专利名称：柴油机模块化润滑系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机润滑系统，尤其涉及一种能自动优化各分支支路的滑油流量、温度和压力的柴油机模块化润滑系统。
背景技术：
目前，现有的大部分大功率柴油机的润滑系统均为机带式，滑油泵、滑油滤器、调压阀、大量滑油管路等均安装在机器上，滑油泵等由曲轴驱动。这样的形式，一方面增加了柴油机结构的复杂性和零部件在机器上的布置难度；另一方面，每台柴油机均需要配备上述驱动滑油泵等附件，消耗了柴油机的输出功，降低了有效机械效率。同时，这些大功率柴油机的滑油系统设计主要以经验设计和参照设计为主，其性能参数以及主要附件的设计选型往往仅考虑满足标定工况点的要求，滑油温度、压力控制方法比较落后，温度、压力控制精度较差，缺乏对整个运行工况范围滑油系统循环滑油量以及各关键点的滑油流量、压力、温度的精确控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油机模块化润滑系统，独立布置在柴油机旁，根据柴油机的工况自动调整、最优配置到柴油机各主要润滑部和关键冷却部位的滑油的流量、压力和温度。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种柴油机模块化润滑系统，包括油箱、用于加热油箱的加热装置、用于控制所述加热装置的温控仪、与油箱连接的机油泵装置、以及依次设于机油泵装置后的电动调节阀、电动调温阀和滑油冷却器，滑油冷却器出口与柴油机的滑油系统连接；所述机油泵装置包括机油泵、驱动机油泵的电机和控制电机运行的变频器；其特点是，还包括多个传感器，包括设于油箱出口的油箱温度传感器、设于机油泵出口的机油泵压力传感器、以及设于电动调温阀出口的出口温度传感器和出口压力传感器；控制单元，与所述多个传感器、温控仪、变频器、以及自动调温阀和自动调节阀连接，控制单元获取发动机的运行状态参数和多个传感器的检测数据，据此控制机油泵电机的转速、温控仪、电动调节阀和电动调温阀的运行；所述模块化润滑系统的各部件集成为一个模块，独立布置于柴油机旁。
所述加热装置包括加热器和加热器控制柜，所述加热器设于所述油箱内，所述加热器控制柜输入端与所述温控仪连接，输出端与所述加热器连接。
所述发动机的运行状态参数包括转速、负载和排气温度，控制单元根据预设的控制曲线，利用这些参数选择合适的输出控制量，以控制各部件的运行。
所述控制单元包括一计算机和与计算机连接的PLC，所述PLC与所述多个传感器、温控仪、变频器、以及电动调温阀和电动调节阀连接。
所述的柴油机模块化润滑系统，还包括滑油粗滤器和滑油自动滤器，所述滑油粗滤器设在所述机油泵的入口端，所述滑油自动滤器设于所述机油泵的出口端。
本发明柴油机模块化润滑系统相比已有技术，具有如下显著优点1.模块化的形式使得系统结构紧凑，布置简单，安装方便；2.通用性好，针对不同的柴油机，只需更换系统中主要附件的结构、调整各性能参数即可满足不同柴油机的需求，降低了生产、维护成本；3.可将本系统运用于对多台柴油机的润滑油的集中处理、供应和参数优化，减少零部件、提高柴油机机械效率；4.本系统实现了柴油机在全工况范围内运转时各分支支路和关键点所需滑油的温度、流量和压力的最优化配置，使柴油机能在最佳的润滑和冷却状态下可靠工作；5.结合本系统，配备必要的测点，可组成一套柴油机润滑系统的研究装置，可对柴油机润滑系统各关键点进行精确测量，积累系统试验数据，另外，本发明专利稍加改变也可对系统中主要附件如泵、滑油冷却器的特征参数和性能进行试验研究。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明的特征和优点，其中
图1是本发明柴油机模块化润滑系统的原理示意图；图2是本发明柴油机模块化润滑系统的结构示意图；
图3是本发明柴油机模块化润滑系统的控制单元结构框图。
具体实施例方式
请参阅图1～图3所示，本发明的柴油机模块化润滑系统，各部件集成为一个模块，独立布置于柴油机200旁，并与柴油机200的滑油系统连接，通过这种设计，仅需必要的管路和柴油机连接，以及必要的数据接口与柴油机集控台仅需数据的传输和处理就能正常工作。
润滑系统包括油箱100；加热装置，包括加热器101和加热器控制柜102，加热器101设于油箱100内，并连接到加热器控制柜102；温控仪103，与加热器控制柜102连接，可输出温度调节信号给加热器控制柜102；机油泵装置，包括与油箱100相连的机油泵104、驱动机油泵104的机油泵电机105和与机油泵电机105连接的变频器106，变频器106发送电机控制信号，控制电机105的转速，同时电机105将转速反馈给变频器106；电动调节阀107、电动调温阀108和滑油冷却器109，设于机油泵104出口，它们之间的安装顺序可以变化，例如按照电动调节阀107、电动调温阀108和滑油冷却器109的顺序；多个传感器，包括设于油箱100出口的油箱温度传感器110、设于机油泵104出口的机油泵压力传感器111、以及设于电动调温阀108出口的出口温度传感器112和出口压力传感器113，其中油箱温度传感器110可连接到温控仪103，形成闭环的温度控制，出口温度传感器112和出口压力传感器113安装处的滑油管路为柴油机滑油系统的进油管路；控制单元120，包括一个计算机121和与计算机121连接的PLC(Programmable Logic Controller)122，其中PLC 122与柴油机200、多个传感器110～113、温控仪103、变频器106、以及电动调节阀107和电动调温阀108连接，PLC 122可获取柴油机200的运行状态参数，以及多个传感器110～113的检测数据，计算机121内储存有针对每个执行部件，包括温控仪103、变频器106、以及电动调节阀107和电动调温阀108的控制曲线，控制单元120根据柴油机200的运行状态参数，以及多个传感器110～113的检测数据，从控制曲线中选择合适的控制量，分别输出给温控仪103、变频器106、以及电动调节阀107和电动调温阀108，达到自动调整目的。
上面所说的柴油机的运行状态参数包括转速、负载和排气温度等基本参数，但并不仅限于此。在必要的时候，控制单元120从柴油机200中获取更多的运行状态参数，以作为自动调整的依据。
为保证滑油清洁，一般在滑油从油箱100流出后，经过过滤处理，为此，本发明的滑油系统还包括滑油粗滤器114和滑油自动滤器115，其中滑油粗滤器114设在机油泵104的入口端，进行初步过滤，滑油自动滤器115设于机油泵104的出口端，起进一步过滤的作用。应当指出，过滤器通常可根据需要在滑油管路中设置，其数量和安装位置并不作为限制。
在电动调温阀108之后，设置一个低压报警装置116，在油路压力过低时发出报警指令给柴油机控制台，以提醒操作者，避免出现意外。
下面说明利用本发明的柴油机模块化润滑系统的滑油温度、压力和流量控制过程。
滑油温度的控制过程柴油机暖机或做滑油系统零部件试验时，PLC 122通过外部传感器接受到的柴油机200工作过程状态参数(转速、负荷、排温)，据此给出一个模拟输出量AO1给温控仪103，温控仪103再给出一个温度调节输出量，控制加热器101的工作，同时油箱100内的温度通过油箱温度传感器110的信号反馈给温控仪103，从而形成一个温度调节的闭式循环，通过这个闭环控制可以使油箱内的油温达到设定值。柴油机200正常工作时，油温的调节则是通过电动调温阀108和滑油冷却器109来实现的。调温阀108的温度设定范围和开度同样由PLC 122给出的输出量控制，同时调温阀108的温度通过设于调温阀108后的出口温度传感器112反馈给PLC 122，形成闭式循环。
滑油压力和流量的控制过程柴油机200正常工作时，PLC 122依据柴油机工作状态，依据预先设置的调节曲线给出一个模拟输出量AO2给变频器106，变频器106的信号再给机油泵电机105，使电机105按设定好的转速工作，从而带动滑油泵104按照设定状态工作。电机105的转速信号同样要反馈给变频器106，形成闭式反馈循环。这样，滑油泵输出的滑油流量就是我们要求的设定值。设在滑油泵104后的电动调节阀107，由PLC 122控制其开度，从而得到设定的压力，同时调节阀107的压力通过设于调节阀107后的出口温度传感器113反馈给PLC 122，形成闭式循环。
这样，通过控制单元120对机油泵104、电动调节阀107和电动调温阀108的智能控制，按照柴油机运行的工况自动调整，可最优配置到柴油机200各主要润滑部和关键冷却部位的滑油流量、压力和温度，保证柴油机滑油系统在整个运行范围内最优化工作，使滑油系统能在柴油机不同负荷下实现各主要分支管路滑油流量、压力和温度的合理分配，进而可满足全电控柴油机发展的要求。
本发明的柴油机模块化润滑系统还可实现如下修改和应用1.针对不同的柴油机，只需更换系统中主要附件的结构、调整各性能参数即可满足不同柴油机的需求，降低了生产、维护成本；2.可将本系统运用于对多台柴油机的润滑油的集中处理、供应和参数优化，减少零部件、提高柴油机机械效率；3.结合本发明的润滑系统，配备必要的测点，可组成一套柴油机润滑系统的研究装置，可对柴油机润滑系统各关键点进行精确测量，积累系统试验数据，另外，本发明专利稍加改变也可对系统中主要附件如泵、滑油冷却器的特征参数和性能进行试验研究。
以上的实施例说明仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员可依据本发明的上述实施例说明而作出其它种种等效的替换及修改。然而这些依据本发明实施例所作的种种等效替换及修改，属于本发明的发明精神及由权利要求所界定的专利范围内。
权利要求
1.柴油机模块化润滑系统，包括油箱、用于加热油箱的加热装置、用于控制所述加热装置的温控仪、与油箱连接的机油泵装置、以及依次设于机油泵装置后的电动调节阀、电动调温阀和滑油冷却器，滑油冷却器出口与柴油机的滑油系统连接；所述机油泵装置包括机油泵、驱动机油泵的电机和控制电机运行的变频器；其特征在于，还包括多个传感器，包括设于油箱出口的油箱温度传感器、设于机油泵出口的机油泵压力传感器、以及设于电动调温阀出口的出口温度传感器和出口压力传感器；控制单元，与所述多个传感器、温控仪、变频器、以及自动调温阀和自动调节阀连接，控制单元获取发动机的运行状态参数和多个传感器的检测数据，据此控制机油泵电机的转速、温控仪、电动调节阀和电动调温阀的运行；所述模块化润滑系统的各部件集成为一个模块，独立布置于柴油机旁。
2.如权利要求1所述的柴油机模块化润滑系统，其特征在于，所述加热装置包括加热器和加热器控制柜，所述加热器设于所述油箱内，所述加热器控制柜输入端与所述温控仪连接，输出端与所述加热器连接。
3.如权利要求1所述的柴油机模块化润滑系统，其特征在于，所述发动机的运行状态参数包括转速、负载和排气温度。
4.如权利要求1所述的柴油机模块化润滑系统，其特征在于，还包括滑油粗滤器和滑油自动滤器，所述滑油粗滤器设在所述机油泵的入口端，所述滑油自动滤器设于所述机油泵的出口端。
5.如权利要求1所述的柴油机模块化润滑系统，其特征在于，所述控制单元包括一计算机和与计算机连接的PLC，所述PLC与所述多个传感器、温控仪、变频器、以及电动调温阀和电动调节阀连接。
全文摘要
本发明公开一种柴油机模块化润滑系统，包括油箱、加热装置、温控仪、与油箱连接的机油泵装置、以及依次设于机油泵装置后的电动调节阀、电动调温阀和滑油冷却器，滑油冷却器出口与柴油机的滑油系统连接；还包括多个传感器，包括设于油箱出口的油箱温度传感器、设于机油泵出口的机油泵压力传感器、以及设于电动调温阀出口的出口温度传感器和出口压力传感器；控制单元，获取发动机的运行状态参数和多个传感器的检测数据，据此控制机油泵电机的转速、温控仪、电动调节阀和电动调温阀的运行；所述模块化润滑系统的各部件集成为一个模块，独立布置于柴油机旁。本发明可根据柴油机的工况自动调整、最优配置到柴油机各主要润滑部和关键冷却部位的滑油的流量、压力和温度，且通用性强，可灵活调整。
文档编号F01M5/00GK1928331SQ20061011674
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者任林, 王 锋, 梁刚, 陈志忠, 高德明 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所