預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，屬活塞-連桿式內(nèi)燃機安全防護系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞式內(nèi)燃機，特別是中高速四沖程柴油機、汽油機、燃氣機等，連桿大端連接螺栓在安裝操作中，如果出現(xiàn)上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等都可能造成在發(fā)動機轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生斷裂，從而引發(fā)連桿大端下部軸承掉落，連桿下部上端瓦脫離曲柄銷，連桿大端在轉(zhuǎn)動曲柄銷的打擊下撞向機體，導(dǎo)致發(fā)動機機體、連桿、曲軸、缸套損壞的重大機損事故。
[0003]一般中小型活塞-連桿式內(nèi)燃機運動機件的潤滑線路是:來自潤滑油泵的壓力潤滑油首先進入主軸承，小部分潤滑主軸承，大部分通過曲柄銷中的油孔進入連桿軸承，其中小部分潤滑連桿大端軸承，大部分通過大端軸瓦上的油槽和油孔，以及連桿主干的中心油孔，往上進入連桿小端軸承，其中小部分用于潤滑活塞銷銅套軸承，大部分通過塞銷銅套上的油槽和油孔，以及連桿小端頂部的油孔往上噴入活塞內(nèi)部的冷卻腔，對活塞進行振蕩冷卻。所有回油通過各軸承間隙和活塞冷卻腔泄油孔落入曲柄箱油池，被潤滑油泵吸入后繼續(xù)循環(huán)潤滑。
[0004]柴油機、汽油機、燃氣機等活塞-連桿式內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂前通常先出現(xiàn)松動，從而造成連桿大端軸承同曲柄銷間出現(xiàn)比較大的間隙，曲柄銷特定位置同連桿大端軸承之間的間隙在曲軸做周向運動過程中由于兩者相互作用力大小和方向的周期性變化而異常變化，這個間隙量的變化導(dǎo)致故障曲柄銷上潤滑油出口處的阻力發(fā)生異常周期性變化，進而會引起通向該缸軸承的潤滑油壓力產(chǎn)生周期性異常變化，并進一步導(dǎo)致發(fā)動機潤滑油供給總管的壓力發(fā)生周期性異常降低變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，以避免活塞-連桿式內(nèi)燃機發(fā)動機的機損事故。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機報警控制單元和電壓信號檢測單元，所述報警控制單元由運算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運算放大器一的輸入和運算放大器二的輸出，連接在發(fā)動機滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機報警控制單元之間；采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器的電壓信號分兩路，一路直接連接運算放大器一的低電壓入口，另一路通過二極管過濾隔離后，經(jīng)電阻和電容將穩(wěn)定電壓平均值接入運算放大器一的高壓端；當采集到的發(fā)動機滑油管路傳感器電壓信號因為某缸連桿大端螺絲松動或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運算放大器一的高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時的電壓值時，運算放大器一通過負反饋電阻和放大調(diào)節(jié)電阻后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管、電容和電阻隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號與運算放大器二的正端輸入口連接，報警設(shè)定電壓與運算放大器二的負端輸入連接；運算放大器二報警輸出電壓信號與內(nèi)燃機報警控制單元連接；當運算放大器二正端輸入的電壓信號大于其負端輸入的報警設(shè)定電壓時，運算放大器二則將輸出報警電壓信號發(fā)到內(nèi)燃機報警控制單元，內(nèi)燃機發(fā)出警報并停機。
[0008]所述發(fā)動機滑油管路壓力傳感器設(shè)置于發(fā)動機主滑油總管或主軸承滑油分管。
[0009]所述采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
[0010]所述運算放大器二負端輸入的報警設(shè)定電壓根據(jù)內(nèi)燃機的機型通過試驗設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓，固定電阻與地線之間的可變電阻調(diào)整設(shè)定。
[0011]本發(fā)明預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，借助于內(nèi)燃機已經(jīng)安裝的滑油壓力傳感器和報警控制單元，只需要安裝簡單的電壓檢測線路，整體費用低，預(yù)防“伸腿”事故效果明顯。本發(fā)明的用于預(yù)防中小型(非二沖程十字頭式)活塞-連桿式內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的預(yù)防報警控制系統(tǒng)，可以在內(nèi)燃機因為連桿大端螺栓上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等造成在發(fā)動機轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發(fā)出聲光報警并自動停機，避免連桿大端螺栓斷裂造成連桿撞擊內(nèi)燃機機機架而引發(fā)的“伸腿”重大機損事故及人員傷害危險。
【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明電路圖
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明是如何實施的:
[0014]本發(fā)明預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機滑油管路壓力傳感器S、內(nèi)燃機報警控制單元N和電壓信號檢測單元J，所述報警控制單元由運算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運算放大器一Al的輸入和運算放大器二A2的輸出，連接在發(fā)動機滑油管路壓力傳感器S與內(nèi)燃機報警控制單元N之間；采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器S的輸入電壓信號Vin分為兩路，一路直接連接運算放大器一 Al低電壓入口，另一路通過二極管D過濾隔離后，經(jīng)電阻R和電容Cl將穩(wěn)定電壓平均值接入運算放大器一Al的高壓端；當采集到的發(fā)動機滑油管路傳感器S電壓信號因為某缸連桿大端螺絲松動或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運算放大器一Al高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時的電壓值時，運算放大器一Al通過負反饋電阻Rf和放大調(diào)節(jié)電阻Rl后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管D1、電容C2和電阻R4隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號Uyc與運算放大器二 A2正端輸入口連接，報警設(shè)定電壓Usd與運算放大器二 A2負端輸入連接，該報警設(shè)定電壓Usd根據(jù)內(nèi)燃機的機型通過試驗設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓U+，固定電阻R3與地線之間的可變電阻R2調(diào)整設(shè)定；運算放大器二 A2報警輸出電壓信號V-與內(nèi)燃機報警控制單元連接，當運算放大器二 A2正端輸入的電壓信號Uyc大于其負端輸入的報警設(shè)定電壓Usd時，運算放大器二A2則將輸出報警電壓信號Vwt發(fā)到內(nèi)燃機報警控制單元，內(nèi)燃機發(fā)出警報并停機。
[0015]所述發(fā)動機滑油管路壓力傳感器S設(shè)置于發(fā)動機主滑油總管或主軸承滑油分管。
[0016]所述采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
【主權(quán)項】
1.預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機報警控制單元和電壓信號檢測單元，其特征在于，所述報警控制單元由運算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運算放大器一的輸入和運算放大器二的輸出，連接在發(fā)動機滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機報警控制單元之間；采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器的電壓信號分兩路，一路直接連接運算放大器一的低電壓入口，另一路通過二極管過濾隔離后，經(jīng)電阻和電容將穩(wěn)定電壓平均值接入運算放大器一的高壓端；當采集到的發(fā)動機滑油管路傳感器電壓信號因為某缸連桿大端螺絲松動或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運算放大器一的高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時的電壓值時，運算放大器一通過負反饋電阻和放大調(diào)節(jié)電阻后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管、電容和電阻隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號與運算放大器二的正端輸入口連接，報警設(shè)定電壓與運算放大器二的負端輸入連接；運算放大器二報警輸出電壓信號與內(nèi)燃機報警控制單元連接；當運算放大器二正端輸入的電壓信號大于其負端輸入的報警設(shè)定電壓時，運算放大器二則將輸出報警電壓信號發(fā)到內(nèi)燃機報警控制單元，內(nèi)燃機發(fā)出警報并停機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機滑油管路壓力傳感器設(shè)置于發(fā)動機主滑油總管或主軸承滑油分管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，其特征在于，采自發(fā)動機滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，其特征在于，運算放大器二負端輸入的報警設(shè)定電壓根據(jù)內(nèi)燃機的機型通過試驗設(shè)定，并可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓，固定電阻與地線之間的可變電阻調(diào)整設(shè)定。
【專利摘要】本發(fā)明預(yù)防內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統(tǒng)，屬活塞-連桿式內(nèi)燃機安全防護系統(tǒng)領(lǐng)域,本發(fā)明包括發(fā)動機滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機報警控制單元和電壓信號檢測單元，所述報警控制單元由運算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運算放大器一的輸入和運算放大器二的輸出，連接在發(fā)動機滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機報警控制單元之間；本發(fā)明可以在內(nèi)燃機因為連桿大端螺栓上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等造成在發(fā)動機轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發(fā)出聲光報警并自動停機，從而有效避免因內(nèi)燃機連桿大端螺栓斷裂而造成重大的機損事故和人員傷害。
【IPC分類】F02B77-08, F02D17-04
【公開號】CN104747289
【申請?zhí)枴緾N201510162140
【發(fā)明人】崔甲國, 裴正強, 徐偉, 劉光耀, 周暉
【申請人】長江船舶設(shè)計院（武漢）
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月8日