預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統技術方案

本實用新型專利技術預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，屬活塞-連桿式內燃機安全防護系統領域,本系統包括發動機滑油管路壓力傳感器、內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，連接在發動機滑油管路壓力傳感器與內燃機報警控制單元之間；本報警系統可以在內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不良等造成在發動機轉動過程中發生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發出聲光報警并自動停機，從而有效避免因內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危險。

【技術實現步驟摘要】

本技術預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，屬活塞-連桿式內燃機安全防護系統領域。
技術介紹
活塞式內燃機，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不良等都可能造成在發動機轉動過程中發生斷裂，從而引發連桿大端下部軸承掉落，連桿下部上端瓦脫離曲柄銷，連桿大端在轉動曲柄銷的打擊下撞向機體，導致發動機機體、連桿、曲軸、缸套損壞的重大機損事故。一般中小型活塞-連桿式內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循環潤滑。柴油機、汽油機、燃氣機等活塞-連桿式內燃機連桿大端螺栓斷裂前通常先出現松動，從而造成連桿大端軸承同曲柄銷間出現比較大的間隙，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致故障曲柄銷上潤滑油出口處的阻力發生異常周期性變化，進而會引起通向該缸軸承的潤滑油壓力產生周期性異常變化，并進一步導致發動機潤滑油供給總管的壓力發生周期性異常降低變化。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，以避免活塞-連桿式內燃機發動機的機損事故。本技術技術方案：本技術預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，包括發動機滑油管路壓力傳感器、內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，連接在發動機滑油管路壓力傳感器與內燃機報警控制單元之間；采自發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，經電阻和電容將穩定電壓平均值接入運算放大器一的高壓端；當采集到的發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致滑油壓力異常周期性降低而引發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節電阻后輸出的脈沖電壓信號經二極管、電容和電阻隔離整流后的穩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定電壓時，運算放大器二則將輸出報警電壓信號發到內燃機報警控制單元，內燃機發出警報并停機。所述發動機滑油管路壓力傳感器設置于發動機主滑油總管或主軸承滑油分管。所述采自發動機滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。所述運算放大器二負端輸入的報警設定電壓根據內燃機的機型通過試驗設定，可通過調節連接于5v電路板電壓，固定電阻與地線之間的可變電阻調整設定。本技術預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，借助于內燃機已經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，預防“伸腿”事故效果明顯。本技術的用于預防中小型(非二沖程十字頭式)活塞-連桿式內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的預防報警控制系統，可以在內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不良等造成在發動機轉動過程中發生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發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燃機機機架而引發的“伸腿”重大機損事故及人員傷害危險。附圖說明圖1本技術電路圖具體實施方式現結合附圖進一步說明本技術是如何實施的：本技術預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，包括發動機滑油管路壓力傳感器S、內燃機報警控制單元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A1的輸入和運算放大器二A2的輸出，連接在發動機滑油管路壓力傳感器S與內燃機報警控制單元N之間；采自發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A1低電壓入口，另一路通過二極管D過濾隔離后，經電阻R和電容C1將穩定電壓平均值接入運算放大器一A1的高壓端；當采集到的發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致滑油壓力異常周期性降低而引發采集電壓信號周期性降低后，運算放大器一A1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A1通過負反饋電阻Rf和放大調節電阻R1后輸出的脈沖電壓信號經二極管D1、電容C2和電阻R4隔離整流后的穩定輸出的電壓信號Uyc與運算放大器二A2正端輸入口連接，報警設定電壓Usd與運算放大器二A2負端輸入連接，該報警設定電壓Usd根據內燃機的機型通過試驗設定，可通過調節連接于5v電路板電壓U+，固定電阻R3與地線之間的可變電阻R2調整設定；運算放大器二A2報警輸出電壓信號Vout與內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定電壓Usd時，運算放大器二A2則將輸出報警電壓信號Vout發到內燃機報警控制單元，內燃機發出警報并停機。所述發動機滑油管路壓力傳感器S設置于發動機主滑油總管或主軸承滑油分管。所述采自發動機滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，包括發動機滑油管路壓力傳感器、內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，連接在發動機滑油管路壓力傳感器與內燃機報警控制單元之間；采自發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，經電阻和電容將穩定電壓平均值接入運算放大器一的高壓端；當采集到的發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致滑油壓力異常周期性降低而引發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節電阻后輸出的脈沖電壓信號經二極管、電容和電阻隔離整流后的穩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定電壓時，運算放大器二則將輸出報警電壓信號發到內燃機報警控制單元，內燃機發出警報并停機。...

【技術特征摘要】
1.預防內燃機連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報警控制系統，包括
發動機滑油管路壓力傳感器、內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，連接在發動機滑油管路壓
力傳感器與內燃機報警控制單元之間；采自發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，經電阻和電容將穩定電壓平均值接入運算放大器一的高壓
端；當采集到的發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
或斷裂導致滑油壓力異常周期性降低而引發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節電阻后輸出的脈沖電
壓信號經二極管、電容和電阻隔離整流后的穩定輸出的電壓信號與運算放大
器二的正...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔甲國，裴正強，劉光耀，周暉，茜學沛，
申請(專利權)人：長江船舶設計院武漢，
類型：新型
國別省市：湖北;42