增壓器故障預警方法及裝置的製作方法

2023-11-11 02:38:12

專利名稱：增壓器故障預警方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機，特別涉及增壓器故障檢測、預警技術。
背景技術：
增壓器是大功率內燃機的重要部件。內燃機車中的增壓器，使用過程中若發生故障，不 但會對機車本身造成較大的危害，對列車行車安全更是具有巨大的威脅，有可能造成巨大的 經濟損失和人員傷亡。因此，如何防止增壓器在使用時出現故障，怎樣在增壓器出現故障前 及時發出檢修預警，使其得到及時修理，排除安全隱患，是一個關係重大的現實問題。
目前的處理方式是由於沒有有效的手段對增壓器故障進行預警，鐵道部門目前採用縮 短增壓器的檢修周期的辦法來提高其可靠性。這個處理方式雖然在較大程度上解決了問題， 提高了增壓器可靠性，但同時也使大量沒到維修期的增壓器提前進入了修理程序，造成了巨 大的人力和物力的浪費，並且也不能從根本上解決問題。
增壓器惰轉，是指柴油機停機後，增壓器由於慣性作用而繼續轉動的狀態。引發增壓器 產生故障的原因很多，比如軸承燒損、葉片開裂、潤滑不良，油封漏油、積碳等等。通過大 量的試驗數據分析發現，無論那種原因造成的增壓器故障，都會在增壓器惰轉參數上有所體 現。

發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種根據機車增壓器惰轉參數，對其故障進行預 警的方法及裝置。
本發明解決所述技術問題採用的技術方案是增壓器故障預警方法，包括以下步驟
a. 檢測增壓器惰轉參數；
b. 將上述惰轉參數與正常值比較；
C.當惰轉參數與正常值的差值達到設定值則發出故障預警。 具體的，所述惰轉參數為轉速衰減參數。
進一步的，所述轉速衰減參數為進入惰轉後由某一轉速Vi下降到轉速為Vs時所經過的 時間。
特別是，所述轉速衰減參數為進入惰轉後由某一轉速Vi下降到轉速為O時所經過的時間。 進一步的，所述正常值是正常增壓器相應參數的統計平均值。
本發明的增壓器故障預警裝置，包括狀態檢測電路、參數檢測電路、中央處理單元及預 警輸出電路；
所述狀態檢測電路用於檢測增壓器工作狀態，向中央處理單元輸入增壓器進入惰轉狀態 的信號；
所述參數檢測電路用於檢測增壓器惰轉參數，向中央處理單元輸入增壓器惰轉參數； 所述中央處理單元，用於對輸入信號進行處理，根據輸入參數與正常值的比較結果，輸 出預警信號；
所述預警輸出電路與中央處理單元連接，將中央處理單元輸出的預警信號轉換為聲光信 號輸出。
具體的，所述狀態檢測電路由光電耦合器構成，所述光電耦合器輸入端通過電阻與增壓 器連接，輸出端與中央處理單元連接。
具體的，所述參數檢測電路包括轉速傳感器和光電耦合器；所述轉速傳感器輸出的增壓 器轉速信號通過電阻與光電耦合器輸入端連接，所述光電耦合器輸出端與中央處理單元連接
進一步的，所述中央處理單元由微處理器、存儲器、時鐘電路及復位電路構成；所述存 儲器、時鐘電路及復位電路與微處理器連接。
具體的，所述微處理器採用MCS-51系列單片機。
本發明的有益效果是，提供了增壓器故障簡單有效的預警方法，既避免了正常機器提前 進行檢修而產生的巨大浪費，又能夠即時發現增壓器的故障隱患，從根本上解決了增壓器故 障預警的難題。本發明實施電路結構簡單，具有顯著的經濟效果。
以下結合附圖及具體實施方式
詳細描述本發明的技術方案。


圖1是增壓器故障檢測裝置結構示意圖2是實施例的電路原理圖。
具體實施例方式
本發明的增壓器故障預警方法，通過檢測增壓器惰轉參數，並將其與正常值比較，判斷 增壓器是否需要進行檢修。詳細步驟如下
首先，當柴油機停機後，增壓器進入惰轉狀態後，對增壓器惰轉參數進行檢測。可以檢 測增壓器轉軸從進入惰轉開始至完全停止轉動所經過的時間，即惰轉時間；也可以檢測進入
惰轉時增壓器轉軸由某一轉速Vi下降到Vs時所經過的時間，即轉速衰減參數。本發明優選檢 測轉速由Vi二2000轉/分，衰減到Vs二O時所經過的時間。這是因為一般情況下，柴油機停機 後，增壓器進入惰轉時，轉速通常高於2000轉/分，以該轉速為檢測點(Vi)可以適應大多 數機型，及幾乎所有停機情況。而且從2000轉/分衰減到0 (Vs = 0)的時間在l分鐘內，便於 檢測，程序也更簡單、更省事。
第二步，將上述檢測參數與存儲的正常值比較。
第三步，當上述檢測參數與正常值的差值達到設定值時，則認為增壓器進入了需要維修 的狀態，發出故障預警，提醒工作人員及時進行停機檢修。
上述正常值是通過對多臺正常增壓器相應參數進行檢測統計的平均值，上述設定值可以 根據增壓器具體型號、檢測參數等決定。
如圖1所述，本發明的增壓器故障預警裝置，包括狀態檢測電路ll、參數檢測電路12、 中央處理單10元及預警輸出電路13。
狀態檢測電路11與中央處理單元10連接，主要功能是檢測增壓器狀態，當增壓器進入惰 轉狀態時，及時向中央處理單元10輸入信號。
參數檢測電路12與中央處理單元10連接，用於檢測增壓器惰轉參數，向中央處理單元 IO輸入檢測參數。
中央處理單元IO，用於對輸入的狀態信號及參數進行處理，並根據輸入參數與正常值比 較的結果，輸出預警信號。
預警輸出電路13與中央處理單元10連接，將中央處理單元10輸出的預警信號轉換為聲光 信號輸出，提醒相關人員及時進行檢修。
以下通過僅用於舉例的實施例，進一步詳細描述本發明的技術方案。
實施例
本例的電路結構參見圖2。圖中狀態檢測電路11由光電耦合器110構成，光電隔離器IIO 輸入端，通過電阻112與增壓器電源連接，光電隔離器110輸出端通過電阻111上拉到本機電 源Vcc，並與微處理器100連接。
圖中光電耦合器120、轉速傳感器123及電阻121和電阻122構成本例的參數檢測電路12。 光電耦合器120輸入端通過電阻122與轉速傳感器123輸出的增壓器轉速信號連接，輸出端接 微處理器IOO，並通過電阻121與本機電源Vcc連接。圖中轉速傳感器123用於檢測增壓器轉軸 的轉速。
本例的中央處理單元10包括微處理器IOO，電容102、電容103及晶振104構成的時鐘電
路及復位電路ioi。時鐘電路與微處理器100連接，為其提供工作時鐘信號，復位電路101 ( 也稱為看門狗電路)採用MAX813L集成電路，連接到微處理器100的復位端，開機時為微處理 器100提供復位信號，異常情況下強迫微處理器100復位，恢復電路正常工作狀態。
本例的預警輸出電路13由蜂鳴器131、電阻134、電阻135、發光二極體132、發光二極體 133構成。蜂鳴器131與微處理器100連接，用於輸出聲音預警信號。電阻134及電阻135與微 處理器100連接，並分別通過發光二極體132和發光二極體133接地，用於指示系統狀態和發 射光信號預警。
本例的微處理器100選用MCS-51系列的80C31單片機。80C31是INTEL公司MCS-51系列單片 機中最基本的產品，它採用INTEL公司可靠的HCM0S工藝技術製造的高性能8位單片機，屬於 標準的MCS-51的HCM0S產品。具有技術成熟，便於開發的特點。
圖中存儲器105用於存儲增壓器相關參數的正常值，可以選擇常用的EEPROM、 FLASH等存 儲器，如果單片機內置存儲器空間足夠，可以省略該存儲器。
本例的增壓器故障預警裝置，圖2中節點1和節點2與機車110V直流電源連接，該110V直 流電源在柴油機停機時會產生跳變，將這一跳變信號通過電阻112和光電耦合器110輸入微處 理器IOO，作為判斷增壓器惰轉的信號。
圖中光電耦合器IIO、 120的功能是將機車電氣線路與80C31單片機系統電路隔離，將機 車110V直流高電壓信號轉換成80C31單片機系統匹配的電平信號輸入80C31單片機系統。圖中 顯示器採用LED (發光二極體)顯示屏，用於顯示增壓器轉速和惰轉時間。圖中發光二極體 132為電源狀態指示燈，用來指示電路是否上電工作，發光二極體133是工作狀態指示燈，用 來指示轉速測量記時時段。圖中電路上電工作後，就以每秒鐘l次的掃描頻率檢測各部分工 作狀態，同時電源狀態指示燈132以每秒鐘1次的頻率閃爍。工作狀態指示燈熄滅，表示電路 工作正常。
當機車柴油機停機後，機車電磁聯鎖信號電平有一個由110V向0V的跳變過程，這個跳變 信號通過節點1和節點2經光電隔離輸入微處理器100，表示此時增壓器處於惰性運轉狀態， 其轉速信號通過經光電耦合器120輸入微處理器100。當微處理器100檢測到增壓器轉軸轉速 進入監控範圍時(如2000轉/分)就開始記時，當增壓器轉軸轉速下降到O時，停止計時，並 與存儲器105中存儲的正常值(55秒)比較，當檢測值與正常值的差值小於設定值(比如20 秒時，通過蜂鳴器131、發光二極體133發出聲光報警，提示使用者該增壓器需要進行檢修， 避免故障的擴大造成損失。
權利要求
1.增壓器故障預警方法，其特徵在於，包括以下步驟a.檢測增壓器惰轉參數；b.將上述惰轉參數與正常值比較；c.當惰轉參數與正常值的差值達到設定值則發出故障預警。
全文摘要
本發明涉及內燃機，特別涉及增壓器故障檢測、預警技術。本發明公開了一種根據機車增壓器惰轉參數，對其故障進行預警的方法及裝置。本發明的增壓器故障預警方法，包括以下步驟a.檢測增壓器惰轉參數；b.將上述惰轉參數與正常值比較；c.當惰轉參數與正常值的差值達到設定值則發出故障預警。本發明的增壓器故障預警裝置，包括狀態檢測電路、參數檢測電路、中央處理單元及預警輸出電路。本發明的有益效果是，提供了增壓器故障簡單有效的預警方法，既避免了正常機器提前進行檢修而產生的巨大浪費，又能夠即時發現增壓器的故障隱患，從根本上解決了增壓器故障預警的難題。本發明實施電路結構簡單，具有顯著的經濟效果。
文檔編號F02B39/00GK101109313SQ20071020156
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月31日 優先權日2007年8月31日
發明者丁亞平, 唐世龍, 強 屈, 胡立兵, 袁厚剛, 裴雲虎, 鍾先平 申請人:成都鐵華電子科技實業有限公司;成都鐵馬機車車輛實業有限公司