CN209959388U - 一种柴油发动机低温起动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油发动机低温起动装置，属于发动机动力系统技术领域，包括温度传感器、通/断电路、第一继电器、第二继电器、马达以及电加热器；温度传感器输出端连接通/断电路，通/断电路输出端分别经第一继电器连接马达和经第二继电器连接电加热器，马达和电加热器均与柴油发电机组中的发动机连接。本实用新型通过对当前环境温度进行检测，通过采样得到的温度值与电阻值之间的对应关系，得到发动机加热时间，并采用电加热的方式对发动机进行预热，减少发动机启动时的操作步骤，提高了发动机起动的可靠性和可操作性。

Description

一种柴油发动机低温起动装置

技术领域

本实用新型涉及发动机动力系统技术领域，特别涉及一种柴油发动机低温起动装置。

背景技术

随着经济的不断发展，由柴油发电机组作为野外能源的应用场合越来越广，使用环境也越来越恶劣，其柴油发动机低温起动是恶劣环境中最难解决、最重要的问题之一。

现阶段，柴油发动机低温起动装置主要有进气预热装置，此装置主要用于加热吸入气缸的空气或混合气，从而使其达到着火时所需的温度条件；还包括炽热点然装置，此装置采用电热塞，电热塞以蓄电池作为电源，当电流流经电热塞中的电阻丝并使其发热时，点火源的温度可达1000℃左右，周围的空气温度也随之增高，使混合气燃烧；还包括电加热器，在发动机化油器底部的进气管上装有一个电加热器，在冷车起动时，可对可燃混合气进行加热，以确保冷车顺利起动。

但是，以往柴油发送机在低温环境下（低温环境是指零下10℃到零下40℃）起动时，采用进气预热装置、炽热点燃装置以及电加热器等装置，其中：进气预热装置是采用发动机排出的废高温烟气对发动机气缸中的空气或混合气体进行预热，操作过程需手动打开或闭合多处节流阀开关，同时低温状态下，发动机在未启动之前并无废高温烟气可利用。炽热点燃装置采用一种炽热件，帮助内燃机机中使用的燃料的点燃和燃烧，该方法对炽热件的要求较高，并存在暴缸的风险。电加热器主要是采用电加热的方式对发动机的缸体或者进口燃油进行加热，通常采用手动控制加热时间，加热后再启动发动机。

整个装置只进行能源消耗，而无能源再生，均未考虑到装置的节能性，整个装置操作复杂、费时、费力、费油。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柴油发动机低温起动装置，以简化柴油发动机低温起动装置操作工序。

为实现以上目的，本实用新型采用一种柴油发动机低温起动装置，包括：温度传感器、通/断电路、第一继电器、第二继电器、马达以及电加热器；

温度传感器输出端连接通/断电路，通/断电路输出端分别经第一继电器连接马达和经第二继电器连接电加热器，马达和电加热器均与柴油发电机组中的发动机连接。

优选地，还包括超级电容和充电电路；充电电路输出端连接超级电容的一端，超级电容的另一端连接所述通/断电路。

优选地，所述通/断电路包括555定时器和继电器控制电路，所述温度传感器输出端与555定时器输入端连接，555定时器输出端与继电器控制电路连接，继电器控制电路分别连接所述第一继电器和所述第二继电器。

优选地，所述温度传感器输出端接所述555定时器的放电管脚和高触发管脚，所述温度传感器输入端、所述555定时器的外接电源管脚和555定时器的清零管脚均接入第一直流电源正极；

所述555定时器的高触发管脚经电容C后接地，所述555定时器的控制电压管脚串联电容C1后接地。

优选地，所述继电器控制电路为光耦合器，所述555定时器的输出管脚和控制电压管脚分别接入光耦合器中发光二极管的正极和负极；光耦合器输出端中的集电极串联一上拉电阻后接入第二直流源正极，上拉电阻的一端接入所述第二继电器常闭触点、另一端接入所述第二继电器常开触点；

光耦合器输出端中的发射极接入所述第一继电器的常闭触点，所述第一继电器的常开触点接入上拉电阻的一端。

优选地，所述第一继电器和所述马达之间连接有第三直流源，所述第二继电器和所述电加热器之间均连接有第四直流源。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：本实用新型根据温度传感器获取温度值与电阻之间的对应关系，可得到通/断电路的导通时长，通/断电路导通后，第二继电器吸合，第一继电器断开，电加热器开始工作对发动机进行预热，而马达不工作；在导通时间过后，通/断电路断开，此时，第一继电器吸合，第二继电器断开，马达开始工作，带动柴油发电机组中的发动机启动成功。本方案通过对当前环境温度进行检测，通过采样得到的温度值与电阻值之间的对应关系，得到发动机加热时间，并采用电加热的方式对发动机进行预热，减少发动机启动时的操作步骤，提高了发动机起动的可靠性和可操作性。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种柴油发动机低温起动装置的原理图；

图2是通/断电路的电路原理图。

具体实施方式

为了更进一步说明本实用新型的特征，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例公开了一种柴油发动机低温起动装置，包括：温度传感器10、通/断电路20、第一继电器30、第二继电器40、马达50以及电加热器60；温度传感器10输出端连接通/断电路20，通/断电路20输出端分别经第一继电器30连接马达50和经第二继电器40连接电加热器60，马达50和电加热器60均与柴油发电机组70中的发动机连接。其中，温度传感器采用PT100温度传感器，其温度与阻值具有一一对应关系（可参照pt100分度表），根据温度传感器的温度得到温度传感器的阻值，将其作为通/断电路20的导通电阻，并得到通/断电路的导通时长，通/断电路导通后，第二继电器吸合，第一继电器断开，电加热器开始工作对发动机进行预热，而马达不工作。导通时间结束后，第一继电器吸合，第二继电器断开，马达开始工作，带动柴油发电机组中的发动机启动成功。

优选地，该装置还包括超级电容80和充电电路90；充电电路90输出端连接超级电容80的一端，超级电容80的另一端连接所述通/断电路20。其中，在发动机起动成功后，由柴油发动机带动的发电机发出的电能通过充电电路输送至超级电容为超级电容充电，为发动机起动做好电能储备。

优选地，如图2所示，通/断电路20包括555定时器21和继电器控制电路22，所述温度传感器10输出端与555定时器21输入端连接，555定时器21输出端与继电器控制电路22连接，继电器控制电路22分别连接所述第一继电器30和所述第二继电器40。

其中：555定时器21可产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，温度传感器10将当前温度下对应的电阻值发送至555定时器21，555定时器21将电加热器60的加热时间按脉冲计数的方式实现计时，在该段时间内，继电器控制电路22控制第二继电器吸合，第一继电器断开。在加热时间到达后，继电器控制电路22控制第一继电器吸合，第二继电器断开。

优选地，温度传感器10输出端接所述555定时器21的放电管脚和高触发管脚，所述温度传感器10输入端、所述555定时器21的外接电源管脚和555定时器21的清零管脚均接入第一直流电源DC1正极；555定时器21的高触发管脚经电容C后接地，所述555定时器21的控制电压管脚串联电容C1后接地。其中：根据温度传感器检测到的温度值相对应的电阻值R，再通过电阻值R的阻值与电容值C的电容值得到加热时常，即可得到加热时间并通过555定时器的管脚6输入。

本实施例中，继电器控制电路22为光耦合器TLP291，555定时器21的输出管脚和控制电压管脚分别接入光耦合器中发光二极管的正极和负极；光耦合器输出端中的集电极串联一上拉电阻R1后接入第二直流源DC2正极，上拉电阻R1的一端接入第二继电器40常闭触点、另一端接入第二继电器40常开触点；光耦合器输出端中的发射极接入第一继电器30的常闭触点，第一继电器30的常开触点接入上拉电阻R1的一端。

其中：光耦合器实际上是将发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。当光耦合器导通时，第二继电器吸合，同时第一继电器断开。在加热时间到达后，光耦合器断开，第一继电器立即吸合，同时第二继电器断开。

优选地，第一继电器30和马达50之间连接有第三直流源DC3，第二继电器40和电加热器60之间均连接有第四直流源DC4。其中，第三直流电源和第四直流电源输出直流电均为功率电，该功率电从超级电容获得。

比如：当温度传感器10检测到外界温度在零下10度到零下20度时，根据温度传感器温度与电阻之间的特性即特定温度对应特定电阻阻值，通过555定时器的定时功能，在555定时器管脚3和管脚5之间连续输出特定时长的高电平，从而将光耦合器TLP291导通，在光耦合器导通后，第二继电器吸合，第一继电器断开，使得电加热器工作，马达不工作，直至经外界温度加热到光耦合器导通临界点以下时，光耦合器断开，此时第二继电器立即断开，第一继电器吸合，马达开始工作，带动发动机起动成功。

当温度传感器检测到外界温度为零下20度到零下30度时，通/断电路通过第二继电器打开电加热器，同时通过555定时器与温度传感器组成的定时器将电加热器加热的时间按脉冲计数的方式实现计时。加热时间到达后，由通/断电路断开第二继电器，使得电加热器停止加热，同时打开第一继电器起动马达，由起动马达带动小型柴油发电机组中的发动机。

当温度传感器检测到外界温度为零下30度到零下40度时，通/断电路通过第二继电器打开电加热器，同时通过555定时器与温度传感器组成的定时器将电加热器加热的时间按脉冲计数的方式实现计时。加热时间到达后，由通/断电路断开第二继电器，使得电加热器停止加热，同时打开第一继电器起动马达，由起动马达带动小型柴油发电机组中的发动机。

需要说明的是，若第一次起动失败，可进入第二个循环，直到发动机起动成功。起动成功后由柴油发动机带动的发电机发出的电通过充电电路给超级电容充电，实现电能转换为化学能，为下次起动做好准备。

本实施例通过温度传感器对当前环境温度进行检测，通过检测到的温度值对应查找温度传感器的电阻值，得到加热时间，不同的温度段，得到的加热时间不同。然后利用通/断电路控制第二继电器吸合/断开，使得电加热器进行电加热，温度越低加热时间越长，减少了起动时的操作步骤，提高发动机起动的可靠性和可操作性，省时省力省油；同时设置超级电容将发电机发出的电能转换为化学能，为下次起动做好准备，实现能源再生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柴油发动机低温起动装置，其特征在于，包括：温度传感器（10）、通/断电路（20）、第一继电器（30）、第二继电器（40）、马达（50）以及电加热器（60）；

温度传感器（10）输出端连接通/断电路，通/断电路（20）输出端分别经第一继电器（30）连接马达（50）和经第二继电器（40）连接电加热器（60），马达（50）与柴油发电机组（70）中的发动机连接。

2.如权利要求1所述的柴油发动机低温起动装置，其特征在于，还包括超级电容（80）和充电电路（90）；充电电路（90）输出端连接超级电容（80）的一端，超级电容（80）的另一端连接所述通/断电路（20）。

3.如权利要求1或2所述的柴油发动机低温起动装置，其特征在于，所述通/断电路（20）包括555定时器（21）和继电器控制电路（22），所述温度传感器（10）输出端与555定时器（21）输入端连接，555定时器（21）输出端与继电器控制电路（22）连接，继电器控制电路（22）分别连接所述第一继电器（30）和所述第二继电器（40）。

4.如权利要求3所述的柴油发动机低温起动装置，其特征在于，所述温度传感器（10）输出端接所述555定时器（21）的放电管脚和高触发管脚，所述温度传感器（10）输入端、所述555定时器（21）的外接电源管脚和555定时器（21）的清零管脚均接入第一直流电源正极；

所述555定时器（21）的高触发管脚经电容C后接地，所述555定时器（21）的控制电压管脚串联电容C1后接地。

5.如权利要求3所述的柴油发动机低温起动装置，其特征在于，所述继电器控制电路（22）为光耦合器，所述555定时器（21）的输出管脚和控制电压管脚分别接入光耦合器中发光二极管的正极和负极；光耦合器输出端中的集电极串联一上拉电阻后接入第二直流源正极，上拉电阻的一端接入所述第二继电器（40）常闭触点、另一端接入所述第二继电器（40）常开触点；

光耦合器输出端中的发射极接入所述第一继电器（30）的常闭触点，所述第一继电器（30）的常开触点接入上拉电阻的一端。

6.如权利要求3所述的柴油发动机低温起动装置，其特征在于，所述第一继电器（30）和所述马达（50）之间连接有第三直流源，所述第二继电器（40）和所述电加热器（60）之间均连接有第四直流源。

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