专利名称：柴油机智能飞车保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机的保护装置，尤其是能自我诊断、识别柴油机飞车，并切断柴油机主供油油路，从而保护柴油机的保护装置。
背景技术：
目前，柴油机“飞车”保护装置常见的工作方式有①控制柴油机进气阀，当柴油机出现“飞车”时，人工关闭进气阀，阻断空气继续进入汽缸，从而使柴油机停车，达到保护的目的。这种装置机构复杂，体积庞大，由于采用人工判断、操作，因此，容易出现误操作；(D通过执行元件(电磁阀、电机、液压伺服马达等)直接作用在喷油泵的停油臂(断火器)上，推动喷油泵齿条回到零供油位置，使喷油泵的供油量为零，从而使发动机停车。这种些“飞车”保护装置所需工作カ矩大，工作可靠性不高。
发明内容
为了克服现有飞车保护装置机构复杂，体积庞大，容易出现误操作，工作可靠性不高的缺点。本发明提供ー种飞车保护装置，该装置不仅能判断柴油机是否飞车，而且能自我诊断，判别柴油机是真飞车，还是假飞车，避免误操作。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是ー种柴油机飞车保护装置，包括控制电路和执行元件，控制电路将柴油机的转速信号转变成电压信号，并与设定好的“飞车”门限电压Vf比较，根据比较结果判断柴油机是否发生“飞车”；如果“飞车”持续时间Tf大于“飞车”限定时间Ttl，控制电路则输出相应的信号控制执行元件工作；所述执行元件用于根据所述控制电路输出的信号对柴油机供油油路的开通和关闭做出反应。所述的柴油机飞车保护装置，所述控制电路包括转速信号采集转换电路、“飞车”判断电路、“飞车”时间判断电路和逻辑控制电路。所述的柴油机飞车保护装置，所述执行元件为二位三通电磁阀，该电磁阀根据所述控制电路输出的信号对柴油机供油油路的开通和关闭做出反应。所述的柴油机飞车保护装置，所述执行元件包括阀体(I)、阀芯(2)、复位弹簧
(7)、后盖(9)、电磁铁(10)、电磁铁推杆(3);阀体⑴中设置常开阀ロ(A)、常闭阀ロ(B)、进油阀ロ(P)、回油阀ロ(L);柴油机的喷油泵(11)的低压供油油路(12)和所述常开阀ロ(A)连接，回油管(16)和所述常闭阀ロ(B)连接；当柴油机处于正常工作转速时，所述控制电路输出低电平，控制电路中的继电器处于断开状态，阀芯⑵在复位弹簧(7)弹簧カ的作用下处于靠近后盖(9) ー侧，进油阀ロ(P)与常开阀ロ(A)相通，常闭阀ロ(B)被封闭；当柴油机发生真“飞车”时，控制电路输出高电平，控制电路中的继电器闭合，电磁铁(10)通电，电磁铁推杆(3)的推力作用使阀芯(2)移至远离后盖(9) ー侧，阀芯(2)的台肩使常开阀ロ(A)封闭，进油阀ロ(P)与常闭阀ロ(B)相通，燃油通过常闭阀ロ(B)直接流回油箱，从而没有燃油喷入发动机缸内燃烧。、
本发明的有益效果是实时对柴油机的运行エ况进行监控，能自我诊断、判别柴油机真假飞车，防止误操作。执行元件采用二位三通电磁阀直接作用柴油机主供油油路，体积小，工作可靠。本装置通过调整可以满足控制不同柴油机飞车转速的要求。
图I是控制电路原通图，1-1为原通框图；1_2为电路原通图。图2是执行元件纵剖面图 。图3是飞车保护装置的实施例的构造图。图2中，I、阀体；2、阀芯；3、推杆；4、支撑弹黃；5、弹黃座；6、0形圈座；7、复位弹
簧；8、复位弹簧座；9、后盖；10、电磁鉄。图3中，11、喷油泵;12、14、18为低压供油管；13、执行元件；15、柴油滤清器；16、回油管；17、油箱；19、吸油管；20、高压供油管；21、22、回油管。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。在图I中，控制电路是柴油机“飞车”保护装置的核心，包括转速信号采集转换电路、“飞车”判断単元、“飞车”时间判断単元和逻辑控制単元。其原理图为①在转速信号采集转换电路中，本发明采用齿轮转速传感器对柴油机的转速进行信号采集。频率和转速之间的关系为Λ =^xz⑴其中，n(r/min)为柴油机的转速，fin(Hz)为输出电信号的频率，Z为飞轮齿数。频率电压转换采用LM2907集成式频率、电压转换器。LM2907只需少量的外围元件即可实现将频率转换成电压的功能，且频率输入信号fin和输出电压Vwt成正比例关系Vout = TinXVccXC3XR1Xk (2)②在飞车判断单元中，飞车判断单元将LM2907频率电压转换器的输出电压Vwt作为输入电压和已经设定好的“飞车”门限电压Vf比较，如果Vrat小于Vf，表示柴油机工作正常，反之，则发生“飞车”。本发明中，采用LT1014集成电压比较器进行电压比较，Vf的大小可以通过调节“飞车”判断电路中滑动变阻器RV1的阻值来改变，以满足不同柴油机最高设计转速nf的要求。③在“飞车”时间判断単元中，通过“飞车”持续时间Tf来判断柴油机是真“飞车”还是假“飞车”。如果“飞车”持续时间Tf小干“飞车”限定时间TJ ( 5s)，此时柴油机为假“飞车”；如果“飞车”时间Tf大于“飞车”限定时间，此时为真“飞车”。④在逻辑控制単元中，对“飞车”时间判断単元的输出信号进行逻辑判断，并输出相应的控制信号。当逻辑控制电路检测到“飞车”时间判断电路输出为低电平吋，逻辑控制电路输出低电平，执行元件不动作；反之，则持续输出高电平，此时继电器闭合，电磁阀关闭喷油泵的供油油路，停止向柴油机供油，直到柴油机停车。此外，本发明的控制电路还具有执行元件动作后能复位的功能，以及控制电路的失效保护功能。如图1，当执行元件动作，关闭供油油路，直到柴油机停车后，继电器RLl持续接通，供油油路始终保持关闭状态，待柴油机“飞车”故障排除后，若想重新启动柴油机，则必须先按ー下复位按钮SI，为触发器的输出端Q复位。当控制电路出现故障，不能正确进行判断和控制，可以采用手动失效保护按钮S2操作执行元件，关闭喷油泵的供油油路，从而起到保护柴油机的目的。參考图2，为本发明执行元件的结构示意图，其实质为ー个二位三通电磁阀，通过电磁阀的通电换向可实现喷油泵供油油路的开通和关闭。其中A为常开阀ロ，B为常闭阀ロ，P为进油阀ロ，L为回油接ロ。当该执行元件用于本发明中，按图3与相关零件连接。其中，喷油泵11的低压供油油路12和执行元件13的常开阀ロ A连接，回油管16和执行元件13的常闭阀ロ B连接。当柴油机处于正常工作转速时，控制电路输出低电平，控制电路中的继电器处于断开状态，阀芯2在复位弹簧7弹簧カ的作用下处于靠近后盖9 ー侧，进油阀ロ P与A相通，阀ロ B被封闭，此时喷油泵的低压供油管12、低压供油管14、低压供油管 18、吸油管19是开通的，燃油通过柴油滤清器15经过阀ロ P进入喷油泵11，最后经高压供油管20喷入柴油机中燃烧，而多余的柴油经回油管21、回油管22流回油箱17。当柴油机发生真“飞车”时，控制电路输出高电平，控制电路中的继电器闭合，电磁铁10通电，电磁铁推杆3的推力作用使阀芯2移至远离后盖9 ー侧，阀芯2的台肩使常开阀ロ A封闭，此时喷油泵的低压供油管12、低压供油管14、低压供油管18、吸油管19断开，而进油阀ロ P与常闭阀ロ B相通，燃油通过阀ロ B直接流回油箱，从而没有燃油喷入发动机缸内燃烧，起到断油的作用，使发动机转速逐步降低，直至停机，达到保护发动机的目的。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种柴油机飞车保护装置，其特征是包括控制电路和执行元件，控制电路将柴油机的转速信号转变成电压信号，并与设定好的“飞车”门限电压Vf比较，根据比较结果判断柴油机是否发生“飞车”；如果“飞车”持续时间Tf大于“飞车”限定时间Ttl，控制电路则输出相应的信号控制执行元件工作；所述执行元件用于根据所述控制电路输出的信号对柴油机供油油路的开通和关闭做出反应。
2.根据权利要求I所述的柴油机飞车保护装置，其特征是所述控制电路包括转速信号采集转换电路、“飞车”判断电路、“飞车”时间判断电路和逻辑控制电路。
3.根据权利要求I所述的柴油机飞车保护装置，其特征是所述执行元件为二位三通电磁阀，该电磁阀根据所述控制电路输出的信号对柴油机供油油路的开通和关闭做出反应。
4.根据权利要求3所述的柴油机飞车保护装置，其特征是所述执行元件包括阀体(I)、阀芯(2)、复位弹簧(7)、后盖(9)、电磁铁(10)、电磁 铁推杆(3);阀体⑴中设置常开阀ロ(A)、常闭阀ロ(B)、进油阀ロ(P)、回油阀ロ(L);柴油机的喷油泵(11)的低压供油油路(12)和所述常开阀ロ㈧连接，回油管(16)和所述常闭阀ロ⑶连接；当柴油机处于正常工作转速时，所述控制电路输出低电平，控制电路中的继电器处于断开状态，阀芯(2)在复位弹簧(7)弹簧カ的作用下处于靠近后盖(9) ー侧，进油阀ロ(P)与常开阀ロ(A)相通，常闭阀ロ⑶被封闭；当柴油机发生真“飞车”时，控制电路输出高电平，控制电路中的继电器闭合，电磁铁(10)通电，电磁铁推杆(3)的推力作用使阀芯(2)移至远离后盖(9) ー侧，阀芯(2)的台肩使常开阀ロ(A)封闭，进油阀ロ(P)与常闭阀ロ(B)相通，燃油通过常闭阀ロ(B)直接流回油箱，从而没有燃油喷入发动机缸内燃烧。
全文摘要
本发明公开了一种柴油机飞车保护装置，包括控制电路和执行元件，控制电路将柴油机的转速信号转变成电压信号，并与设定好的“飞车”门限电压Vf比较，根据比较结果判断柴油机是否发生“飞车”；如果“飞车”持续时间Tf大于“飞车”限定时间T0，控制电路则输出相应的信号控制执行元件工作；所述执行元件用于根据所述控制电路输出的信号对柴油机供油油路的开通和关闭做出反应。实时对柴油机的运行工况进行监控，能自我诊断、判别柴油机真假飞车，防止误操作。执行元件采用二位三通电磁阀直接作用柴油机主供油油路，体积小，工作可靠。本装置通过调整可以满足控制不同柴油机飞车转速的要求。
文档编号F02D41/22GK102678351SQ20121015090
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者曾东建, 曾渝理 申请人:西华大学