一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，具体为一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置。


背景技术：

2.随着对环境保护和能源节约的日益重视，发动机尾气排放和燃油消耗率越来越受到关注，为降低发动机尾气排放和燃油消耗，满足日益严格的法律法规要求，发动机正朝着轻量化、紧凑型和大扭矩的方向发展，这也直接导致了发动机曲轴连杆轴径所承受的单位载荷较传统发动机提高了数倍。当发动机的摩擦副内有细小的异物、润滑不好或者尺寸配合有偏差时都会导致主轴瓦或连杆瓦损伤或烧瓦的现象发生，这不仅会影响发动机的正常工作，严重时还会造成曲轴、连杆甚至整个发动机的失效甚至报废。
3.研究发现，当主轴瓦与连杆瓦工作异常时，轴瓦表面的温度会逐步升高，且非正常磨损时流出工作表面的润滑油内fe含量会急剧增加，如果对主轴瓦、连杆瓦的工作温度及其工作表面流出的润滑油进行有效监测，则可以提前预判轴瓦的工作状态，异常发生时，可提前预警，对可能发生的故障及时介入，避免造成更大的损伤。
4.目前，行业内主要是在发动机油底壳上安装油液分析装置，主要对油液的粘度、水分、fe含量进行监控。这种监控方法比较片面，组成发动机的部件多是铸铁件和钢件，且油底壳汇集了来自全部润滑部件的润滑油，监控指标只能反映出润滑油粘度、水分的情况，不能通过金属成分的分析确定是否时轴瓦部件引起的异常，因此现有结构不能满足监控轴瓦的要求。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，可以对连杆瓦与曲轴连杆径之间的润滑油状态、主轴瓦及连杆瓦温度进行在线监测，有效的预防主轴瓦和连杆瓦严重磨损带来的损失，可以有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，包括主轴瓦温度监控系统和连杆瓦监控系统，所述主轴瓦温度监控系统包括主轴瓦温度采集装置、发动机转速传感器和控制单元及安全报警系统，所述主轴瓦温度采集装置包括主轴承盖和主轴瓦温度传感器，所述主轴瓦温度传感器设置在主轴承盖上，所述主轴瓦温度传感器和发动机传感器的输出端分别与控制单元及安全报警系统的输入端电连接，所述连杆瓦监控系统包括连杆瓦温度监控装置和连杆瓦油液监控装置，所述连杆瓦温度监控装置包括油液收集装置和连杆瓦温度传感器，所述油液收集装置包括观察窗和机油收集箱，所述观察窗安装在发动机外侧，所述机油收集箱和连杆瓦温度传感器均安装在观察窗上，所述连杆瓦温度传感器的探测杆伸入到机油收集箱内，所述连杆瓦油液监控装置包括恒温预处理装置和总铁含量检测装置，所述恒温预处理装置上安装有测量润滑油参数的油液特性传感器，所述总铁含量检测装置设置有检测油液中总铁含量的总铁传感器。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述主轴瓦温度传感器螺纹连接在主轴承盖
上。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述机油收集箱的安装位置正对连杆轴承。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述连杆瓦油液监控装置还包括输油管、系统主泵、数据处理及控制和工控主机，所述输油管穿过所述观察窗与机油收集箱内部相连通，所述输油管的一端与系统主泵连接，所述油液特性传感器和总铁传感器的输出端均与数据处理及控制的输入端电连接，所述数据处理及控制的输出端与工控主机的输入端电连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述总铁含量检测装置上设置有流量控制阀。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述总铁含量检测装置与油箱之间设置有回油管。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置可实现对发动机主轴瓦、连杆瓦工作状态的实施监控，通过分析各档主轴瓦、连杆瓦的温度值、油液中水分、油液粘度、铁磁颗粒含量，可综合判断出连杆瓦的工作温度及连杆瓦与连杆轴径之间的磨损情况，发动机运行工况变化时各档轴瓦温度值的变化率，与设定的标准温度值及温度变化率进行对比，可准确定位某档轴瓦可能发生的异常情况，及时做出预警，有效提高了发动机工作的可靠性。
附图说明
13.图1为本发明主轴瓦温度监控系统结构示意图；
14.图2为本发明连杆瓦监控系统结构示意图。
15.图中：1主轴承盖、2主轴瓦温度传感器、3主轴瓦、4观察窗、5机油收集箱、6连杆瓦温度传感器、7输油管。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例(为描述与理解方便，以下以图1的上方为上方进行描述)。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，包括主轴瓦温度监控系统和连杆瓦监控系统，主轴瓦温度监控系统包括主轴瓦温度采集装置、发动机转速传感器和控制单元及安全报警系统，发动机转速传感器安装在发动机转轴上，主轴瓦温度采集装置包括主轴承盖1和主轴瓦温度传感器2，主轴瓦温度传感器2螺纹连接在主轴承盖1上，方便主轴瓦温度传感器的2的安装和拆卸，主轴瓦温度传感器2和发动机传感器的输出端分别与控制单元及安全报警系统的输入端电连接，机油收集箱5的安装位置正对连杆轴承，保证连杆瓦与曲轴连杆径之间润滑油可顺利飞溅到机油收集箱5内，其中发动机转速传感器主要监控发动机工作转速，控制单元及安全报警系统主要是接收主轴瓦温度传感器、发动机转速传感器采集到的数据进行处理，将相关数据显示在工作面板上，对数据做出判断并根据情况进行预警。
18.连杆瓦监控系统包括连杆瓦温度监控装置和连杆瓦油液监控装置，连杆瓦温度监
控装置包括油液收集装置和连杆瓦温度传感器6，油液收集装置包括观察窗4和机油收集箱5，观察窗4安装在发动机外侧，机油收集箱5和连杆瓦温度传感器6均安装在观察窗4上，连杆瓦温度传感器6的探测杆伸入到机油收集箱5内，连杆瓦油液监控装置包括恒温预处理装置和总铁含量检测装置，恒温预处理装置上安装有测量润滑油参数的油液特性传感器，用于测量润滑油的粘度、密度、介电常数和水分，总铁含量检测装置设置有检测油液中总铁含量的总铁传感器，用于判断油液中总铁含量，连杆瓦油液监控装置还包括输油管7、系统主泵、数据处理及控制和工控主机，输油管7穿过观察窗4与机油收集箱5内部相连通，输油管7的一端与系统主泵连接，油液特性传感器和总铁传感器的输出端均与数据处理及控制的输入端电连接，数据处理及控制的输出端与工控主机的输入端电连接，其中数据处理及控制将油液特性传感器及总铁传感器采集到的数据进行处理，工控主机处理及控制的润滑油粘度、密度、介电常数、水分、总铁含量，并在屏幕上显示采集到的实时数据。
19.为了调节油液的流速，便于检测，总铁含量检测装置上设置有流量控制阀。
20.为了节约能源，总铁含量检测装置与油箱之间设置有回油管，将流出的润滑油输送回油箱。
21.发动机工作时，连杆瓦与连杆轴径之间的润滑油通过连杆的摆动，甩入机油收集箱5内，通过安装在观察窗4上的连杆瓦温度传感器6浸入机油收集箱5的油液内，采集连杆瓦实时的工作温度，通过线束传递到控制单元及安全报警装置，结合发动机转速传感器采集的发动机工作转速信号，将各档连杆轴瓦温度根据设定的不同工作转速下的连杆瓦温度限值、各档连杆瓦温差限值，判断此刻各档连杆瓦是否安全、可靠工作，若工作异常则及时预警，同时，系统主泵通过浸入机油收集箱5油液内的输油管7，将润滑油导入恒温预处理装置和总铁含量检测装置，分别测量润滑油的粘度、密度、介电常数、水分、铁磁颗粒等参数，测量参数通过数据处理及控制模块进行分析，结合标定参数，判断测量参数是否正常，若工作异常则及时预警。
22.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，包括主轴瓦温度监控系统和连杆瓦监控系统，其特征在于：所述主轴瓦温度监控系统包括主轴瓦温度采集装置、发动机转速传感器和控制单元及安全报警系统，所述主轴瓦温度采集装置包括主轴承盖(1)和主轴瓦温度传感器(2)，所述主轴瓦温度传感器(2)设置在主轴承盖(1)上，所述主轴瓦温度传感器(2)和发动机传感器的输出端分别与控制单元及安全报警系统的输入端电连接，所述连杆瓦监控系统包括连杆瓦温度监控装置和连杆瓦油液监控装置，所述连杆瓦温度监控装置包括油液收集装置和连杆瓦温度传感器(6)，所述油液收集装置包括观察窗(4)和机油收集箱(5)，所述观察窗(4)安装在发动机外侧，所述机油收集箱(5)和连杆瓦温度传感器(6)均安装在观察窗(4)上，所述连杆瓦温度传感器(6)的探测杆伸入到机油收集箱(5)内，所述连杆瓦油液监控装置包括恒温预处理装置和总铁含量检测装置，所述恒温预处理装置上安装有测量润滑油参数的油液特性传感器，所述总铁含量检测装置设置有检测油液中总铁含量的总铁传感器。2.根据权利要求1所述的一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，其特征在于：所述主轴瓦温度传感器(2)螺纹连接在主轴承盖(1)上。3.根据权利要求1所述的一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，其特征在于：所述机油收集箱(5)的安装位置正对连杆轴承。4.根据权利要求1所述的一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，其特征在于：所述连杆瓦油液监控装置还包括输油管(7)、系统主泵、数据处理及控制和工控主机，所述输油管(7)穿过所述观察窗(4)与机油收集箱(5)内部相连通，所述输油管(7)的一端与系统主泵连接，所述油液特性传感器和总铁传感器的输出端均与数据处理及控制的输入端电连接，所述数据处理及控制的输出端与工控主机的输入端电连接。5.根据权利要求1所述的一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，其特征在于：所述总铁含量检测装置上设置有流量控制阀。6.根据权利要求1所述的一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，其特征在于：所述总铁含量检测装置与油箱之间设置有回油管。

技术总结
本发明公开了一种发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置，包括主轴瓦温度监控系统和连杆瓦监控系统，所述主轴瓦温度监控系统包括主轴瓦温度采集装置、发动机转速传感器和控制单元及安全报警系统，所述主轴瓦温度采集装置包括主轴承盖和主轴瓦温度传感器，所述主轴瓦温度传感器设置在主轴承盖上，所述主轴瓦温度传感器和发动机传感器的输出端分别与控制单元及安全报警系统的输入端电连接，所述连杆瓦监控系统包括连杆瓦温度监控装置和连杆瓦油液监控装置，本发动机主轴瓦及连杆瓦预警装置可以对连杆瓦与曲轴连杆径之间的润滑油状态、主轴瓦及连杆瓦温度进行在线监测，有效的预防主轴瓦和连杆瓦严重磨损带来的损失。连杆瓦严重磨损带来的损失。连杆瓦严重磨损带来的损失。


技术研发人员：王黎明 季永会 张峰瑞 孙思玥 夏汉雨
受保护的技术使用者：河南柴油机重工有限责任公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/6/7