发动机进气系统压力异常的识别装置及识别方法与流程

本发明涉及一种发动机进气系统，更具体地说，涉及一种发动机进气系统压力异常的识别装置及识别方法。

背景技术：

在发动机的进气系统(从空气滤清器至发动机进气口之间)中，可能会因为故障，而影响发动机功率的输出或直接影响其使用寿命。因此要对这些故障进行识别，提醒用户及时处理。目前发动机进气系统的主要故障就是两个，一个是进气阻力大，主要是空气滤清器在正常使用过程中的堵塞，造成发动机进气量受到限制，使发动机无法充分输出功率，发动机冒黑烟等。另一个就是进气系统泄露，如空气滤清器滤芯破损、管路磨穿、抱箍松脱等，使空气没有过滤，直接进入发动机气缸。造成发动机气缸磨损。

针对进气阻力大的故障，目前发动机进气系统通常配有机械式或电子式的压差指示器(也称作空气滤清器维护保养指示器)。当发动机工作时，进气管路内形成负压，与大气压力有压差。而空气滤清器使用一段时间后，因为堵塞，进气系统管路内负压会增加，当压差超过一个设定的限值时，机械式压差指示器会显示明显的红色。电子式压差指示器线路会闭合，发出报警信号。提示用户进行空气滤清器维护保养。

而针对进气管路泄露的问题，目前主要是通过人工进行对进气系统上各个零件进行一一检查，完全依靠个人经验及责任心，效率低，可靠性差。或者通过测量进气管路进口端与出口端流量差来进行判断。其优点是测量准确，精度高，可以量化分析。但缺点是设备成本贵，测量条件要求高，基本上只能在实验室才能操作。对于普通发动机应用的整机及设备来说，需要非人工操作，成本低，容易操作，只做定性分析的一种进气系统泄露的识别方法及装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有发动机进气系统泄漏检测成本高的问题，而提供一种成本低廉且方便识别发动机进气系统压力异常的识别装置及识别方法。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种发动机进气系统压力异常的识别装置，包括进气管，所述进汽管的一端连接空气滤清器，另一端连接发动机，其特征在于还包括控制器、与控制器连接的转速传感器、压差检测装置、报警装置；报警装置可以是声光报警器等。

所述转速传感器用于检测发动机转速；

所述压差检测装置用于检测进汽管内气压与外部大气压之间的压差值；

当压差值小于预设的泄漏压差设置值且发动机转速大于预定转速时所述控制器经报警装置发出进气管泄漏警报。

所述泄漏压差设置值位于所述发动机在预定转速下工作且进气系统不发生泄漏时进气管内与大气压之间的正常压差值范围之内。

发动机工作时，经进气管和滤清器从外部吸入空气，由于滤清器的阻力，在进气管内形成相对于大气的负压。对于同样的空气滤清器，发动机的转速越高，吸入的空气量越大，则进气管内的负压则越大。同样，发动机工作在预定的转速下，滤清器的风阻越大，则进气管内的负压则越大。因此发动机工作于某一预定转速下，使用新更换的空气滤清器滤芯时，此时空气滤清器的风阻最小，进气管内气压与外部大气压的压差也最小；随着空气滤清器的使用，其风阻也越来越大，直到使用者依据其设定标准，认为空气滤清器的风阻严重影响了发动机的工作需要更换，此时进气管内气压与外部大气压的压差也最大。发动机工作于某一预定转速下，刚更换空气滤清器滤芯时的最小压差和需要更换空气滤清器滤芯时的最大压差之间的范围均可认为是发动机工作于某一转速下的正常压差范围；泄漏压差设置值可在该正常压差范围内取值，比如泄漏压差设置值可以设置为刚更换空气滤清器滤芯后进气管与外部大气压之间的压差，若检测到压差值小于该泄漏压差设置值，说明空气滤清器至发动机之间的进气管有泄漏空气。

上述发动机进气系统压力异常的识别装置中，所述压差检测装置包括线圈闭合设置值为所述泄漏压差设置值的电子式第一压差指示器，第一压差指示器与控制器连接。进一步地所述压差检测装置还包括线圈闭合设置值为滤清器堵塞压差设置值的电子式第二压差指示器，所述第二压差指示器与所述控制器连接，所述压差值大于所述滤清器堵塞压差设置值时所述控制器经报警装置发出空气滤清器堵塞警报。当空气滤清器严重堵塞，使用者根据自己设定的标准已经严重影响到发动机正常工作时，需要更换空气滤清器的滤芯，此时发动机工作于某预定转速下，进气管与外部大气之间的压差最大，若第二压差指示器检测到该压差而闭合其线圈时，也即该空气滤清器的滤芯被堵塞到需要更换的程度。

上述发动机进气系统压力异常的识别装置中，压差检测装置还可以是包括用于测量进气管内压力的第一压力传感器和测量进气管外部大气压力的第二压力传感器。也即使用压力传感器替代压差指示器来检测进气管与外部大气之间的压差。进一步地，使用压力传感器来检测进气管内外的压差时，控制器内不仅可以预设泄漏压差设置值用来判定进气系统是否有泄漏，还可以预设滤清器堵塞压差设置值，压差值大于所述滤清器堵塞压差设置值时所述控制器经报警装置发出空气滤清器堵塞警报。

本发明为实现其目的的另一技术方案是这样的：提供一种发动机进气系统压力异常的识别方法，其特征在于包括如下步骤：

预设泄漏压差设置值，所述泄漏压差设置值位于所述发动机在预定转速下工作且发动机进气系统不发生泄漏时进气管内与大气压之间的正常压差值范围之内；

通过压差检测装置检测发动机进气管内压力与大气压之间的压差值、通过转速传感器检测发动机转速；

当压差值小于泄漏压差设置值且发动机转速大于预定转速时识别为发动机进气系统进气管泄漏异常。

上述发动机进气系统压力异常的识别方法中，还包括预设滤清器堵塞压差设置值，所述压差值大于所述滤清器堵塞压差设置值时识别为发动机进气系统空气滤清器堵塞异常。

在本发明中，控制器可使用发动机或发动机安装车辆上的控制器，发动机转速传感器可使用发动机自身所带的转速传感器，只需要在进气管上设置对应的压差检测装置，然后通过程序编写控制可实现其功能，因此本发明与现有技术相比，本发明具有结构简单、成本低的优点，可监测识别发动机进气系统是否泄漏的异常和空气滤清器滤芯是否因堵塞需要更换的异常。

附图说明

图1是本发明发动机进气系统压力异常的识别装置第一种实施方式的示意框图。

图2是本发明发动机进气系统压力异常的识别装置第二种实施方式的示意框图。

图中零部件名称及序号：

控制器1、转速传感器2、第一压差指示器3、第二压差指示器4、第一压力传感器5、第二压力传感器6。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例一：

如图1所示，本发明发动机进气系统中，进气管的两端分别连着空气滤清器和发动机，发动机工作运转时，外部空气经空气滤清器、进气管进入到发动机内。

在进气管上设置有两个电子式压差指示器用于测量进气管内气压与外部大气压之间的差值，两个电子式压差指示器分别是第一压差指示器3和第二压差指示器4，两个压差指示器与控制器1相连。其中第一压差指示器3上所设定的限压值为P1，第二压差指示器4上所设定的限压值为P2。其中限压值P1与外部大气压之间的差值为泄漏压差设置值，该泄漏压差设置值用于判断发动机进气系统是否泄漏例如滤清器是否破损、进气管两端是否松动漏气等异常。发动机进气系统(从空气滤清器至发动机进气口)不发生泄漏时发动机工作某预定转速如怠速状态(800转/分)时进气管内气压与外部气压之间的正常压差值范围在P11-P12之间，其中压差值P11等于发动机800转速时刚换空气滤清器滤芯(流过空气滤清器滤芯的阻力最小)时进气管内外的压差值，压差值P12是同等转速下空气滤清器的滤芯发生严重堵塞需要更换时进气管内外的压差值。使用者可以设定P1值，使得泄漏压差设置值位于压差值P11至压差值P12之间，但为了避免错误预报，可将泄漏压差设置值设置成等于压差值P11。限压值P2为滤清器堵塞压差设置值。滤清器堵塞压差设置值用于判断空气滤清器的滤芯是否严重堵塞需要更换，为了避免误报，可以将通过设置P2值使滤清器堵塞压差设置值等于P12。

本实施例中的发动机进气系统压力异常的识别方法如下：控制器1通过第一压差指示器3和第二压差指示器4获取进气管与外部大气之间的压差值，并通过转速传感器2检测发动机转速信号。当进气管内的气压大于或等于P1，也即进气管内的气压与外部大气压的压差小于泄漏压差设置值(P11)时，第一压差指示器的线圈闭合向控制器发送相应信号，若发动机转速低于预定转速或为零时，则不报警，若发动机转速高于预定转速，则控制器通过报警装置发出进气系统泄漏警报，提示维护人员检查发动机的进气系统。当进气管内的气压小于或等于P2，也即进气管内的气压与外部大气压的压差大于滤清器堵塞压差设置值(P12)时，则认为滤清器的滤芯堵塞严重，第二压差指示器的线圈闭合，向控制器发送对应信号，控制器通过警报装置发出空气滤清器滤芯堵塞警报，提醒维护人员需要对空气滤清器的滤芯进行更换维护。

在本实施例中，也可以只设置第一压力指示器3而不设置第二压差指示器，此时该发动机进气系统压力异常识别装置只具备发动机进气系统泄漏异常的功能，不具备空气滤清器滤芯堵塞异常的识别功能，空气滤清器滤芯堵塞异常的识别功能可通过其他装置进行识别。

实施例二：

如图2所示，与实施例一相比，本实施例中不同的时使用两个压力传感器替代实施例一种的两个压差指示器，该两个压力传感器分别是检测进气管内压力的第一压力传感器5和检测外部大气压压力的第二压力传感器6，在控制器1中设置泄漏压差设置值(P11)和滤清器堵塞压差设置值(P12)。控制器通过第一压力传感器5和第二压力传感器6检测到的压力信号计算进气管内与外部大气压之间的压差值，当压差值小于预设的泄漏压差设置值(P11)且发动机转速大于预定转速时控制器经报警装置发出进气管泄漏警报。当压差值大于预设的滤清器堵塞压差设置值(P12)时控制器经报警装置发出空气滤清器滤芯堵塞异常警报，提醒维护人员需要对空气滤清器的滤芯进行更换维护。