口、至少两个点火器接口以及至少两个单向隔离二极管，所述单向隔离二极管的个数与点火器的个数相同，机油保护器的各点火器接口与熄火开关接口之间均设有单向隔离二极管，各单向隔离二极管的负极分别对应与点火器接口连接，各单向隔离二极管的正极均与熄火开关接口连接，所述机油保护器通过点火器接口分别与点火器的点火线圈初级连接，所述机油保护器通过熄火开关接口与熄火开关的一端连接，熄火开关的另一端接地，所述机油保护器的监测保护电路包括处理器、压力信号检测电路、转速信号检测电路、熄火控制电路、延时电路、电源电路，所述电源电路与点火器的点火线圈初级连接，用于将点火线圈产生的电压转换为机油保护器的供电电压为机油保护器供电，所述压力信号检测电路与压力传感器连接，用于监测润滑油道的机油压力信号，并传递给处理器，所述转速信号检测电路的输入端与点火器的点火线圈初级连接，用于监测发动机转速信号，并传递给处理器，所述处理器用于接收发动机转速信号以及机油压力信号，将发动机转速信号与转速设定值进行比较，将机油压力信号与压力设定值进行比较，输出控制信号给熄火控制电路，所述熄火控制电路用于控制熄火开关的闭合或断开，用于控制发动机熄火停机，所述延时电路用于控制发动机熄火停机的延时。

2.根据权利要求1所述的监测发动机油压的安全保护装置，其特征在于：所述压力信号检测电路包括第8个二极管（D8）、第8个电阻（R8）、第9个电阻（R9）、第5个电容（C5），第8个二极管（D8）的负极与压力传感器连接，第8个二极管（D8）的负极经开关SW连接模拟地，第8个二极管（D8）的正极与第8个电阻（R8）的一端连接，第8个电阻（R8）的另一端分别与处理器的第一输入端、第9个电阻（R9）的一端、第5个电容（C5）的一端连接，第9个电阻（R9）的另一端、第5个电容（C5）的另一端数字接地。

3.根据权利要求1所述的监测发动机油压的安全保护装置，其特征在于：所述转速信号检测电路包括第3个三极管（Q3）以及电阻、电容，第3个三极管（Q3）的集电极分别与处理器的第二输入端、第3个电容（C3）的一端连接，第3个电容（C3）的另一端与第3个三极管（Q3）的发射极连接后数字接地，第3个三极管（Q3）的基极分别与第3个电阻（R3）的一端、第5个电阻（R5）的一端、第4个电容（C4）的一端连接，第5个电阻（R5）的另一端连接模拟地，第3个电阻（R3）的另一端分别与第3个三极管（Q3）的发射极、第1个开关二极管（D2-1）的正极、第4个电容（C4）的另一端连接，第1个开关二极管（D2-1）的负极与点火器的电压及转速信号采集线连接。

4.根据权利要求1所述的监测发动机油压的安全保护装置，其特征在于：所述熄火控制电路包括第4个三极管（Q4）、三端稳压基准源（Q1）以及电阻、电容，第4个三极管（Q4）的发射极连接电源电路的输出端VCC，第4个三极管（Q4）的基极分别与第11个电阻（R11）的一端、第10个电阻（R10）的一端连接，第11个电阻（R11）的另一端连接电源电路的输出端VCC，第10个电阻（R10）的另一端与处理器的输出端连接，第4个三极管（Q4）的集电极分别与第12个电阻（R12）的一端、第7个电容（C7）的正极连接，第7个电容（C7）的负极分别与第6个二极管（D6）的正极、第13个电阻（R13）的一端连接，第6个二极管（D6）的负极数字接地，第13个电阻（R13）的另一端与熄火开关连接，第12个电阻（R12）的另一端分别与第6个电容（C6）的一端、三端稳压基准源（Q1）的控制极连接，第6个电容（C6）的另一端与三端稳压基准源（Q1）的阴极、熄火开关连接，三端稳压基准源（Q1）的阳极连接模拟地。

5.根据权利要求1所述的监测发动机油压的安全保护装置，其特征在于：所述电源电路包括第2个三极管（Q2）、稳压二极管（DW）以及电阻、电容，所述第2个三极管（Q2）的基极分别与第1个电阻（R1）的一端、稳压二极管（DW）的负极连接，稳压二极管（DW）的正极与第1个二极管（D1）的正极连接，第1个二极管（D1）的负极连接模拟地，稳压二极管（DW）的正极数字接地，第1个电阻（R1）的另一端分别与第2个电阻（R2）的一端、第2个开关二极管（D2-2）的阴极连接，第2个开关二极管（D2-2）的阴极与点火器的电压及转速信号采集线连接，第2个电阻（R2）的另一端与第2个三极管（Q2）的集电极连接，第2个三极管（Q2）的发射极分别与第1个电容（C1）的正极、第2个电容（C2）的一端、电源电路的输出端VCC、处理器的电源正接线端VDD连接，第1个电容（C1）的负极、第2个电容（C2）的另一端、处理器的电源负接线端VSS数字接地。