CN207033631U - 一种柴油发动机启动保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种柴油发动机启动保护装置，该装置采用89C51单片机控制，通过同时采集发电机发电信号、发动机转速信号、变速箱空挡信号、内部启动计时等多路信号，通过内部程序比对计算，同时输出两路信号分别控制启动电机的电源线圈和励磁线圈，进而实现发动机启动后的保护断开。相对于传统数字电路保护模块，信号采集保护更全面、及时，两路外部输出可以有效降低继电器自身故障引起的脱不开触点烧坏启动电机的故障，比传统保护继电器更加可靠。

Description

一种柴油发动机启动保护装置

技术领域

本发明提供了一种柴油发动机启动保护装置，属于柴油发动机启动保护技术领域。

背景技术

传统数字电路设计的启动保护继电器中存在一定的设计缺陷，当继电器自身内部触点粘连或卡死时，尽管数字电路已经输出一个断开信号，但由于自身已经卡死还是不能让马达和发动机脱开造成连转烧坏启动电机或打坏齿轮圈。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种柴油发动机启动保护装置。

本实用新型的目的是通过下述技术措施来实现：

本实用新型的柴油发动机启动保护装置包括保护继电器MCU，分别与保护继电器MCU的相应信号输入端相连接的钥匙开关的ON档和START档、发电机D+端（未发电机时1.2V，正常发电时28V）、发动机转速传感器脉冲信号输出端、变速箱换挡手柄空挡继电器控制端；保护继电器MCU两路开关量输出通过两路MOS管接控制启动电机励磁继电器控制端和启动电机电源继电器控制端。

本实用新型中所述保护继电器MCU采用89C51单片机。

本实用新型通过同时采集发电机D+信号、转速信号、空挡信号、内部启动计时等多路信号，通过内部程序比对计算，同时输出两路信号分别控制启动电机的电源线圈和励磁线圈。

更具体说，MCU分别采取发电机发电机励磁电压输出端D+、发动机转速脉冲信号W、空挡开关信号K，以及MCU内部两个时间计时：每次启动持续时间T1，两次启动间隔时间T2。通过内部程序比对计算，同时输出两路信号分别控制启动电机的电源线圈和励磁线圈。相对于传统数字电路保护模块，信号采集保护更全面、及时，两路外部输出可以有效降低继电器自身故障引起的脱不开触点烧坏启动马达的故障，比传统保护继电器更加可靠。

（1）发电机D+信号选取和设置

发电机D+端信号在整机电源接通时为1.6VDC，正常发电后变为28VDC，可以取低电压1.6V为0，高电压28V为1。

（2）发动机转速信号W的设置

发动机飞轮壳齿数为173个，即发动机每转动1圈输出173个脉冲，发动机在启动时转速逐渐从0增加到怠速状态的（700～750）转的过程，脉冲区间为0—（121100～129750）个脉冲。根据司机正常启动时的操作习惯，在启动时都会加一点油门，因此启动时的转速一般会大于怠速时的转速，为了准确起见我们设置接近12万个脉冲时可以判断车辆已经正常启动，因此我们取脉冲数大于12万时为1，低于12万时为0。

（3）空挡信号K的设置

发动机在启动时要求将档位至于空挡位置才允许打车，因此在档位选择器上增加了1路触动开关，根据触控开关的通断判定档位选择器是否在空挡位置。触动开关K闭合，处于空挡位置，设置为1；触动开关K断开，处于非空挡位置，设置为0。

（4）启动持续时间T1和启动间隔时间T2的设置

根据启动电机和和蓄电池技术条件的要求，为了能保证蓄电池能提供足够的电能启动发动机，在两次启动时需要至少5S的时间间隔以留给蓄电池足够的恢复时间，同时启动电机为直流短时工作制电机，每次启动持续时间不能连续超过10S，否则启动电机会因为长时间工作发热而烧坏。在实际使用过程中，司机会连续不间断的启动，尤其在冬季或天气寒冷的季节，因此我们考虑到操作习惯将启动持续时间T1设置为10S，T1达到10S为1，不到10S为0；将间隔启动时间T2设置为3S，T2达到3S为1，不到3S为0。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的保护装置基于89C51单片机的启动保护控制器（MCU）通过检测发动机正常启动后的发电机信号D+和转速W信号，自动断开启动马达回路，有效避免启动电机长时间工作烧坏马达。同时通过MCU内部计时单次启动时间T1和间隔启动时间T2两个时间参数，内部程序设置相应保护时间。单次启动保护时间T1可以有效避免长时间启动造成启动机发热、粘连等故障；间隔启动保护时间T2可有效避免蓄电池连续放电造成亏电故障。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的柴油发动机启动保护装置包括保护继电器MCU，分别与保护继电器MCU的相应信号输入端相连接的钥匙开关的ON档和START档、发电机D+端（未发电机时1.2V，正常发电时28V）、发动机转速传感器脉冲信号输出端、变速箱换挡手柄空挡继电器控制端；保护继电器MCU两路开关量输出通过两路MOS管接控制启动电机励磁继电器控制端和启动电机电源继电器控制端。

本实用新型中所述保护继电器MCU采用89C51单片机。

本实用新型的具体工作原理如下：

将变速箱档位选择器置于空挡位置，打开钥匙开关ON档，MCU单元和外部线圈端通电，钥匙开关到START档，MCU启动端上电，分别控制启动电机励磁继电器控制端和启动电机电源继电器控制端两个端口高电平输出，对应的两个MOS管接通，分别控制继电器J1和J2闭合，启动电机运转。

MCU保护断开启动电机时，存在以下几种情况：

a)、若档位选择器没有置于空挡位置，空挡继电器控制端口没有检测到档位在空挡时，则MCU没有输出，车辆无法启动。

b)、MCU接钥匙开关START端口连续两次通电间隔（启动间隔T2）通过内部程序设置，最小时间间隔要达到3S，否则不能启动。

c）、若发电机D+和转速W都没有高电平输入（发动机没有完全启动），MCU检测到START档持续启动时间T1达到10S，出于对启动电机马达的保护，截止MOS管,关断两个继电器J1和J2，启动电机断电。

d)、MCU检测到发电机D+高电平信号，即发电机已工作正常，能持续发电，发动机已经达到完全启动后状态。MCU控制两个输出端口立即变为低电平输出，截止MOS管，关断两个继电器J1和J2，启动电机断电。

e)、发电机或D+线路出现故障，MCU检测发电机发电状态端口处于悬空状态时，通过对发动机转速信号W的检测，实现启动电机断电保护：通过MCU内部高速计数判断转速信号W达到12万个脉冲时为1（高电平），说明发动机已经正常启动,MCU控制输出端口立即变为低电平输出，截止MOS管，关断两个继电器J1和J2,启动电机断电。

Claims (2)

1.一种柴油发动机启动保护装置，其特征在于：它包括保护继电器MCU，分别与保护继电器MCU的相应信号输入端相连接的钥匙开关的ON档和START档、发电机D+端、发动机转速传感器脉冲信号输出端、变速箱换挡手柄空挡继电器控制端；保护继电器MCU两路开关量输出通过两路MOS管接控制启动电机励磁继电器控制端和启动电机电源继电器控制端。

2.根据权利要求1所述的柴油发动机启动保护装置，其特征在于：所述保护继电器MCU采用89C51单片机。